本书介绍传感技术涉及的先进材料、制造工艺、传感器建模，以及传感器向智能化方向发展的一些新概念、新思想。在有代表性的传感器中，介绍电容式传感器、谐振式传感器、声表面波式传感器、薄膜式传感器、光电式传感器与磁传感器检测原理和应用。

本书结合国际上近年来传感技术及应用方面的最新发展趋势，就传感技术的基础共性问题与几种有代表性的传感器进行深入系统地讨论。在传感技术的共性基础问题中，介绍传感技术涉及的先进材料、制造工艺、传感器建模，以及传感器向智能化方向发展的一些新概念、新思想。在有代表性的传感器中，介绍电容式传感器、谐振式传感器、声表面波式传感器、薄膜式传感器、光电式传感器与磁传感器检测原理和应用。

在介绍每一种传感器时，既重视理论分析，又结合实际应用，以便于读者掌握。

本书的每章后都配有适量的思考题与习题。

本书可作为仪器科学与技术、控制理论与工程、机械工程等专业硕士研究生的教材，也可供相关专业的师生和有关工程技术人员参考。

前言

1 传感器与敏感材料/l

1.1 概述/1

1.2 硅材料/l

1.3 化合物半导体材料/6

1.4 压电材料/7

1.5 磁致伸缩材料/13

1.6 形状记忆合金/14

1.7 熔凝石英/15

1.8 光导纤维/16

1.9 弹性合金/16

1.10 纳米材料/17

思考题与习题/18

2 传感器的制造和封装技术/19

2.1 概述/19

2.2 硅微加工技术/19

2.3 LIGA技术和SLIGA技术/37

2.4 特种精密加工技术/39

2.5 封装技术/39

思考题与习题/50

3 传感器建模的力学基础/52

3.1 概述/52

3.2 弹性体的应力/53

3.3 弹性体的应变/59

3.4 弹性体的物理方程/83

3.5 弹性体的能量方程/85

思考题与习题/90

4 传感器的建模/91

4.1 弹性圆柱体(杆)的建模/91

4.2 梁的建模/100

4.3 圆平膜片的建模/106

4.4 矩形(方形)平膜片的建模/125

4.5 波纹膜片的建模/139

4.6 E形圆膜片的建模/143

4.7 带有顶盖的圆柱壳的建模/150

4.8 顶端开口圆柱壳的建模/157

4.9 半球壳的建模/161

思考题与习题/174

5 传感器技术的智能化/176

5.1 发展背景与功能/176

5.2 智能化传感器的实现/177

5.3 典型应用/18l

5.4 发展前景/184

思考题与习题/185

6 硅电容式集成传感器/186

6.1 概述/186

6.2 硅电容式集成压力传感器/187

6.3 硅电容式集成压力传感器的接口电路/191

6.4 硅电容式加速度传感器/197

6.5 硅电容式角速度传感器/199

思考题与习题/200

7 谐振式传感器/202

7.1 概述/202

7.2 谐振式传感器的基础理论/203

7.3 谐振弦式压力传感器/209

7.4 谐振膜式压力传感器/210

7.5 谐振筒压力传感器/211

7.6 谐振式角速率传感器/219

7.7 谐振式直接质量流量传感器/228

7.8 硅微结构谐振式传感器/235

思考题与习题/241

8 声表面波传感器/243

8.1 概述/243

8.2 表面波的基本理论/244

8.3 声表面波叉指换能器/249

8.4 声表面波谐振器/253

8.5 SAW加速度传感器/255

8.6 SAW压力传感器/257

8.7 SAW气体传感器/260

8.8 SAW流量传感器/263

思考题与习题/265

9 薄膜传感器/266

9.1 概述/266

9.2 几种薄膜传感器/267

思考题与习题/279

10 光电传感器/280

10.1 概述/280

10.2 基本原理/281

10.3 光电传感器的一些性能参数/285

10.4 光导型传感器/290

10.5 光电型传感器/292

10.6 CCD成像传感器/293

10.7 红外焦平面成像传感器/303

10.8 光纤传感器/306

思考题与习题/314

11 磁传感器/315

11.1 概述/315

11.2 磁传感器的工作原理/315

11.3 霍尔元件与霍尔传感器/320

11.4 磁阻元件和传感器/326

11.5 硅谐振式磁传感器简介/328

思考题与习题/330

参考文献/33l