基本信息
书名:智能传感器系统:新兴技术及其应用
定价:79.00元
作者:杰拉德·梅杰
出版社:机械工业出版社
出版日期:2018-05-01
ISBN:9787111594123
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装-胶订
开本:16开
商品重量:0.4kg
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内容提要
传感器系统不断地要求小型化、低成本、低功耗,同时又要求更高的性能和可靠性,于是一些新的传感原理和技术应运而生,而将这些新原理和技术变为成熟的产品将需要更大的努力。除了提高传感器本身的性能外,传感器外围的系统同样重要,这些系统包括与传感器相连接的电路界面、保护传感器的系统封装、保证传感器性能的校准程序等。本书正是一本从系统角度全面介绍传感器及其相关电路设计的书,详细介绍了一些典型的传感器系统,内容实用并具有深度,是一本具有新颖性和基础性的微型传感器领域专业书籍。本书适合作为微机电系统(MEMS)相关专业高年级本科生和研究生的教材,以及传感器相关专业人员的参考用书。
目录
目 录
译者序
原书前言
第1章 智能传感器设计1
1.1 引言1
1.2 智能传感器2
1.2.1 接口电路3
1.2.2 校准和微调5
1.3 智能温度传感器6
1.3.1 电路原理6
1.3.2 接口电路设计7
1.3.3 近期研究进展8
1.4 智能风速传感器8
1.4.1 工作原理9
1.4.2 接口电路10
1.4.3 近期研究进展11
1.5 智能霍尔传感器11
1.5.1 电路原理11
1.5.2 接口电路12
1.5.3 近期研究进展13
1.6 本章小结14
参考文献15
第2章 智能传感器的校准与自校准17
2.1 引言17
2.2 智能传感器的校准18
2.2.1 校准术语18
2.2.2 校准有效性的局限19
2.2.3 智能传感器校准的特性20
2.2.4 传感器中校准数据的存储20
2.2.5 生产过程中的校准22
2.2.6 智能传感器校准的机遇24
2.2.7 案例分析:一种智能温度传感器24
2.3 自校准26
2.3.1 自校准的局限性26
2.3.2 通过结合多个传感器的自校准26
2.3.3 自校准传感激励器29
2.3.4 案例分析:一种智能磁场传感器30
2.3.5 零位平衡传感激励器32
2.3.6 案例分析:一种智能风速传感器33
2.3.7 其他自校准方法35
2.4 总结和未来趋势37
2.4.1 总结37
2.4.2 未来趋势38
参考文献39
第3章 精密仪表放大器41
3.1 引言41
3.2 仪表放大器的应用42
3.3 三运放仪表放大器43
3.4 电流反馈仪表放大器44
3.5 自动调零运算放大器和仪表放大器47
3.6 斩波运算放大器和仪表放大器50
3.7 斩波稳零运算放大器和仪表放大器55
3.8 斩波稳零及自动调零协同运算放大器和仪表放大器60
3.9 总结与展望64
参考文献65
第4章 专用阻抗传感器系统67
4.1 引言67 4.2 采用方波激励信号的电容式传感器接口电路70 4.2.1 单元素测量70 4.2.2 基于周期调制的高能效接口电路71 4.2.3 电容式传感器的高速高分辨测量74 4.2.4 接地电容测量:前馈有源保护75 4.3 专用测量系统:微生物检测77 4.3.1 新陈代谢引起的电导改变特性77 4.3.2 张弛振荡器阻抗测量80 4.4 专用测量系统:含水量的测量82 4.4.1 背景82
4.4.2 电容值与含水量的关系83
目 录Ⅶ
4.4.3 趋肤效应和邻近效应83
4.4.4 测定含水量的专用接口电路系统85
4.5 专用测量系统:血液阻抗表征测量系统87
4.5.1 血液及其电路模型的特征87
4.5.2 有机体内血液分析系统90
4.5.3 实验结果93
4.6 本章小结95
参考文献96
第5章 低功耗振动式陀螺仪读出电路99
5.1 引言99
5.2 节能的科里奥利传感技术99
5.2.1 振动式陀螺仪简介99
5.2.2 电子接口电路100
5.2.3 接口读出电路101
5.2.4 提高接口读出电路功效102
5.2.5 利用感应谐振103
5.3 模式匹配105
5.3.1 评估失配105
5.3.2 调节失配109
5.3.3 关闭调谐回路110
5.3.4 实际考虑111
5.4 力反馈114
5.4.1 模式匹配考虑114
5.4.2 初始系统架构和模型稳定性分析115
5.4.3 适应寄生谐振117
5.4.4 正反馈架构120
5.5 实验样机126
5.5.1 实施127
5.5.2 实验结果130
5.6 总结136
参考文献136
第6章 基于CMOS工艺的DNA生物芯片138
6.1 引言138
6.2 DNA芯片的基本工作原理和应用138
6.3 芯片修饰142
6.4 CMOS集成143
Ⅷ 智能传感器系统:新兴技术及其应用
6.5 电化学读出技术146
6.5.1 探测原理146
6.5.2 电位法装置152
6.5.3 读出电路155
6.6 其他读出技术157
6.6.1 基于标记方法157
6.6.2 无标记方法158
6.7 封装集成附注160
6.8 总结和展望161
参考文献162
第7章 CMOS图像传感器165
7.1 CMOS尺寸效应对图像传感器的影响165
7.2 CMOS像素结构167
7.3 光子散粒噪声171
7.4 应用于CMOS图像传感器的模-数转换器172
7.5 光灵敏度175
7.6 动态范围176
7.7 全局快门177
7.8 结论178
参考文献179
第8章 智能传感器探索之神经接口181
8.1 引言181
8.2 动态神经控制系统设计技术要点183
8.3 动态控制框架中基于智能传感器的治疗设备:闭环心脏起搏器案例186
8.4 “间接”智能传感方法的应用实例:一个针对慢性疼痛的
姿态响应脊髓刺激案例研究188
8.4.1 姿态响应型控制系统概述188
8.4.2 设计的挑战:定义病人预期状态189
8.4.3 物理传感器:三轴加速度计192
8.4.4 三轴加速度计的具体设计192
8.4.5 采用状态评估使传感器“智能化”:位置检测算法和刺激算法195
8.4.6 “闭环”:将惯性信息映射到基于姿态的自适应治疗的刺激参数196
8.5 神经状态的直接感知:智能传感器用于测量神经状态和
实现闭环神经系统的案例研究198
8.5.1 植入式双向脑机接口系统设计199
8.5.2 斩波稳零EEG仪表放大器设计概述200
目 录Ⅸ
8.5.3 大脑的神经智能感知探索:动物样本原型试验208
8.5.4 展示大脑中智能传感的概念:实时大脑状态评估和刺激法214
8.6 神经系统智能检测的未来趋势和机遇220
参考文献222
第9章 微能源产生:原理和应用226
9.1 引言226
9.2 能量存储系统229
9.2.1 简介229
9.2.2 超级电容器230
9.2.3 锂离子电池230
9.2.4 薄膜锂离子电池232
9.2.5 能量存储系统应用233
9.3 热电能量采集234
9.3.1 简介234
9.3.2 新技术235
9.3.3 转化效率239
9.3.4 电源管理240
9.3.5 小结240
9.4 振动与运动能量采集241
9.4.1 简介241
9.4.2 机械环境:谐振系统242
9.4.3 人类环境:非谐振系统246
9.4.4 电源管理248
9.4.5 小结248
9.5 远场RF能量采集249
9.5.1 简介249
9.5.2 基本原理249
9.5.3 分析和设计252
9.5.4 应用253
9.6 光伏254
9.7 总结和未来趋势255
9.7.1 总结255
9.7.2 未来趋势256
参考文献257
作者介绍
文摘
序言
当我在书店看到《智能传感器系统:新兴技术及其应用》这本书时,我的第一反应是,这大概是一本非常专业的学术著作。书名中的“智能传感器系统”和“新兴技术”这两个词汇,就足以表明其内容的深度和前沿性。我虽然是一名普通读者,但对科技的进步总是充满好奇,尤其是在工业自动化和智能制造方面。我猜想这本书会深入探讨各种新型传感器的原理、设计和制造工艺,以及它们在工业机器人、精密测量、环境监测等方面的实际应用。也许书中还会涉及一些复杂的数学模型和算法,用来解释智能传感器如何处理和分析采集到的数据,并做出相应的决策。作者杰拉德·梅杰的名字,以及“机械工业出版社”的背书,都让我觉得这本书的内容质量应该是有保障的。如果其中有大量的图表和公式,那我可能需要花费更多的时间去理解,但如果能从中获得一些前沿的知识,我觉得也是值得的。
评分这本书的书名《智能传感器系统:新兴技术及其应用》让我联想到最近火热的关于人工智能和物联网的讨论。我个人对这些领域一直保持着高度关注,尤其是在智能家居和智能穿戴设备方面的进展。这本书听起来像是一个非常好的入门和进阶读物,它似乎能够帮助我理解那些驱动着这些智能设备的核心技术。我特别好奇书中会如何解释“新兴技术”的具体内容,是关于新的传感原理,还是关于更高效的数据处理算法?又或者是关于传感器之间如何协同工作,形成一个更强大的“系统”?杰拉德·梅杰的名字我虽然不太熟悉,但“机械工业出版社”的出版背景让我觉得这本书的内容应该是非常扎实的,不会是那种浮于表面的科普读物。我希望它能够提供一些深入的见解,甚至是一些实际的应用场景和技术挑战的分析,这样我才能更好地理解智能传感器在现实世界中的价值和潜力。
评分最近在书店闲逛,被一本封面设计颇具科技感的书吸引住了,书名是《智能传感器系统:新兴技术及其应用》。我并非该领域的专业人士,只是对新兴科技充满了好奇心,所以抱着了解一下的心态拿起来翻阅。它的内容似乎涉及了传感器在物联网、人工智能、工业自动化等领域的广泛应用,还可能深入探讨了新材料、微纳加工、数据融合等前沿技术。我尤其对书中关于“智能”的解读感到兴趣,究竟是如何赋予传感器“智能”的,以及这些智能传感器如何改变我们的生活和工作,都让我充满了期待。虽然我还不确定自己能否完全消化书中的技术细节,但光是其宏大的主题和可能的前瞻性思考,就已经足够让我觉得这次“偶遇”很有价值。这本书的作者是杰拉德·梅杰,而出版社是机械工业出版社,这大概表明了其内容的严谨性和专业性。我猜想,对于工程师、科研人员,甚至是IT从业者来说,这绝对是一本不容错过的参考书。我希望书中能有很多图示和案例分析,这样对于我这样的非专业读者也能有所启发。
评分说实话,我对《智能传感器系统:新兴技术及其应用》这本书的兴趣,更多地源于它所暗示的对未来生活方式的改变。我一直对“万物互联”的概念感到着迷,而传感器无疑是实现这一目标的关键。这本书似乎聚焦于“智能”这一维度,这意味着它不仅仅是在介绍各种传感器,更是在探讨如何让它们变得更加“聪明”,能够自主学习、做出判断,甚至预测未来的需求。我非常希望书中能有对不同类型智能传感器的详细介绍,比如光学传感器、压力传感器、气体传感器等等,以及它们在环境保护、医疗健康、交通运输等领域的具体应用。杰拉德·梅杰这位作者的名字,我之前没有太多印象,但“机械工业出版社”出版的书籍,我通常觉得比较有分量,内容会比较严谨。这本书让我觉得,或许通过理解传感器技术,我能更好地把握未来科技发展的脉络。
评分《智能传感器系统:新兴技术及其应用》这本书,光听名字就觉得很有分量,也很有吸引力。我最近在关注一些关于可持续发展和智慧城市的话题,而智能传感器似乎是实现这些目标的重要组成部分。我猜想这本书会详细介绍各种能够感知环境变化(比如温度、湿度、光照、气体浓度等)的新型传感器,以及它们如何被集成到一个“系统”中,实现数据的收集、传输和处理。我特别好奇书中会如何阐述“智能”的含义,是关于机器学习的应用,还是关于传感器网络的协同工作?作者杰拉德·梅杰这位作者,以及“机械工业出版社”的名称,都让我觉得这本书的内容会比较偏向于技术和工程应用,可能会有很多关于传感器性能、可靠性以及集成方法的探讨。如果书中能提供一些关于传感器在节能减排、污染监测、智能交通等方面的成功案例,那对我来说会非常有启发性。
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