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第　1章 緒論　1 1.1　測量的基本概念與意義　1 1.1.1　測量的基本定義　1 1.1.2　測量的作用　2 1.1.3　測量和計量　3 1.1.4　量值傳遞與量子測量　4 1.2　測量方式　8 1.2.1　直接和間接測量　8 1.2.2　開環(huán)與閉環(huán)測量　8 1.2.3　能量變換型與能量控制型測量　9 1.2.4　接觸式與非接觸式測量　9 1.2.5　靜態(tài)與動態(tài)測量　9 1.3　測量與傳感器的關系　10 1.3.1　傳感測量系統(tǒng)　10 1.3.2　傳感器的校準與標定　10 1.4傳感器測量系統(tǒng)概述　11 1.4.1基本組成與選用原則　11 1.4.2主要評價指標　12 1.4.3主要發(fā)展趨勢　13 1.5傳感器的概述　14 1.5.1作用與功能　14 1.5.2分類形式　14 1.5.3技術(shù)特點　15 1.5.4發(fā)展方向　16 習題　17 第　2章 傳感器的靜態(tài)與動態(tài)特性　18 2.1傳感器的靜態(tài)標定　18 2.1.1　靜態(tài)響應模型　18 2.1.2　靜態(tài)標定條件　19 2.1.3　傳感器的靜態(tài)特性　20 2.2　傳感器的主要靜態(tài)性能指標　21 2.2.1　測量范圍與量程　21 2.2.2　靜態(tài)靈敏度　21 2.2.3　分辨力與分辨率　21 2.2.4　時漂與溫漂　21 2.2.5　線性度　22 2.2.6　符合度　23 2.2.7　遲滯與非線性遲滯　24 2.2.8　重復性　25 2.2.9　綜合誤差　26 2.3傳感器輸入輸出特性的動態(tài)模型　27 2.3.1　微分方程　27 2.3.2　傳遞函數(shù)　28 2.3.3　狀態(tài)方程　28 2.4傳感器的主要動態(tài)性能指標　29 2.4.1　頻域動態(tài)性能指標　29 2.4.2　時域動態(tài)性能指標　32 習題　34 第3章　傳感器敏感材料　35 3.1　敏感材料的定義與分類　35 3.2典型的敏感材料　36 3.2.1　半導體材料　36 3.2.2　巨磁阻材料　43 3.2.3　聚合物薄膜　45 3.2.4　壓電材料　48 3.2.5　柔性材料　51 3.2.6　二維材料　55 3.2.7　量子材料　58 習題　59 第4章　石墨烯傳感器　60 4.1　石墨烯傳感器的分類與發(fā)展趨勢　60 4.1.1　石墨烯傳感器的分類　60 4.1.2　石墨烯傳感器的發(fā)展趨勢　61 4.2　石墨烯的基本性質(zhì)　62 4.2.1　力學性質(zhì)　62 4.2.2　光學性質(zhì)　63 4.2.3　熱學性質(zhì)　64 4.2.4　電學性質(zhì)　64 4.2.5　石墨烯用于傳感器的材料優(yōu)勢　65 4.3　石墨烯柔性力敏傳感器　66 4.3.1概述　66 4.3.2　石墨烯柔性力敏傳感器的結(jié)構(gòu)　66 4.3.3　石墨烯柔性力敏傳感器的應用　68 4.4石墨烯膜光纖F-P聲壓傳感器　71 4.4.1　聲壓敏感模型　71 4.4.2　石墨烯膜F-P聲壓探頭制作　72 4.4.3聲壓傳感測試　74 4.5　氧化石墨烯光纖F-P濕度傳感器　75 4.5.1　氧化石墨烯的濕敏性質(zhì)　75 4.5.2　氧化石墨烯膜F-P探頭的制備　75 4.5.3　濕度敏感實驗與分析　77 習題　80 第5章　織物傳感器　81 5.1　織物傳感器的概述　81 5.1.1　織物傳感器的定義與分類　81 5.1.2　織物傳感器的應用特點　82 5.1.3　織物傳感器的發(fā)展趨勢　83 5.2　織物傳感器的敏感材料　84 5.2.1　本征導電材料基紡織品　86 5.2.2　導電聚合物纖維　86 5.2.3　納米碳基導電材料　89 5.2.4　高導電復合材料　90 5.3　織物傳感器的結(jié)構(gòu)制作　91 5.3.1　織物傳感器的結(jié)構(gòu)形式　91 5.3.2　織物傳感器的設計制作　92 5.4　典型的織物傳感器　93 5.4.1　力敏織物傳感器　93 5.4.2　光敏織物傳感器　97 5.4.3　濕敏織物傳感器　99 5.4.4溫敏織物傳感器　102 習題　104 第6章　諧振式傳感器　105 6.1諧振式傳感器概述　105 6.1.1諧振式傳感器的定義　105 6.1.2諧振式傳感器的特點　107 6.1.3諧振式傳感器的發(fā)展趨勢　107 6.2諧振敏感元件的激勵方式　108 6.2.1靜電激勵　108 6.2.2壓電激勵　109 6.2.3電磁激勵　111 6.2.4熱激勵　113 6.3諧振式傳感器檢測方式　113 6.3.1壓阻檢測　114 6.3.2壓電檢測　114 6.3.3電容檢測　115 6.3.4光檢測　116 6.4典型的諧振式傳感器　117 6.4.1諧振梁式加速度傳感器　117 6.4.2諧振筒式壓力傳感器　118 6.4.3硅微角速率傳感器　120 6.4.4諧振式質(zhì)量流量傳感器　122 6.4.5聲表面波氣體傳感器　123 6.4.6　石墨烯光纖諧振式壓力傳感器　125 思考題與習題　126 第7章　無線傳感器網(wǎng)絡　127 7.1　無線傳感器網(wǎng)絡概述　127 7.2　無線傳感器和傳感器網(wǎng)絡　129 7.2.1　無線傳感器網(wǎng)絡架構(gòu)和設計　129 7.2.2　無線傳感器網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)　131 7.2.3　無線集成網(wǎng)絡傳感器　133 7.2.4　無線傳感器網(wǎng)絡的安全技術(shù)　134 7.3　分布式傳感器網(wǎng)絡技術(shù)　136 7.3.1　分布式傳感器網(wǎng)絡的特點　136 7.3.2　分布式傳感器網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)　138 7.4　多傳感器信息融合技術(shù)　139 7.4.1　多傳感器信息融合技術(shù)的發(fā)展　139 7.4.2　多傳感器信息融合的結(jié)構(gòu)形式　140 7.4.3　多傳感器信息融合的算法　142 7.4.4　多傳感器信息融合的新技術(shù)與發(fā)展方向　144 7.5　無線傳感器網(wǎng)絡的典型應用　146 7.5.1　無線傳感器網(wǎng)絡在健康監(jiān)護中的應用　146 7.5.2　無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡在煤礦安全監(jiān)測的應用　148 7.6　無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢　149 思考題與習題　149 第8章　傳感信號的數(shù)據(jù)采集技術(shù)　151 8.1　數(shù)據(jù)采集的基本知識　151 8.1.1　數(shù)據(jù)采集的基本概念與系統(tǒng)組成　151 8.1.2　采樣定理與混頻現(xiàn)象　153 8.1.3　采樣方式的分類　157 8.1.4量化與量化誤差　158 8.1.5　編碼　161 8.2　數(shù)據(jù)采集的輸入通道設計　162 8.2.1　集成運算放大器　162 8.2.2　有源濾波器　164 8.2.3　測量放大器　166 8.2.4　模擬多路開關　167 8.2.5　采樣保持器　169 8.2.6　模/數(shù)轉(zhuǎn)換器　171 8.3　典型的數(shù)據(jù)采集技術(shù)　172 8.3.1　基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集　172 8.3.2　基于USB總線的數(shù)據(jù)采集　176 8.3.3　基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集　179 8.3.4　基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集　182 思考題與習題　185 第9章　測量數(shù)據(jù)的誤差與不確定度評價　186 9.1　測量誤差概述　186 9.1.1　測量誤差的定義　186 9.1.2誤差的分類　187 9.1.3　誤差的來源　191 9.2　測量結(jié)果的評價處理　192 9.2.1　測量結(jié)果的評價　192 9.2.2　測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理　194 9.3　測量結(jié)果的不確定度評價　195 9.3.1　測量不確定度的評定方法　195 9.3.2　測量結(jié)果的不確定度報告　200