Sensor technology handbook
副标题：无
分类号：
ISBN：9787115190413
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简介
本书共分为两大部分，第一部分包括第1～4章，主要介绍传感器原理和应用技术基础。系统地介绍了传感器的指标和使用注意事项，深入探讨了接口电路设计，这些内容是各种传感器应用中都面临的共性问题，也是任何从事电子工程和电路设计领域工作的人们不可或缺的基础知识，需要进行仔细地阅读，认真地领悟。第二部分由第5～22章组成，广泛讨论了各种类型的传感器的基本原理及设计方法，内容涉及机械位移测量、加速度测量、振动测量、磁场测量、生物和化学检测、流量和液位检测、力和载荷测量、应变力检测、温度测量、人体检测、光和辐射检测、声学测量，并介绍了最新的纳米传感器和无线传感器网络。本书的读者群非常广泛，既是广大系统设计师案头必备的实践参考手册，也是一本适合大学教师和高年级本科生、研究生使用的很好的教学、学习参考书。本书中的许多电路实例既可以直接用于课堂教学和练习，也可以直接或间接地用作工程电路的设计参考。
目录
第1章 传感器基础. 1
1.1 传感器技术基础 1
1.1.1 传感器数据手册 1
1.1.2 传感器性能特征定义 2
1.1.3 示例器件的传感器性能特征 3
1.1.4 传感器电子元器件简介 4
1.1.5 传感器类型 4
1.1.6 传感器的局限性 6
1.1.7 滤波器 7
1.1.8 运放 9
1.2 传感器系统 10
第2章 应用上的考虑 14
2.1 传感器特性 15
2.2 系统特性 15
2.3 仪器选型 15
2.3.1 传感器 15
2.3.2 电缆 16
2.3.3 电源 17
2.3.4 放大器 18
2.4 数据采集与读取 19
.2.5 安装 19
2.5.1 传感器 19
2.5.2 黏固粉涂敷 20
2.5.3 电缆 20
2.5.4 电源、放大器和读出器 20
第3章 测量问题和测量准则 22
第4章 传感器信号调理 23
4.1 调理电桥 23
4.1.1 概述 23
4.1.2 电桥 23
4.1.3 电桥输出的放大与线性化 27
4.1.4 电桥的驱动 30
4.1.5 参考文献 34
4.2 信号调理放大器 35
4.2.1 概述 35
4.2.2 精密运放的特性 36
4.2.3 放大器直流误差的预算分析 47
4.2.4 单一电源运放 48
4.2.5 仪表放大器 55
4.2.6 斩波稳零型放大器 68
4.2.7 隔离放大器 70
4.2.8 参考文献 73
4.3 用于信号调理的a/d转换器 74
4.3.1 逐次逼近型a/d转换器 74
4.3.2 多路输入的sar型a/d转换器 79
4.3.3 片上完整数据采集系统 81
4.3.4 sigma-delta(σδ)型a/d转换器 82
4.3.5 高分辨率的低频sigma-delta型a/d转换器 86
4.4 高阻抗传感器的信号调理 87
4.4.1 光电二极管前置放大器设计 87
4.4.2 高速光电二极管i/v转换器的补偿 98
4.4.3 高阻抗电荷输出传感器 102
4.4.4 ccd/cis图像处理 106
4.4.5 参考文献 111
第5章 加速度、冲击与振动传感器 112
5.1 概述 112
5.2 技术基础 112
5.2.1 压电式加速度计 112
5.2.2 压阻式加速度计 116
5.2.3 电容性加速度计 118
5.2.4 伺服式或力平衡式加速度计 120
5.3 加速度计的选型和说明 121
5.4 适用标准 123
5.5 接口与设计 125
5.5.1 螺栓安装 125
5.5.2 黏合剂安装 125
5.5.3 磁性安装 125
5.5.4 探针 126
5.5.5 接地隔离、大地噪声和接地回路 126
5.5.6 电缆及连接 127
5.5.7 最新进展和未来展望 127
参考文献 128
第6章 生物传感器 129
6.1 概述 129
6.2 生物传感器的应用 131
6.2.1 健康护理 131
6.2.2 工业过程控制 134
6.2.3 军事和国家安全应用 134
6.2.4 环境监测 134
6.3 生物传感器的起源 135
6.4 生物受体分子 135
6.5 生物传感器中的传导机制 137
6.6 生物传感器的应用范围 139
6.7 最新进展和未来展望 142
参考文献 143
第7章 化学传感器 145
7.1 技术基础 145
7.1.1 鼻子 145
7.1.2 特定分子探测器 145
7.1.3 电化学探测技术 149
7.2 应用 150
7.2.1 汽车 150
7.2.2 其他化学传感器技术应用 151
7.2.3 chemfet 152
7.3 总结 153
第8章 电容式和电感式位移传感器 154
8.1 概述 154
8.2 电容式传感器 154
8.2.1 电容技术基础 155
8.2.2 目标考虑 155
8.3 电感式传感器 156
8.3.1 电感技术基础 156
8.3.2 目标考虑 157
8.4 电容式和电感式传感器类型 158
8.5 电容式和电感式传感器的选型和说明 159
8.5.1 物理结构 159
8.5.2 术语 159
8.6 电容式和电感式传感器的比较 161
8.7 应用 162
8.7.1 传感器的典型工作原理 162
8.7.2 线性或模拟 162
8.7.3 输出说明 162
8.7.4 多通道系统 163
8.7.5 电容式或电感式传感器的应用 163
8.7.6 电容式传感器的应用 167
8.7.7 仅能使用电感式传感器的应用 170
8.7.8 结合使用电容式和电感式传感器的应用 172
8.7.9 最大效率考虑 173
8.8 最新进展和未来展望 174
8.9 总结 174
资源 174
第9章 传感技术中的电磁学 175
9.1 概述 175
9.2 电磁学和电感 175
9.3 传感器应用 177
9.4 磁场传感器 180
9.5 总结 182
第10章 流量和液位传感器 183
10.1 流量测量方法 183
10.1.1 热风速计 183
10.1.2 差压测量 183
10.1.3 涡街流量传感器 186
10.1.4 容积式流量传感器 186
10.1.5 涡轮流量传感器 186
10.1.6 质量流量计 186
10.1.7 电磁式流量传感器 187
10.1.8 超声流量传感器 188
10.1.9 激光多普勒流量测量 188
10.2 流量传感器的选型 190
10.3 安装和维护 190
10.3.1 校准 191
10.3.2 维护 191
10.4 流量传感器的新发展 192
10.5 液位传感器 192
10.5.1 液位传感器的类型 192
10.5.2 液位测量技术的选择 195
10.6 适用标准 195
第11章 力、称重和重量传感器 196
11.1 概述 196
11.2 石英传感器 196
11.2.1 技术基础 196
11.2.2 传感器类型 197
11.2.3 选型和说明 199
11.2.4 适用标准 201
11.2.5 最新进展和未来展望 201
11.2.6 主要制造商 201
11.3 应变计传感器 201
11.3.1 技术基础 201
11.3.2 传感器类型 202
11.3.3 分类 203
11.3.4 选型和说明 203
11.3.5 适用标准 204
11.3.6 最新进展和未来展望 205
参考文献与资源 205
第12章 湿度传感器 206
12.1 湿度 206
12.2 传感器类型与技术 206
12.2.1 电容式rh传感器 206
12.2.2 电阻式湿度传感器 208
12.2.3 热导式湿度传感器 209
12.3 湿度传感器的选型和说明 209
12.3.1 湿度传感器的选型 210
12.3.2 电容式rh传感器的选型 210
12.3.3 电阻式rh传感器的选型 211
12.3.4 热导式湿度传感器的选型 212
12.4 适用标准 212
12.4.1 标准组织 212
12.4.2 工业组织 213
12.5 接口与设计信息 214
12.5.1 温度和湿度影响.. 214
12.5.2 电压输出 214
12.5.3 冷凝和受潮 215
12.5.4 集成信号调理 216
参考文献与资源 217
第13章 机械振动监测传感器 218
13.1 概述 218
13.2 技术基础 221
13.3 加速度计类型 223
13.3.1 用于固定安装的低成本工业级icp加速度计 223
13.3.2 低频工业级icp加速度计 223
13.3.3 高频工业级icp加速度计 224
13.3.4 4ma～20ma振动感应传感器 224
13.3.5 直流响应、工业级电容式加速度计的应用 225
13.4 工业级加速度计选型 225
13.5 适用标准 232
13.6 最新进展和未来展望 232
13.7 传感器制造商 233
参考文献与资源 233
第14章 光学和辐射传感器 235
14.1 光传感器 235
14.1.1 量子检测器 235
14.1.2 热检测器 239
14.1.3 光敏晶体管的应用实例 241
14.2 热红外检测器 242
第15章 位置和运动传感器 244
15.1 接触式和非接触式位置传感器 244
15.1.1 概述 244
15.1.2 位置传感器的类型 244
15.1.3 限位开关 245
15.1.4 电阻式位置传感器 249
15.1.5 磁性位置传感器 251
15.1.6 超声位置传感器 259
15.1.7 接近传感器 263
15.1.8 光电传感器 273
15.1.9 最新进展和未来展望 279
15.1.10 参考文献与资源 279
15.2 弦线电位计与弦线编码器工程导论 280
15.2.1 概述 281
15.2.2 cpt的优势 281
15.2.3 其他设计要素 285
15.2.4 结论 286
15.2.5 资料 286
15.3 线位置、旋转位置和运传感器 286
15.3.1 线性可调差分变压器 287
15.3.2 霍尔效应电磁传感器 291
15.3.3 光学编码器 293
15.3.4 旋转变压器与同步机 294
15.3.5 感应同步器 297
15.3.6 矢量交流感应电机控制 299
15.3.7 加速度计 300
15.3.8 参考文献 302
15.4 位置与位移传感器的选型 304
15.4.1 基本术语 304
15.4.2 参数 304
15.4.3 需求核对 307
15.4.4 后续步骤 308
15.4.5 参考文献与资源 309
第16章 压力传感器 311
16.1 压阻式压力测量 311
16.1.1 压力测量技术基础 311
16.1.2 压力测量类型 313
16.1.3 压力传感器的选型与说明 315
16.1.4 适用标准 322
16.1.5 接口和设计信息 323
16.1.6 最新进展和未来展望 326
16.1.7 参考文献与资源 327
16.2 压电式压力传感器 327
16.2.1 技术基础 328
16.2.2 传感器设计及应用 333
16.2.3 传感器选型 340
16.2.4 制造商链接 342
16.2.5 最新发展和未来展望 342
16.2.6 参考文献与资源 343
第17章 机械冲击传感器 344
17.1 技术基础 344
17.1.1 冲击测量 344
17.1.2 速度冲击 344
17.1.3 振荡冲击 344
17.1.4 大幅度冲击 345
17.1.5 高频、短上升时间型冲击 345
17.1.6 传感器需在大应力条件下工作 345
17.2 各种传感器及其优缺点 345
17.2.1 压电型加速度计 345
17.2.2 电荷模式压电型加速度计 345
17.2.3 低阻抗电压输出型加速度计 346
17.2.4 压阻型加速度计 346
17.2.5 激光多普勒速度计 346
17.2.6 应变计 346
17.3 选型与指标 347
17.3.1 期望的幅度 347
17.3.2 期望的频率成分 348
17.3.3 低频 348
17.3.4 高频 348
17.3.5 故障类型 349
17.3.6 结构性谐振 351
17.3.7 环境的影响 351
17.4 适用标准 355
17.5 接口技术 355
17.5.1 机械接口及安装 355
17.5.2 电气接口和信号调理 357
17.6 设计方法、技巧及实例 358
17.6.1 高机械谐振频率 358
17.6.2 耐振 358
17.6.3 带阻尼的谐振响应 358
17.6.4 机械滤波 358
17.6.5 电子滤波 359
17.7 最新进展和未来展望 359
参考文献 359
第18章 测试与测量传声器 361
18.1 测量传声器的特性 361
18.2 常用传声器类型 362
18.3 传统电容器传声器设计 362
18.4 预极化或驻极体传声器设计 363
18.5 频率响应 363
18.5.1 声波入射角度的影响 363
18.5.2 压强传声器 364
18.5.3 自由场传声器 365
18.5.4 随机入射传声器 367
18.6 测量范围限制 367
18.6.1 下限声级限制 367
18.6.2 上限声级限制 368
18.6.3 振动膜张力的影响 368
18.7 环境条件的影响 368
18.8 传声器标准 369
18.9 专用传声器类型 370
18.9.1 声强传声器 370
18.9.2 阵列传声器 371
18.9.3 探针传声器 371
18.10 校准 372
18.10.1 声级校准器 372
18.10.2 活塞话机校准器 372
18.10.3 插入电压校准 372
18.10.4 场校准 373
18.10.5 互易校准 373
18.11 测试与测量传声器的主要制造商 373
参考文献与资源 374
第19章 应变计 375
19.1 概述 375
19.1.1 压阻式应变计 375
19.1.2 薄膜应变计 377
19.1.3 微型器件 378
19.1.4 应变计的精度 379
19.1.5 应用 379
19.1.6 压阻式悬臂的计算示例 379
19.2 基于应变计的测量 381
19.2.1 压力传感器 383
19.2.2 电桥信号调理电路 384
19.2.3 参考文献 387
19.3 应变计传感器的安装 388
19.3.1 一般应力分析安装的胶结薄片应变计 388
19.3.2 精密传感器的安装 389
19.3.3 高温安装 390
19.3.4 其他安装方法 392
第20章 温度传感器 394
20.1 传感器类型和技术 394
20.1.1 机电型 394
20.1.2 电子型 395
20.1.3 阻性器件 396
20.2 温度传感器的指标与选型 397
20.3 适用标准 406
20.3.1 标准机构 406
20.3.2 工业组织 407
20.3.3 适用标准和指标 407
20.4 接口和设计信息 409
20.4.1 双金属型、球状型和毛细管型恒温器 409
20.4.2 电阻和精度 409
20.4.3 测温电路 412
20.4.4 热传导方程和rtd的自发热 413
20.5 最新进展和未来展望 415
参考文献与资源 415
第21章 纳米技术传感器：可能性、现实性与应用 417
21.1 可能性 417
21.1.1 日益集成化技术 418
21.1.2 生产进步 419
21.1.3 运算设计 419
21.2 现实性 419
21.3 应用 420
21.4 总结 423
参考文献 423
进一步阅读 424
第22章 无线传感器网络：原理及应用 425
22.1 概述 425
22.2 单个无线传感器节点结构 425
22.3 无线传感器网络体系结构 426
22.3.1 星形网 426
22.3.2 网状网 427
22.3.3 星形—网状混合型网 427
22.4 无线传感器网络物理层无线协议方案 428
22.4.1 ieee802.11x 428
22.4.2 蓝牙 428
22.4.3 ieee802.15.4 429
22.4.4 zigbee 429
22.4.5 ieee1451.5 430
22.5 传感器网络的功率考虑 430
22.6 无线传感器网络应用 431
22.6.1 结构健康监测的智能结构 431
22.6.2 工业自动化 431
22.6.3 典型应用的土木结构监测 432
22.7 最新进展和未来展望 434
22.8 结论 434
22.9 致谢 434
参考文献 434
附录a 传感器寿命成本分析与计算 436
附录b 智能传感器和传感器电子数据表(teds)问答 439
附录c 单位和换算 442
附录d 物理常量 448
附录e 介电常数 456
附录f 折射率 459
附录g 工程材料性质 460
附录h 发射源电阻系数 467
附录i 一些典型液体的物理性质 478
附录j 不同介质中的声速 479
附录k 电池 480
附录l 温度 481
传感器供应商... 482
1.1 传感器技术基础 1
1.1.1 传感器数据手册 1
1.1.2 传感器性能特征定义 2
1.1.3 示例器件的传感器性能特征 3
1.1.4 传感器电子元器件简介 4
1.1.5 传感器类型 4
1.1.6 传感器的局限性 6
1.1.7 滤波器 7
1.1.8 运放 9
1.2 传感器系统 10
第2章 应用上的考虑 14
2.1 传感器特性 15
2.2 系统特性 15
2.3 仪器选型 15
2.3.1 传感器 15
2.3.2 电缆 16
2.3.3 电源 17
2.3.4 放大器 18
2.4 数据采集与读取 19
.2.5 安装 19
2.5.1 传感器 19
2.5.2 黏固粉涂敷 20
2.5.3 电缆 20
2.5.4 电源、放大器和读出器 20
第3章 测量问题和测量准则 22
第4章 传感器信号调理 23
4.1 调理电桥 23
4.1.1 概述 23
4.1.2 电桥 23
4.1.3 电桥输出的放大与线性化 27
4.1.4 电桥的驱动 30
4.1.5 参考文献 34
4.2 信号调理放大器 35
4.2.1 概述 35
4.2.2 精密运放的特性 36
4.2.3 放大器直流误差的预算分析 47
4.2.4 单一电源运放 48
4.2.5 仪表放大器 55
4.2.6 斩波稳零型放大器 68
4.2.7 隔离放大器 70
4.2.8 参考文献 73
4.3 用于信号调理的a/d转换器 74
4.3.1 逐次逼近型a/d转换器 74
4.3.2 多路输入的sar型a/d转换器 79
4.3.3 片上完整数据采集系统 81
4.3.4 sigma-delta(σδ)型a/d转换器 82
4.3.5 高分辨率的低频sigma-delta型a/d转换器 86
4.4 高阻抗传感器的信号调理 87
4.4.1 光电二极管前置放大器设计 87
4.4.2 高速光电二极管i/v转换器的补偿 98
4.4.3 高阻抗电荷输出传感器 102
4.4.4 ccd/cis图像处理 106
4.4.5 参考文献 111
第5章 加速度、冲击与振动传感器 112
5.1 概述 112
5.2 技术基础 112
5.2.1 压电式加速度计 112
5.2.2 压阻式加速度计 116
5.2.3 电容性加速度计 118
5.2.4 伺服式或力平衡式加速度计 120
5.3 加速度计的选型和说明 121
5.4 适用标准 123
5.5 接口与设计 125
5.5.1 螺栓安装 125
5.5.2 黏合剂安装 125
5.5.3 磁性安装 125
5.5.4 探针 126
5.5.5 接地隔离、大地噪声和接地回路 126
5.5.6 电缆及连接 127
5.5.7 最新进展和未来展望 127
参考文献 128
第6章 生物传感器 129
6.1 概述 129
6.2 生物传感器的应用 131
6.2.1 健康护理 131
6.2.2 工业过程控制 134
6.2.3 军事和国家安全应用 134
6.2.4 环境监测 134
6.3 生物传感器的起源 135
6.4 生物受体分子 135
6.5 生物传感器中的传导机制 137
6.6 生物传感器的应用范围 139
6.7 最新进展和未来展望 142
参考文献 143
第7章 化学传感器 145
7.1 技术基础 145
7.1.1 鼻子 145
7.1.2 特定分子探测器 145
7.1.3 电化学探测技术 149
7.2 应用 150
7.2.1 汽车 150
7.2.2 其他化学传感器技术应用 151
7.2.3 chemfet 152
7.3 总结 153
第8章 电容式和电感式位移传感器 154
8.1 概述 154
8.2 电容式传感器 154
8.2.1 电容技术基础 155
8.2.2 目标考虑 155
8.3 电感式传感器 156
8.3.1 电感技术基础 156
8.3.2 目标考虑 157
8.4 电容式和电感式传感器类型 158
8.5 电容式和电感式传感器的选型和说明 159
8.5.1 物理结构 159
8.5.2 术语 159
8.6 电容式和电感式传感器的比较 161
8.7 应用 162
8.7.1 传感器的典型工作原理 162
8.7.2 线性或模拟 162
8.7.3 输出说明 162
8.7.4 多通道系统 163
8.7.5 电容式或电感式传感器的应用 163
8.7.6 电容式传感器的应用 167
8.7.7 仅能使用电感式传感器的应用 170
8.7.8 结合使用电容式和电感式传感器的应用 172
8.7.9 最大效率考虑 173
8.8 最新进展和未来展望 174
8.9 总结 174
资源 174
第9章 传感技术中的电磁学 175
9.1 概述 175
9.2 电磁学和电感 175
9.3 传感器应用 177
9.4 磁场传感器 180
9.5 总结 182
第10章 流量和液位传感器 183
10.1 流量测量方法 183
10.1.1 热风速计 183
10.1.2 差压测量 183
10.1.3 涡街流量传感器 186
10.1.4 容积式流量传感器 186
10.1.5 涡轮流量传感器 186
10.1.6 质量流量计 186
10.1.7 电磁式流量传感器 187
10.1.8 超声流量传感器 188
10.1.9 激光多普勒流量测量 188
10.2 流量传感器的选型 190
10.3 安装和维护 190
10.3.1 校准 191
10.3.2 维护 191
10.4 流量传感器的新发展 192
10.5 液位传感器 192
10.5.1 液位传感器的类型 192
10.5.2 液位测量技术的选择 195
10.6 适用标准 195
第11章 力、称重和重量传感器 196
11.1 概述 196
11.2 石英传感器 196
11.2.1 技术基础 196
11.2.2 传感器类型 197
11.2.3 选型和说明 199
11.2.4 适用标准 201
11.2.5 最新进展和未来展望 201
11.2.6 主要制造商 201
11.3 应变计传感器 201
11.3.1 技术基础 201
11.3.2 传感器类型 202
11.3.3 分类 203
11.3.4 选型和说明 203
11.3.5 适用标准 204
11.3.6 最新进展和未来展望 205
参考文献与资源 205
第12章 湿度传感器 206
12.1 湿度 206
12.2 传感器类型与技术 206
12.2.1 电容式rh传感器 206
12.2.2 电阻式湿度传感器 208
12.2.3 热导式湿度传感器 209
12.3 湿度传感器的选型和说明 209
12.3.1 湿度传感器的选型 210
12.3.2 电容式rh传感器的选型 210
12.3.3 电阻式rh传感器的选型 211
12.3.4 热导式湿度传感器的选型 212
12.4 适用标准 212
12.4.1 标准组织 212
12.4.2 工业组织 213
12.5 接口与设计信息 214
12.5.1 温度和湿度影响.. 214
12.5.2 电压输出 214
12.5.3 冷凝和受潮 215
12.5.4 集成信号调理 216
参考文献与资源 217
第13章 机械振动监测传感器 218
13.1 概述 218
13.2 技术基础 221
13.3 加速度计类型 223
13.3.1 用于固定安装的低成本工业级icp加速度计 223
13.3.2 低频工业级icp加速度计 223
13.3.3 高频工业级icp加速度计 224
13.3.4 4ma～20ma振动感应传感器 224
13.3.5 直流响应、工业级电容式加速度计的应用 225
13.4 工业级加速度计选型 225
13.5 适用标准 232
13.6 最新进展和未来展望 232
13.7 传感器制造商 233
参考文献与资源 233
第14章 光学和辐射传感器 235
14.1 光传感器 235
14.1.1 量子检测器 235
14.1.2 热检测器 239
14.1.3 光敏晶体管的应用实例 241
14.2 热红外检测器 242
第15章 位置和运动传感器 244
15.1 接触式和非接触式位置传感器 244
15.1.1 概述 244
15.1.2 位置传感器的类型 244
15.1.3 限位开关 245
15.1.4 电阻式位置传感器 249
15.1.5 磁性位置传感器 251
15.1.6 超声位置传感器 259
15.1.7 接近传感器 263
15.1.8 光电传感器 273
15.1.9 最新进展和未来展望 279
15.1.10 参考文献与资源 279
15.2 弦线电位计与弦线编码器工程导论 280
15.2.1 概述 281
15.2.2 cpt的优势 281
15.2.3 其他设计要素 285
15.2.4 结论 286
15.2.5 资料 286
15.3 线位置、旋转位置和运传感器 286
15.3.1 线性可调差分变压器 287
15.3.2 霍尔效应电磁传感器 291
15.3.3 光学编码器 293
15.3.4 旋转变压器与同步机 294
15.3.5 感应同步器 297
15.3.6 矢量交流感应电机控制 299
15.3.7 加速度计 300
15.3.8 参考文献 302
15.4 位置与位移传感器的选型 304
15.4.1 基本术语 304
15.4.2 参数 304
15.4.3 需求核对 307
15.4.4 后续步骤 308
15.4.5 参考文献与资源 309
第16章 压力传感器 311
16.1 压阻式压力测量 311
16.1.1 压力测量技术基础 311
16.1.2 压力测量类型 313
16.1.3 压力传感器的选型与说明 315
16.1.4 适用标准 322
16.1.5 接口和设计信息 323
16.1.6 最新进展和未来展望 326
16.1.7 参考文献与资源 327
16.2 压电式压力传感器 327
16.2.1 技术基础 328
16.2.2 传感器设计及应用 333
16.2.3 传感器选型 340
16.2.4 制造商链接 342
16.2.5 最新发展和未来展望 342
16.2.6 参考文献与资源 343
第17章 机械冲击传感器 344
17.1 技术基础 344
17.1.1 冲击测量 344
17.1.2 速度冲击 344
17.1.3 振荡冲击 344
17.1.4 大幅度冲击 345
17.1.5 高频、短上升时间型冲击 345
17.1.6 传感器需在大应力条件下工作 345
17.2 各种传感器及其优缺点 345
17.2.1 压电型加速度计 345
17.2.2 电荷模式压电型加速度计 345
17.2.3 低阻抗电压输出型加速度计 346
17.2.4 压阻型加速度计 346
17.2.5 激光多普勒速度计 346
17.2.6 应变计 346
17.3 选型与指标 347
17.3.1 期望的幅度 347
17.3.2 期望的频率成分 348
17.3.3 低频 348
17.3.4 高频 348
17.3.5 故障类型 349
17.3.6 结构性谐振 351
17.3.7 环境的影响 351
17.4 适用标准 355
17.5 接口技术 355
17.5.1 机械接口及安装 355
17.5.2 电气接口和信号调理 357
17.6 设计方法、技巧及实例 358
17.6.1 高机械谐振频率 358
17.6.2 耐振 358
17.6.3 带阻尼的谐振响应 358
17.6.4 机械滤波 358
17.6.5 电子滤波 359
17.7 最新进展和未来展望 359
参考文献 359
第18章 测试与测量传声器 361
18.1 测量传声器的特性 361
18.2 常用传声器类型 362
18.3 传统电容器传声器设计 362
18.4 预极化或驻极体传声器设计 363
18.5 频率响应 363
18.5.1 声波入射角度的影响 363
18.5.2 压强传声器 364
18.5.3 自由场传声器 365
18.5.4 随机入射传声器 367
18.6 测量范围限制 367
18.6.1 下限声级限制 367
18.6.2 上限声级限制 368
18.6.3 振动膜张力的影响 368
18.7 环境条件的影响 368
18.8 传声器标准 369
18.9 专用传声器类型 370
18.9.1 声强传声器 370
18.9.2 阵列传声器 371
18.9.3 探针传声器 371
18.10 校准 372
18.10.1 声级校准器 372
18.10.2 活塞话机校准器 372
18.10.3 插入电压校准 372
18.10.4 场校准 373
18.10.5 互易校准 373
18.11 测试与测量传声器的主要制造商 373
参考文献与资源 374
第19章 应变计 375
19.1 概述 375
19.1.1 压阻式应变计 375
19.1.2 薄膜应变计 377
19.1.3 微型器件 378
19.1.4 应变计的精度 379
19.1.5 应用 379
19.1.6 压阻式悬臂的计算示例 379
19.2 基于应变计的测量 381
19.2.1 压力传感器 383
19.2.2 电桥信号调理电路 384
19.2.3 参考文献 387
19.3 应变计传感器的安装 388
19.3.1 一般应力分析安装的胶结薄片应变计 388
19.3.2 精密传感器的安装 389
19.3.3 高温安装 390
19.3.4 其他安装方法 392
第20章 温度传感器 394
20.1 传感器类型和技术 394
20.1.1 机电型 394
20.1.2 电子型 395
20.1.3 阻性器件 396
20.2 温度传感器的指标与选型 397
20.3 适用标准 406
20.3.1 标准机构 406
20.3.2 工业组织 407
20.3.3 适用标准和指标 407
20.4 接口和设计信息 409
20.4.1 双金属型、球状型和毛细管型恒温器 409
20.4.2 电阻和精度 409
20.4.3 测温电路 412
20.4.4 热传导方程和rtd的自发热 413
20.5 最新进展和未来展望 415
参考文献与资源 415
第21章 纳米技术传感器：可能性、现实性与应用 417
21.1 可能性 417
21.1.1 日益集成化技术 418
21.1.2 生产进步 419
21.1.3 运算设计 419
21.2 现实性 419
21.3 应用 420
21.4 总结 423
参考文献 423
进一步阅读 424
第22章 无线传感器网络：原理及应用 425
22.1 概述 425
22.2 单个无线传感器节点结构 425
22.3 无线传感器网络体系结构 426
22.3.1 星形网 426
22.3.2 网状网 427
22.3.3 星形—网状混合型网 427
22.4 无线传感器网络物理层无线协议方案 428
22.4.1 ieee802.11x 428
22.4.2 蓝牙 428
22.4.3 ieee802.15.4 429
22.4.4 zigbee 429
22.4.5 ieee1451.5 430
22.5 传感器网络的功率考虑 430
22.6 无线传感器网络应用 431
22.6.1 结构健康监测的智能结构 431
22.6.2 工业自动化 431
22.6.3 典型应用的土木结构监测 432
22.7 最新进展和未来展望 434
22.8 结论 434
22.9 致谢 434
参考文献 434
附录a 传感器寿命成本分析与计算 436
附录b 智能传感器和传感器电子数据表(teds)问答 439
附录c 单位和换算 442
附录d 物理常量 448
附录e 介电常数 456
附录f 折射率 459
附录g 工程材料性质 460
附录h 发射源电阻系数 467
附录i 一些典型液体的物理性质 478
附录j 不同介质中的声速 479
附录k 电池 480
附录l 温度 481
传感器供应商... 482
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