1概論1 1.1傳感器的定義1 1.2傳感器的分類2 1.3傳感器的特點3 1.4傳感器的特性4 1.4.1靜態特性4 1.4.2動態特性7 1.5傳感器的策劃與制作7 習題8 2信號模型與數學解析9 2.1信號數學模型9 2.2傅里葉變換10 2.2.1傅里葉級數11 2.2.2傅里葉變換13 2.3拉普拉斯變換14 2.3.1拉氏變換定義14 2.3.2拉氏變換性質15 2.3.3拉氏逆變換16 2.3.4常用拉氏變換表17 2.4傳遞函數18 2.4.1傳遞函數定義18 2.4.2傳遞函數特點18 2.4.3傳遞函數應用19 2.5頻率響應函數20 2.5.1頻率特性20 2.5.2頻率響應函數應用21 2.6測試系統標定與校準23 習題25 3信號轉換與調理27 3.1信號獲取27 3.1.1直流電橋27 3.1.2交流電橋29 3.2信號放大31 3.2.1直流放大電路32 3.2.2交流放大電路33 3.2.3電橋放大電路36 3.2.4電荷放大電路38 3.2.5儀表放大電路39 3.2.6程控增益放大電路39 3.3信號轉換41 3.3.1阻抗-電壓轉換電路42 3.3.2電壓-電流轉換電路43 3.3.3電壓-頻率轉換電路45 3.4信號濾波49 3.4.1無源濾波50 3.4.2有源濾波51 3.5信號調制與解調52 3.5.1幅值53 3.5.2頻率54 習題56 4電參量型傳感器58 4.1電阻式傳感器58 4.1.1應力變化58 4.1.2溫度變化71 4.1.3分子吸附75 4.2電感式傳感器81 4.2.1自感應82 4.2.2互感應86 4.2.3電渦流90 4.3電容式傳感器94 4.3.1變極距94 4.3.2變面積97 4.3.3變介質98 4.3.4等效電路100 習題101 5電量型傳感器104 5.1電化學傳感器104 5.1.1化學勢與電動勢轉換105 5.1.2固體電解質106 5.1.3參比電極114 5.1.4電極引線115 5.1.5應用實例115 5.2磁電傳感器127 5.2.1磁電效應127 5.2.2磁電傳感器應用129 5.3霍爾傳感器131 5.3.1霍爾效應132 5.3.2霍爾元件電路133 5.3.3集成霍爾器件135 5.3.4霍爾傳感器應用136 5.4熱電傳感器138 5.4.1熱電效應138 5.4.2熱電偶基本規則140 5.4.3熱電偶種類和結構141 5.4.4熱電偶應用147 習題149 6光電型傳感器151 6.1光電效應與熱輻射定律151 6.1.1光電效應151 6.1.2熱輻射定律152 6.2光源與光電器件153 6.2.1光源153 6.2.2光電器件154 6.3光電傳感器162 6.3.1模擬式162 6.3.2脈沖式164 6.4光纖傳感器165 6.4.1光纖結構與傳導165 6.4.2傳感器結構與類型167 6.4.3光纖傳感器應用167 6.5紅外探測與傳感器170 6.5.1紅外探測器170 6.5.2紅外傳感器173 6.5.3探測器與傳感器應用178 習題182 7生物型傳感器183 7.1蛋白質的組成、結構與性質184 7.1.1蛋白質184 7.1.2酶187 7.1.3抗體與受體193 7.1.4核酸195 7.2識別與轉換199 7.2.1蛋白質識別199 7.2.2酶的轉換200 7.2.3抗體轉換202 7.2.4核酸識別與轉換204 7.3酶傳感器213 7.3.1電流酶傳感器原理213 7.3.2間接電子傳導酶傳感器215 7.3.3直接電子傳導酶傳感器222 7.4免疫傳感器225 7.4.1免疫傳感器原理225 7.4.2酶連接電流傳感器227 7.4.3免分離電流傳感器228 7.5核酸傳感器230 7.5.1核酸堿基電化學反應230 7.5.2自指示雜化電流傳感器231 7.5.3酶標記電流傳感器233 習題234 8智能型傳感器236 8.1智能型傳感器結構236 8.1.1非集成化236 8.1.2集成化237 8.1.3混合式237 8.2實現智能化方法238 8.2.1解決主要問題238 8.2.2自動測試系統239 8.2.3虛擬儀器系統253 8.3智能型傳感器應用259 8.3.1電壓傳感器259 8.3.2霍爾磁力傳感器262 8.3.3紅外避障傳感器265 8.3.4SnO2型氣體傳感器267 8.3.5動態壓力校準機269 習題271 參考文獻272