现代传感技术第5~15章目录总结

第五章光电传感技术5.1概述P1555.1.1光学基础知识P1551、几何光学的四个定律（直线传播、独立传播、反射、折射）2、物理光学现象（衍射、干涉、辐射和吸收）5.1.2光电式传感器的组成及特点P1595.2传感器用光源1595.2.1对光源的基本要求5.2.2常用光源热辐射光源、气体放电光源、发光二极管（种类、特点）、激光光源（固体激光器、气体激光器、半导体激光器）5.3光电探测器件及弱信号探测技术1635.3.1光电探测器件1、基于外光电效应的探测器件（光电管、光电倍增管）2、基于光电导效应的光电器件光电导型、光电结型探测器（光敏二极管、光敏三极管）、高速光敏器件（PIN结光敏二极管、雪崩光敏二极管）3、基于光生伏特效应的探测器件5.3.2弱信号探测1、锁相放大器（锁相放大原理、弱光检测系统）2、取样积分器（取样积分原理、弱光检测系统）3、光子计数器（基本的光子技术系统、辐射源补偿的光子计数系统、背景补偿的光子计数系统）5.4激光传感技术1725.4.1激光干涉法—测平晶楔角5.4.2激光衍射法1、细丝直径测量2、薄带宽度测量5.4.3激光莫尔法—板材的板型测量5.4.4激光扫描法—测直径1、测量原理2、非线性补偿3、分辨力提高4、量程扩展5.4.5激光准直法1、利用激光的方向性准直2、利用激光的相干性准直5.4.6激光测距1、脉冲时间测距法2、相位测距法（调幅波相位测距法、干涉相位测距法）5.4.7散斑测量—粗糙表面、颗粒引起激光散射1、利用多张散斑图测量空间位移2、用散斑照相研究位相物体（透明固体折射率、透明液体折射率）3、利用时间平均散斑图分析振动5.4.8全息干涉测量1、全息的基本原理2、实时法全息干涉术3、二次曝光全息干涉术5.5红外传感技术1855.5.1红外辐射的基本知识5.5.2红外辐射的基本定律1、红外辐射的发射及其规律2、红外辐射的三个基本定律（基尔霍夫定律、斯忒藩-波尔兹曼定律、韦恩位移律）5.5.3红外探测器1、热探测器2、光子探测器3、红外探测器的基本参数（响应率、响应波长范围、噪声等效功率、探测率、响应时间）5.5.4红外传感系统的组成5.5.5红外探测的光学系统5.5.6红外探测的辅助电路1、一般直流偏置电路与最佳偏置工作点2、直流匹配偏置、恒流偏置、恒压偏置3、交流偏置、微波偏压设置5.5.7红外测温1、红外测温特点2、红外测温原理3、红外测温仪5.5.8红外成像5.5.9红外无损检测1、焊接缺陷的无损检测2、焊件内部缺陷检测3、疲劳裂纹探测第六章光纤传感技术6.1光纤概述1956.1.1光纤的基本概念1、光纤的结构2、光线在光纤中的传播3、光纤的模式4、光纤的分类5、光纤的特性6.1.2光纤的损耗与色散1、光纤的损耗2、光纤的色散（模式色散、色度色散、偏振模色散）6.1.3光纤的偏振与双折射6.2光线用光源和传输连接器件1996.2.1光纤用光源1、非相干光源（热光源、气体放电光源、发光二极管）2、相干光源（固体激光器、液体激光器、气体激光器、半导体二极管激光器、面发射激光器、光纤激光器、ASE光源）6.2.2光纤无源器件1、传输连接器件2、光纤连接器（一般结构、性能、常见光纤连接器）3、光纤耦合器（概述、分类、主要参数）4、光开关5、波分复用器6.3光纤传感原理2056.3.1光纤传感器1、光纤传感2、光纤传感器的分类（功能性、非功能性、拾光型光纤传感器）3、光纤传感器的特点6.3.2光线中的光波调制技术1、强度调制2、相位调制3、频率调制4、波长调制5、时分调制6、偏振态调制6.4光纤光栅传感器2096.4.1光纤光栅概述1、光纤光栅分类2、光纤光栅的光学特性6.4.2光纤光栅传感器原理及特点1、光纤光栅传感器原理（啁啾光纤光栅传感器的工作原理、长周期光纤光栅传感器的工作原理）2、光纤光栅传感器的特点3、光纤光栅传感器的光源6.4.3光纤光栅的耦合模理论6.4.4光纤光栅传感探测解调技术1、匹配光栅检测法2、波分复用光纤耦合器解调法3、非平衡马赫曾德干涉解调法4、斜光纤光栅解调法5、基于波长选择性探测器的解调法6.4.5长周期光纤光栅1、长周期光纤光栅2、长周期光纤光栅传感器的特性6.5光纤传感器的应用2186.5.1光纤位移传感器1、强度调制型光纤位移传感器（反射式、基于辐射损耗、基于光弹效应）2、相位调制型光纤位移传感器6.5.2光纤压力传感器6.5.3光纤温度传感器6.5.4化学溶液浓度的测量6.5.5船舶结构健康监测系统第七章视觉传感技术7.1概述2247.1.1生物视觉与机器视觉7.1.2Marr计算机视觉理论7.1.3视觉传感测量技术的发展7.2图像传感器2277.2.1摄像管工作原理7.2.2电荷耦合摄像器件工作原理1、光电荷的产生2、电荷的存储3、电荷的转移4、光电荷的输出7.2.3CCD图像传感器1、线阵CCD图像传感器（单沟道线阵CCD、双沟道线阵CCD）2、面阵CCD图像传感器（帧转移型面阵CCD、行间转移型面阵CCD、帧-行转移型面阵CCD）7.2.4CMOS图像传感器1、无源像素结构2、有源像素结构（光敏二极管型、光栅型）7.2.5CCD与CMOS图像传感器的比较7.33D视觉传感技术2347.3.13D视觉传感原理7.3.2摄像机模型及结构参数标定技术7.3.3结构光视觉传感器7.3.4双目立体视觉传感器7.3.5组合视觉测量系统7.4智能视觉传感技术2417.4.1智能视觉传感器及其结构组成7.4.2智能视觉传感器的特点及其发展趋势7.4.3典型的智能视觉传感器7.5视觉传感应用技术2447.5.1汽车车身视觉检测系统7.5.2钢管直线度、截面尺寸在线视觉测量系统7.5.3三维形貌视觉测量7.5.4光学数码三维坐标测量第八章声表面波传感技术8.1概述2498.2声表面波技术基础知识2518.2.1声波及声表面波8.2.2声表面波的主要性质1、SAW的反射及模式转换2、波束偏离与衍射效应3、声表面波的衰减8.2.3声表面波的激发——叉指换能器1、叉指换能器的基本结构形式2、叉指换能器的基本特性（工作频率、工作带宽、传递函数）8.3研究SAW问题的相关基本理论2548.3.1压电效应及其本构方程8.3.2压电体内的波动方程8.3.3压电介质中的christofel方程8.3.4压电基片切型表示1、切型符号表示2、欧拉角表示8.3.5张量的坐标变换8.3.6声表面波特性的理论分析1、声表面波速度的计算2、机电耦合系数的计算3、能流角的计算4、延时温度系数的计算8.4SAW传感器技术2598.4.1SAW传感器的结构形式与基本原理8.4.2SAW传感器的信号检测与处理8.4.3SAW传感器的温度补偿1、选择零温度系数切型2、差动法3、数字补偿法4、浮动零点法8.5典型声表面波传感器简介2678.5.1声表面波压力传感器8.5.2声表面波气体传感器1、工作机理2、敏感薄膜与传感器特性之间的关系8.5.3声表面波标签1、基于声表面波技术的RFID的工作原理2、SAWRFID的应用优势第九章生物传感技术9.1概述（生物传感器的特点）2759.1.1生物传感器的工作原理9.1.2生物传感器的发展历史9.1.3生物传感器的分类9.2生物传感技术的分子识别原理与技术2779.2.1酶反应1、酶浓度对反应初速度的影响2、底物浓度对反应速度的影响3、pH值对反应速度的影响昂4、温度对反应速度的影响9.2.2微生物反应1、微生物反应和酶反应的共同特点2、微生物反应的特殊性3、传感器以微生物为敏感元件的不足之处4、微生物反应的分类方式9.2.3免疫反应1、抗原（定义、分类、理化性状、抗原决定簇）2、抗体（定义、结构、特性）3、抗原抗体反应9.2.4膜技术1、膜分离工作原理2、膜处理方法（微滤膜技术、超滤膜技术、纳滤膜技术、反渗透膜技术、电渗析膜技术、渗透蒸发膜技术、双极膜技术）9.3生物传感器仪器技术及其应用2849.3.1酶传感器1、基本结构2、工作原理3、酶的固定方法4、酶传感器分类5、电化学酶传感器6、光化学酶传感器7、酶传感器中的技术（纳米技术、基因重组技术、其他技术）9.3.2微生物传感器1、微生物的特征2、微生物传感器的类型3、电化学微生物传感器4、压电高频阻抗型微生物传感器5、燃料电池型微生物传感器6、其他类型微生物传感器7、微生物传感器在环境中的应用实例（BOD微生物传感器、藻类污染的监控、硫化物微生物传感器）9.3.3免疫传感器1、免疫传感器的定义2、免疫传感器的结构3、免疫传感器的特点4、免疫传感器的分类（光学免疫传感器、压电晶体免疫传感器、表面等离子体共振性免疫传感器、电化学免疫传感器）5、免疫传感器的应用实例（微生物检测、环境污染、重金属检测）6、免疫传感器的发展趋势9.3.4基因传感器1、基因传感器的原理及其分类2、电化学基因传感器3、压电基因传感器4、质量式基因传感器5、场效应管基因传感器6、光寻址基因传感器7、SPR基因传感器8、基因传感器的应用实例（传染病的诊断、基因遗传病的诊断）9.3.5微悬臂梁生物传感器1、微悬臂梁的结构形式2、微悬臂梁的工作模式（弯曲模式、共振模式）3、微悬臂梁的激励与检测方法4、微悬臂梁传感器的应用实例5、微悬臂梁化学气敏传感器6、微悬臂梁生物传感器7、基于微悬臂梁阵列的微传感器9.3.6生物芯片技术1、生物芯片的种类（DNA芯片、蛋白质芯片、芯片实验室）2、生物芯片的应用第十章化学传感技术10.1概述30510.1.1化学传感器的工作原理10.1.2化学传感技术的发展历史10.1.3化学传感器的分类10.2气敏化学传感技术及其应用30710.2.1引言10.2.2气敏传感器的主要性质1、稳定性2、灵敏度3、选择性4、抗腐蚀性10.2.3半导体气敏传感器1、电阻型（表面吸附控制型、体电阻型）2、非电阻型10.2.4固态电解质气敏传感器1、测氧原理2、结构类型及工作原理（采样检测式氧传感器、直插式检测方法）10.2.5其他气敏传感器1、接触燃烧式气敏传感器2、电化学气敏传感器3、光纤气敏传感器10.3化学离子选择电极及其应用31710.3.1引言10.3.2离子敏选择电极的原理及基本构造1、能斯特方程2、离子敏选择电极基本构造10.3.3pH玻璃电极1、玻璃电极的结构组成与性能2、玻璃电极目前情况10.3.4晶体膜电极1、晶体膜电极的结构及其工作原理2、氟离子选择性电极3、其他晶体膜电极10.3.5活动载体膜电极1、钙离子选择电极2、中性载体膜电极3、带正电的载体电极10.3.6离子选择性场效应晶体管1、能斯特响应2、选择系数3、线性范围和检测下限4、斜率、转换系数、响应时间10.3.7离子选择性电极的特点及应用第十一章前言传感技术11.1概述33311.2微机电传感器33311.2.1微传感器11.2.2微机电传感器的基本理论和技术基础1、基本理论2、基础技术（设计技术、材料技术、微加工技术、微测量技术）11.2.3几种典型微机电传感器1、力微传感器（工作原理、电容式硅微加速器）2、微陀螺（工作原理、示例）3、微型光学传感器（微传感器在光学方面的应用、光开关阵列）11.3软测量与软传感器34311.3.1软测量概述11.3.2软测量技术基本原理1、软测量技术的数学描述和结构2、影响软测量性能的主要因素（中间辅助变量的选择、输入数据的预处理、数学模型的建立、数学模型的修正）11.3.3软测量技术的应用1、软测量技术的应用条件2、工程化实施步骤（二次变量的选择、现场数据采集与处理、软测量模型结构选择、软测量模型的在线校正、软测量模型的实施）3、软测量技术在工业的应用4、研究展望11.4模糊传感器34911.4.1模糊理论与模糊传感器1、模糊理论简述2、模糊传感器3、模糊传感器的研究对象11.4.2模糊传感器的结构1、模糊传感器的基本功能（学习、推理联想、感知、通信）2、模糊传感器的基本结构（逻辑框图、物理结构框图、多维模糊传感器结构）11.4.3模糊传感器的应用1、模糊血压传感器（功能、隶属函数产生过程、工作