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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2敏感材料的定义与类别2

1.2.1敏感材料的定义2

1.2.2敏感材料的类别3

1.3传感器敏感材料与信息感测5

1.3.1信息传感与能量转换5

1.3.2敏感材料的信息感测6

1.4传感器的定义与分类6

1.4.1传感器的定义6

1.4.2传感器的构成7

1.4.3传感器的分类8

参考文献10

第2章 温度敏感材料与器件11

2.1温度敏感材料的分类及热学性能与换能特性11

2.2电阻式温度传感器12

2.2.1金属电阻式温度传感器的工作原理13

2.2.2铂电阻温度计15

2.2.3铜电阻温度计16

2.2.4镍、铟、锰、碳等热电阻16

2.2.5热敏电阻16

2.2.6热电阻的测量电路17

2.2.7电阻式温度传感器的典型应用18

2.3半导体热敏传感器18

2.3.1热敏二极管19

2.3.2热敏晶体管20

2.3.3集成温度传感器21

2.4红外温度传感器21

2.4.1红外探测器22

2.4.2红外探测器的主要性能参数23

2.4.3红外探测器使用中应注意的问题24

2.4.4红外测温原理及测温仪25

2.5热电敏感材料及传感器26

2.5.1热电偶的工作原理26

2.5.2热电极材料及常用热电偶28

2.5.3热电偶的结构28

2.5.4热电偶的连接及温度补偿28

2.5.5热电偶的应用举例31

2.6双金属片式温度传感器31

2.7压力式温度传感器32

2.8示温涂料温度传感器32

2.9石英热敏传感器33

小结34

参考文献34

第3章 湿度敏感材料与器件35

3.1湿度敏感材料的换能特性与分类35

3.1.1湿度的定义35

3.1.2传感器感湿特性参数36

3.1.3湿度测定原理37

3.1.4叉指换能器38

3.1.5湿敏材料的分类40

3.2电解质湿敏传感器41

3.2.1电解质感湿机理41

3.2.2氯化锂电解质42

3.2.3氯化锂电解质湿敏传感器43

3.2.4电解质湿敏传感器的典型应用44

3.3金属氧化物陶瓷湿敏传感器45

3.3.1氧化铁湿敏传感器45

3.3.2氧化锡和氧化钛湿敏传感器45

3.3.3多孔氧化物薄膜和陶瓷湿敏传感器46

3.3.4金属氧化物陶瓷湿敏传感器的典型应用48

3.4有机高分子湿敏传感器49

3.4.1电容式湿敏传感器49

3.4.2电阻式湿敏传感器50

3.4.3有机高分子湿敏传感器举例50

3.5压电湿敏传感器51

3.6光纤湿敏传感器52

3.6.1法布里-珀罗腔湿敏传感器53

3.6.2渐逝波光纤耦合器湿敏传感器54

3.6.3长周期光纤光栅湿敏传感器55

3.6.4光纤布喇格光栅湿敏传感器56

小结57

参考文献58

第4章力（声）敏材料与器件59

4.1力（声）学性能与换能特性59

4.1.1力学性能59

4.1.2换能特性60

4.1.3声学性能与换能特性62

4.1.4力（声）敏传感器分类64

4.2压力、应变传感器66

4.2.1压力的定义66

4.2.2应变片式力敏传感器67

4.2.3电容式力敏传感器70

4.2.4压电式力敏传感器74

4.2.5霍尔式力敏传感器77

4.3运动量力敏传感器78

4.3.1流量传感器78

4.3.2加速度传感器80

4.3.3位置、位移传感器84

4.4普通声敏传感器85

4.4.1炭粒送话器86

4.4.2动圈式送话器86

4.4.3电容式送话器86

4.4.4压电陶瓷送话器87

4.4.5压电陶瓷受话器88

4.5次声传感器和水声换能器89

4.5.1次声传感器89

4.5.2水声换能器90

4.6超声传感器93

小结98

参考文献98

第5章 生物敏感材料与器件99

5.1生物化学敏感材料的换能特性与分类99

5.1.1生物敏感材料的换能特性及其分类99

5.1.2化学敏感材料的换能特性及其分类105

5.2酶敏感材料及传感器106

5.2.1酶电极传感器的工作原理及分类107

5.2.2酶传感器的典型应用108

5.3免疫敏感材料及传感器110

5.3.1免疫传感器的结构与分类110

5.3.2免疫传感器的典型应用113

5.3.3免疫传感器的发展趋势115

5.4微生物和细胞组织传感器115

5.4.1微生物传感器115

5.4.2细胞传感器117

5.4.3组织传感器118

5.4.4基因传感器119

5.4.5光导管生物传感器和生物电子学传感器121

5.4.6微生物和细胞组织传感器的典型应用124

5.5离子选择电化学敏感材料及传感器125

5.5.1电极反应与电极电位125

5.5.2离子选择电化学敏感材料的分类126

5.5.3原电极127

5.5.4敏化电极136

5.5.5离子敏感性场效应晶体管139

小结142

参考文献143

第6章 磁场敏感材料与器件145

6.1磁场敏感材料的换能特性与分类145

6.1.1磁场敏感材料的换能特性145

6.1.2磁场敏感材料的分类145

6.2霍尔敏感材料及传感器145

6.2.1霍尔效应146

6.2.2半导体霍尔敏感材料与器件147

6.2.3霍尔器件的主要参数150

6.2.4霍尔敏感材料传感器151

6.3半导体磁阻材料及传感器152

6.3.1半导体的磁阻效应152

6.3.2半导体磁阻材料与器件154

6.3.3半导体磁阻器件的基本特性与性能参数157

6.3.4半导体磁阻器件传感器159

6.4铁磁性金属薄膜磁阻材料及传感器160

6.4.1铁磁性金属薄膜材料的各向异性磁阻效应160

6.4.2铁磁性金属薄膜材料及磁阻器件制造工艺160

6.4.3铁磁性金属薄膜磁阻器件的结构与工作原理161

6.4.4铁磁性金属薄膜磁阻器件的技术参数及特点162

6.4.5铁磁性金属薄膜磁阻器件传感器163

6.5巨磁阻材料及传感器163

6.5.1巨磁阻效应及相关材料163

6.5.2巨磁阻效应器件传感器166

6.6磁敏二极管和磁敏晶体管167

6.6.1磁敏二极管167

6.6.2磁敏晶体管172

6.6.3磁敏晶体管传感器178

6.7磁致伸缩材料及传感器179

6.7.1磁致伸缩效应179

6.7.2磁致伸缩材料179

6.7.3磁致伸缩材料传感器182

6.8其他磁敏器件183

6.8.1韦根德磁敏器件183

6.8.2磁敏Z元件185

6.8.3超导量子干涉器件187

6.8.4磁通门磁敏传感器189

小结190

参考文献190

第7章 光学敏感材料与器件192

7.1光学敏感材料的换能特性与分类192

7.1.1光学敏感材料的换能特性192

7.1.2光学敏感材料的分类194

7.2 Ⅳ族光敏材料195

7.2.1锗光敏材料195

7.2.2硅光敏材料198

7.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物光敏材料201

7.3.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物的结构与性质202

7.3.2砷化镓光敏材料204

7.4 Ⅱ -Ⅵ族化合物光敏材料206

7.4.1硫化锌光敏材料207

7.4.2硫化镉光敏材料210

7.5 Ⅳ-Ⅵ族化合物光敏材料214

7.5.1铅的硫属化合物214

7.5.2铅锡硫属化合物合金217

7.6有机光折变材料218

7.6.1光折变材料的分类218

7.6.2有机光折变材料的分类及特点219

7.7结型光敏器件222

7.7.1结型光敏器件的工作原理222

7.7.2硅光电池224

7.7.3硅光敏二极管和硅光敏晶体管227

7.7.4结型光敏器件的放大电路232

7.7.5特殊结型光敏二极管233

7.7.6结型光敏器件的典型应用——光耦合器件237

7.8光电导器件239

7.8.1光敏电阻的工作原理239

7.8.2光敏电阻的主要特性参数241

7.8.3光敏电阻的偏置电路和噪声247

7.8.4光敏电阻的特点和典型应用248

7.9真空光敏器件250

7.9.1光电阴极250

7.9.2光电管与光电倍增管252

7.9.3光电倍增管的主要特性参数255

7.9.4光电倍增管的供电和信号输出电路258

7.9.5光电倍增管的典型应用262

小结264

参考文献264

第8章 气体敏感材料与器件265

8.1气体敏感材料的换能特性与分类265

8.2半导体气敏材料、器件及典型应用266

8.2.1半导体气敏材料的敏感机理267

8.2.2半导体气敏材料的合成方法268

8.2.3半导体气敏材料的表征技术270

8.2.4提高半导体气敏器件检测能力的有效途径271

8.2.5半导体气敏器件的测量方法273

8.2.6半导体气敏器件应用中的关键问题273

8.2.7半导体气敏材料在气敏传感器中的典型应用274

8.2.8半导体气敏材料的研究趋势276

8.3电解质气敏材料、器件及典型应用277

8.3.1定电位电解式气敏传感器278

8.3.2伽伐尼电池式传感器278

8.3.3固体电解质气敏传感器278

8.4压电材料、器件及典型应用282

8.4.1压电石英晶体的传感特性283

8.4.2化学涂层物质的选择284

8.4.3外界干扰的影响及消除方法285

8.4.4压电材料在气敏传感器中的典型应用285

8.4.5压电式气敏传感器的研究趋势288

8.5碳纳米管气敏材料、器件及典型应用288

8.5.1碳纳米管的结构289

8.5.2吸附原理290

8.5.3单壁碳纳米管气敏传感器292

8.5.4多壁碳纳米管气敏传感器293

8.5.5碳纳米管气敏传感器的功能化修饰294

8.5.6碳纳米管在气敏传感器中的典型应用296

8.6其他气敏器件297

8.6.1红外线气敏器件297

8.6.2电阻式气敏器件297

8.6.3接触燃烧式气敏器件298

8.6.4热导率变化式气敏器件298

8.6.5 MOS场效应晶体管气敏器件299

小结299

参考文献300

第9章 几种新型的敏感材料与器件305

9.1引言305

9.2光纤及传感器305

9.2.1光纤305

9.2.2光纤传感器310

9.2.3光纤光栅传感器314

9.2.4光纤传感器的典型应用319

9.3光子晶体及传感器325

9.3.1光子晶体及其特性325

9.3.2光子晶体传感器329

9.3.3光子晶体传感器的典型应用330

9.4光子晶体光纤及传感器332

9.4.1光子晶体光纤333

9.4.2光子晶体光纤传感器337

9.4.3光子晶体光纤传感器的典型应用339

9.5聚合物光纤及传感器341

9.5.1聚合物光纤342

9.5.2聚合物光纤传感器344

9.5.3聚合物光纤传感器的典型应用349

9.6磁流体及传感器351

9.6.1磁流体的特性351

9.6.2磁流体传感器359

9.6.3磁流体传感器的典型应用364

9.7液晶及传感器366

9.7.1液晶366

9.7.2液晶传感器372

9.7.3液晶传感器的典型应用374

小结376

参考文献378

第10章 传感器敏感材料发展展望381

10.1敏感材料发展概述381

10.2敏感材料发展展望382

10.3基于敏感材料的器件发展展望387

参考文献389