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第0章 绪论1

0.1 传感器的定义1

0.2 传感器的分类1

0.3 传感器的基本特性及应用3

0.3.1 传感器的基本特性3

0.3.2 传感器的基本应用7

0.4 传感器的发展方向10

第1章 红外传感器11

1.1 红外辐射的基本知识12

1.1.1 红外光（辐射）的基本特点12

1.1.2 红外光（辐射）检测的基本定律13

1.1.3 红外光（辐射）源15

1.2 红外传感器系统的构成17

1.3 红外传感器（探测器）的光学系统18

1.4 红外传感器（探测器）的辅助电路20

1.5 红外传感器（探测器）的性能参数23

1.6 常见的红外探测器26

1.6.1 热敏红外探测器27

1.6.2 光电红外探测器28

1.7 红外传感器使用注意事项33

1.8 红外传感器的典型应用34

1.8.1 红外测温34

1.8.2 红外成像37

1.8.3 红外无损探测40

1.8.4 红外气体分析41

1.8.5 红外雷达42

1.8.6 红外侦察43

1.8.7 红外报警44

习题46

第2章 图像传感器47

2.1 图像传感器的敏感器件51

2.1.1 信号电荷耦合器件（CCD）51

2.1.2 信号电荷注入器件（CID）56

2.1.3 戽链式器件（BBD）57

2.1.4 MOS式光电变换器件57

2.2 线型图像传感器57

2.3 面型图像传感器60

2.4 图像传感器的主要特性参数66

2.4.1 调制传递函数MTF特性66

2.4.2 输出饱和特性68

2.4.3 暗输出特性69

2.4.4 灵敏度69

2.4.5 光谱响应及背面照光70

2.4.6 其他特性与有关术语70

2.5 常用图像传感器71

2.5.1 TCD 102C-1型CCD线型图像传感器71

2.5.2 TCD 201C型CCD面积图像传感器72

2.5.3 CCD型图像传感器72

2.5.4 1/3"CCD WV-CP410/412/414型彩色摄像机74

2.5.5 1/2"WV-CL350/352/354型数字处理彩色摄像机74

2.5.6 1/3"CCD WV-CP210/212/214型彩色摄像机76

2.5.7 1/3"CCD WV-CP100E型彩色摄像机77

2.5.8 1/3"CCD WV-CF20型彩色摄像机78

2.5.9 1/2"CCD WV-CL700/702/704型彩色摄像机79

2.5.10 1/3"CCD WV-BP310/312/314型黑白摄像机80

2.5.11 1/3"CCD WV-BP500/504型黑白摄像机80

2.5.12 1/3"CCD WV-BP100/102/104型黑白摄像机81

2.5.13 1/3"CCD WV-BP110/114型黑白摄像机82

2.5.14 1/2"CCD WV-BL600/602/604型黑白摄像机83

2.5.15 WV-CS500型集成监视系统84

2.5.16 低光CCD摄像机86

2.5.17 工业彩色CCD微型摄像机86

2.6 图像传感器的典型应用89

2.6.1 尺寸测量89

2.6.2 工件探伤90

2.6.3 图像传真91

2.6.4 文字识别91

2.6.5 自动方向识别92

2.6.6 集成电路IC硅片形状自动检测93

2.6.7 月票自动发售93

习题94

第3章 光纤传感器95

3.1 光纤传感器的组成与分类102

3.2 光纤维及传光原理103

3.2.1 斯乃尔定理103

3.2.2 光纤维传光原理104

3.3 光纤传感器的光纤、光源、光检测器的选用原则107

3.3.1 光纤107

3.3.2 光源108

3.3.3 光检测器109

3.4 光纤连接器和光纤固定接头111

3.4.1 光纤活动连接器111

3.4.2 光纤固定接头112

3.4.3 光纤定向耦合器113

3.5 光调制技术115

3.5.1 相位调制与干涉测量116

3.5.2 频率调制117

3.6 光纤温度传感器118

3.6.1 辐射（红外）型光纤温度传感器120

3.6.2 半导体吸光型光纤温度传感器123

3.7 光纤速度和流量传感器124

3.7.1 激光多普勒测速传感器125

3.7.2 光纤旋涡式流量计126

3.8 光纤加速度传感器127

3.8.1 相位变化型光纤加速度传感器127

3.8.2 振幅型光纤加速度传感器130

3.9 光纤压力和振动传感器130

3.10 光纤位移传感器133

3.11 光纤电压和电流传感器137

3.11.1 光纤电压传感器137

3.11.2 光纤电流传感器138

3.12 光纤电磁场传感器140

3.12.1 微波传感器140

3.12.2 光电磁场传感器141

3.13 光纤射线传感器143

3.13.1 光纤射线传感器的结构原理143

3.13.2 吸收型光纤射线传感器143

3.14 光纤分光传感器145

3.14.1 检测微量气体的光纤分光传感器145

3.14.2 检测生物体内的光纤分光传感器146

3.15 光纤图像传感器146

3.16 光纤医用传感器147

3.16.1 光纤氧饱和度传感器147

3.16.2 光纤血流计150

3.16.3 光纤pH值传感器151

3.16.4 光纤体压计152

3.16.5 光纤体温计153

习题153

第4章 超导传感器154

4.1 超导效应154

4.2 SCQID超导传感器的工作原理155

4.3 超导传感器的结构156

4.4 超导传感器的测量系统157

4.5 超导直流式传感器158

4.6 超导射频式传感器159

4.7 超导红外传感器161

4.8 超导可见光传感器161

4.9 超导微波传感器162

4.10 超导磁场传感器162

4.11 超导图像传感器163

4.12 超导磁悬浮列车163

4.13 超导核磁共振仪165

习题167

第5章 微波传感器168

5.1 微波基本知识168

5.2 微波传感器及其分类169

5.3 微波传感器的优点与存在问题169

5.4 微波湿度（水分）传感器170

5.5 微波液位（仪）传感器171

5.6 微波物位（仪）传感器171

5.7 微波测厚（仪）传感器172

5.8 微波温度传感器172

5.9 微波定位传感器173

5.10 微波多普勒传感器174

习题174

第6章 生物传感器175

6.1 生物反应基本知识175

6.1.1 酶反应175

6.1.2 微生物反应178

6.1.3 免疫学反应180

6.2 生物活性材料固定化技术181

6.3 生物传感器原理、特点与分类182

6.3.1 生物传感器的基本原理182

6.3.2 生物敏感膜182

6.3.3 生物传感器的特点183

6.3.4 生物传感器的分类183

6.4 酶传感器184

6.5 微生物传感器187

6.5.1 呼吸机能型微生物传感器187

6.5.2 代谢机能型微生物传感器188

6.6 免疫传感器189

6.7 生物组织传感器190

6.8 半导体生物传感器191

6.8.1 酶光敏二极管192

6.8.2 酶FET192

6.9 生物基因芯片193

6.9.1 基因芯片的制作原理194

6.9.2 测试原理195

6.9.3 检测和分析197

6.9.4 基因芯片技术的主要应用198

习题198

第7章 气体传感器199

7.1 电阻型半导体气敏材料的导电机理213

7.2 电阻型半导体气敏传感器的结构213

7.3 气敏器件的基本特性215

7.4 非电阻型气敏器件217

7.5 气敏传感器的主要参数与特性219

7.6 光纤气体传感器221

7.6.1 差动吸收法光纤远距离测量系统221

7.6.2 光纤NH3气体传感器223

7.7 红外吸收式气敏传感器224

7.8 热导率变化式气体传感器224

7.9 石英振荡式气体传感器225

7.10 气-磁传感器226

7.11 湿式气敏传感器226

7.12 气体传感器的典型应用227

习题230

第8章 湿度传感器231

8.1 湿度及其表示方法237

8.2 湿度传感器的分类238

8.3 湿度传感器的特性参数238

8.4 电解质湿度传感器242

8.4.1 无机电解质湿度传感器242

8.4.2 高分子电解质湿度传感器244

8.4.3 有机季铵盐高分子电解质湿敏感元件246

8.4.4 聚苯乙烯磺酸铵湿敏元件246

8.5 半导体陶瓷湿度传感器246

8.5.1 涂覆膜型246

8.5.2 烧结体型247

8.5.3 薄膜型249

8.6 有机物及高分子聚合物湿度传感器249

8.6.1 胀缩性有机物湿敏元件250

8.6.2 高分子聚合物薄膜湿敏元件251

8.7 湿度传感器的应用及发展动向252

习题253

第9章 非晶态合金传感器254

9.1 非晶态合金及其基本特性254

9.1.1 非晶态合金的力学性能255

9.1.2 非晶态合金的磁学性能257

9.1.3 非晶态合金的电学性能259

9.1.4 非晶态合金的化学性能260

9.2 非晶态合金传感器的物理基础260

9.2.1 传感器与敏感材料260

9.2.2 非晶态合金的敏感功能263

9.2.3 非晶态合金的磁机变换功能263

9.2.4 非晶态合金的磁电变换功能267

9.2.5 非晶态合金的其他变换功能270

9.3 非晶态合金脉冲感应型磁场传感器272

9.4 非晶态合金位移传感器276

9.5 非晶态合金压力传感器277

9.5.1 膜片式压力传感器277

9.5.2 差动式压力传感器278

9.6 非晶态合金平均温度传感器279

习题281

第10章 机器人传感器282

10.1 机器人传感器的分类282

10.2 机器人视觉传感器283

10.3 机器人听觉传感器286

10.4 机器人触觉传感器287

10.5 机器人压觉传感器288

10.6 机器人接近觉传感器290

10.7 机器人力觉传感器291

10.8 机器人滑觉传感器291

习题292

第11章 智能传感器293

11.1 智能传感器的结构、功能与特点293

11.1.1 智能传感器的结构293

11.1.2 智能传感器的功能294

11.1.3 智能传感器的特点295

11.2 传感器的智能化方法296

11.2.1 实现数据处理功能296

11.2.2 实现自动控制功能304

11.3 智能传感器的常用集成芯片307

11.3.1 数据输出接口电路307

11.3.2 微处理器307

11.3.3 智能传感器的接口芯片307

11.4 智能压力传感器309

11.5 智能差压传感器310

11.6 智能温度压力传感器310

11.7 人工神经网络智能传感器312

习题313

第12章 其他新型传感器314

12.1 开环式电流传感器314

12.2 闭环式电流传感器317

12.3 磁调制电流传感器321

12.4 电压传感器323

12.5 三维过载传感器325

12.6 液晶传感器327

12.6.1 液晶及其性质327

12.6.2 液晶电磁场传感器327

12.6.3 液晶电压传感器328

12.6.4 液晶超声波传感器328

12.6.5 液晶温度传感器328

习题329