国际制造业先进技术译丛 现代传感器手册： 原理、设计及应用 （ 原书第5版）

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现代传感器手册: 原理、设计及应用: 原书第5 版/（ 美） 雅各布·弗雷登（Jacob Fraden） 编著； 宋萍， 隋丽， 潘志强译.—北京: 机械工业出版社， 2019.4
（国际制造业先进技术译丛）书名原文: Handbook ofModern Sensors: Physics， Designs， and ApplicationsFifth Edition
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。
目录
第1章 数据获取
    1.1 传感器、信号和系统
    1.2 传感器的分类
    1.3 测量的单位
第2章 传递函数
    2.1 数学模型
        2.1.1 概念
        2.1.2 函数逼近
        2.1.3 线性回归
        2.1.4 多项式逼近
        2.1.5 灵敏度
        2.1.6 线性分段逼近
        2.1.7 样条插值
        2.1.8 多维传递函数
    2.2 校准
    2.3 参数计算
    2.4 激励的计算
        2.4.1 利用解析式
        2.4.2 使用线性分段逼近法
        2.4.3 激励的迭代计算（牛顿法）
第3章 传感器特性
    3.1 用于移动通信设备中的传感器
        3.1.1 MCD传感器的需求
        3.1.2 集成
    3.2 量程（满量程输入）
    3.3 满量程输出
    3.4 精度
    3.5 校准误差
    3.6 迟滞
    3.7 非线性度
    3.8 饱和度
    3.9 重复性
    3.10 死区
    3.11 分辨率
    3.12 特殊性质
    3.13 输出阻抗
    3.14 输出格式
    3.15 激励
    3.16 动态特性
    3.17 传感器元件的动态模型
        3.17.1 力学元件
        3.17.2 热学元件
        3.17.3 电学元件
        3.17.4 类比
    3.18 环境因素
    3.19 可靠性
        3.19.1 MTTF
        3.19.2 极限测试
        3.19.3 加速寿命测试
    3.20 应用特性
    3.21 不确定性
第4章 感知的物理原理
    4.1 电荷、电场和电势
    4.2 电容
        4.2.1 电容器
        4.2.2 介电常数
    4.3 磁性
        4.3.1 法拉第定律
        4.3.2 永磁体
        4.3.3 线圈和螺线管
    4.4 电磁感应
        4.4.1 楞次定律
        4.4.2 电涡流
    4.5 电阻
        4.5.1 电阻率
        4.5.2 电阻的温度灵敏度
        4.5.3 电阻的应变灵敏度
        4.5.4 电阻的湿度灵敏度
    4.6 压电效应
        4.6.1 压电陶瓷材料
        4.6.2 高分子压电薄膜
    4.7 热释电效应
    4.8 霍尔效应
    4.9 热电效应
        4.9.1 泽贝克效应
        4.9.2 佩尔捷效应
    4.10 声波
    4.11 材料的温度和热性质
        4.11.1 温标
        4.11.2 热膨胀
        4.11.3 热容
    4.12 热传递
        4.12.1 热传导
        4.12.2 热对流
        4.12.3 热辐射
第5章 传感器的光学元件
    5.1 光
        5.1.1 光子能量
        5.1.2 光的偏振
    5.2 光的散射
    5.3 几何光学
    5.4 辐射测量
    5.5 光度测量
    5.6 窗口
    5.7 反射镜
        5.7.1 涂层反射镜
        5.7.2 棱镜
    5.8 透镜
        5.8.1 曲面透镜
        5.8.2 菲涅耳透镜
        5.8.3 平面纳米透镜
    5.9 光纤光学和波导
    5.10 光学效率
        5.10.1 透镜效应
        5.10.2 集中器
        5.10.3 吸热涂层
        5.10.4 抗反射涂层
第6章 接口电路
    6.1 信号调节器
        6.1.1 输入特性
        6.1.2 放大器
        6.1.3 运算放大器
        6.1.4 电压跟随器
        6.1.5 电荷-电压转换器和电流-电压转换器
        6.1.6 光-电压转换器
        6.1.7 电容-电压转换器
        6.1.8 闭环电容-电压转换器
    6.2 传感器的连接
        6.2.1 比例电路
        6.2.2 差分电路
        6.2.3 惠斯通电桥
        6.2.4 零点平衡电桥
        6.2.5 电桥放大器
    6.3 激励电路
        6.3.1 电流发生器
        6.3.2 电压发生器
        6.3.3 基准电压源
        6.3.4 振荡器
    6.4 A-D转换器
        6.4.1 基本概念
        6.4.2 V-F转换器
        6.4.3 PWM转换器
        6.4.4 R-F转换器
        6.4.5 逐次逼近转换器
        6.4.6 分辨率扩展
        6.4.7 A-D转换器接口
    6.5 集成接口
        6.5.1 电压处理器
        6.5.2 电感处理器
    6.6 数据传输
        6.6.1 双线传输
        6.6.2 四线传输
    6.7 传感器和电路的噪声
        6.7.1 固有噪声
        6.7.2 传输噪声
        6.7.3 电屏蔽
        6.7.4 旁路电容
        6.7.5 磁屏蔽
        6.7.6 机械噪声
        6.7.7 接地层
        6.7.8 接地环路与接地隔离
        6.7.9 泽贝克噪声
    6.8 低功耗传感器电池
        6.8.1 原电池
        6.8.2 蓄电池
        6.8.3 超级电容器
    6.9 能量收集
        6.9.1 光能收集
        6.9.2 远场能量收集
        6.9.3 近场能量收集
第7章 人体探测器
    7.1 超声波探测器
    7.2 微波运动探测器
    7.3 微功率脉冲雷达
    7.4 探地雷达
    7.5 线性光学传感器
    7.6 电容式占用探测器
    7.7 静电探测器
    7.8 光电运动探测器
        7.8.1 传感器的结构
        7.8.2 多探测元件
        7.8.3 复杂的传感器形状
        7.8.4 图像失真
        7.8.5 面元聚焦元件
        7.8.6 可见光和近红外光运动探测器
        7.8.7 中红外和远红外运动探测器
        7.8.8 被动红外运动探测器
        7.8.9 被动红外探测器效率分析
    7.9 光感传感器
        7.9.1 光电束
        7.9.2 光反射传感器
    7.10 压力梯度传感器
    7.11 二维定位装置
    7.12 姿态感知（3D定位）
        7.12.1 惯性与陀螺鼠标
        7.12.2 光学姿态传感器
        7.12.3 近场姿态传感器
    7.13 触觉传感器
        7.13.1 开关式触觉传感器
        7.13.2 压电式触觉传感器
        7.13.3 压阻式触觉传感器
        7.13.4 触觉MEMS传感器
        7.13.5 电容式触觉传感器
        7.13.6 光学接触传感器
        7.13.7 光学指纹传感器
第8章 位置、位移和水平传感器
    8.1 电位器式传感器
    8.2 压阻式传感器
    8.3 电容式传感器
    8.4 电感式传感器和磁传感器
        8.4.1 线性差动变压器和旋转差动变压器
        8.4.2 横向电感式传感器
        8.4.3 电涡流传感器
        8.4.4 路面感应环形线圈
        8.4.5 金属探测器
        8.4.6 霍尔传感器
        8.4.7 磁阻式传感器
        8.4.8 磁致伸缩探测器
    8.5 光学传感器
        8.5.1 光桥
        8.5.2 偏振光接近探测器
        8.5.3 棱镜和反射传感器
        8.5.4 法布里-珀罗传感器
        8.5.5 光纤光栅传感器
        8.5.6 光栅光强调制器
    8.6 厚度传感器和液位传感器
        8.6.1 烧蚀传感器
        8.6.2 薄膜传感器
        8.6.3 低温液位传感器
第9章 速度和加速度传感器
    9.1 速度传感器
        9.1.1 线速度传感器
        9.1.2 转速传感器（转速计）
    9.2 惯性旋转传感器
        9.2.1 转子陀螺仪
        9.2.2 振动陀螺仪
        9.2.3 光学（激光）陀螺仪
    9.3 惯性线性传感器（加速度传感器）
        9.3.1 转换理论与特性
        9.3.2 倾角仪
        9.3.3 地震传感器
        9.3.4 电容式加速度传感器
        9.3.5 压阻式加速度传感器
        9.3.6 压电式加速度传感器
        9.3.7 热加速度传感器
        9.3.8 力平衡加速度传感器
第10章 力和应变传感器
    10.1 基本条件
    10.2 应变计
    10.3 压敏薄膜
    10.4 压电式力传感器
    10.5 压电电缆
    10.6 光学力传感器
第11章 压力传感器
    11.1 压强的概念
    11.2 压强的单位
    11.3 水银压力传感器
    11.4 波纹管、波纹膜和薄板
    11.5 压阻式传感器
    11.6 电容式传感器
    11.7 可变磁阻式压力传感器
    11.8 光电压力传感器
    11.9 间接压力传感器
    11.10 真空传感器
        11.10.1 皮拉尼真空计
        11.10.2 电离真空计
        11.10.3 气体阻力计
第12章 流量传感器
    12.1 流体动力学基础
    12.2 压力梯度技术
    12.3 热传导式传感器
        12.3.1 热丝式风速传感器
        12.3.2 三部件热式流量传感器
        12.3.3 两部件热式流量传感器
        12.3.4 微流热传导式传感器
    12.4 超声波式传感器
    12.5 电磁式传感器
    12.6 微风速传感器
    12.7 科里奥利质量流量传感器
    12.8 阻力流量传感器
    12.9 悬臂式MEMS传感器
    12.10 烟尘探测器
        12.10.1 电离探测器
        12.10.2 光学探测器
第13章 声学传感器
    13.1 传声器的特性
        13.1.1 输出阻抗
        13.1.2 平衡输出
        13.1.3 灵敏度
        13.1.4 频率响应
        13.1.5 固有噪声
        13.1.6 方向性
        13.1.7 邻近效应
    13.2 电阻式传声器
    13.3 电容式传声器
    13.4 驻极体传声器
    13.5 光学传声器
    13.6 压电式传声器
        13.6.1 低频范围
        13.6.2 超声波范围
    13.7 动圈式传声器
第14章 湿度传感器
    14.1 湿度的定义
    14.2 湿度传感器的原理
    14.3 电容式湿度传感器
    14.4 电阻式湿度传感器
    14.5 热导式传感器
    14.6 光学湿度计
        14.6.1 冷镜
        14.6.2 光相对湿度传感器
    14.7 振荡湿度计
    14.8 土壤湿度监测器
第15章 光探测器
    15.1 简介
    15.2 光敏二极管
    15.3 光敏晶体管
    15.4 光敏电阻
    15.5 冷却式探测器
    15.6 可见光范围的成像传感器
        15.6.1 CCD传感器
        15.6.2 CMOS传感器
    15.7 UV探测器
        15.7.1 材料与设计
        15.7.2 雪崩UV探测器
    15.8 热辐射探测器
        15.8.1 概述
        15.8.2 高莱探测器
        15.8.3 热电堆温度传感器
        15.8.4 热释电传感器
        15.8.5 微测辐射热计
第16章 电离辐射探测器
    16.1 闪烁探测器
    16.2 电离探测器
        16.2.1 电离腔
        16.2.2 比例腔
        16.2.3 盖革-米勒计数器
        16.2.4 半导体探测器
    16.3 云室与气泡室
第17章 温度传感器
    17.1 与物体的耦合
        17.1.1 静态热交换器
        17.1.2 动态热交换
        17.1.3 传感器结构
        17.1.4 传感器响应的信号处理
    17.2 温度参考点
    17.3 电阻式温度探测器
    17.4 陶瓷热敏电阻
        17.4.1 简单模型
        17.4.2 Fraden模型
        17.4.3 Steinhart-Hart模型
        17.4.4 NTC热敏电阻的自热效应
        17.4.5 陶瓷正温度系数热敏电阻
        17.4.6 陶瓷负温度系数热敏电阻的制造
    17.5 锗和硅热敏电阻
    17.6 半导体PN结传感器
    17.7 硅正温度系数温度传感器
    17.8 热电式传感器
        17.8.1 热电定律
        17.8.2 热电偶电路
        17.8.3 热电偶组件
    17.9 光学温度传感器
        17.9.1 荧光传感器
        17.9.2 干涉仪传感器
        17.9.3 超高分辨率温度感知
        17.9.4 热致变色传感器
        17.9.5 光纤温度传感器
    17.10 声波温度传感器
    17.11 压电温度传感器
第18章 化学和生物传感器
    18.1 概述
        18.1.1 化学传感器
        18.1.2 生化传感器
    18.2 历史
    18.3 化学传感器的特性
        18.3.1 选择性
        18.3.2 灵敏度
    18.4 电和电化学传感器
        18.4.1 电极系统
        18.4.2 电位型传感器
        18.4.3 电导型传感器
        18.4.4 金属氧化物半导体化学传感器
        18.4.5 弹性体化学电阻
        18.4.6 化学电容传感器
        18.4.7 化学场效应晶体管
    18.5 光电离探测器
    18.6 物理传感器
        18.6.1 声波器件
        18.6.2 微悬臂梁
    18.7 光谱仪
        18.7.1 离子迁移光谱测定法
        18.7.2 四极杆质谱仪
    18.8 热传感器
        18.8.1 概念
        18.8.2 Pellister催化传感器
    18.9 光传感器
        18.9.1 红外探测
        18.9.2 光纤传感器
        18.9.3 比率选择计（脉冲血氧仪）
        18.9.4 变色传感器
    18.10 多传感器阵列
        18.10.1 通用条件
        18.10.2 电子鼻和电子舌
    18.11 具体困难
第19章 传感器材料与技术
    19.1 材料
        19.1.1 传感材料：硅
        19.1.2 塑料
        19.1.3 金属
        19.1.4 陶瓷
        19.1.5 结构玻璃
        19.1.6 光学玻璃
    19.2 纳米材料
    19.3 表面处理
        19.3.1 旋转涂膜法
        19.3.2 真空沉积
        19.3.3 溅射
        19.3.4 化学气相沉积
        19.3.5 电镀
    19.4 微机电系统技术
        19.4.1 光刻
        19.4.2 硅微机械加工
        19.4.3 桥和悬臂梁的微机械加工
        19.4.4 剥离
        19.4.5 晶片键合
        19.4.6 LIGA技术
附录
封底

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