現代感測器技術：面向物聯網套用（第2版）

《現代感測器技術：面向物聯網套用（第2版）》是電子工業出版社2016年出版的圖書，作者是劉少強,張靖。

基本介紹

• 書名：現代感測器技術：面向物聯網套用（第2版）
• 作者：劉少強,張靖
• ISBN：9787121298752
• 頁數：420頁
• 出版社：電子工業出版社 
• 出版時間：劉少強,張靖
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

基本信息

現代感測器技術——面向物聯網套用（第2版）

叢書名 ：國家級特色專業（物聯網工程）規劃教材

作 譯 者：劉少強,張靖

出版時間：2016-09

千 字 數：588

版 次：01-01

頁 數：420

開 本：16開

I S B N ：9787121298752

內容簡介

本書全面概括現代感測器的技術與套用，注重理論講解和實踐套用，尤其關注在物聯網套用中的常見的感測器技術。

目錄信息

第1章 緒論 （1）

1.1 感測器的地位和作用 （1）

1.2 感測器的相關概念 （2）

1.2.1 測量和測量系統 （2）

1.2.2 感測器的定義 （3）

1.2.3 感測器的分類 （4）

1.3 感測器的一般構成 （7）

1.3.1 感測器的基本組成 （7）

1.3.2 感測器的信號調理與接口 （8）

1.4 感測器技術的特點與發展趨勢 （11）

1.4.1 感測器技術的特點 （11）

1.4.2 感測器技術的發展趨勢 （12）

1.5 物聯網用感測器的特點和發展趨勢 （13）

1.5.1 物聯網用感測器的需求及技術特點 （13）

1.5.2 物聯網用感測器的技術與套用發展趨勢 （14）

思考題與習題 （14）

第2章 感測器的性能與評價 （16）

2.1 感測器的特性概述 （16）

2.1.1 機械特性 （16）

2.1.2 工作特性 （16）

2.2 感測器的誤差 （17）

2.2.1 理想感測器與實用中的局限性 （17）

2.2.2 誤差及其來源 （17）

2.3 感測器的靜態特性 （19）

2.3.1 輸出與輸入的靜態函式關係 （19）

2.3.2 線性度 （20）

2.3.3 靈敏度與測量範圍 （21）

2.3.4 遲滯特性與重複性 （22）

2.3.5 分辨力與閾值 （23）

2.3.6 穩定性 （24）

2.3.7 綜合誤差 （24）

2.4 感測器的動態特性 （25）

2.4.1 動態特性分析方法 （25）

2.4.2 頻率回響特性與動態品質的關係 （26）

2.4.3 時域回響特性與動態品質的關係 （28）

2.5 感測器的標定 （30）

2.6 感測器的合理選用 （32）

思考題與習題 （34）

第3章 電阻、電容和電感的感測原理與測量方法 （36）

3.1 概述 （36）

3.2 電阻感測器與電阻參數的測量 （37）

3.2.1 電阻感測器原理與電阻測量問題 （37）

3.2.2 測量電阻時需要考慮的問題和方法 （37）

3.3 電容感測器原理與電容參數的測量 （45）

3.3.1 電容感測器原理 （45）

3.3.2 電容感測器的構成 （47）

3.3.3 電容參數的測量 （48）

3.4 電感感測器原理與電感參數的測量 （57）

3.4.1 電感的感測原理 （57）

3.4.2 電感參數的測量 （61）

思考題與習題 （64）

第4章 感測器中常用的物理效應與器件 （65）

4.1 概述 （65）

4.2 彈性效應和彈性元件 （67）

4.2.1 彈性敏感元件的基本特性 （67）

4.2.2 彈性元件的材料性能及穩定性處理 （72）

4.3 電阻應變效應和壓阻效應及器件 （73）

4.3.1 電阻應變原理和電阻應變片 （73）

4.3.2 應變片和應變式感測器的特點及套用 （75）

4.3.3 壓阻效應 （76）

4.4 壓電效應與器件 （82）

4.4.1 壓電效應與材料 （82）

4.4.2 壓電元件的等效電路和測量電路 （83）

4.4.3 壓電式感測器的結構 （85）

4.5 光電效應與感測器件 （86）

4.5.1 光電效應 （86）

4.5.2 光電效應主要器件及基本特性 （88）

4.5.3 集成光電檢測器件 （92）

4.5.4 光電感測器的構成與類型 （93）

4.5.5 紅外感測原理與探測器特點 （95）

4.6 光纖感測原理與類型 （97）

4.6.1 光纖感測原理 （97）

4.6.2 光纖感測器的工作原理及組成 （101）

4.7 磁電效應和磁敏器件 （103）

4.7.1 磁電效應與器件結構 （103）

4.7.2 霍爾效應與半導體器件 （104）

4.7.3 磁電阻效應與元件 （108）

4.7.4 磁敏電晶體 （112）

4.7.5 磁敏器件的套用 （114）

4.8 磁致伸縮效應和壓磁效應 （115）

4.8.1 磁致伸縮效應 （115）

4.8.2 壓磁效應 （115）

4.9 熱阻效應、熱電效應和熱釋電效應 （116）

4.9.1 熱阻效應與熱敏器件 （116）

4.9.2 熱電效應及器件 （117）

4.9.3 熱釋電效應及器件 （118）

4.10 與聲波有關的效應與器件 （120）

4.10.1 超音波檢測的原理和超音波換能器 （120）

4.10.2 聲表面波原理與器件 （122）

思考題與習題 （125）

第5章 機械量感測器 （127）

5.1 線位移感測器 （127）

5.1.1 磁阻式線位移感測器 （128）

5.1.2 光纖小位移感測器 （129）

5.1.3 光電式線位移感測器 （132）

5.2 物位感測器 （133）

5.2.1 超音波物位感測器 （133）

5.2.2 電容式物位感測器 （134）

5.2.3 磁致伸縮物位感測器 （135）

5.3 數字式位移感測器 （136）

5.3.1 絕對編碼器式角位移感測器 （136）

5.3.2 增量編碼器 （140）

5.3.3 光柵精密線位移感測器 （142）

5.4 速度感測器 （144）

5.4.1 光電式速度感測器 （144）

5.4.2 磁電式速度感測器 （146）

5.4.3 都卜勒效應測速 （147）

5.5 轉速感測器 （149）

5.5.1 光電式轉速感測器 （149）

5.5.2 磁電感應式轉速感測器 （150）

5.5.3 霍爾式轉速感測器 （151）

5.6 加速度感測器 （151）

5.6.1 壓電式加速度感測器 （152）

5.6.2 電容式加速度感測器 （154）

5.6.3 壓阻式加速度感測器 （154）

5.7 力感測器 （155）

5.7.1 應變式力與稱重感測器 （155）

5.7.2 壓電式力感測器 （159）

5.7.3 膜片壓力感測器 （160）

5.7.4 壓電式壓力感測器 （163）

5.7.5 光纖壓力感測器 （165）

5.7.6 扭矩感測器 （167）

5.7.6 光柵扭矩感測器 （168）

5.7.7 磁彈性扭矩感測器 （169）

5.8 流量感測器 （171）

5.8.1 差壓式流量感測器 （172）

5.8.2 渦輪式流量感測器 （173）

5.8.3 電磁式流量感測器 （174）

5.8.4 漩渦式流量感測器 （175）

5.8.5 超音波流量感測器 （176）

思考題與習題 （177）

第6章 熱學量感測器 （179）

6.1 概述 （179）

6.1.1 溫度測量的特點 （179）

6.1.2 測溫方法與感測器的分類 （180）

6.2 金屬熱電阻溫度感測器及測溫電橋 （180）

6.3 半導體溫度感測器 （183）

6.3.1 熱敏電阻 （183）

6.3.2 PN結溫度感測器 （184）

6.3.3 正比於熱力學溫度核心電路 （185）

6.4 熱電偶 （189）

6.4.1 熱電偶的構成要求與類型 （189）

6.4.2 熱電偶測溫所需的工作條件 （190）

6.5 光纖溫度感測器 （194）

6.5.1 半導體譜帶吸收式光纖溫度感測器 （194）

6.5.2 折射式光纖溫度感測器 （195）

思考題與習題 （197）

第7章 其他物理量感測器 （199）

7.1 光學量感測器 （199）

7.1.1 照度感測器 （199）

7.1.2 亮度感測器 （199）

7.1.3 紅外和紫外光感測器 （200）

7.2 視覺感測器件 （202）

7.2.1 CCD圖像感測器件 （202）

7.2.2 COMS圖像感測器件 （209）

7.3 電流和電壓感測器 （214）

7.3.1 霍爾電流感測器 （214）

7.3.2 磁平衡式霍爾電壓感測器 （215）

7.3.3 光纖電壓感測器 （217）

7.3.4 光纖電流感測器 （219）

思考題與習題 （220）

第8章 化學感測器 （221）

8.1 化學感測器概述 （221）

8.2 氣體感測器 （222）

8.2.1 氣體感測器概況 （222）

8.2.2 半導體式氣體感測器 （224）

8.2.3 電化學式氣體感測器 （226）

8.2.4 熱化學氣體感測器 （228）

8.2.5 其他氣體感測器 （229）

8.3 濕度感測器 （230）

8.3.1 概述 （230）

8.3.2 半導體濕敏電阻元件 （231）

8.3.3 電容式濕敏元件 （235）

8.3.4 露點式濕度感測器 （235）

8.4 離子感測器 （236）

8.4.1 離子選擇電極離子感測器 （236）

8.4.2 場效應管離子感測器 （238）

思考題與習題 （239）

第9章 集成感測器和微感測器 （241）

9.1 感測器的集成化 （241）

9.1.1 感測器集成化概述 （241）

9.1.2 典型集成感測器 （243）

9.1.3 集成磁阻感測器 （246）

9.2 機械量微感測器 （250）

9.2.1 微機械加工技術與機械量微感測器概述 （250）

9.2.2 典型微機械壓力感測器 （251）

9.2.3 加速度微感測器 （255）

9.2.4 微機械陀螺 （263）

9.2.5 微型磁通門磁強計 （265）

9.3 熱和紅外輻射量微感測器 （267）

9.3.1 聲表面波溫度感測器 （267）

9.3.2 紅外熱敏微感測器 （269）

9.3.3 基於MEMS技術的氣體微感測器 （270）

思考題與習題 （274）

第10章 智慧型感測器技術與網路化及接口標準 （276）

10.1 智慧型感測器概述 （276）

10.1.1 智慧型感測器的定義與結構 （276）

10.1.2 智慧型感測器的功能與性能特點 （277）

10.1.3 感測器智慧型化的途徑 （278）

10.2 基本感測器的選用原則 （278）

10.3 智慧型化的主要實現方法和技術 （279）

10.3.1 非線性自校正 （280）

10.3.2 溫度誤差補償 （282）

10.3.3 自校準和自適應增益及量程調整 （286）

10.4 網路化智慧型感測器及接口標準 （289）

10.4.1 網路化智慧型感測器 （289）

10.4.2 智慧型感測器接口標準—IEEE 1451 （292）

思考題與習題 （300）

第11章 低功耗的感測器電路設計和數據獲取及處理方法 （301）

11.1 信號調理電路及低功耗設計原則 （301）

11.1.1 信號調理及低功耗的意義 （301）

11.1.2 常用信號調理電路功能類型 （303）

11.1.3 調理電路低功耗設計原則 （304）

11.2 典型信號調理集成器件及套用 （306）

11.2.1 專用集成調理器件 （307）

11.2.2 多功能集成調理器件 （311）

11.3 低功耗電源管理技術 （325）

11.3.1 動態電源管理設計 （327）

11.3.2 電源調整和按負載多方式分時供電 （329）

11.4 低功耗的數據獲取方式—準數字感測器的數據 轉換與測量 （332）

11.4.1 頻率式感測器的常見實現技術 （333）

11.4.2 準數字感測器的參數轉換 （336）

11.4.3 時間調製信號的測量法 （337）

11.5 面向資源有限感測器節點的數字濾波與數據壓縮方法 （343）

11.5.1 適應低端平台的數字濾波技術—中值濾波 （344）

11.5.2 適應低端硬體平台的數據壓縮方法 （346）

思考題與習題 （348）

第12章 物聯網典型套用中的感測器和典型節點方案 （350）

12.1 物聯網典型套用中的感測器及其套用概況 （350）

12.1.1 智慧型家居中的感測器 （350）

12.1.2 環境監測中的感測器 （359）

12.1.3 健康監護中的人體生理量感測器 （366）

12.2 感測器節點典型解決方案舉例 （371）

12.2.1 一種可持續監測振動的低功耗無線感測器節點方案 （371）

12.2.2 一種灌區監測無線感測器網路節點方案 （379）

12.2.3 一種穿戴式健康監護感測器節點方案 （385）

思考題與習題 （399）

參考文獻 （401）