微传感器:2021“聚力于芯 智传未来”第二届中国智能传感大会成功举办

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微传感器:2021“聚力于芯智传未来”第二届中国智能传感大会成功举办2021“聚力于芯智传未来”第二届中国智能传感大会成功举办网易前天21:24在随后的传感技术及产业化论坛中,来自四方光电股份有限公司董事长熊友辉、湖南启泰传感科技有限公司董事长王国秋、苏州慧闻纳米科技有限公

微传感器:2021“聚力于芯 智传未来”第二届中国智能传感大会成功举办  第1张

传感器:2021“聚力于芯 智传未来”第二届中国智能传感大会成功举办

2021“聚力于芯 智传未来”第二届中国智能传感大会成功举办

网易
前天21:24
在随后的传感技术及产业化论坛中,来自四方光电股份有限公司董事长熊友辉、湖南启泰传感科技有限公司董事长王国秋、苏州慧闻纳米科技有限公司首席科学家孙旭辉、国家智能传感器创新中心MEMS研发总监费跃、上海矽杰微电子有限公司总经理卢煜旻、上...百度快照

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微传感器:微传感器

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微传感器:微型传感器

本节要求:
了解微型传感器的概念、分类、特点和应用。

一、微型传感器概念和分类
1.微传感器的概念
⑴就单一传感器而言,微传感器是指尺寸微小的传感器,如敏感元件的尺寸从微米级到毫米级、甚至达到纳米级,主要采用精密加工、微电子以及微机电系统技术,实现传感器尺寸的缩小。
⑵就集成的传感器而言,微传感器是指将微小的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上而形成的集成的传感器。
⑶就传感器系统而言,微传感器是指传感系统中不但包括微传感器,还包括微执行器,可以独立工作,甚至由多个微传感器组成传感器网络,或者可实现异地联网。
2.微传感器的特点
⑴体积小、重量轻
⑵功耗低
⑶性能好
⑷易于批量生产、成本低
⑸便于集成化和多功能化
⑹提高传感器化智能化水平
3.微传感器分类
按照被测量的物理性质,将微型传感器分为化学微传感器、生物微传感器、物理微传感器等。

二、 典型微传感器介绍
1.离子传感器——化学型
离子传感器是将溶液中的离子活度转换为电信号的传感器。基本原理是利用固定在敏感膜上的离子识别材料有选择性的结合被传感的离子,从而发生膜电位或膜电压的改变,达到检测目的。离子敏传感器广泛用在化学、医药、食品以及生物工程等行业中。
2.基因传感器——生物型
基因传感器通过固定在感受器表面上的已知核苷酸序列的单链脱氧核糖核酸(Deoxyribo Nucleic Acid,DNA)分子(也称为ssDNA探针),和另一条互补的ssDNA分子(也称为目称DNA或靶DNA)杂交,形成双链DNA(dsDNA),换能器将杂交过程或结果所产生的变化转换成电、光、声等物理信号,通过解析这些响应信号,给出相关基因的信息。基因传感器也称DNA传感器。
3.声表面波传感器——物理型
声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器是利用声表面波技术和微机电系统技术,将各种非电量信息,如压力、温度、流量、磁场强度、加速度、角速度等的变化转换为声表面波振器振荡频率的变化的装置。

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微型传感器
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《微型传感器》所涉及的微传感器,是指那些至少有一个物理尺寸在亚毫米量级的传感器。全书共分10章:引言、微传感器与信号、微传感器的常用材料及加工工艺、热学量微传感器、辐射量微传感器、机械量微传感器、磁微传感器、化学量微传感器常用技术、化学量微传感器、微传感器的数据获取。
书 名
微型传感器
作 者
董永贵
[1]
出版社
清华大学出版社
出版时间
2007年7月1日
页 数
428 页
装 帧
平装
ISBN
[1]
目录
1
书籍
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内容简介
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目录
2
名词
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特点
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应用
微型传感器书籍
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微型传感器内容简介
针对微传感器技术发展速度快,一些理论、方法及实现技术尚未成熟的特点,本书紧密结合微传感器的最新发展动态,对热、辐射、机械、磁、化学量微传感器的基本理论及实现技术进行分类阐述,同时介绍了微传感器系统及其数据获取与处理方面的知识,旨在为读者提供一本微传感器方面的入门读物。本书帮助读者在掌握微传感器基础知识的基础上,建立微传感器设计、研究、制作及实验分析等方面的基本概念。当遇到具体的微传感器问题时,能查到专业文献,能读懂文献内容,能自行设计实验,能对实验结果进行分析总结。本书可供高等工科院校微机电系统、测控技术与仪器、自动化工程、机电一体化及仪器仪表等专业师生使用,也可供从事仪器相关专业的研究、设计、制造、使用的工程技术人员学习和参考。
微型传感器目录
1 引言1.1 微电子与微传感器1.1.1 微电子与微器件1.1.2 微传感器1.1.3 微机电系统1.1.4 微器件的相关理论与技术1.2 微传感器与测量系统1.2.1 测量系统1.2.2 微传感器的分类1.2.3 微传感器系统1.3 本书内容的学习1.3.1 专业文献的查找1.3.2 专业文献的阅读1.3.3 数据的总结与表达推荐阅读练习与思考342微传感器与信号362.1微传感器的理想特性及实用中的局限性362.1.1微传感器的误差362.1.2微传感器的静态特性382.1.3微传感器的动态特性442.2微传感器的标定482.2.1微传感器标定的基本概念482.2.2精度、精密度、误差、不确定度492.2.3微传感器的标定与数据处理512.2.4微传感器标定实验的设计532.3微传感器信号的数据获取552.3.1微传感器的信号调理562.3.2接口与数域572.3.3电阻的检测592.3.4电容的检测65推荐阅读75练习与思考753微传感器的常用材料及加工工艺783.1材料的基本知识783.1.1材料的基本物理特性783.1.2导体、半导体和电介质材料813.1.3MEMS常用材料843.2微传感器的常用材料863.2.1半导体敏感材料863.2.2敏感陶瓷材料873.2.3高分子敏感材料943.2.4磁性材料1013.2.5微传感器的封装1043.3常用的微加工技术1063.3.1硅的刻蚀技术1063.3.2表面膜的加工工艺1113.3.3硅的平面微加工工艺1193.3.4三维结构的微加工工艺121推荐阅读123练习与思考1244热学量微传感器1254.1基本知识及定义1254.1.1基本的热学量1264.1.2温度及其标定1274.1.3热学量微传感器的分类1314.2热电偶1324.2.1热电效应1324.2.2热电偶的材料及其制作1334.3热电阻1384.3.1金属热电阻1384.3.2半导体热敏电阻1404.4热敏二极管和热敏三极管1424.4.1热敏二极管1424.4.2热敏三极管1434.5其他形式的热学量传感器1444.5.1石英体声波温度传感器1444.5.2声表面波温度传感器1474.5.3光纤温度传感器150推荐阅读153练习与思考1535辐射量微传感器1555.1辐射量微传感器的基本概念与定义1555.1.1核辐射与电磁辐射1555.1.2辐射的计量参数1575.1.3辐射量微传感器的分类1595.2核辐射微传感器1605.2.1核辐射的类型及其计量1615.2.2闪烁探测器1635.2.3固态探测器1665.3紫外光、可见光与近红外光微传感器1685.3.1电导型光敏微传感器1685.3.2光电型光敏微传感器1735.4红外辐射微传感器1795.4.1红外辐射的基本知识1795.4.2红外光敏微传感器1815.4.3红外热敏微传感器184推荐阅读188练习与思考1886机械量微传感器1906.1机械量的测量1906.1.1常见机械量及机械量微传感器1906.1.2微机械元件1926.1.3微机械谐振器1976.1.4谐振式微传感器2046.2压力微传感器2096.2.1压力测量的基本概念2096.2.2压阻式压力微传感器2116.2.3电容式压力微传感器2166.2.4硅谐振式压力微传感器2216.3加速度微传感器2256.3.1加速度微传感器的基本概念2256.3.2压阻式加速度微传感器227
[2]
6.3.3电容式加速度微传感器2316.3.4谐振式加速度微传感器2366.4流量微传感器2416.4.1机械式流量微传感器2416.4.2热式流量微传感器243推荐阅读244练习与思考2447磁微传感器2467.1磁微传感器的基本知识2467.1.1磁场的描述2467.1.2微传感器中的磁效应2477.2霍尔传感器2507.2.1霍尔效应2507.2.2基于霍尔效应的微传感器2517.2.3霍尔传感器的检测电路2547.3磁阻效应与磁敏电阻2577.3.1磁阻效应2577.3.2各向异性磁敏电阻2587.3.3巨磁阻微传感器2607.4磁敏二极管及磁敏三极管2637.5磁微传感器的典型应用264推荐阅读271练习与思考2718化学量微传感器常用技术2738.1电化学检测技术2738.1.1电极电位与电极过程2738.1.2电化学分析方法2848.1.3离子选择电极2908.2石英晶体微天平2978.2.1石英晶体谐振器2988.2.2石英晶体谐振器对表面负载的敏感特性3018.2.3石英晶体微天平在化学量检测方面的应用3048.3表面等离子体谐振检测技术3088.4主元分析方法3138.4.1多元数据分析中的特征提取3138.4.2主元分析原理3158.4.3主元分析实例317推荐阅读321练习与思考3229化学量微传感器3269.1化学量微传感器的基本概念3269.1.1化学量微传感器的基本原理3269.1.2化学量微传感器的分类3289.2气体微传感器3319.2.1气体的检测与气体微传感器3329.2.2电化学气体微传感器3359.2.3半导体气体微传感器3389.2.4湿度敏感元件3439.2.5基于MEMS技术的气体微传感器3489.3生物微传感器3509.3.1生物微传感器概述3519.3.2生物微传感器的特性3539.3.3分子识别与生物探针3589.3.4生物探针的固定3619.3.5电化学生物微传感器3689.3.6热量型生物微传感器3729.3.7声表面波生物微传感器3749.3.8悬臂梁式生物微传感器3779.3.9基于MOSFET器件的生物微传感器380推荐阅读385练习与思考微传感器的数据获取.1准数字传感器.1.1传感器输出信号的类型及其离散化.1.2准数字传感器中的参数转换.1.3几种准数字微传感器.2时间调制信号的数字编码转换.2.1频率测量法.2.2周期测量法.2.3混合测量方法.2.4基于傅里叶变换的频率-编码转换.2.5相位-编码转换.3微传感器系统的数据获取技术.3.1数据获取系统的基本概念.3.2灵巧传感器的结构及数据获取.3.3多通道数据获取系统的主要误差.4微传感器数据获取系统的软硬件协同设计.4.1数据获取系统的构成及虚拟仪器.4.2数据获取系统的软硬件协同设计416推荐阅读420练习与思考421参考文献423
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微型传感器名词
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微型传感器概念
⑴就单一传感器而言,微传感器是指尺寸微小的传感器,如敏感元件的尺寸从微米级到毫米级、甚至达到纳米级,主要采用精密加工、微电子以及微机电系统技术,实现传感器尺寸的缩小。⑵就集成的传感器而言,微传感器是指将微小的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上而形成的集成的传感器。⑶就传感器系统而言,微传感器是指传感系统中不但包括微传感器,还包括微执行器,可以独立工作,甚至由多个微传感器组成传感器网络,或者可实现异地联网。
[3]
微型传感器特点
(1)体积小、重量轻⑵功耗低⑶性能好⑷易于批量生产、成本低⑸便于集成化和多功能化⑹提高传感器化智能化水平
微型传感器分类
按照被测量的物理性质,将微型传感器分为化学微传感器、生物微传感器、物理微传感器等,简要介绍一下每种类型中典型的微传感器:(1)离子传感器——化学型离子传感器是将溶液中的离子活度转换为电信号的传感器。基本原理是利用固定在敏感膜上的离子识别材料有选择性的结合被传感的离子,从而发生膜电位或膜电压的改变,达到检测目的。离子敏传感器广泛用在化学、医药、食品以及生物工程等行业中。(2)基因传感器——生物型基因传感器通过固定在感受器表面上的已知核苷酸序列的单链脱氧核糖核酸(Deoxyribo Nucleic Acid,DNA)分子(也称为ssDNA探针),和另一条互补的ssDNA分子(也称为目称DNA或靶DNA)杂交,形成双链DNA(dsDNA),换能器将杂交过程或结果所产生的变化转换成电、光、声等物理信号,通过解析这些响应信号,给出相关基因的信息。基因传感器也称DNA传感器。(3)声表面波传感器——物理型声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器是利用声表面波技术和微机电系统技术,将各种非电量信息,如压力、温度、流量、磁场强度、加速度、角速度等的变化转换为声表面波振器振荡频率的变化的装置。
微型传感器应用
微型传感器是目前最为成功并最具实用性的微型机电器件,主要包括利用微型膜片的机械形变产生电信号输出的微型压力传感器和微型加速度传感器;此外,还有微型温度传感器、磁场传感器、气体传感器等,这些微型传感器的面积大多在1 mm2以下。随着微电子加工技术,特别是纳米加工技术的进一步发展,传感器技术还将从微型传感器进化到纳米传感器。这些微型传感器体积小,可实现许多全新的功能,便于大批量和高精度生产,单件成本低,易构成大规模和多功能阵列,这些特点使得它们非常适合于汽车方面的应用。汽车用传感器是用于汽车显示和电控系统的各种传感器的统称。它涉及到很多的物理量传感器和化学量传感器。这些传感器要么是使司机了解汽车各部分状态的;要么是用于控制汽车各部分状态的。汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸人气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种主要类型。这三种类型传感器各有特点,其应用场合也略有区别。热敏电阻式温度传感器灵敏度高、响应特性较好,但线性差、适应温度较低。其中,通用型的测温范围为-50℃~30℃,精度为1.5%,响应时间为10 ms;高温型为600℃~1000℃,精度为5%,响应时间为10ms;线绕电阻式温度传感器的精度高,但响应特性差;热偶电阻式温度传感器的精度高,测量温度范围宽,但需要配合放大器和冷端处理一起使用。其他已实用化的产品有铁氧体式温度传感器(测温范围为-40℃~120℃,精度为2.0%)、金属或半导体膜空气温度传感器(测温范围为-40℃~150℃,精度为2.0%,5%,响应时间约20 ms)等。
[4]
微型传感器应用于提高员工工作效率,传感器通常内置于徽章,或者放在办公家具上,它们会记录员工从办公桌起立、咨询其它团队和举行会议的频率。让数据带来了难以从其它途径获得的有关员工工作情况的见解。为了推动协作和提高员工工作效率,它们正利用相关信息作出大大小小的改变,从确定休息时间,到编排工作小组。传感器还能够揭示员工对办公空间的使用方式。
[5]
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词条图册
更多图册
参考资料
1.

微型传感器
.豆瓣读书[引用日期2020-04-15]
2.

书籍目录
.清华大学出版社[引用日期2018-06-08]
3.

什么是微型传感器?
.传感器[引用日期2012-12-21]
4.

微型传感器在汽车电子化中的应用
.传感器[引用日期2012-08-31]
5.

微型传感器应用于提高员工工作效率
.中国移动物联网[引用日期2013-03-25]

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