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简介
本书系统全面地提供了关于近20种传感器的理论(物理原理)、设计和实际应用的知识体系。主要涵盖了数据获取、传递函数、传感器特性、感知的物理原理、传感器的光学元件及接口电路等基本原理, 以及人体探测器、位置与位移和水平传感器、速度和加速度传感器、力和力变传感器、压力传感器、流量传感器、声传感器、湿度传感器、光探测器、电离辐射探测器、温度传感器、化学和生物传感器及传感器材料与技术等领域的技术与应用。结构层次分明, 内容翔实丰富, 希望能为广大读者的学习和研究带来帮助。本书可供传感器领域的研发设计人员、应用工程师、技术人员, 以及对现代仪器感兴趣的研究人员使用, 也可供高等院校相关专业本科生及研究生参考。
目录
译丛序言
译者序
前言
第1章 数据获取 1
1.1 传感器、信号和系统 1
1.2 传感器的分类 6
1.3 测量的单位 8
参考文献 10
第2章 传递函数 11
2.1 数学模型 11
2.1.1 概念 12
2.1.2 函数逼近 12
2.1.3 线性回归 15
2.1.4 多项式逼近 15
2.1.5 灵敏度 16
2.1.6 线性分段逼近 16
2.1.7 样条插值 17
2.1.8 多维传递函数 18
2.2 校准 18
2.3 参数计算 20
2.4 激励的计算 22
2.4.1 利用解析式 23
2.4.2 使用线性分段逼近法23
2.4.3 激励的迭代计算（牛顿法） 25
参考文献 27
第3章 传感器特性 28
3.1 用于移动通信设备中的传感器28
3.1.1 MCD传感器的需求 29
3.1.2 集成 30
3.2 量程（满量程输入） 31
3.3 满量程输出 31
3.4 精度 32
3.5 校准误差 34
3.6 迟滞 35
3.7 非线性度 36
3.8 饱和度 37
3.9 重复性 37
3.10 死区 38
3.11 分辨率 38
3.12 特殊性质 39
3.13 输出阻抗 39
3.14 输出格式 39
3.15 激励 40
3.16 动态特性 40
3.17 传感器元件的动态模型 44
3.17.1 力学元件 44
3.17.2 热学元件 45
3.17.3 电学元件 46
3.17.4 类比 47
3.18 环境因素 47
3.19 可靠性 49
3.19.1 MTTF 49
3.19.2 极限测试 50
3.19.3 加速寿命测试 50
3.20 应用特性 52
3.21 不确定性 52
参考文献 55
第4章 感知的物理原理 56
4.1 电荷、电场和电势 56
4.2 电容 62
4.2.1 电容器 63
4.2.2 介电常数 64
4.3 磁性 67
4.3.1 法拉第定律 69
4.3.2 永磁体 71
4.3.3 线圈和螺线管 72
4.4 电磁感应 72
4.4.1 楞次定律 76
4.4.2 电涡流 76
4.5 电阻 77
4.5.1 电阻率 79
4.5.2 电阻的温度灵敏度 80
4.5.3 电阻的应变灵敏度 82
4.5.4 电阻的湿度灵敏度 84
4.6 压电效应 84
4.6.1 压电陶瓷材料 87
4.6.2 高分子压电薄膜 90
4.7 热释电效应 91
4.8 霍尔效应 96
4.9 热电效应 98
4.9.1 泽贝克效应 98
4.9.2 佩尔捷效应 102
4.10 声波 103
4.11 材料的温度和热性质 105
4.11.1 温标 106
4.11.2 热膨胀 107
4.11.3 热容 108
4.12 热传递 109
4.12.1 热传导 110
4.12.2 热对流 112
4.12.3 热辐射 112
参考文献 120
第5章 传感器的光学元件 123
5.1 光 123
5.1.1 光子能量 123
5.1.2 光的偏振 124
5.2 光的散射 125
5.3 几何光学 126
5.4 辐射测量 127
5.5 光度测量 131
5.6 窗口 133
5.7 反射镜 134
5.7.1 涂层反射镜 135
5.7.2 棱镜 136
5.8 透镜 136
5.8.1 曲面透镜 137
5.8.2 菲涅耳透镜 138
5.8.3 平面纳米透镜 140
5.9 光纤光学和波导 141
5.10 光学效率 144
5.10.1 透镜效应 144
5.10.2 集中器 145
5.10.3 吸热涂层 146
5.10.4 抗反射涂层 147
参考文献 148
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