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目录1

第1章　引言1

1.1 传感器1

1.2　传感器的发展3

1.3　微传感器4

第2章　微机电系统基础7

2.1　微机电系统定义7

2.1.1　基础理论7

2.1.2　技术基础8

2.1.3　应用研究9

2.2　微机电系统材料10

2.2.1 硅10

2.2.2　形状记忆合金15

2.2.3　压电材料／电致伸缩材料16

2.2.4　磁致伸缩材料17

2.2.5 电流变体17

2.3　微机电系统的主要工艺18

2.2.6　凝胶18

2.3.1 硅微加工19

2.3.2 键合技术24

2.3.3 LIGA技术25

2.3.4　准分子激光技术26

2.3.5 特种精密加工技术26

第3章　力和压力微传感器28

3.1　力微传感器28

3.1.1 应变式力微传感器28

3.1.2 压电式力微传感器28

3.2　压力微传感器30

3.2.1　压阻式压力微传感器31

3.2.2 电容式压力微传感器33

3.2.3　谐振式压力微传感器35

3.3 摩托罗拉X型硅压力微传感器38

3.3.1 结构形式38

3.3.2 分类39

3.3.3 封装形式40

3.4 应用实例：微型高度计41

第4章　加速度和角速度微传感器45

4.1　加速度微传感器45

4.1.1 加速度微传感器工作原理45

4.1.2 压阻式加速度微传感器46

4.1.3 电容式加速度微传感器50

4.1.4　谐振式加速度微传感器55

4.1.5 伺服式加速度微传感器57

4.1.6 隧道型加速度微传感器58

4.1.7 加速度微传感器的应用59

4.2　角速度微传感器60

4.2.1 微机械陀螺的原理、分类与性能60

4.2.2 音叉式微机械陀螺64

4.2.3　框架式微机械陀螺66

4.2.4　振动轮式微机械陀螺68

4.3　微惯性测量组合70

5.1.3　温差电动势72

5.1.2　接触电动势72

5.1　微型热电偶72

5.1.1 热电效应72

第5章　热微传感器72

5.1.4 薄膜热电偶73

5.2　半导体结的热微传感器74

5.2.1 二极管温度传感器74

5.2.2 晶体管温度传感器76

5.2.3　集成温度传感器76

5.3 热敏电阻型微传感器79

5.3.1 热敏电阻参数79

5.3.2　PTC热敏电阻79

5.3.3　NTC热敏电阻79

5.3.4　CTR热敏电阻80

第6章　磁微传感器81

6.1　霍尔效应传感器81

6.1.1 霍尔效应81

6.1.2　霍尔效应传感器82

6.2.1 磁阻效应84

6.2　磁阻传感器84

6.2.2 磁阻元件87

6.2.3　磁敏电阻的温度补偿89

6.3　结型磁敏管传感器90

6.3.1　磁敏二极管90

6.3.2　磁敏三极管94

6.3.3 结型磁敏管传感器的应用98

7.1.1　半导体气体传感器101

7.1　气体微传感器101

第7章　化学微传感器101

7.1.2 石英振荡式气体传感器107

7.1.3　凝胶电化学气体传感器108

7.1.4 集成复合型气体传感器108

7.2　湿度微传感器110

7.2.1 半导体陶瓷湿度传感器111

7.2.2 多孔氧化物湿度传感器112

7.2.3　硅MOS型湿度传感器113

7.3.1　ISFET的工作原理114

7.3 离子敏微传感器114

7.3.2　离子敏感膜117

第8章　生物微传感器119

8.1　场效应晶体管型酶传感器119

8.1.1 酶的本质和特性119

8.1.2 场效应晶体管型酶传感器121

8.2　压电晶体免疫传感器122

8.2.1 免疫反应与免疫识别123

8.2.2 免疫传感器的检测模式125

8.2.3 压电晶体免疫传感器126

8.2.4 压电晶体免疫传感器的应用127

8.3　基因传感器128

8.3.1　基因与基因诊断128

8.3.2 基因传感器的基本结构和类型129

8.3.3 压电晶体DNA传感器129

8.4　基因芯片130

8.4.1 基因芯片的构造与检测原理130

8.4.2 基因芯片的制备131

8.5 基因芯片的应用举例133

第9章　光电微传感器136

9.1 光电传感器的基本效应136

9.1.1 光的基本性质136

9.1.2 外光电效应136

9.1.3 内光电效应137

9.1.4 光热效应138

9.2　光电探测器138

9.2.1 光敏电阻138

9.2.2 光敏二极管139

9.2.3　光敏晶体管142

9.3　CCD传感器144

9.3.1 CCD的结构144

9.3.2 CCD的工作原理144

9.3.3 固态图像传感器146

9.3.4 CCD摄像器件的主要特性147

9.3.5 面阵CCD图像传感器不均匀性的校正148

9.3.6 CCD器件的应用151

10.1.1 声表面波的类型153

第10章　声表面波传感器153

10.1 声表面波传感器技术基础153

10.1.2 声表面波的主要性质158

10.1.3 声表面波叉指换能器（IDT）160

10.1.4　声表面波传感器检测原理164

10.2　声表面波压力传感器166

10.3 声表面波温度传感器169

10.4　声表面波气体传感器170

10.5 声表面波陀螺171

11.1 在汽车工业中的应用173

第11章　微传感器的应用173

11.2　在机器人中的应用175

11.2.1　微型机器人175

11.2.2　微型飞行器177

11.3 在生物医学方面的应用177

11.4 在光学方面的应用180

11.5 在航空航天方面的应用180

参考文献183