內(nèi)容簡(jiǎn)介:　　本書(shū)是依托中南大學(xué)特色專(zhuān)業(yè)（物聯(lián)網(wǎng)工程）的建設(shè)，結(jié)合國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)情況編寫(xiě)的。本書(shū)系統(tǒng)、全面地介紹了面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的現(xiàn)代傳感器技術(shù)，主要內(nèi)容涵蓋傳感器的性能與評(píng)價(jià)，傳感器的基本原理、效應(yīng)與器件，機(jī)械量傳感器，熱學(xué)量傳感器，其他物理量傳感器，化學(xué)和生物傳感器，集成傳感器和微傳感器，智能傳感器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化及接口標(biāo)準(zhǔn)，低功耗的傳感器電路設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)獲取及處理方法，物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用中的傳感器和典型節(jié)點(diǎn)方案等。

作者簡(jiǎn)介:博士，中南大學(xué)信息科與工程學(xué)院福建省，長(zhǎng)期從事傳感器與檢測(cè)技術(shù)、信號(hào)處理、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面的工作。曾獲得1997年度湖南大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)質(zhì)量獎(jiǎng)、2002年度中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)獎(jiǎng)學(xué)金二等獎(jiǎng)。

目錄:第1章 緒論 1
1．1 傳感器的地位和作用 2
1．2 傳感器的相關(guān)概念 3
1．2．1 測(cè)量和測(cè)量系統(tǒng) 3
1．2．2 傳感器的定義 4
1．2．3 傳感器的分類(lèi) 5
1．3 傳感器的一般構(gòu)成 7
1．3．1 傳感器的基本組成 7
1．3．2 傳感器的信號(hào)調(diào)理與接口 9
1．4 傳感器技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì) 11
1．4．1 傳感器技術(shù)的特點(diǎn) 11
1．4．2 傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 12
1．5 物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì) 13
1．5．1 物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的需求及技術(shù)特點(diǎn) 13
1．5．2 物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì) 14
思考題與習(xí)題 14
第2章 傳感器的性能與評(píng)價(jià) 17
2．1 傳感器的特性概述 18
2．1．1 與測(cè)量系統(tǒng)的匹配 18
2．1．2 機(jī)械特性 18
2．1．3 工作特性 19
2．2 傳感器的誤差 19
2．2．1 理想傳感器與實(shí)用中的局限性 19
2．2．2 誤差及其來(lái)源 19
2．3 傳感器的靜態(tài)特性 21
2．3．1 輸入輸出靜態(tài)函數(shù)關(guān)系 21
2．3．2 線(xiàn)性度 22
2．3．3 靈敏度與測(cè)量范圍 23
2．3．4 遲滯特性與重復(fù)性 24
2．3．5 分辨力與閾值 25
2．3．6 穩(wěn)定性 25
2．3．7 綜合誤差 26
2．4 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 26
2．4．1 動(dòng)態(tài)特性分析方法 27
2．4．2 頻率響應(yīng)特性與動(dòng)態(tài)品質(zhì)的關(guān)系 27
2．4．3 時(shí)域響應(yīng)特性與動(dòng)態(tài)品質(zhì)的關(guān)系 30
2．5 傳感器的標(biāo)定 31
2．6 傳感器的合理選用 35
思考題與習(xí)題 37
第3章 傳感器的基本原理、效應(yīng)與器件 39
3．1 概述 40
3．2 基本電參量――電阻、電容、電感傳感原理與測(cè)量 41
3．2．1 電阻傳感器與電阻參數(shù)的測(cè)量 42
3．2．2 電容傳感器原理與電容參數(shù)的測(cè)量 49
3．2．3 電感傳感器原理與電感參數(shù)的測(cè)量 59
3．3 彈性效應(yīng)和彈性元件 66
3．3．1 彈性敏感元件的基本特性 66
3．3．2 彈性敏感元件的材料 70
3．4 電阻應(yīng)變效應(yīng)和壓阻效應(yīng)及器件 72
3．4．1 電阻應(yīng)變?cè)砗碗娮钁?yīng)變片 72
3．4．2 應(yīng)變片和應(yīng)變式傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用 74
3．4．3 壓阻效應(yīng) 75
3．5 壓電效應(yīng)與器件 80
3．5．1 壓電效應(yīng)與材料 80
3．5．2 壓電元件的等效電路和測(cè)量電路 81
3．5．3 壓電式傳感器的結(jié)構(gòu) 83
3．6 光電效應(yīng)與傳感器件 84
3．6．1 光電效應(yīng) 84
3．6．2 光電效應(yīng)主要器件及基本特性 85
3．6．3 集成光電檢測(cè)器件 89
3．6．4 光電傳感器的構(gòu)成與類(lèi)型 90
3．6．5 紅外傳感原理與探測(cè)器特點(diǎn) 92
3．7 光纖傳感原理與類(lèi)型 94
3．7．1 光纖傳感原理 94
3．7．2 光纖傳感器的工作原理及組成 98
3．8 磁電效應(yīng)和磁敏器件 100
3．8．1 磁電效應(yīng)與器件結(jié)構(gòu) 100
3．8．2 霍爾效應(yīng)與半導(dǎo)體器件 101
3．8．3 磁電阻效應(yīng)與元件 104
3．8．4 磁敏晶體管 109
3．8．5 磁敏器件的應(yīng)用 111
3．9 磁致伸縮效應(yīng)和壓磁效應(yīng) 111
3．9．1 磁致伸縮效應(yīng) 111
3．9．2 壓磁效應(yīng) 112
3．10 熱阻效應(yīng)、熱電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng) 113
3．10．1 熱阻效應(yīng)與熱敏器件 113
3．10．2 熱電效應(yīng)及器件 114
3．10．3 熱釋電效應(yīng)及器件 115
3．11 與聲波有關(guān)的效應(yīng)與器件 116
3．11．1 超聲波檢測(cè)的原理和超聲波換能器 116
3．11．2 聲表面波原理與器件 119
3．12 核輻射傳感原理 122
3．12．1 核輻射檢測(cè)的物理基礎(chǔ) 122
3．12．2 典型核輻射傳感器 123
思考題與習(xí)題 124
第4章 機(jī)械量傳感器 127
4．1 線(xiàn)位移傳感器 128
4．1．1 磁阻式線(xiàn)位移傳感器 128
4．1．2 光纖小位移傳感器 130
4．1．3 光電式線(xiàn)位移傳感器 133
4．2 物位傳感器 134
4．2．1 超聲波物位傳感器 134
4．2．2 電容式物位傳感器 135
4．2．3 磁致伸縮物位傳感器 136
4．2．4 核輻射物位計(jì) 137
4．3 數(shù)字式位移傳感器 138
4．3．1 絕對(duì)編碼器式角位移傳感器 138
4．3．2 增量編碼器 142
4．3．3 光柵精密線(xiàn)位移傳感器 144
4．4 速度傳感器 146
4．4．1 光電式速度傳感器 146
4．4．2 磁電式速度傳感器 148
4．4．3 多普勒效應(yīng)測(cè)速 149
4．5 轉(zhuǎn)速傳感器 151
4．5．1 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 151
4．5．2 磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器 152
4．5．3 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器 153
4．6 加速度傳感器 154
4．6．1 壓電式加速度傳感器 154
4．6．2 電容式加速度傳感器 157
4．6．3 電阻應(yīng)變式、壓阻式加速度傳感器 158
4．7 力傳感器 158
4．7．1 應(yīng)變式力與稱(chēng)重傳感器 158
4．7．2 壓電式力傳感器 163
4．8 壓力傳感器 164
4．8．1 膜片壓力傳感器 164
4．8．2 壓電式壓力傳感器 167
4．8．3 光纖壓力傳感器 169
4．9 扭矩傳感器 170
4．9．1 光柵扭矩傳感器 172
4．9．2 磁彈性扭矩傳感器 173
4．10 流量傳感器 175
4．10．1 差壓式流量傳感器 176
4．10．2 渦輪式流量傳感器 177
4．10．3 電磁式流量傳感器 178
4．10．4 漩渦式流量傳感器 179
4．10．5 超聲波流量傳感器 179
思考題與習(xí)題 180
第5章 熱學(xué)量傳感器 183
5．1 概述 184
5．1．1 溫標(biāo) 184
5．1．2 溫度測(cè)量的特點(diǎn) 184
5．1．3 測(cè)溫方法與傳感器的分類(lèi) 185
5．2 基于晶體管參數(shù)的溫度傳感器 186
5．2．1 PN結(jié)溫度傳感器 186
5．2．2 正比于熱力學(xué)溫度核心電路 187
5．3 熱電阻溫度傳感器 191
5．3．1 金屬熱電阻 191
5．3．2 半導(dǎo)體熱敏電阻 194
5．3．3 測(cè)溫電橋 195
5．4 熱電偶 195
5．4．1 熱電偶的構(gòu)成要求與類(lèi)型 195
5．4．2 熱電偶測(cè)溫所需的工作條件 196
5．5 光纖溫度傳感器 200
5．5．1 半導(dǎo)體譜帶吸收式光纖溫度傳感器 200
5．5．2 折射式光纖溫度傳感器 201
思考題與習(xí)題 203
第6章 其他物理量傳感器 205
6．1 光學(xué)量傳感器 206
6．1．1 照度傳感器 206
6．1．2 亮度傳感器 206
6．1．3 色度傳感器 207
6．1．4 紅外和紫外光傳感器 210
6．2 視覺(jué)傳感器件 212
6．2．1 CCD圖像傳感器件 212
6．2．2 COMS圖像傳感器件 219
6．3 電流和電壓傳感器 225
6．3．1 霍爾電流傳感器 225
6．3．2 磁平衡式霍爾電壓傳感器 226
6．3．3 光纖電壓傳感器 228
6．3．4 光纖電流傳感器 229
6．3．5 光纖電場(chǎng)強(qiáng)度傳感器 229
6．4 聲傳感器 231
6．4．1 電容式傳聲器 232
6．4．2 駐極體傳聲器 234
思考題與習(xí)題 235
第7章 化學(xué)和生物傳感器 237
7．1 化學(xué)傳感器概述 238
7．2 氣體傳感器 239
7．2．1 氣體傳感器概況 239
7．2．2 半導(dǎo)體式氣體傳感器 242
7．2．3 電化學(xué)式氣體傳感器 244
7．2．4 熱化學(xué)氣體傳感器 246
7．2．5 其他氣體傳感器 247
7．3 濕度傳感器 248
7．3．1 概述 248
7．3．2 半導(dǎo)體濕敏電阻元件 249
7．3．3 電容式濕敏元件 252
7．3．4 露點(diǎn)式濕度傳感器 253
7．4 離子傳感器 254
7．4．1 離子選擇電極離子傳感器 254
7．4．2 場(chǎng)效應(yīng)管離子傳感器 256
7．5 生物傳感器 257
7．5．1 生物傳感器概述 257
7．5．2 酶?jìng)鞲衅?260
7．5．3 酶?jìng)鞲衅鞯膽?yīng)用 263
7．5．4 免疫傳感器 264
思考題與習(xí)題 269
第8章 集成傳感器和微傳感器 271
8．1 傳感器的集成化 272
8．1．1 傳感器集成化與集成途徑及特點(diǎn) 272
8．1．2 典型集成傳感器 274
8．2 機(jī)械量微傳感器 277
8．2．1 微機(jī)械加工技術(shù)與機(jī)械量微傳感器概述 277
8．2．2 典型微機(jī)械壓力傳感器 279
8．2．3 加速度微傳感器 282
8．2．4 微機(jī)械陀螺 290
8．2．5 微傳聲器 292
8．3 磁微傳感器 293
8．3．1 AMR磁阻傳感器 293
8．3．2 GMR磁阻傳感器 295
8．3．3 微型磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì) 296
8．4 熱和紅外輻射量微傳感器 299
8．4．1 聲表面波溫度傳感器 299
8．4．2 紅外熱敏微傳感器 300
8．5 化學(xué)量和生物量微傳感器 302
8．5．1 離子選擇微電極 302
8．5．2 基于MEMS技術(shù)的氣體微傳感器 305
8．5．3 微懸臂梁式生物傳感器 308
8．5．4 基于生物微電子機(jī)械系統(tǒng)的細(xì)胞傳感器 311
思考題與習(xí)題 311
第9章 智能傳感器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化及接口標(biāo)準(zhǔn) 313
9．1 智能傳感器概述 314
9．1．1 智能傳感器的定義與結(jié)構(gòu) 314
9．1．2 智能傳感器的功能與性能特點(diǎn) 314
9．1．3 傳感器智能化的途徑 315
9．2 基本傳感器的選用原則 316
9．3 智能化的主要實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù) 317
9．3．1 非線(xiàn)性自校正 318
9．3．2 溫度誤差補(bǔ)償 319
9．3．3 自校準(zhǔn)和自適應(yīng)增益及量程調(diào)整 323
9．4 網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器及接口標(biāo)準(zhǔn) 326
9．4．1 網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器 326
9．4．2 智能傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)――IEEE 1451 329
思考題與習(xí)題 337
第10章 低功耗的傳感器電路設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)獲取及處理方法 339
10．1 信號(hào)調(diào)理電路及低功耗設(shè)計(jì)原則 340
10．1．1 信號(hào)調(diào)理及低功耗的意義 340
10．1．2 常用信號(hào)調(diào)理電路功能類(lèi)型 341
10．1．3 調(diào)理電路低功耗設(shè)計(jì)原則 342
10．2 典型信號(hào)調(diào)理集成器件及應(yīng)用 345
10．2．1 專(zhuān)用集成調(diào)理器件 345
10．2．2 多功能集成調(diào)理器件 349
10．3 低功耗電源管理技術(shù) 366
10．3．1 動(dòng)態(tài)電源管理設(shè)計(jì) 367
10．3．2 電源調(diào)整和按負(fù)載多方式分時(shí)供電 369
10．4 低功耗的數(shù)據(jù)獲取方式――準(zhǔn)數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與測(cè)量 372
10．4．1 頻率式傳感器的常見(jiàn)實(shí)現(xiàn)技術(shù) 373
10．4．2 準(zhǔn)數(shù)字傳感器的參數(shù)轉(zhuǎn)換 376
10．4．3 時(shí)間調(diào)制信號(hào)的測(cè)量法 378
10．5 面向資源有限傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)壓縮方法 383
10．5．1 適應(yīng)低端平臺(tái)的數(shù)字濾波技術(shù)――中值濾波 384
10．5．2 適應(yīng)低端平臺(tái)的數(shù)據(jù)壓縮方法 386
思考題與習(xí)題 388
第11章 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用中的傳感器和典型節(jié)點(diǎn)方案 391
11．1 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用中的傳感器及其應(yīng)用概況 392
11．1．1 智能家居中的傳感器 392
11．1．2 環(huán)境監(jiān)測(cè)中的傳感器 401
11．1．3 健康監(jiān)護(hù)中的人體生理量傳感器 409
11．2 傳感器節(jié)點(diǎn)典型解決方案舉例 416
11．2．1 一種可持續(xù)監(jiān)測(cè)振動(dòng)的低功耗無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)方案 416
11．2．2 一種灌區(qū)監(jiān)測(cè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方案 424
11．2．3 一種穿戴式健康監(jiān)護(hù)傳感器節(jié)點(diǎn)方案 430
思考題與習(xí)題 445
參考文獻(xiàn) 446