介紹典型傳感器係統,內容實用並有一定深度
傳感器係統不斷地要求小型化、低成本、低功耗,同時又要求更高的性能和可靠性,於是一些新的傳感原理和技術應運而生,而將這些新原理和技術變為成熟的産品將需要更大的努力。除瞭提高傳感器本身的性能外,傳感器外圍的係統同樣重要,這些係統包括與傳感器相連接的電路界麵、保護傳感器的係統封裝、保證傳感器性能的校準程序等。《智能傳感器係統:新興技術及其應用》正是一本從係統角度全麵介紹傳感器及其相關電路設計的書,詳細介紹瞭一些典型的傳感器係統,內容實用並具有一定深度,是一本具有新穎性和基礎性的微型傳感器領域專業書籍。《智能傳感器係統:新興技術及其應用》適閤作為微機電係統(MEMS)相關專業高年級本科生和研究生的教材,以及傳感器相關專業人員的參考用書。
目錄
譯者序
原書前言
第1章 智能傳感器設計1
1.1 引言1
1.2 智能傳感器2
1.2.1 接口電路3
1.2.2 校準和微調5
1.3 智能溫度傳感器6
1.3.1 電路原理6
1.3.2 接口電路設計7
1.3.3 近期研究進展8
1.4 智能風速傳感器8
1.4.1 工作原理9
1.4.2 接口電路10
1.4.3 近期研究進展11
1.5 智能霍爾傳感器11
1.5.1 電路原理11
1.5.2 接口電路12
1.5.3 近期研究進展13
1.6 本章小結14
參考文獻15
第2章 智能傳感器的校準與自校準17
2.1 引言17
2.2 智能傳感器的校準18
2.2.1 校準術語18
2.2.2 校準有效性的局限19
2.2.3 智能傳感器校準的特性20
2.2.4 傳感器中校準數據的存儲20
2.2.5 生産過程中的校準22
2.2.6 智能傳感器校準的機遇24
2.2.7 案例分析:一種智能溫度傳感器24
2.3 自校準26
2.3.1 自校準的局限性26
2.3.2 通過結閤多個傳感器的自校準26
2.3.3 自校準傳感激勵器29
2.3.4 案例分析:一種智能磁場傳感器30
2.3.5 零位平衡傳感激勵器32
2.3.6 案例分析:一種智能風速傳感器33
2.3.7 其他自校準方法35
2.4 總結和未來趨勢37
2.4.1 總結37
2.4.2 未來趨勢38
參考文獻39
第3章 精密儀錶放大器41
3.1 引言41
3.2 儀錶放大器的應用42
3.3 三運放儀錶放大器43
3.4 電流反饋儀錶放大器44
3.5 自動調零運算放大器和儀錶放大器47
3.6 斬波運算放大器和儀錶放大器50
3.7 斬波穩零運算放大器和儀錶放大器55
3.8 斬波穩零及自動調零協同運算放大器和儀錶放大器60
3.9 總結與展望64
參考文獻65
第4章 專用阻抗傳感器係統67
4.1 引言67
4.2 采用方波激勵信號的電容式傳感器接口電路70
4.2.1 單元素測量70
4.2.2 基於周期調製的高能效接口電路71
4.2.3 電容式傳感器的高速高分辨測量74
4.2.4 接地電容測量:前饋有源保護75
4.3 專用測量係統:微生物檢測77
4.3.1 新陳代謝引起的電導改變特性77
4.3.2 張弛振蕩器阻抗測量80
4.4 專用測量係統:含水量的測量82
4.4.1 背景82
4.4.2 電容值與含水量的關係83
4.4.3 趨膚效應和鄰近效應83
4.4.4 測定含水量的專用接口電路係統85
4.5 專用測量係統:血液阻抗錶徵測量係統87
4.5.1 血液及其電路模型的特徵87
4.5.2 有機體內血液分析係統90
4.5.3 實驗結果93
4.6 本章小結95
參考文獻96
第5章 低功耗振動式陀螺儀讀齣電路99
5.1 引言99
5.2 節能的科裏奧利傳感技術99
5.2.1 振動式陀螺儀簡介99
5.2.2 電子接口電路100
5.2.3 接口讀齣電路101
5.2.4 提高接口讀齣電路功效102
5.2.5 利用感應諧振103
5.3 模式匹配105
5.3.1 評估失配105
5.3.2 調節失配109
5.3.3 關閉調諧迴路110
5.3.4 實際考慮111
5.4 力反饋114
5.4.1 模式匹配考慮114
5.4.2 初始係統架構和模型穩定性分析115
5.4.3 適應寄生諧振117
5.4.4 正反饋架構120
5.5 實驗樣機126
5.5.1 實施127
5.5.2 實驗結果130
5.6 總結136
參考文獻136
第6章 基於CMOS工藝的DNA生物芯片138
6.1 引言138
6.2 DNA芯片的基本工作原理和應用138
6.3 芯片修飾142
6.4 CMOS集成143
6.5 電化學讀齣技術146
6.5.1 探測原理146
6.5.2 電位法裝置152
6.5.3 讀齣電路155
6.6 其他讀齣技術157
6.6.1 基於標記方法157
6.6.2 無標記方法158
6.7 封裝集成附注160
6.8 總結和展望161
參考文獻162
第7章 CMOS圖像傳感器165
7.1 CMOS尺寸效應對圖像傳感器的影響165
7.2 CMOS像素結構167
7.3 光子散粒噪聲171
7.4 應用於CMOS圖像傳感器的模-數轉換器172
7.5 光靈敏度175
7.6 動態範圍176
7.7 全局快門177
7.8 結論178
參考文獻179
第8章 智能傳感器探索之神經接口181
8.1 引言181
8.2 動態神經控製係統設計技術要點183
8.3 動態控製框架中基於智能傳感器的治療設備:閉環心髒起搏器案例186
8.4 “間接”智能傳感方法的應用實例:一個針對慢性疼痛的姿態響應脊髓刺激案例研究188
8.4.1 姿態響應型控製係統概述188
8.4.2 設計的挑戰:定義病人預期狀態189
8.4.3 物理傳感器:三軸加速度計192
8.4.4 三軸加速度計的具體設計192
8.4.5 采用狀態評估使傳感器“智能化”:位置檢測算法和刺激算法195
8.4.6 “閉環”:將慣性信息映射到基於姿態的自適應治療的刺激參數196
8.5 神經狀態的直接感知:智能傳感器用於測量神經狀態和實現閉環神經係統的案例研究198
8.5.1 植入式雙嚮腦機接口係統設計199
8.5.2 斬波穩零EEG儀錶放大器設計概述200
8.5.3 大腦的神經智能感知探索:動物樣本原型試驗208
8.5.4 展示大腦中智能傳感的概念:實時大腦狀態評估和刺激法214
8.6 神經係統智能檢測的未來趨勢和機遇220
參考文獻222
第9章 微能源産生:原理和應用226
9.1 引言226
9.2 能量存儲係統229
9.2.1 簡介229
9.2.2 超級電容器230
9.2.3 鋰離子電池230
9.2.4 薄膜鋰離子電池232
9.2.5 能量存儲係統應用233
9.3 熱電能量采集234
9.3.1 簡介234
9.3.2 最新技術235
9.3.3 轉化效率239
9.3.4 電源管理240
9.3.5 小結240
9.4 振動與運動能量采集241
9.4.1 簡介241
9.4.2 機械環境:諧振係統242
9.4.3 人類環境:非諧振係統246
9.4.4 電源管理248
9.4.5 小結248
9.5 遠場RF能量采集249
9.5.1 簡介249
9.5.2 基本原理249
9.5.3 分析和設計252
9.5.4 應用253
9.6 光伏254
9.7 總結和未來趨勢255
9.7.1 總結255
9.7.2 未來趨勢256
參考文獻257
本書旨在給傳感器及其係統的設計人員和使用者一個參考,或者作為一個靈感啓發的源泉,來激發一些新的想法。本書的主體是基於一門跨學科的課程———“智能傳感器係統”課程的教材,這門課程自從1995年以來每年都在代爾夫特理工大學開設。課程的目標是給那些更大範圍的、跨學科的學生和老師介紹智能傳感器係統的基本原理,來發展共同的語言和科學背景,去探討設計這些係統帶來的挑戰,並且增進相互之間的閤作。從這個意義上來說,我們希望能夠促進這個人群的持續擴大,共同加入到智能傳感器係統這個激動人心的領域中來。
當今智能傳感器層齣不窮,這個領域的研發工作還遠遠沒有完成。它始終被更低成本、更小尺寸、更小功耗和更高性能、更好的可靠性這些需求驅動著。另一方麵,新傳感原理、新技術不斷湧現,仍需要巨大的努力使這些原理和技術走嚮成熟。通常這個過程不僅僅包含提升傳感器自身的性能,而且傳感器周圍的係統扮演著同樣重要甚至更重要的角色。這個係統包含瞭傳感器的接口電子電路、保護傳感器不受環境影響的封裝,以及確保能夠滿足一定性能指標的校準程序。
本書聚焦在這些係統中最重要的方麵,特彆是聚焦在設計那些智能傳感器係統。係統中傳感器與電路部分結閤在一個封裝體內,甚至是一個芯片上,以提供更好的功能、性能和可靠性。這些傳感器係統的基礎知識在之前的《智能傳感器係統》一書中已經介紹瞭,因此本書在該書的基礎上補充瞭一些新技術、新應用,以及從係統層麵更深入地探討智能傳感器的設計。
本書在開篇討論瞭通過傳感器與電子電路結閤帶來的令人激動的機會:弱傳感器信號的準確處理(第1章);自校準技術的采用(第2章);精密儀錶放大器的集成(第3章)。隨後介紹瞭一些傳感器係統,其中係統層麵起著重要作用:通過測量阻抗方式感知物理和化學參量(第4章);采用反饋和背景校準技術的低功率角速度感應(第5章);探測DNA等生物分子的傳感器係統(第6章);以CMOS圖像傳感器形式的片上光學傳感係統(第7章);能夠與人類神經係統交互的智能傳感器(第8章)。最後,本書還描述瞭産生和存儲能量的新興技術,因為這對於真正實現無人傳感係統非常重要(第9章)。
在撰寫本書期間,我們得到瞭很多人的大力幫助。我們非常感謝審稿人給予的反饋和建議,他們是:代爾夫特理工大學的ReinoudWolffenbuttel,弗勞恩霍夫微電子電路與係統研究所的MichaelKraft,不來梅大學的MichielVellekoop,TeledyneDALSA公司的JanBosiers,歐洲微電子中心的FiratYazicioglu,以及那些同時作為審稿人的本書作者。我們非常感謝JohnWiley&Sons,Ltd�憊�司,責任編輯RichardDavies、LizWingett和LauraBell給予的支持、鼓勵和幫助,以及齣版編輯GennaManaog和SangeethaParthasarathy在整個齣版期間給予的幫助。
此外,感謝那些允許我們使用其照片和圖錶的大學、研究所和公司,以使本書能夠更加吸引讀者。最後,感謝我們的傢人:Rumiana、Hannah和Abi,感謝她們一如既往的愛和支持。
GerardMeijer、MichielPertijs和KofiMakinwa代爾夫特,荷蘭
我對技術的發展一直保持著敏銳的嗅覺,而“智能傳感器係統”無疑是當前科技領域中最具潛力和吸引力的方嚮之一。這本書的標題,簡潔而有力,立刻吸引瞭我。“新興技術”和“應用”的組閤,預示著這本書將是一次技術前沿的探索之旅,同時也是一次實踐價值的深度挖掘。我渴望瞭解當前傳感器技術究竟發展到瞭哪個階段?是否存在一些顛覆性的新材料、新原理或者新架構,能夠讓傳感器的性能、成本或功耗有質的飛躍?例如,書中是否會介紹一些能夠實現非接觸式測量、高精度識彆,甚至能夠感知復雜環境信息的新型傳感器?在“應用”方麵,我期望看到書中能夠展示智能傳感器如何滲透到我們生活的方方麵麵,比如在智能交通領域,傳感器如何實現車輛的協同感知和交通流的優化;在智能製造領域,傳感器如何賦能柔性生産和智能質檢;甚至在娛樂領域,傳感器如何創造更具沉浸感的交互體驗。這本書,對於任何想要理解未來科技趨勢的人來說,都將是一份不可或缺的指南。
評分我是一名對科技發展充滿好奇心的學生,尤其對人工智能和物聯網的交叉領域非常感興趣。這本書的標題《智能傳感器係統:新興技術及應用》一下子就抓住瞭我的眼球。我一直覺得,傳感器是連接物理世界和數字世界的橋梁,而“智能”則賦予瞭這個橋梁思考和學習的能力。我最想瞭解的是,書中是如何講解傳感器與AI的融閤的。比如,是否會介紹如何利用深度學習算法來處理傳感器采集到的海量數據,從而實現更精準的識彆和預測?我也對新興的傳感器技術很感興趣,比如那些能夠感應微弱信號、在惡劣環境下工作的傳感器,或者是一些更加微型化、低功耗的傳感器。書中會不會介紹這些前沿技術的發展現狀和未來趨勢?此外,書中提到的“應用”部分,我希望能夠看到一些貼近生活的例子。例如,智能手機裏的各種傳感器是如何協同工作的,讓我們能夠享受到各種便捷的功能?智能傢居係統是如何通過傳感器感知我們的需求,並自動調整環境的?我對這本書能夠為我打開一個全新的科技視野充滿期待,希望它能讓我更深入地理解智能傳感器在構建未來智慧生活中的重要作用。
評分這本書的齣現,對我而言,就像是尋找已久的“拼圖”中最後一塊。作為一名長期關注産業升級和技術革新的觀察者,我深知傳感器技術是支撐“工業4.0”、“智慧城市”以及“萬物互聯”等宏大願景的基石。然而,關於智能傳感器係統的最新發展,信息往往分散在各種論文、會議和技術報告中,難以形成一個完整、係統性的認知。《智能傳感器係統:新興技術及應用》這個標題,正是瞄準瞭這一痛點。我尤其看重“新興技術”四個字,這意味著這本書能夠帶領我穿越技術發展的迷霧,洞察那些尚未普及卻潛力巨大的前沿技術,例如新型敏感材料、先進的信號處理算法,或者更具顛覆性的傳感器架構。同時,“應用”部分,我期待它能夠提供詳實的行業案例分析,不僅僅是羅列有多少傳感器被部署,而是深入解析傳感器在特定産業場景中是如何解決實際問題,如何提升效率,如何創造新的商業模式。例如,在農業領域,智能傳感器如何幫助實現精準灌溉和病蟲害預警?在醫療健康領域,可穿戴傳感器又將如何推動個性化醫療的發展?我希望這本書能夠為我提供一個清晰的技術路綫圖,以及對未來應用前景的深度洞察。
評分這本書的裝幀設計透露齣一種專業和嚴謹的氣息,封麵的配色和排版都顯得非常大氣。作為一名長期從事電子信息行業的技術研究人員,我對傳感器技術的發展一直保持著高度的關注。智能傳感器係統,這個概念本身就蘊含著巨大的潛力和廣闊的應用前景。我期待這本書能夠提供一個全麵的視角,不僅覆蓋各種新興的傳感器技術,例如MEMS傳感器、光電傳感器、化學傳感器等的最新進展,還能深入探討它們在不同行業中的具體應用。例如,在醫療健康領域,生物傳感器如何實現無創檢測?在環境保護領域,傳感器如何實時監測大氣和水質?在工業自動化領域,智能傳感器如何提升生産效率和産品質量?我尤其關注書中對於“智能”的解讀,它是否會涉及到傳感器數據融閤、特徵提取、以及與人工智能算法的結閤,從而實現更高級彆的感知和決策?對於“新興技術”部分,我希望能夠看到一些顛覆性的創新,比如基於新型材料的傳感器,或者能夠實現自供電、自校準的智能傳感器。這本書的齣現,無疑為我提供瞭一個係統學習和梳理相關知識的絕佳機會。
評分我對於信息技術和自動化領域的任何創新都保持著極大的關注,而“智能傳感器係統”無疑是當前科技浪潮中最具變革力量的方嚮之一。《智能傳感器係統:新興技術及應用》這個書名,精準地捕捉瞭我對這個領域最核心的興趣點。我一直認為,要理解人工智能和物聯網的飛速發展,就必須深入理解作為信息采集終端的傳感器技術。書中關於“新興技術”的闡述,是我最期待的部分,我希望能夠看到關於新型敏感材料、先進的信號處理技術、或者獨特的傳感器融閤算法的介紹,這些都是推動傳感器智能化發展的關鍵。例如,書中是否會探討那些能夠適應極端環境、實現超低功耗或者具備自學習能力的傳感器?同時,“應用”的側重點,也意味著這本書不僅僅停留在理論層麵,而是能夠提供切實可行的解決方案和案例分析。我非常希望能夠瞭解到智能傳感器如何在工業自動化、智慧城市建設、醫療健康、環境保護等領域發揮關鍵作用,並且能夠通過具體的項目實例,來理解這些技術的落地和價值體現。這本書,無疑為我提供瞭一個係統性、前瞻性地學習智能傳感器技術的寶貴機會。
評分我是一名對未來科技充滿憧憬的普通讀者,一直以來都對“智能”和“傳感器”這兩個詞語有著特彆的關注。總覺得它們是構建未來世界的核心要素。這本書的標題《智能傳感器係統:新興技術及應用》讓我眼前一亮。它仿佛為我打開瞭一扇通往未來的大門。我希望這本書能夠用一種更容易理解的方式,嚮我介紹各種各樣神奇的傳感器。比如,是不是有能夠“看到”我們情緒的傳感器?或者能夠“聽到”我們身體細微變化的傳感器?書中提到的“新興技術”讓我充滿瞭好奇,我希望能瞭解有哪些最新的、最酷的傳感器技術正在齣現,它們又將如何改變我們的生活?我特彆期待“應用”的部分,希望能夠看到很多生動有趣的應用案例。比如,傢裏的冰箱是如何知道我快沒牛奶瞭?汽車是如何自動識彆路況並做齣反應的?智能手錶又是如何監測我的運動情況並給齣建議的?我希望這本書能夠讓我明白,那些隱藏在我們身邊的傳感器,究竟是如何工作的,又將如何讓我們的生活變得更加便捷、舒適和智能。
評分我是一名科技愛好者,對一切能夠改變我們生活和工作方式的新技術都充滿著濃厚的興趣。當我在書店看到《智能傳感器係統:新興技術及應用》這本書時,我仿佛看到瞭一個充滿無限可能的世界。我一直對物聯網有著朦朧的理解,知道它離不開各種各樣的傳感器,但是具體是怎麼工作的,又有哪些“智能”的地方,我一直沒有一個清晰的認識。這本書的標題讓我覺得,它能夠解答我的疑惑。我特彆好奇的是,書中會介紹哪些“新興技術”?是那些能夠感知到我們情緒的傳感器嗎?還是那些能夠預測天氣的傳感器?我希望書中能夠用通俗易懂的語言,解釋一些高深的技術原理,並且通過生動的案例,展示這些傳感器是如何被應用到我們的日常生活中的。比如,智能傢居係統是如何感知我們的存在,並自動開啓燈光和調節溫度的?智能穿戴設備又是如何監測我們的健康狀況,並給我們提供個性化的建議的?我希望這本書能夠讓我對智能傳感器有一個更全麵、更深入的瞭解,並且能夠激發我更多的思考和想象。
評分這本書的封麵設計非常吸引人,一種深邃的藍色搭配著抽象的電路圖紋理,立刻就勾起瞭我對“智能”和“傳感器”這兩個概念的好奇心。翻開扉頁,一股淡淡的油墨香撲鼻而來,讓人感覺像是在擁抱知識的海洋。第一眼掃過目錄,我就被裏麵涵蓋的廣泛主題所震撼。從基礎的傳感器原理,到人工智能與傳感器的高度融閤,再到物聯網、可穿戴設備、智慧城市等一係列前沿應用,簡直是將整個智能傳感器領域的脈絡都梳理得清清楚楚。我一直對物聯網的發展很感興趣,尤其是傳感器在其中的核心作用。我常常在想,那些遍布城市各個角落、我們肉眼看不到的傳感器,是如何收集信息、如何協同工作的,這本書似乎能為我揭開這層神秘的麵紗。尤其是在看到“新興技術”這個詞匯時,我的內心更是充滿瞭期待。我知道傳感器技術一直在快速發展,新的材料、新的原理、新的算法層齣不窮,這本書會不會深入探討這些最新的突破?比如,我一直對生物傳感器在醫療健康領域的應用感到好奇,書中是否會有相關章節,介紹如何利用傳感器監測人體生理信號,實現疾病的早期預警?又或者,在工業自動化領域,新型的視覺傳感器和觸覺傳感器如何賦能機器人,讓它們能夠完成更精細、更復雜的任務?我對這本書能提供的前沿信息充滿信心,希望它能幫助我拓寬視野,瞭解這個快速變化的技術領域。
評分作為一名在自動化領域工作多年的工程師,我一直在尋找一本能夠係統性梳理智能傳感器技術發展脈絡,並詳細介紹其應用的書籍。市麵上相關的書籍不少,但往往要麼過於理論化,要麼僅聚焦於某個細分領域。然而,這本書的標題——《智能傳感器係統:新興技術及應用》,就給我一種耳目一新的感覺。“智能”二字預示著這本書不僅僅停留在傳統的傳感器原理層麵,而是會深入探討其與人工智能、機器學習等前沿技術的結閤。這正是我所迫切需要的,因為我深知,傳感器如果不能被“智能”地解讀和利用,其價值將大打摺扣。我尤其關注書中關於“新興技術”的部分,這可能意味著本書會介紹一些我尚未接觸到的最新傳感器類型、材料或工作原理,例如那些基於量子效應、納米技術或者仿生學的傳感器。同時,“應用”兩個字也讓我對這本書的實用性充滿瞭期待。我希望書中能夠不僅僅是理論的堆砌,而是能夠提供大量實際案例,展示智能傳感器如何在工業製造、環境保護、智能交通、智慧傢居等領域發揮關鍵作用。我期待書中能夠詳細解析一些成功的項目,例如如何利用傳感器網絡實現工廠的智能化升級,或者如何通過部署環境傳感器來監測空氣質量和水汙染。這樣的內容將對我日常的工作和技術決策具有極大的指導意義。
評分對於我們這些長期關注科技前沿動態的人來說,每一次有關於“智能”和“傳感器”的書籍齣現,都像是一次小小的節日。《智能傳感器係統:新興技術及應用》這個標題,毫不誇張地說,擊中瞭我的痛點。我一直認為,傳感器的智能化是實現真正意義上的物聯網和人工智能的關鍵,而這項技術的發展日新月異,很容易讓人感到信息碎片化,難以形成係統性的認知。這本書,從標題來看,就給我一種“係統性”的承諾,它承諾不僅能讓我瞭解“新興技術”,還能讓我明白這些技術是如何被“應用”到實際係統中的。我特彆期待書中能夠深入探討當前最熱門的一些傳感器技術,比如用於自動駕駛的激光雷達、用於人機交互的生物識彆傳感器、以及在工業4.0中扮演重要角色的機器視覺和力覺傳感器。我相信,書中對於“新興技術”的解讀,不會是淺嘗輒止,而是會涉及到其背後的原理、麵臨的挑戰以及未來的發展方嚮。更重要的是,我希望這本書能提供一些具體的應用案例,不僅僅是概括性的描述,而是能夠深入分析傳感器在特定場景下是如何被設計、部署和優化的,以及它所帶來的具體價值和影響。
一本科普性的書籍,總的來說還是很好
評分不錯的英文原版書
評分好書,買來繼續研究。
評分應用類基礎書,泛泛而談,不值這價
評分書的質量不錯,正好需要,所以購買值得推薦
評分很好,買瞭很多次瞭,棒棒的。
評分內容講的比較寬泛,後悔買紙質的瞭,太貴
評分相當不錯,值得一讀!
評分不錯
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度,google,bing,sogou 等
© 2025 windowsfront.com All Rights Reserved. 靜流書站 版權所有