现代传感技术第5~15章目录总结

1、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）

2、、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

3、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

4、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

5、、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

6、 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

7、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7.1.2 Marr 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

8、出723 CCD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 CCD2、 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）7.2.4 CMOS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）7.2.5 CCD与CMOS图像传感器的比较7.3 3D 视觉传感技术 2347.3.1 3D 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

9、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

10、.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8.4 SAW传感器技术2598.4.1 SAW传感器的结构形式与基本原理8.4.2 SAW 传感器的信号检测与处理8.4.3 SAW 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

11、.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、SAW RFID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9.2.1 酶反应1、酶浓度对反应初速度的影响3、pH 值对反应速度的影响昂9.2.2 微生物反应1、微生物反应和酶反应的共同特点3、传感器以微生物为敏感元件的不足之处9.2.3 免疫反应2772、底物浓度对反应速度的影响4、温度对反应

12、速度的影响2、微生物反应的特殊性4、微生物反应的分类方式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、

13、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

14、 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 307

15、10.2.1 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10.3.3 pH 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

16、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（

17、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

18、 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、工作过程） 2、模糊温度传感器（硬件结构、数值/ 符号变换原理）3、有导师学习4、主程序流程11.5 混沌测量 35611.5.1 混沌测量概述11.5.2 混沌在测量中的应用1、引言2、测量原理3、基于混沌系统初值敏感性的检测技术（轨道泛函空间B、 B 空间中的距离、测量电路）11.6

19、 仿生传感器 36211.6.1 仿生学概述11.6.2 仿生传感器的工作原理11.6.3 电子鼻1、电子鼻简介 2、电子鼻技术原理 3、电子鼻传感器的基本类型第十二章 现代传感系统概述12.1 现代传感系统的组成特点和发展趋势 37112.1.1 现代传感系统的组成及特点12.1.2 现代传感系统的发展趋势12.2 分布式测量系统 37312.2.1 分布式测量系统及其特征12.2.2 典型分布式测量系统的组成结构12.2.3 分布层梁系统的软件支持12.2.4 分布测量系统的设计开发12.3 现场总线系统 37712.3.1 现场总线系统的体系结构12.3.1 典型现场总线协议3、基金会现

20、场总线6、 DeviceNet1、 PROFIBUS 2、 LonWorks 总线4、CAN现场总线5、HART总线7、 CC-Link8、 WorldFIP9、 INTERBUS12.3.3 现场总线仪表1、温度变送器的硬件结构2、温度变送器的软件结构3、智能温度变送器的应用12.3.4 现场总线系统的实现12.4 虚拟仪器 38612.4.1 虚拟仪器的组成与特点12.4.2 虚拟仪器的硬件支持12.4.3 虚拟仪器软件标准与开发环境1、软件标准 2、开发环境12.4.4 网络化虚拟仪器1、基于 Client/server 模式的网络化虚拟仪器2、基于 Web 的网络化虚拟仪器12.4.5

21、 虚拟仪器应用设计2、选择操作系统和系统软件开发环境4、应用软件编程调试1、需求分析和制定技术方案3、硬件的安装第十三章 多传感器数据融合13.1 多传感器数据融合概述 39713.1.1 多传感器数据融合过程1、数据监测 2、数据校准 3、数据相关4、参数估计 5、对象识别 6、行为估计13.1.2 多传感器数据融合的形式13.2 多传感器数据融合模型 40013.2.1 多传感器数据融合结构13.2.2 多传感器数据融合模型1、 JDL数据融合过程 2、Boyd控制环3、waterfall模型4、dasarathy 模型5、 omnibus 模型 6、多传感器集成融合模型13.3 多传感器

22、数据融合技术 40613.3.1 多传感器数据融合算法的基本类型1 、物理模型 2、参数分类技术 3、基于认知的方法13.3.2 Kalman 滤波13.3.3 基于 Bayes 理论的数据融合13.3.4 基于神经网络的数据融合13.3.5 基于专家系统的数据融合13.3.6 基于聚类分析的数据融合13.4 多传感器数据融合技术的应用 41313.4.1 人体对气温的感受13.4.2 管道泄漏检测中的数据融合13.4.3 医学咨询与诊断专家系统13.4.4 多传感器数据融合技术的局限性第十四章 智能传感技术14.1 智能传感技术概述 42014.1.1 智能传感器14.1.2 智能传感器的结

23、构14.1.3 智能传感器的基本功能14.2 智能传感器的关键技术 42114.2.1 间接传感1 、基于工艺机理的建模方法2、 基于数据驱动的建模方法3、混合建模方法14.2.2 线性化校准1 、查表法 2、曲线拟合法 3、神经网络法14.2.3 自诊断1 、硬件冗余诊断法2、基于数学模型的诊断法3、 基于信号处理的诊断法4、基于人工智能的鼓掌诊断法14.2.4 动态特型校正14.2.5 自校准与自适应量程1 、自校准 2、自适应量程14.2.6 电磁兼容性1 、电磁屏蔽 2、接地 3、元器件选用4、合理设计电路板5、滤波14.3 智能传感器系统的总线标准 42814.3.1 基于典型芯片级的总线1 、 1-Wire 总线单线串行总线2、l2C总线一IC器件之间