《物聯網感測器技術與套用》是2020年3月人民郵電出版社出版的圖書，作者是黃玉蘭。
基本介紹
- 書名：物聯網感測器技術與套用
- 作者：黃玉蘭
- ISBN：9787115357311
- 頁數：252頁
- 定價：44元
- 出版社：人民郵電出版社
- 出版時間：2020年3月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書系統地介紹了感測器的基礎知識，詳細講解了各類感測器的工作原理，簡要介紹了感測器微型化、集成化、智慧型化和網路化的發展方向，清晰地闡明了感測器的目標是構建物聯網。全書共分12章，第 1章為物聯網與感測器概述；第 2章為感測器的一般特性；第3章～第 10章詳細介紹了電阻式、電容式、電感式、旋備嘗熱電式、壓電式、磁電式、光電式(包重多組台括光電效應、紅外、CCD、光纖)、化學(包括離子敏、氣敏、濕敏)和生物感測器的轉換原慨民幾理、結構組成、特性分析、愉頁測量悼重殼茅方法和套用實例；第 11章和第 12章介紹了感測器的數位化、集成化、智慧型化和網路化。本書內容豐富，具有可讀性、知識性和完整性，不僅全面介紹了感測器的基本理論，也介紹了現代感測器所涉及的微機電系統、智慧型感測器、多感測器信息融合、無線感測器網路和物聯網等內容。為便於學習，書中每章均配有例題、小結、思考題和習題。
本書面向套用型人才的培養，適合作為高等院校物聯網、電子信息、自動化、計算機套用、機電一體化、測控技術、儀器儀表及相關專業學生的教材。本書對於從事物聯網感測器工作的工程師來說也是一本很好的參考書。
圖書目錄
第 1章 物聯網與感測器概述 1
1.1 物聯網與感測器的概念 1
1.1.1 物聯網的概念 1
1.1.2 感測器的概念 2
1.1.3 感測器是物聯網全面感知的基石 2
1.2 感測器的組成和分類 3
1.2.1 感測器的組成 3
1.2.2 感測器的分類 3
1.3 感測器的技術特點和發展趨勢 5
1.3.1 感測器的技術特點 5
1.3.2 感測器新原理、新材料、新工藝的發展趨勢 7
1.3.3 感測器微型化、多功能、集成化的發展趨勢 7
1.3.4 感測器智慧型化、多融合、網路化的發展趨勢 8
1.4 無線感測器網路 9
1.4.1 無線感測器網路的概念 9
1.4.2 無線感測器網路的結構和特點 10
1.4.3 無線感測器網路的發展階段 12
1.4.4 物聯網中的無線感測器網路 13
本章小結 14
思考題和習題 15
第 2章 感測器的一般特性 16
2.1 感測器的數學模型和特性 16
2.1.1 靜態模型 16
2.1.2 靜態特性 16
2.1.3 動態模型 20
2.1.4 動態特性 21
2.2 感測器的標定與校準 25
2.2.1 靜態標定 25
2.2.2 動態標定 26
2.2.3 提高感測器性能的方法 26
2.2.4 感測器測試無失真的條件 26
2.3 感測器一般特性舉例 26
本章小結 34
思考題和習題察阿朵 34
第3章 電阻式感測器 36
3.1 彈性敏感元件 36
3.1.1 彈性敏感元件的材料 36
3.1.2 彈性敏感元件的結構 37
3.1.3 彈性敏感元件的基本特性 39
3.2 電位器式感測器 40
3.2.1 電位器的工作原理 41
3.2.2 電位器的基本結構 42
3.2.3 電位器式感測器套用實例 42
3.3 金屬電阻應變式感測器 43
3.3.1 應變效應 43
3.3.2 金屬電阻應變片 45
3.3.3 測量電路 48
3.3.4 金屬電阻應變式感測器套用實例 51
3.4 壓阻式感測器 54
3.4.1 壓阻效應 54
3.4.2 半導體應變片 55
3.4.3 壓阻式感測器套用實例 56
本章小結 57
思考題和習題 58
第4章 電容式感測器 59
4.1 電容式感測器的工作原理 59
4.2 電容式感測器的類型和特點 60
4.2.1 變面積型電容感測器 60
4.2.2 變極距型電容感測器 61
4.2.3 變介質型電容感測器 63
4.3.1 電容式感測器的等效電路 65
4.3.2 交流電橋方式的測量電路 65
4.3.3 運算放大器方式的測量電路 66
4.3.4 二極體T型網路方式的測量電路 67
4.3.5 差動脈衝寬度調製方式的測量電路 68
4.4 電容式感測器套用實例 70
4.4.1 電容式差壓感測器 70
4.4.2 電容測鞏歡紙厚儀 70
4.4.3 電容式料位感測器 71
本章小結 72
思考題和習題 72
第5章 電感式感測器 74
5.1 自感式感測器 74
5.1.1 自感的定義 74
5.1.2 氣隙型電感感測器 75
5.1.3 螺管型電感感測器 78
5.1.4 自感式感測器的等效電路 79
5.1.5 自感式感測器的測量電路 80
5.1.6 自感式感測器的套用實例 82
5.2 互感式感測器 83
5.2.1 互感的定義 83
5.2.2 差動變壓器式互感感測器 84
5.2.3 互感式感測器的測量電路 85
5.2.4 互感式感測器的套用實例 86
5.3 電渦流式感測器 87
5.3.1 電渦流式感測器的工作原理 88
5.3.2 高頻反射式電渦流感測器 88
5.3.3 低頻透射式電渦流感測器 91
5.3.4 電渦流式感測器的套用實例 92
本章小結 94
思考題和習題 95
第6章 熱電式感測器 97
6.1 熱電阻感測器 97
6.1.1 金屬熱電阻 97
6.1.2 熱電阻測量電路 98
6.2 熱電偶感測器 99
6.2.1 熱電效應 99
6.2.2 熱電偶基本定律 100
6.2.3 熱電偶的種類和結構 102
6.2.4 熱電偶冷端溫度補償 105
6.2.5 熱電偶的實用測溫電路 107
6.3 熱敏電阻感測器 107
6.3.1 熱敏電阻的結構和材料 107
6.3.2 熱敏電阻的基本參數 108
6.3.3 熱敏電阻的主要特性 109
6.3.4 熱敏電阻的套用實例 110
本章小結 111
思考題和習題 112
第7章 壓電式感測器 114
7.1 壓電效應 114
7.1.1 壓電效應的現象 114
7.1.2 壓電效應的工作原理 115
7.2 壓電材料的主要特性 118
7.2.1 壓電晶體 119
7.2.2 壓電陶瓷 119
7.2.3 新型壓電材料 119
7.3 壓電式感測器的等效電路和測量電路 120
7.3.1 壓電元件的結構形式 120
7.3.2 壓電式感測器的等效電路 121
7.3.3 壓電式感測器的測量電路 121
7.4 壓電式感測器的套用實例 125
7.4.1 壓電式感測器的形式和特點 125
7.4.2 壓電式加速度感測器 125
7.4.3 壓電式測力感測器 127
7.4.4 壓電式壓力感測器 127
本章小結 128
思考題和習題 129
第8章 磁電式感測器 130
8.1 磁電感應式感測器 130
8.2 霍爾感測器 131
8.2.1 霍爾效應 131
8.2.2 霍爾元件的主要特性參數 132
8.2.3 霍爾元件的結構和測量電路 133
8.2.4 霍爾元件的測量誤差與補償 134
8.2.5 集成霍爾感測器 137
8.2.6 霍爾感測器的套用實例 138
8.3 其他磁敏感測器 142
8.3.1 磁敏電阻 143
8.3.2 磁敏二極體 145
本章小結 148
思考題和習題 149
第9章 光電式感測器 150
9.1 概述 150
9.1.1 光電式感測器的組成 150
9.1.2 光電式感測器的分類 151
9.1.3 光源 151
9.2 光電效應及光電效應感測器 154
9.2.1 光電效應 154
9.2.2 光電管和光電倍增管 155
9.2.3 光敏電阻 157
9.2.5 光電池 161
9.2.6 光電效應感測器的套用實例 162
9.3 紅外感測器 165
9.3.1 紅外輻射基本知識 166
9.3.2 紅外探測器 167
9.3.3 紅外感測器的套用實例 169
9.4 固態圖像感測器 172
9.4.1 CCD的工作原理 173
9.4.2 線陣和面陣CCD圖像感測器 175
9.4.3 CCD圖像感測器的套用實例 177
9.5 光纖感測器 179
9.5.1 光纖的結構、傳光原理和分類 179
9.5.2 光纖感測器的結構、特點和分類 181
9.5.3 光纖感測器的調製方式 184
9.5.4 光纖感測器的套用實例 185
本章小結 189
思考題和習題 190
第 10章 化學感測器和生物感測器 192
10.1 化學感測器 192
10.1.1 離子敏感測器 192
10.1.2 氣敏感測器 193
10.1.3 濕敏感測器 197
10.2 生物感測器 202
10.2.1 生物感測器的工作原理 203
10.2.2 酶感測器 203
10.2.3 葡萄糖感測器 204
10.2.4 微生物感測器 205
10.2.5 免疫感測器 205
本章小結 206
思考題和習題 207
第 11章 感測器數位化 208
11.1 碼盤式感測器 208
11.1.1 接觸式碼盤編碼器 208
11.1.2 光電式碼盤編碼器 211
11.1.3 碼盤式編碼器的套用實例 211
11.2 光柵感測器 212
11.2.1 長光柵和莫爾條紋 212
11.2.2 長光柵感測器的結構和工作原理 213
11.2.3 長光柵感測器的測量電路 215
11.2.4 圓光柵 216
11.2.5 光柵感測器的套用實例 217
11.3 感應同步器 217
11.3.1 直線式感應同步器的結構 218
11.3.2 直線式感應同步器的工作原理 218
11.3.3 旋轉式感應同步器 221
11.3.4 感應同步器的測量系統 222
11.4 頻率式數字感測器 222
11.4.1 RC振盪器式頻率感測器 223
11.4.2 振弦式頻率感測器 223
11.4.3 振筒式頻率感測器 224
11.4.4 頻率輸出諧振式感測器的測量方法 225
本章小結 226
思考題和習題 227
第 12章 感測器集成化、智慧型化和網路化 228
12.1.1 微感測器的材料 229
12.1.2 微感測器的加工工藝 230
12.1.3 矽電容式集成壓力感測器 231
12.1.4 矽微機械三軸加速度感測器 231
12.1.5 矽電容式微機械陀螺 232
12.2 智慧型感測器 233
12.2.1 智慧型感測器的功能和特點 233
12.2.2 智慧型感測器的構成和實現 234
12.2.3 智慧型感測器的典型實例 235
12.2.4 智慧型感測器的發展前景 240
12.3 多感測器信息融合技術 240
12.3.1 多感測器信息融合的基本原理 241
12.3.2 多感測器信息融合的層次和結構 241
12.3.3 多感測器信息融合實例 242
12.4 感測器網路化 243
12.4.1 感測器網路的發展歷史 243
12.4.2 現場匯流排 244
12.4.3 智慧型微塵 248
12.4.4 感測器網路化的目標——物聯網 249
本章小結 250
思考題和習題 251
參考文獻 252
3.1.3 彈性敏感元件的基本特性 39
3.2 電位器式感測器 40
3.2.1 電位器的工作原理 41
3.2.2 電位器的基本結構 42
3.2.3 電位器式感測器套用實例 42
3.3 金屬電阻應變式感測器 43
3.3.1 應變效應 43
3.3.2 金屬電阻應變片 45
3.3.3 測量電路 48
3.3.4 金屬電阻應變式感測器套用實例 51
3.4 壓阻式感測器 54
3.4.1 壓阻效應 54
3.4.2 半導體應變片 55
3.4.3 壓阻式感測器套用實例 56
本章小結 57
思考題和習題 58
第4章 電容式感測器 59
4.1 電容式感測器的工作原理 59
4.2 電容式感測器的類型和特點 60
4.2.1 變面積型電容感測器 60
4.2.2 變極距型電容感測器 61
4.2.3 變介質型電容感測器 63
4.3.1 電容式感測器的等效電路 65
4.3.2 交流電橋方式的測量電路 65
4.3.3 運算放大器方式的測量電路 66
4.3.4 二極體T型網路方式的測量電路 67
4.3.5 差動脈衝寬度調製方式的測量電路 68
4.4 電容式感測器套用實例 70
4.4.1 電容式差壓感測器 70
4.4.2 電容測厚儀 70
4.4.3 電容式料位感測器 71
本章小結 72
思考題和習題 72
第5章 電感式感測器 74
5.1 自感式感測器 74
5.1.1 自感的定義 74
5.1.2 氣隙型電感感測器 75
5.1.3 螺管型電感感測器 78
5.1.4 自感式感測器的等效電路 79
5.1.5 自感式感測器的測量電路 80
5.1.6 自感式感測器的套用實例 82
5.2 互感式感測器 83
5.2.1 互感的定義 83
5.2.2 差動變壓器式互感感測器 84
5.2.3 互感式感測器的測量電路 85
5.2.4 互感式感測器的套用實例 86
5.3 電渦流式感測器 87
5.3.1 電渦流式感測器的工作原理 88
5.3.2 高頻反射式電渦流感測器 88
5.3.3 低頻透射式電渦流感測器 91
5.3.4 電渦流式感測器的套用實例 92
本章小結 94
思考題和習題 95
第6章 熱電式感測器 97
6.1 熱電阻感測器 97
6.1.1 金屬熱電阻 97
6.1.2 熱電阻測量電路 98
6.2 熱電偶感測器 99
6.2.1 熱電效應 99
6.2.2 熱電偶基本定律 100
6.2.3 熱電偶的種類和結構 102
6.2.4 熱電偶冷端溫度補償 105
6.2.5 熱電偶的實用測溫電路 107
6.3 熱敏電阻感測器 107
6.3.1 熱敏電阻的結構和材料 107
6.3.2 熱敏電阻的基本參數 108
6.3.3 熱敏電阻的主要特性 109
6.3.4 熱敏電阻的套用實例 110
本章小結 111
思考題和習題 112
第7章 壓電式感測器 114
7.1 壓電效應 114
7.1.1 壓電效應的現象 114
7.1.2 壓電效應的工作原理 115
7.2 壓電材料的主要特性 118
7.2.1 壓電晶體 119
7.2.2 壓電陶瓷 119
7.2.3 新型壓電材料 119
7.3 壓電式感測器的等效電路和測量電路 120
7.3.1 壓電元件的結構形式 120
7.3.2 壓電式感測器的等效電路 121
7.3.3 壓電式感測器的測量電路 121
7.4 壓電式感測器的套用實例 125
7.4.1 壓電式感測器的形式和特點 125
7.4.2 壓電式加速度感測器 125
7.4.3 壓電式測力感測器 127
7.4.4 壓電式壓力感測器 127
本章小結 128
思考題和習題 129
第8章 磁電式感測器 130
8.1 磁電感應式感測器 130
8.2 霍爾感測器 131
8.2.1 霍爾效應 131
8.2.2 霍爾元件的主要特性參數 132
8.2.3 霍爾元件的結構和測量電路 133
8.2.4 霍爾元件的測量誤差與補償 134
8.2.5 集成霍爾感測器 137
8.2.6 霍爾感測器的套用實例 138
8.3 其他磁敏感測器 142
8.3.1 磁敏電阻 143
8.3.2 磁敏二極體 145
本章小結 148
思考題和習題 149
第9章 光電式感測器 150
9.1 概述 150
9.1.1 光電式感測器的組成 150
9.1.2 光電式感測器的分類 151
9.1.3 光源 151
9.2 光電效應及光電效應感測器 154
9.2.1 光電效應 154
9.2.2 光電管和光電倍增管 155
9.2.3 光敏電阻 157
9.2.5 光電池 161
9.2.6 光電效應感測器的套用實例 162
9.3 紅外感測器 165
9.3.1 紅外輻射基本知識 166
9.3.2 紅外探測器 167
9.3.3 紅外感測器的套用實例 169
9.4 固態圖像感測器 172
9.4.1 CCD的工作原理 173
9.4.2 線陣和面陣CCD圖像感測器 175
9.4.3 CCD圖像感測器的套用實例 177
9.5 光纖感測器 179
9.5.1 光纖的結構、傳光原理和分類 179
9.5.2 光纖感測器的結構、特點和分類 181
9.5.3 光纖感測器的調製方式 184
9.5.4 光纖感測器的套用實例 185
本章小結 189
思考題和習題 190
第 10章 化學感測器和生物感測器 192
10.1 化學感測器 192
10.1.1 離子敏感測器 192
10.1.2 氣敏感測器 193
10.1.3 濕敏感測器 197
10.2 生物感測器 202
10.2.1 生物感測器的工作原理 203
10.2.2 酶感測器 203
10.2.3 葡萄糖感測器 204
10.2.4 微生物感測器 205
10.2.5 免疫感測器 205
本章小結 206
思考題和習題 207
第 11章 感測器數位化 208
11.1 碼盤式感測器 208
11.1.1 接觸式碼盤編碼器 208
11.1.2 光電式碼盤編碼器 211
11.1.3 碼盤式編碼器的套用實例 211
11.2 光柵感測器 212
11.2.1 長光柵和莫爾條紋 212
11.2.2 長光柵感測器的結構和工作原理 213
11.2.3 長光柵感測器的測量電路 215
11.2.4 圓光柵 216
11.2.5 光柵感測器的套用實例 217
11.3 感應同步器 217
11.3.1 直線式感應同步器的結構 218
11.3.2 直線式感應同步器的工作原理 218
11.3.3 旋轉式感應同步器 221
11.3.4 感應同步器的測量系統 222
11.4 頻率式數字感測器 222
11.4.1 RC振盪器式頻率感測器 223
11.4.2 振弦式頻率感測器 223
11.4.3 振筒式頻率感測器 224
11.4.4 頻率輸出諧振式感測器的測量方法 225
本章小結 226
思考題和習題 227
第 12章 感測器集成化、智慧型化和網路化 228
12.1.1 微感測器的材料 229
12.1.2 微感測器的加工工藝 230
12.1.3 矽電容式集成壓力感測器 231
12.1.4 矽微機械三軸加速度感測器 231
12.1.5 矽電容式微機械陀螺 232
12.2 智慧型感測器 233
12.2.1 智慧型感測器的功能和特點 233
12.2.2 智慧型感測器的構成和實現 234
12.2.3 智慧型感測器的典型實例 235
12.2.4 智慧型感測器的發展前景 240
12.3 多感測器信息融合技術 240
12.3.1 多感測器信息融合的基本原理 241
12.3.2 多感測器信息融合的層次和結構 241
12.3.3 多感測器信息融合實例 242
12.4 感測器網路化 243
12.4.1 感測器網路的發展歷史 243
12.4.2 現場匯流排 244
12.4.3 智慧型微塵 248
12.4.4 感測器網路化的目標——物聯網 249
本章小結 250
思考題和習題 251
參考文獻 252
