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第1章 传感器技术基础1

1.1传感器在武器装备中的地位与作用1

1.1.1传感器的概念2

1.1.2传感器的定义3

1.1.3传感器的分类4

1.2传感器在军事上的应用5

1.2.1传感器在航天、航空中的应用6

1.2.2传感器在火控系统中的应用10

1.2.3传感器在军用智能机器人中的应用12

1.3传感器中的物理定律14

1.4传感器的结构原理15

1.4.1传感器的基本功能单元15

1.4.2传感器的信号转换方式16

1.5传感器的性能及其评价方法18

1.5.1传感器数学模型的一般形式18

1.5.2传感器的静态特性及其评价20

1.5.3传感器的动态特性及其评价21

1.5.4传感器的标定25

1.6国内外传感器的发展趋势26

1.6.1传感器的重要地位和作用26

1.6.2传感器技术的发展趋势26

1.7传感器的选用原则31

1.7.1传感器的选择方法31

1.7.2传感器应用中的注意事项31

参考文献32

第2章 加速度、速度、位移传感器33

2.1加速度传感器33

2.1.1压电石英加速度传感器34

2.1.2压电陶瓷加速度传感器34

2.1.3硅微压阻式加速度传感器35

2.1.4硅微电容式加速度传感器36

2.1.5气体摆式线性加速度传感器38

2.2角加速度传感器39

2.2.1压阻式角加速度传感器39

2.2.2压电射流角加速度传感器40

2.3速度传感器40

2.3.1振动速度传感器40

2.3.2角速度传感器41

2.4转速传感器42

2.4.1磁电式转速传感器42

2.4.2光电式转速传感器43

2.4.3霍耳元件转速传感器44

2.5位移传感器45

2.5.1线位移传感器45

2.5.2角位移传感器46

2.6倾角仪及水平传感器47

2.6.1气体摆式倾角传感器47

2.6.2水平姿态传感器48

2.6.3变面积式电容倾角传感器49

参考文献51

第3章 力、压力与触觉传感器52

3.1力传感器52

3.1.1电阻应变式荷重传感器52

3.1.2光纤式荷重传感器53

3.2压力传感器53

3.2.1硅压阻式压力传感器54

3.2.2电容式压力传感器55

3.3差压传感器56

3.4高温压力传感器57

3.4.1多晶硅压力传感器57

3.4.2SOI高温压力传感器58

3.4.3SiC高温压力传感器58

3.4.4硅—蓝宝石压力传感器60

3.4.5谐振式石英压力传感器60

3.4.6陶瓷厚膜高温压力传感器61

3.5触觉传感器62

3.5.1接触觉传感器62

3.5.2力／力矩觉传感器65

3.5.3压觉传感器66

3.5.4滑觉传感器66

3.6接近觉传感器67

3.6.1工作原理67

3.6.2应用69

参考文献70

第4章 磁与声、光传感器72

4.1磁传感器72

4.1.1磁通门传感器72

4.1.2霍耳效应传感器74

4.1.3磁阻传感器76

4.1.4其他磁传感器78

4.2声传感器78

4.2.1空气声传感器78

4.2.2水声传感器83

4.2.3固体声传感器91

4.2.4超声传感器92

4.2.5声表面波传感器98

4.3光传感器的分类98

4.3.1固体图像传感器98

4.3.2红外传感器99

4.3.3激光传感器99

4.3.4光纤传感器99

参考文献101

第5章 液体参数、流量传感器102

5.1液位传感器102

5.1.1投入式、插入式、法兰式液位传感器102

5.1.2低温及超低温液位传感器103

5.1.3浮球连续（开关式）液位传感器103

5.1.4超声固体（液体）物位传感器104

5.2密度、浓度、浊度传感器105

5.2.1在线密度传感器105

5.2.2悬浮颗粒浓度传感器106

5.2.3肼类浓度监测传感器106

5.2.4表面散射浊度传感器107

5.2.5表面粗糙度传感器107

5.3流量传感器108

5.3.1气体质量流量传感器109

5.3.2热线式质量流量传感器110

5.3.3薄膜式质量流量传感器110

5.3.4浮子式质量流量传感器111

5.3.5涡街式流量传感器111

5.3.6涡轮式流量传感器112

5.3.7差压式流量传感器114

5.3.8超声流量传感器115

5.3.9旋转活塞式流量传感器115

5.3.10电磁流量传感器116

参考文献117

第6章 可燃气体、毒气和气象传感器118

6.1可燃气体传感器118

6.1.1甲烷传感器118

6.1.2乙炔传感器119

6.1.3氧气传感器120

6.1.4二氧化碳传感器121

6.2毒气传感器——一氧化碳传感器122

6.3气象传感器123

6.3.1气压传感器123

6.3.2风速风向传感器124

6.3.3热线式风速传感器125

6.3.4微风速传感器125

6.3.5数字式风速／温度传感器126

6.3.6电阻式温度传感器126

6.3.7红外测温传感器127

6.3.8数字式热流传感器128

6.3.9热电偶式温度传感器128

6.3.10湿度传感器130

6.3.11有机高分子式湿度传感器130

6.3.12陶瓷式湿度传感器131

6.3.13露点湿度传感器132

6.3.14红外三波长水分传感器133

6.3.15微量水分传感器134

6.3.16油中水分传感器134

参考文献135

第7章 特种用途传感器、模块与系统136

7.1特殊用途传感器136

7.1.1光电自准直传感器136

7.1.2烟雾传感器137

7.1.3紫外火焰传感器139

7.1.4地震动传感器140

7.1.5超声波探测器140

7.1.6光电式接近觉传感器141

7.2传感器模块143

7.2.1头盔用方位姿态模块143

7.2.2数字式磁航向模块144

7.2.3无线振动声音模块145

7.2.4集成加速度模块146

7.2.5微惯性测量组合模块147

7.3传感系统148

7.3.1三维测量传感系统148

7.3.2扫描激光成像系统150

7.3.3合成孔径聚焦成像系统150

7.3.4光学测距传感系统151

7.3.5战场侦察传感系统152

参考文献153

第8章 无线传感器网络154

8.1概述154

8.2工作原理155

8.2.1基本概念155

8.2.2无线传感器网络结构156

8.2.3物理层技术157

8.2.4介质访问控制协议158

8.2.5无线传感器网络的路由158

8.2.6无线传感器网络传输协议159

8.2.7无线传感器网络的管理技术160

8.3无线网络及无线传感器网络的特点161

8.3.1无线网络的特点161

8.3.2无线传感器网络的特点162

8.4无线传感器网络的应用162

8.4.1无线传感器网络在军事领域的应用162

8.4.2无线传感器网络在民用领域的应用164

8.5无线传感器网络的发展现状和趋势165

8.5.1无线传感器和执行器网络167

8.5.2无线集成化网络传感器169

8.5.3智能微尘172

8.5.4用做无人值守地面传感器的加速度传感器173

8.5.5NeuRFonTM系统174

参考文献176

第9章 微机电系统传感器及器件177

9.1微机电系统的基本概念177

9.2微机电系统的构成与原理178

9.3微机电系统用材料及其制备179

9.3.1金属179

9.3.2半导体181

9.3.3陶瓷、聚合物和复合材料183

9.4微机电系统的工艺技术183

9.4.1体微机械加工技术183

9.4.2表面微机械加工技术194

9.4.3LIGA技术196

9.4.4准LIGA技术198

9.4.5微立体光刻技术198

9.5微机电系统一叉指换能器（MEMS-IDT）式传感器件203

9.5.1MEMS-IDT式加速度传感器的原理203

9.5.2MEMS-IDT式加速度传感器的制作204

9.6MEMS器件及系统210

9.6.1微传感器210

9.6.2微执行器215

9.6.3微型光机电器件和系统221

9.6.4微型生物化学芯片223

9.6.5微型机器人225

9.6.6微型动力系统227

9.7MEMS技术的应用228

参考文献230

第10章 智能传感器231

10.1智能传感器的结构、功能、特点及分类232

10.1.1智能传感器的结构232

10.1.2智能传感器的主要功能232

10.1.3智能传感器的特点234

10.1.4智能传感器主要产品的分类235

10.2几种智能传感器的介绍237

10.2.1智能温度传感器237

10.2.2人工神经网络智能气体传感器244

10.2.3智能惯性传感器245

10.2.4智能磁场传感器251

10.2.5智能压力传感器253

10.2.6智能差压传感器255

10.2.7智能温度压力传感器255

10.3智能传感器在武器装备中的应用256

参考文献258

缩略语259