机械工业出版社吴建平传感器原理及应用第二版课后习题答案

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书名：传感器原理及应用第二版

译作者：吴建平

出版社：机械工业出版社

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内容简介

　　第1章绪论 1

　　1.1 传感器的概念 1

　　1.1.1 传感器的基本组成 1

　　1.1.2 传感器的定义 2

　　1.2 传感器的分类 2

　　1.3 传感器的基本特性 3

　　1.3.1 传感器的静态特性 4

　　1.3.2 传感器的动态特性相关的数学

　　模型 11

　　1.3.3 传感器的动态特性描述 15

　　1.4 传感器的标定 20

　　1.4.1 传感器的静态特性标定 21

　　1.4.2 传感器的动态标定 21

　　1.5 传感器技术发展方向 23

　　习题25

　　第2章传感器的功能材料及加工工艺 27

　　2.1 传感器使用的材料 27

　　2.1.1 导体、半导体和电介质 28

　　2.1.2 有机高分子敏感材料 30

　　2.1.3磁性材料30

　　2.2 传感器的加工工艺 31

　　2.2.1结构型传感器的加工工艺 31

　　2.2.2 微机械加工工艺 32

　　习题 40

　　第3章温敏传感器 41

　　3.1 热学相关基本概念 41

　　3.1.1 温标 41

　　3.1.2 热力学相关概念 41

　　3.1.3 温敏传感器的分类 42

　　3.2 热电偶传感器 42

　　3.2.1 热电效应 42

　　3.2.2 热电偶基本定律 44

　　3.2.3 热电偶的结构 45

　　3.2.4 热电偶冷端温度误差及其补偿 46

　　3.2.5 热电偶实用测量电路 49

　　3.2.6 热电偶传感器应用实例 50

　　3.3 电阻型温度传感器 52

　　3.3.1 热电阻 52

　　3.3.2 热敏电阻 55

　　3.3.3 陶瓷半导体热敏电阻 57

　　3.3.4 半导体热电阻温度传感器61

　　3.3.5 热敏电阻温度传感器的典型应用 63

　　3.4 半导体PN结型温度传感器 64

　　3.4.1 温敏二极管 64

　　3.4.2 温敏晶闸管(可控硅) 66

　　3.4.3 温敏三极管 68

　　3.4.4 半导体PN结型温度传感器典型应用 70

　　习题 71

　　第4章力敏传感器73

　　4.1 应变式电阻传感器 73

　　4.1.1 电阻应变片的种类 73

　　4.1.2 金属电阻应变片 73

　　4.1.3半导体应变片78

　　4.1.4电阻应变片的测量电路79

　　4.1.5电阻应变式传感器应用 83

　　4.2压电式力传感器88

　　4.2.1 压电效应和压电材料 88

　　4.2.2压电传感器的等效电路与测量线路 91

　　4.2.3压电式传感器的应用举例 95

　　4.2.4 压电式传感器的主要性能及其影响因素 97

　　4.3 电容力传感器 99

　　4.3.1 电容式传感器特点 99

　　4.3.2电容式压力传感器100

　　4.4电感式压力传感器102

　　4.5谐振式压力传感器104

　　4.5.1 工作原理和特性 104

　　4.5.2 谐振式压力传感器的特性 104

　　4.5.3 谐振式压力传感器的类型 106

　　4.6 光纤力学传感器 108

　　4.7 其他新型传感器 110

　　习题 112

　　第5章磁敏传感器113

　　5.1 概述 113

　　5.2 霍尔元件 114

　　5.2.1 霍尔效应 115

　　5.2.2 影响霍尔效应的因素 116

　　5.2.3 霍尔元件基本结构 117

　　5.2.4 霍尔元件的基本特性 117

　　5.2.5 霍尔元件的电磁特性 118

　　5.2.6 霍尔元件不等位电势补偿 120

　　5.2.7 霍尔元件温度补偿 120

　　5.2.8 霍尔式传感器的应用 123

　　5.3 半导体磁阻器件 124

　　5.3.1 磁阻效应 124

　　5.3.2 磁阻元件 126

　　5.3.3 磁敏电阻的应用 127

　　5.4 结型磁敏器件 128

　　5.4.1磁敏二极管128

　　5.4.2磁敏三极管132

　　5.5 铁磁性金属薄膜磁阻元件 136

　　5.5.1 铁磁体中的磁阻效应 136

　　5.5.2 铁磁薄膜磁敏电阻的结构与工作原理 136

　　5.5.3 铁磁薄膜磁敏电阻的技术性能及特点 136

　　5.6压磁式传感器137

　　5.6.1 压磁式传感器的基本原理 137

　　5.6.2 压磁式传感器的主要特性 138

　　5.6.3 压磁式传感器的应用举例 139

　　5.7 新型磁敏传感器 139

　　5.7.1 MOS磁敏器件 139

　　5.7.2 高分辨率磁性旋转编码器140

　　5.7.3涡流传感器141

　　5.7.4 韦根德磁敏器件 141

　　5.7.5磁通门传感器142

　　习题 143

　　第6章光敏传感器144

　　6.1 概述 144

　　6.1.1 光谱 144

　　6.1.2光学传感器的相关计量单位 145

　　6.1.3 光源 146

　　6.2 光电效应传感器 148

　　6.2.1 外光电效应及器件 148

　　6.2.2 内光电效应(光电导)及器件 153

　　6.3 光生伏特效应器件 157

　　6.3.1 光生伏特效应 157

　　6.3.2 光电池 158

　　6.4光敏二极管159

　　6.4.1 结构原理 159

　　6.4.2 光电二极管应用实例 161

　　6.5光敏晶体管162

　　6.5.1 光敏晶体管和光敏二极管基本特性 163

　　6.5.2 光敏三极管应用实例 164

　　6.6 色敏光电传感器 165

　　6.6.1 双结型色彩传感器 165

　　6.6.2 非晶态集成色彩传感器165

　　6.6.3 应用实例 166

　　6.7 光电耦合器件 167

　　6.7.1光电耦合器167

　　6.7.2 光电开关 167

　　6.8 红外热释电光敏器件 168

　　6.8.1 红外热释电光敏效应 168

　　6.8.2 热释电传感器的结构 169

　　6.8.3热释电红外传感器的应用 170

　　6.9固态图像传感器173

　　6.9.1CCD图像传感器173

　　6.9.2 MOS固态图像传感器 176

　　6.9.3 CCD与CMOS图像传感器的性能比较 178

　　6.10光纤传感器179

　　6.10.1 概述 179

　　6.10.2 光纤的结构和传输原理 180

　　6.10.3 光纤传感器 181

　　习题 185

　　第7章声敏传感器186

　　7.1 声波的基本性质 186

　　7.1.1 声压及其描述 186

　　7.1.2 声功率和声强 187

　　7.1.3 声波的反射、折射、透射和吸收 188

　　7.2 声敏传感器 190

　　7.2.1 电阻变换型声敏传感器 190

　　7.2.2 压电声敏传感器 191

　　7.2.3 电容式声敏传感器(静电型) 191

　　7.2.4 音响传感器 192

　　7.3 水声传感器 194

　　7.3.1 水声传感器的性能指标 194

　　7.3.2 水声传感器用郎之万型换能器 196

　　7.3.3海底地貌仪197

　　7.3.4多普勒计程仪198

　　7.3.5 相关计程仪 198

　　7.4 超声波传感器 199

　　7.4.1 超声波及其物理性质 199

　　7.4.2 超声波对超声场产生的作用(效应) 200

　　7.4.3 超声波传感器 201

　　7.4.4 超声波传感器的应用 201

　　7.5 声表面波传感器 204

　　7.5.1 表面声波的类型 205

　　7.5.2 SAW传感器的结构与工作原理 209

　　7.5.3 高分辨率SAW温度传感器 210

　　7.5.4 SAW气敏传感器 211

　　7.5.5 SAW压力传感器 212

　　7.5.6 声板波传感器 213

　　习题 215

　　第8章气敏传感器216

　　8.1 概述 216

　　8.2 气敏传感器的主要参数与特性 216

　　8.3半导体气敏传感器218

　　8.3.1 电阻型半导体气敏元件218

　　8.3.2 半导体气敏二极管和MOSFET气敏传感器 228

　　8.4 固态电解质气敏传感器 232

　　8.5 接触燃烧式气敏传感器 234

　　8.5.1 检测原理与结构 234

　　8.5.2 气敏特性 235

　　8.6 新型气敏传感器 236

　　8.6.1 红外吸收式传感器 236

　　8.6.2 热导率变化式气敏传感器 236

　　8.6.3 气敏半导体材料吸附机制及器件 236

　　8.6.4 气-磁传感器 237

　　8.7 气敏传感器的应用 238

　　8.7.1 家用煤气、液化石油气泄漏报警器238

　　8.7.2 自动换气扇 238

　　8.7.3 自动抽油烟机 239

　　8.7.4 酒精检测报警器 239

　　8.7.5 缺氧检测 240

　　习题 241

　　第9章湿敏传感器242

　　9.1 湿度的基本概念 242

　　9.1.1 相对湿度和绝对湿度 242

　　9.1.2 露点 242

　　9.2湿度传感器的特性参数 243

　　9.3 湿度传感器的分类 246

　　9.4 陶瓷式湿度传感器 246

　　9.4.1 陶瓷电阻式湿度传感器246

　　9.4.2陶瓷电容式湿度传感器 248

　　9.5 有机物及高分子聚合物湿度传感器 249

　　9.5.1 高分子电阻式湿度传感器 249

　　9.5.2 高分子电容式湿度传感器 251

　　9.6 半导体结型和MOS型湿度传感器 253

　　9.6.1 湿敏二极管 254

　　9.6.2 湿敏MOS场效应管 254

　　9.7固体电解质界限电流式高温湿度传感器255

　　9.7.1 固体电解质界限电流式湿度传感器的结构与工作原理 255

　　9.7.2 固体电解质界限电流式湿度传感器的特性 256

　　9.8 溶性电解质湿度传感器 257

　　习题 259

　　第10章生物传感器260

　　10.1 生物传感器的基本概念 260

　　10.2 生物传感器的特点 261

　　10.3 生物反应基本知识 261

　　10.3.1 酶反应 261

　　10.3.2微生物反应263

　　10.3.3 免疫学反应 264

　　10.3.4 生物传感器膜技术和固定化技术 265

　　10.3.5 基本电极 268

　　10.3.6 测量方式 268

　　10.4 生物传感器的工作原理及类型 269

　　10.4.1 酶传感器及其应用 269

　　10.4.2 微生物传感器及其应用 270

　　10.4.3 免疫传感器及其应用 270

　　10.4.4 半导体生物传感器及其应用 271

　　10.4.5 组织传感器 271

　　10.4.6 细胞传感器 273

　　10.4.7 基因芯片 274

　　习题 275

　　第11章传感器的信号处理 276

　　11.1 信号测量电路 276

　　11.1.1 桥电路 276

　　11.1.2 电阻测量 285

　　11.1.3 电感测量 286

　　11.1.4 电容测量及电容检测电路 287

　　11.2 信号变换电路 295

　　11.2.1 电压—电流变换 296

　　11.2.2 电流—电压变换 299

　　11.3 阻抗匹配/信号放大电路 301

　　11.3.1 晶体管阻抗匹配器 301

　　11.3.2 场效应管阻抗匹配器 302

　　11.3.3 运算放大器阻抗匹配/信号放大电路 303

　　11.4 信号分离/滤波电路 306

　　11.4.1 滤波器的基本知识 306

　　11.4.2 按频带分类的滤波器 308

　　11.4.3 按逼近方式分类的滤波器 312

　　11.4.4 按电路组成滤波器 312

　　习题 314

　　第12章传感器的智能化和网络化 315

　　12.1 智能传感器 315

　　12.1.1 智能传感器的结构 315

　　12.1.2 智能传感器的功能 315

　　12.2 智能传感器的网络化 317

　　12.2.1 现场总线智能传感器 317

　　12.2.2 基于TCP/IP协议的网络化智能传感器 320

　　12.3无线传感器网络的概述 321

　　12.3.1 无线传感器网络的基本概念 321

　　12.3.2 无线传感器网络的特征 322

　　12.3.3 无线传感器网络的发展 324

　　12.3.4 无线传感器网络的应用 325

　　12.3.5 无线传感器网络所面临的挑战 326

　　12.3.6 无线传感器网络体系结构 327

　　12.3.7 无线传感器网络的系统结构 327

　　12.3.8 无线传感器网络体系结构的设计要求 329

　　12.3.9 无线传感器网络的关键技术 332

　　习题 338

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