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智能傳感器系統(tǒng)新興技術(shù)及其應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787111594123
- 條形碼：9787111594123 ; 978-7-111-59412-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>>
智能傳感器系統(tǒng)新興技術(shù)及其應(yīng)用 本書(shū)特色
傳感器系統(tǒng)不斷地要求小型化、低成本、低功耗，同時(shí)又要求更高的性能和可靠性，于是一些新的傳感原理和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，而將這些新原理和技術(shù)變?yōu)槌墒斓漠a(chǎn)品將需要更大的努力。除了提高傳感器本身的性能外，傳感器外圍的系統(tǒng)同樣重要，這些系統(tǒng)包括與傳感器相連接的電路界面、保護(hù)傳感器的系統(tǒng)封裝、保證傳感器性能的校準(zhǔn)程序等。本書(shū)正是一本從系統(tǒng)角度全面介紹傳感器及其相關(guān)電路設(shè)計(jì)的書(shū)，詳細(xì)介紹了一些典型的傳感器系統(tǒng)，內(nèi)容實(shí)用并具有一定深度，是一本具有新穎性和基礎(chǔ)性的微型傳感器領(lǐng)域?qū)I(yè)書(shū)籍。本書(shū)適合作為微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材，以及傳感器相關(guān)專業(yè)人員的參考用書(shū)。
智能傳感器系統(tǒng)新興技術(shù)及其應(yīng)用 內(nèi)容簡(jiǎn)介
傳感器系統(tǒng)不斷地要求小型化、低成本、低功耗，同時(shí)又要求更高的性能和可靠性，于是一些新的傳感原理和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，而將這些新原理和技術(shù)變?yōu)槌墒斓漠a(chǎn)品將需要更大的努力。除了提高傳感器本身的性能外，傳感器外圍的系統(tǒng)同樣重要，這些系統(tǒng)包括與傳感器相連接的電路界面、保護(hù)傳感器的系統(tǒng)封裝、保證傳感器性能的校準(zhǔn)程序等。本書(shū)正是一本從系統(tǒng)角度全面介紹傳感器及其相關(guān)電路設(shè)計(jì)的書(shū)，詳細(xì)介紹了一些典型的傳感器系統(tǒng)，內(nèi)容實(shí)用并具有一定深度，是一本具有新穎性和基礎(chǔ)性的微型傳感器領(lǐng)域?qū)I(yè)書(shū)籍。本書(shū)適合作為微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材，以及傳感器相關(guān)專業(yè)人員的參考用書(shū)。
智能傳感器系統(tǒng)新興技術(shù)及其應(yīng)用 目錄
目 錄
譯者序
原書(shū)前言
第１章 智能傳感器設(shè)計(jì)１
１.１ 引言１
１.２ 智能傳感器２
１.２.１ 接口電路３
１.２.２ 校準(zhǔn)和微調(diào)５
１.３ 智能溫度傳感器６
１.３.１ 電路原理６
１.３.２ 接口電路設(shè)計(jì)７
１.３.３ 近期研究進(jìn)展８
１.４ 智能風(fēng)速傳感器８
１.４.１ 工作原理９
１.４.２ 接口電路１０
１.４.３ 近期研究進(jìn)展１１
１.５ 智能霍爾傳感器１１
１.５.１ 電路原理１１
１.５.２ 接口電路１２
１.５.３ 近期研究進(jìn)展１３
１.６ 本章小結(jié)１４
參考文獻(xiàn)１５
第２章 智能傳感器的校準(zhǔn)與自校準(zhǔn)１７
２.１ 引言１７
２.２ 智能傳感器的校準(zhǔn)１８
２.２.１ 校準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)１８
２.２.２ 校準(zhǔn)有效性的局限１９
２.２.３ 智能傳感器校準(zhǔn)的特性２０
２.２.４ 傳感器中校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)２０
２.２.５ 生產(chǎn)過(guò)程中的校準(zhǔn)２２
２.２.６ 智能傳感器校準(zhǔn)的機(jī)遇２４
２.２.７ 案例分析：一種智能溫度傳感器２４
２.３ 自校準(zhǔn)２６
２.３.１ 自校準(zhǔn)的局限性２６
２.３.２ 通過(guò)結(jié)合多個(gè)傳感器的自校準(zhǔn)２６
２.３.３ 自校準(zhǔn)傳感激勵(lì)器２９
２.３.４ 案例分析：一種智能磁場(chǎng)傳感器３０
２.３.５ 零位平衡傳感激勵(lì)器３２
２.３.６ 案例分析：一種智能風(fēng)速傳感器３３
２.３.７ 其他自校準(zhǔn)方法３５
２.４ 總結(jié)和未來(lái)趨勢(shì)３７
２.４.１ 總結(jié)３７
２.４.２ 未來(lái)趨勢(shì)３８
參考文獻(xiàn)３９
第３章 精密儀表放大器４１
３.１ 引言４１
３.２ 儀表放大器的應(yīng)用４２
３.３ 三運(yùn)放儀表放大器４３
３.４ 電流反饋儀表放大器４４
３.５ 自動(dòng)調(diào)零運(yùn)算放大器和儀表放大器４７
３.６ 斬波運(yùn)算放大器和儀表放大器５０
３.７ 斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器和儀表放大器５５
３.８ 斬波穩(wěn)零及自動(dòng)調(diào)零協(xié)同運(yùn)算放大器和儀表放大器６０
３.９ 總結(jié)與展望６４
參考文獻(xiàn)６５
第４章 專用阻抗傳感器系統(tǒng)６７
４.１ 引言６７ ４.２ 采用方波激勵(lì)信號(hào)的電容式傳感器接口電路７０ ４.２.１ 單元素測(cè)量７０ ４.２.２ 基于周期調(diào)制的高能效接口電路７１ ４.２.３ 電容式傳感器的高速高分辨測(cè)量７４ ４.２.４ 接地電容測(cè)量：前饋有源保護(hù)７５ ４.３ 專用測(cè)量系統(tǒng)：微生物檢測(cè)７７ ４.３.１ 新陳代謝引起的電導(dǎo)改變特性７７ ４.３.２ 張弛振蕩器阻抗測(cè)量８０ ４.４ 專用測(cè)量系統(tǒng)：含水量的測(cè)量８２ ４.４.１ 背景８２
４.４.２ 電容值與含水量的關(guān)系８３
目 錄Ⅶ
４.４.３ 趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)８３
４.４.４ 測(cè)定含水量的專用接口電路系統(tǒng)８５
４.５ 專用測(cè)量系統(tǒng)：血液阻抗表征測(cè)量系統(tǒng)８７
４.５.１ 血液及其電路模型的特征８７
４.５.２ 有機(jī)體內(nèi)血液分析系統(tǒng)９０
４.５.３ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果９３
４.６ 本章小結(jié)９５
參考文獻(xiàn)９６
第５章 低功耗振動(dòng)式陀螺儀讀出電路９９
５.１ 引言９９
５.２ 節(jié)能的科里奧利傳感技術(shù)９９
５.２.１ 振動(dòng)式陀螺儀簡(jiǎn)介９９
５.２.２ 電子接口電路１００
５.２.３ 接口讀出電路１０１
５.２.４ 提高接口讀出電路功效１０２
５.２.５ 利用感應(yīng)諧振１０３
５.３ 模式匹配１０５
５.３.１ 評(píng)估失配１０５
５.３.２ 調(diào)節(jié)失配１０９
５.３.３ 關(guān)閉調(diào)諧回路１１０
５.３.４ 實(shí)際考慮１１１
５.４ 力反饋１１４
５.４.１ 模式匹配考慮１１４
５.４.２ 初始系統(tǒng)架構(gòu)和模型穩(wěn)定性分析１１５
５.４.３ 適應(yīng)寄生諧振１１７
５.４.４ 正反饋架構(gòu)１２０
５.５ 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)１２６
５.５.１ 實(shí)施１２７
５.５.２ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果１３０
５.６ 總結(jié)１３６
參考文獻(xiàn)１３６
第６章 基于ＣＭＯＳ工藝的ＤＮＡ生物芯片１３８
６.１ 引言１３８
６.２ ＤＮＡ芯片的基本工作原理和應(yīng)用１３８
６.３ 芯片修飾１４２
６.４ ＣＭＯＳ集成１４３
Ⅷ 智能傳感器系統(tǒng)：新興技術(shù)及其應(yīng)用
６.５ 電化學(xué)讀出技術(shù)１４６
６.５.１ 探測(cè)原理１４６
６.５.２ 電位法裝置１５２
６.５.３ 讀出電路１５５
６.６ 其他讀出技術(shù)１５７
６.６.１ 基于標(biāo)記方法１５７
６.６.２ 無(wú)標(biāo)記方法１５８
６.７ 封裝集成附注１６０
６.８ 總結(jié)和展望１６１
參考文獻(xiàn)１６２
第７章 ＣＭＯＳ圖像傳感器１６５
７.１ ＣＭＯＳ尺寸效應(yīng)對(duì)圖像傳感器的影響１６５
７.２ ＣＭＯＳ像素結(jié)構(gòu)１６７
７.３ 光子散粒噪聲１７１
７.４ 應(yīng)用于ＣＭＯＳ圖像傳感器的模－數(shù)轉(zhuǎn)換器１７２
７.５ 光靈敏度１７５
７.６ 動(dòng)態(tài)范圍１７６
７.７ 全局快門(mén)１７７
７.８ 結(jié)論１７８
參考文獻(xiàn)１７９
第８章 智能傳感器探索之神經(jīng)接口１８１
８.１ 引言１８１
８.２ 動(dòng)態(tài)神經(jīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)１８３
８.３ 動(dòng)態(tài)控制框架中基于智能傳感器的治療設(shè)備：閉環(huán)心臟起搏器案例１８６
８.４ “間接”智能傳感方法的應(yīng)用實(shí)例：一個(gè)針對(duì)慢性疼痛的
姿態(tài)響應(yīng)脊髓刺激案例研究１８８
８.４.１ 姿態(tài)響應(yīng)型控制系統(tǒng)概述１８８
８.４.２ 設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)：定義病人預(yù)期狀態(tài)１８９
８.４.３ 物理傳感器：三軸加速度計(jì)１９２
８.４.４ 三軸加速度計(jì)的具體設(shè)計(jì)１９２
８.４.５ 采用狀態(tài)評(píng)估使傳感器“智能化”：位置檢測(cè)算法和刺激算法１９５
８.４.６ “閉環(huán)”：將慣性信息映射到基于姿態(tài)的自適應(yīng)治療的刺激參數(shù)１９６
８.５ 神經(jīng)狀態(tài)的直接感知：智能傳感器用于測(cè)量神經(jīng)狀態(tài)和
實(shí)現(xiàn)閉環(huán)神經(jīng)系統(tǒng)的案例研究１９８
８.５.１ 植入式雙向腦機(jī)接口系統(tǒng)設(shè)計(jì)１９９
８.５.２ 斬波穩(wěn)零ＥＥＧ儀表放大器設(shè)計(jì)概述２００
目 錄Ⅸ
８.５.３ 大腦的神經(jīng)智能感知探索：動(dòng)物樣本原型試驗(yàn)２０８
８.５.４ 展示大腦中智能傳感的概念：實(shí)時(shí)大腦狀態(tài)評(píng)估和刺激法２１４
８.６ 神經(jīng)系統(tǒng)智能檢測(cè)的未來(lái)趨勢(shì)和機(jī)遇２２０
參考文獻(xiàn)２２２
第９章 微能源產(chǎn)生：原理和應(yīng)用２２６
９.１ 引言２２６
９.２ 能量存儲(chǔ)系統(tǒng)２２９
９.２.１ 簡(jiǎn)介２２９
９.２.２ 超級(jí)電容器２３０
９.２.３ 鋰離子電池２３０
９.２.４ 薄膜鋰離子電池２３２
９.２.５ 能量存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用２３３
９.３ 熱電能量采集２３４
９.３.１ 簡(jiǎn)介２３４
９.３.２ *新技術(shù)２３５
９.３.３ 轉(zhuǎn)化效率２３９
９.３.４ 電源管理２４０
９.３.５ 小結(jié)２４０
９.４ 振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)能量采集２４１
９.４.１ 簡(jiǎn)介２４１
９.４.２ 機(jī)械環(huán)境：諧振系統(tǒng)２４２
９.４.３ 人類環(huán)境：非諧振系統(tǒng)２４６
９.４.４ 電源管理２４８
９.４.５ 小結(jié)２４８
９.５ 遠(yuǎn)場(chǎng)ＲＦ能量采集２４９
９.５.１ 簡(jiǎn)介２４９
９.５.２ 基本原理２４９
９.５.３ 分析和設(shè)計(jì)２５２
９.５.４ 應(yīng)用２５３
９.６ 光伏２５４
９.７ 總結(jié)和未來(lái)趨勢(shì)２５５
９.７.１ 總結(jié)２５５
９.７.２ 未來(lái)趨勢(shì)２５６
參考文獻(xiàn)２５７
譯者序
原書(shū)前言
第１章 智能傳感器設(shè)計(jì)１
１.１ 引言１
１.２ 智能傳感器２
１.２.１ 接口電路３
１.２.２ 校準(zhǔn)和微調(diào)５
１.３ 智能溫度傳感器６
１.３.１ 電路原理６
１.３.２ 接口電路設(shè)計(jì)７
１.３.３ 近期研究進(jìn)展８
１.４ 智能風(fēng)速傳感器８
１.４.１ 工作原理９
１.４.２ 接口電路１０
１.４.３ 近期研究進(jìn)展１１
１.５ 智能霍爾傳感器１１
１.５.１ 電路原理１１
１.５.２ 接口電路１２
１.５.３ 近期研究進(jìn)展１３
１.６ 本章小結(jié)１４
參考文獻(xiàn)１５
第２章 智能傳感器的校準(zhǔn)與自校準(zhǔn)１７
２.１ 引言１７
２.２ 智能傳感器的校準(zhǔn)１８
２.２.１ 校準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)１８
２.２.２ 校準(zhǔn)有效性的局限１９
２.２.３ 智能傳感器校準(zhǔn)的特性２０
２.２.４ 傳感器中校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)２０
２.２.５ 生產(chǎn)過(guò)程中的校準(zhǔn)２２
２.２.６ 智能傳感器校準(zhǔn)的機(jī)遇２４
２.２.７ 案例分析：一種智能溫度傳感器２４
２.３ 自校準(zhǔn)２６
２.３.１ 自校準(zhǔn)的局限性２６
２.３.２ 通過(guò)結(jié)合多個(gè)傳感器的自校準(zhǔn)２６
２.３.３ 自校準(zhǔn)傳感激勵(lì)器２９
２.３.４ 案例分析：一種智能磁場(chǎng)傳感器３０
２.３.５ 零位平衡傳感激勵(lì)器３２
２.３.６ 案例分析：一種智能風(fēng)速傳感器３３
２.３.７ 其他自校準(zhǔn)方法３５
２.４ 總結(jié)和未來(lái)趨勢(shì)３７
２.４.１ 總結(jié)３７
２.４.２ 未來(lái)趨勢(shì)３８
參考文獻(xiàn)３９
第３章 精密儀表放大器４１
３.１ 引言４１
３.２ 儀表放大器的應(yīng)用４２
３.３ 三運(yùn)放儀表放大器４３
３.４ 電流反饋儀表放大器４４
３.５ 自動(dòng)調(diào)零運(yùn)算放大器和儀表放大器４７
３.６ 斬波運(yùn)算放大器和儀表放大器５０
３.７ 斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器和儀表放大器５５
３.８ 斬波穩(wěn)零及自動(dòng)調(diào)零協(xié)同運(yùn)算放大器和儀表放大器６０
３.９ 總結(jié)與展望６４
參考文獻(xiàn)６５
第４章 專用阻抗傳感器系統(tǒng)６７
４.１ 引言６７ ４.２ 采用方波激勵(lì)信號(hào)的電容式傳感器接口電路７０ ４.２.１ 單元素測(cè)量７０ ４.２.２ 基于周期調(diào)制的高能效接口電路７１ ４.２.３ 電容式傳感器的高速高分辨測(cè)量７４ ４.２.４ 接地電容測(cè)量：前饋有源保護(hù)７５ ４.３ 專用測(cè)量系統(tǒng)：微生物檢測(cè)７７ ４.３.１ 新陳代謝引起的電導(dǎo)改變特性７７ ４.３.２ 張弛振蕩器阻抗測(cè)量８０ ４.４ 專用測(cè)量系統(tǒng)：含水量的測(cè)量８２ ４.４.１ 背景８２
４.４.２ 電容值與含水量的關(guān)系８３
目 錄Ⅶ
４.４.３ 趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)８３
４.４.４ 測(cè)定含水量的專用接口電路系統(tǒng)８５
４.５ 專用測(cè)量系統(tǒng)：血液阻抗表征測(cè)量系統(tǒng)８７
４.５.１ 血液及其電路模型的特征８７
４.５.２ 有機(jī)體內(nèi)血液分析系統(tǒng)９０
４.５.３ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果９３
４.６ 本章小結(jié)９５
參考文獻(xiàn)９６
第５章 低功耗振動(dòng)式陀螺儀讀出電路９９
５.１ 引言９９
５.２ 節(jié)能的科里奧利傳感技術(shù)９９
５.２.１ 振動(dòng)式陀螺儀簡(jiǎn)介９９
５.２.２ 電子接口電路１００
５.２.３ 接口讀出電路１０１
５.２.４ 提高接口讀出電路功效１０２
５.２.５ 利用感應(yīng)諧振１０３
５.３ 模式匹配１０５
５.３.１ 評(píng)估失配１０５
５.３.２ 調(diào)節(jié)失配１０９
５.３.３ 關(guān)閉調(diào)諧回路１１０
５.３.４ 實(shí)際考慮１１１
５.４ 力反饋１１４
５.４.１ 模式匹配考慮１１４
５.４.２ 初始系統(tǒng)架構(gòu)和模型穩(wěn)定性分析１１５
５.４.３ 適應(yīng)寄生諧振１１７
５.４.４ 正反饋架構(gòu)１２０
５.５ 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)１２６
５.５.１ 實(shí)施１２７
５.５.２ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果１３０
５.６ 總結(jié)１３６
參考文獻(xiàn)１３６
第６章 基于ＣＭＯＳ工藝的ＤＮＡ生物芯片１３８
６.１ 引言１３８
６.２ ＤＮＡ芯片的基本工作原理和應(yīng)用１３８
６.３ 芯片修飾１４２
６.４ ＣＭＯＳ集成１４３
Ⅷ 智能傳感器系統(tǒng)：新興技術(shù)及其應(yīng)用
６.５ 電化學(xué)讀出技術(shù)１４６
６.５.１ 探測(cè)原理１４６
６.５.２ 電位法裝置１５２
６.５.３ 讀出電路１５５
６.６ 其他讀出技術(shù)１５７
６.６.１ 基于標(biāo)記方法１５７
６.６.２ 無(wú)標(biāo)記方法１５８
６.７ 封裝集成附注１６０
６.８ 總結(jié)和展望１６１
參考文獻(xiàn)１６２
第７章 ＣＭＯＳ圖像傳感器１６５
７.１ ＣＭＯＳ尺寸效應(yīng)對(duì)圖像傳感器的影響１６５
７.２ ＣＭＯＳ像素結(jié)構(gòu)１６７
７.３ 光子散粒噪聲１７１
７.４ 應(yīng)用于ＣＭＯＳ圖像傳感器的模－數(shù)轉(zhuǎn)換器１７２
７.５ 光靈敏度１７５
７.６ 動(dòng)態(tài)范圍１７６
７.７ 全局快門(mén)１７７
７.８ 結(jié)論１７８
參考文獻(xiàn)１７９
第８章 智能傳感器探索之神經(jīng)接口１８１
８.１ 引言１８１
８.２ 動(dòng)態(tài)神經(jīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)１８３
８.３ 動(dòng)態(tài)控制框架中基于智能傳感器的治療設(shè)備：閉環(huán)心臟起搏器案例１８６
８.４ “間接”智能傳感方法的應(yīng)用實(shí)例：一個(gè)針對(duì)慢性疼痛的
姿態(tài)響應(yīng)脊髓刺激案例研究１８８
８.４.１ 姿態(tài)響應(yīng)型控制系統(tǒng)概述１８８
８.４.２ 設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)：定義病人預(yù)期狀態(tài)１８９
８.４.３ 物理傳感器：三軸加速度計(jì)１９２
８.４.４ 三軸加速度計(jì)的具體設(shè)計(jì)１９２
８.４.５ 采用狀態(tài)評(píng)估使傳感器“智能化”：位置檢測(cè)算法和刺激算法１９５
８.４.６ “閉環(huán)”：將慣性信息映射到基于姿態(tài)的自適應(yīng)治療的刺激參數(shù)１９６
８.５ 神經(jīng)狀態(tài)的直接感知：智能傳感器用于測(cè)量神經(jīng)狀態(tài)和
實(shí)現(xiàn)閉環(huán)神經(jīng)系統(tǒng)的案例研究１９８
８.５.１ 植入式雙向腦機(jī)接口系統(tǒng)設(shè)計(jì)１９９
８.５.２ 斬波穩(wěn)零ＥＥＧ儀表放大器設(shè)計(jì)概述２００
目 錄Ⅸ
８.５.３ 大腦的神經(jīng)智能感知探索：動(dòng)物樣本原型試驗(yàn)２０８
８.５.４ 展示大腦中智能傳感的概念：實(shí)時(shí)大腦狀態(tài)評(píng)估和刺激法２１４
８.６ 神經(jīng)系統(tǒng)智能檢測(cè)的未來(lái)趨勢(shì)和機(jī)遇２２０
參考文獻(xiàn)２２２
第９章 微能源產(chǎn)生：原理和應(yīng)用２２６
９.１ 引言２２６
９.２ 能量存儲(chǔ)系統(tǒng)２２９
９.２.１ 簡(jiǎn)介２２９
９.２.２ 超級(jí)電容器２３０
９.２.３ 鋰離子電池２３０
９.２.４ 薄膜鋰離子電池２３２
９.２.５ 能量存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用２３３
９.３ 熱電能量采集２３４
９.３.１ 簡(jiǎn)介２３４
９.３.２ *新技術(shù)２３５
９.３.３ 轉(zhuǎn)化效率２３９
９.３.４ 電源管理２４０
９.３.５ 小結(jié)２４０
９.４ 振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)能量采集２４１
９.４.１ 簡(jiǎn)介２４１
９.４.２ 機(jī)械環(huán)境：諧振系統(tǒng)２４２
９.４.３ 人類環(huán)境：非諧振系統(tǒng)２４６
９.４.４ 電源管理２４８
９.４.５ 小結(jié)２４８
９.５ 遠(yuǎn)場(chǎng)ＲＦ能量采集２４９
９.５.１ 簡(jiǎn)介２４９
９.５.２ 基本原理２４９
９.５.３ 分析和設(shè)計(jì)２５２
９.５.４ 應(yīng)用２５３
９.６ 光伏２５４
９.７ 總結(jié)和未來(lái)趨勢(shì)２５５
９.７.１ 總結(jié)２５５
９.７.２ 未來(lái)趨勢(shì)２５６
參考文獻(xiàn)２５７
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