Microsensors (Ieee Press Selected Reprint Series)

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出版者:Institute of Electrical & Electronics Enginee
作者:Richard S. Muller
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1991-01
价格:USD 79.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780879422455
丛书系列:
图书标签:
  • Microsensors
  • MEMS
  • Sensors
  • IEEE
  • Microtechnology
  • Transducers
  • Instrumentation
  • Electronics
  • Engineering
  • Technology
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具体描述

微传感器领域的前沿探索与创新实践 在当今科技飞速发展的时代,微传感器作为连接物理世界与数字世界的关键桥梁,其重要性日益凸显。它们广泛应用于生命科学、环境监测、工业自动化、消费电子以及国防安全等众多领域,深刻地改变着我们的生活方式和工作模式。本书旨在为广大读者,特别是对微传感器技术充满兴趣的工程师、研究人员、学者及学生,提供一个全面而深入的学习平台,探索微传感器领域的最新进展、关键技术和前沿应用。 本书内容概览: 本书聚焦于微传感器技术的几个核心方面,力求从理论到实践,从基础到前沿,进行系统性的阐述。 第一部分:微传感器原理与设计 传感器基础理论: 本部分将首先回顾传感器工作的基本物理原理,包括压电效应、热电效应、电磁感应、光学效应等,并深入探讨这些原理如何被应用于微型化传感器的设计。我们将解析不同传感机制的优缺点,以及如何根据具体应用需求选择最合适的传感原理。 微机电系统(MEMS)技术: MEMS技术是微传感器制造的核心驱动力。本部分将详细介绍MEMS制造的关键工艺,如光刻、刻蚀(干法刻蚀、湿法刻蚀)、薄膜沉积、键合等。同时,我们将探讨不同的MEMS材料特性,以及如何通过材料选择和工艺优化来提升传感器的性能和可靠性。 微传感器设计方法学: 掌握高效的微传感器设计方法至关重要。本部分将介绍从概念设计、仿真建模到版图设计和器件优化等一系列设计流程。我们将重点讲解有限元分析(FEA)、计算流体动力学(CFD)等仿真工具在微传感器设计中的应用,以及如何通过仿真来预测和优化传感器的响应特性、灵敏度、精度和稳定性。 微型化挑战与解决方案: 随着传感器尺寸的不断缩小,许多新的挑战应运而生,例如寄生效应、噪声问题、功耗限制以及封装困难等。本部分将深入分析这些挑战,并提供相应的技术解决方案,包括新型器件结构设计、先进信号处理技术以及低功耗电路设计等。 第二部分:关键微传感器类型及其应用 压力传感器: 介绍基于压阻效应、电容效应、压电效应的微型压力传感器,深入探讨其工作原理、设计要点及在汽车、医疗、航空航天等领域的广泛应用,例如胎压监测系统(TPMS)、呼吸机、高空测高仪等。 加速度计与陀螺仪: 阐述微型惯性传感器,包括电容式、压阻式加速度计和角速度传感器的工作原理。分析其在智能手机、导航系统、机器人、无人机以及姿态控制等方面的关键作用。 气体传感器: 涵盖了多种微型气体传感器技术,如金属氧化物半导体(MOS)传感器、电化学传感器、表面声波(SAW)传感器等,重点介绍它们在环境监测(空气质量监测)、工业安全(可燃气体泄漏检测)和医疗诊断(呼出气成分分析)中的应用。 光学传感器: 探讨微型光电探测器、光通信器件以及基于微透镜阵列和微反射镜阵列的光学传感器。重点关注其在图像传感器、光学通信、光度测量以及生物医学成像等领域的创新应用。 生物传感器: 随着生物技术的发展,微型生物传感器在疾病诊断、药物研发、食品安全等领域展现出巨大潜力。本部分将介绍基于酶、抗体、核酸等生物识别元件的微型生物传感器,以及电化学、光学、质量敏感型等检测技术。 其他新兴微传感器: 此外,本书还将对湿度传感器、温度传感器、磁传感器、声传感器以及力传感器等多种重要微传感器技术进行介绍,并展望其在物联网(IoT)、可穿戴设备和智能家居等新兴领域的应用前景。 第三部分:微传感器系统集成与未来展望 微传感器信号处理与调理: 传感器输出的原始信号通常需要经过放大、滤波、模数转换等处理才能被进一步利用。本部分将详细介绍微传感器信号调理电路的设计,包括低噪声放大器(LNA)、滤波器电路以及数据采集系统(DAS)的设计原则。 无线传感网络(WSN)与物联网(IoT)集成: 微传感器是构建大规模无线传感网络和物联网的关键节点。本部分将探讨如何将微传感器与低功耗无线通信模块(如Zigbee、BLE)相结合,以及如何在WSN和IoT架构中进行数据管理和分析。 封装与可靠性: 微传感器的可靠性与其封装技术密切相关。本部分将介绍各种微传感器封装技术,包括陶瓷封装、塑料封装、晶圆级封装(WLP)等,并分析环境因素(如温度、湿度、化学腐蚀)对传感器性能的影响及相应的防护措施。 前沿研究方向与发展趋势: 本部分将对微传感器领域的最新研究成果进行梳理,并对未来的发展趋势进行展望,包括柔性传感器、可穿戴传感器、自供能传感器、量子传感器以及人工智能(AI)赋能的传感器系统等。 本书结构清晰,内容翔实,理论与实践相结合,旨在为读者构建一个扎实的微传感器知识体系,激发创新思维,助力科研和工程实践。通过阅读本书,您将能够深入理解微传感器的工作原理,掌握其设计和制造的关键技术,并了解其在各个领域的应用潜力,从而在这一充满活力的科技领域中,开拓属于自己的发展道路。

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读后感

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用户评价

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我一直对那些能够将复杂科学概念转化为通俗易懂语言的书籍抱有特别的喜爱,而《Microsensors》正是这样一本杰作。作为一个对科学充满好奇,但又并非专业背景的读者,我常常在阅读技术资料时感到力不从心。但这本书,却像一位耐心且博学的向导,引领我穿越了微型传感器这个看似艰涩的领域。 这本书最让我印象深刻的是它的逻辑性和系统性。它没有一股脑地将各种传感器一股脑地抛给你,而是先从最基础的物理学原理入手,比如力学、电学、热学等,然后在此基础上,逐步引入各种传感器的分类和工作机制。这种循序渐进的方式,让我能够牢牢地把握住每一个概念的核心,而不是被那些复杂的术语所淹没。 书中使用的图解也极为出色。那些精心绘制的示意图,将抽象的原理具象化,让我能够一目了然地理解传感器内部的结构和工作过程。我特别喜欢它对不同传感器类型(例如压阻式、电容式、光学式)的工作原理进行对比分析,让我能够清晰地认识到它们之间的异同,以及各自的优缺点。 而且,这本书不仅仅是关于“是什么”,更重要的是关于“为什么”和“怎么做”。它详细地解释了为什么需要微型传感器,以及它们是如何被设计和制造出来的。书中所包含的案例分析,更是让我看到了这些微小的技术是如何改变我们的世界,从我们每天使用的手机,到那些拯救生命的医疗设备。 这本书的语言风格也十分平易近人,没有过多华丽的辞藻,而是用清晰、简洁的语言来表达思想。这让我觉得,即使是对科学不太了解的人,也能够轻松地阅读和理解。总而言之,《Microsensors》是一本非常有价值的书,它不仅让我学到了知识,更重要的是激发了我对科学探索的热情。

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这本书的出现,简直是给我这个一直想了解微型传感器但又无从下手的人指了明路。我平时看一些技术文章,经常会遇到各种传感器名词,什么MEMS、纳米传感器之类的,感觉很乱,不知道它们是怎么工作的,有什么区别。《Microsensors》就像一个强大的搜索引擎,但比搜索引擎更懂我,它把这些零散的信息有机地整合起来,形成了一个清晰的知识体系。 我特别欣赏作者的写作风格,非常“接地气”。不像很多技术书籍那样,上来就给你一堆公式推导,看得头晕眼花。这本书更多的是通过一些生动的比喻和实际的例子来解释原理。比如,解释电容式传感器的原理时,它会用两个铁板中间夹着海绵的例子,非常形象地说明了介电常数的变化如何影响电容。这种方式让我觉得学习技术不再是枯燥的任务,而是充满了探索的乐趣。 而且,这本书的结构安排也非常合理。它不是简单地按照时间顺序或者技术复杂程度来排列,而是根据传感器的基本物理原理来分类。这样,我就可以先理解最基础的压阻效应、压电效应等,然后再逐步深入到更复杂的传感器类型。这种由浅入深的学习路径,让我能够更好地建立起知识的框架,避免了“只见树木,不见森林”的困境。 书中对于不同应用场景的分析也相当到位。我一直对智能家居和可穿戴设备很感兴趣,这本书里就详细介绍了这些领域常用的传感器,以及它们是如何实现人机交互和环境感知的。这让我不仅了解了技术本身,也看到了技术如何真正地服务于我们的日常生活,解决实际问题。 最让我惊喜的是,书中还探讨了一些新兴的传感器技术,比如生物传感器和化学传感器。这些内容让我看到了微型传感器领域未来的发展方向,也让我对这个充满活力的学科产生了更浓厚的兴趣。总的来说,这是一本非常值得推荐的入门读物,它用最清晰、最易懂的方式,为我打开了通往微型传感器世界的大门。

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作为一名长期在相关领域工作的工程师,我总是对那些能够提供深度见解和最新技术进展的书籍情有独钟。《Microsensors》这本书,实话说,一开始我并没有抱太高的期望,毕竟“Selected Reprint Series”通常意味着一些经典但可能略显陈旧的内容。然而,当我仔细阅读后,我不得不承认,它成功地颠覆了我的固有印象。 这本书并非简单地堆砌论文,而是经过精心筛选和组织,将微型传感器领域的核心概念、关键技术以及前沿发展巧妙地融合在一起。作者在介绍每一个传感器类型时,都不仅仅停留在其工作原理的阐述,更深入地探讨了其设计、制造以及性能优化的挑战。这对于我们这些实际从事研发工作的人来说,具有极高的参考价值。 我尤其欣赏书中对各种材料特性在传感器性能中所扮演角色的分析。无论是硅基材料的压阻效应,还是氧化物半导体的气敏特性,作者都给出了详尽的解释,并结合具体的案例说明如何利用这些材料的独特性来设计出高性能的传感器。这种深入到材料层面的分析,对于理解和优化传感器性能至关重要。 书中对于各种先进制造工艺的介绍,也给我留下了深刻的印象。从早期的体硅微加工技术,到近年的表面微加工和三维微加工技术,作者都进行了清晰的梳理,并解释了这些工艺如何影响传感器的集成度、小型化以及成本。这对于理解当前微型传感器产业的发展趋势非常有帮助。 此外,书中还涉及了微型传感器在各个尖端领域的应用,比如生物医学、环境监测以及航空航天等。这些跨学科的应用案例,不仅拓宽了我的视野,也激发了我对传感器跨领域融合创新的思考。总而言之,《Microsensors》是一本集理论深度、技术广度和应用前瞻性于一体的优秀著作,对于希望深入了解微型传感器技术的专业人士来说,绝对不容错过。

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我一直对微型传感器领域充满好奇,但苦于没有一本全面且易于理解的入门读物。《Microsensors》这本书恰好填补了这一空白。它不是一本仅仅罗列传感器种类和参数的枯燥手册,而是以一种引人入胜的方式,循序渐进地介绍了微型传感器的基本原理、设计方法以及在各个领域的应用。 第一眼看到这本书的书名,我以为它会是一本非常技术性的专业书籍,可能充斥着复杂的公式和晦涩的理论。然而,当我翻开它的时候,我惊喜地发现,作者以一种非常清晰的逻辑,将那些原本看似高深的知识分解成易于理解的概念。无论是压阻式传感器的工作原理,还是电容式传感器如何捕捉微小的形变,书中的图示和文字都配合得天衣无缝,让我这个初学者也能快速掌握核心要点。 这本书不仅仅停留在理论层面,更重要的是,它展示了微型传感器是如何改变我们生活的。从智能手机里的加速度计,到医疗设备中的生物传感器,再到工业自动化中的各种精密测量装置,作者都详细阐述了这些微小器件背后的技术奥秘及其巨大的实际价值。这让我对这个曾经模糊的概念有了更深刻的认识,也激发了我深入研究的兴趣。 我特别喜欢书中关于“未来展望”的部分。作者并没有止步于现有的技术,而是对微型传感器未来的发展趋势进行了大胆的预测,比如在物联网、可穿戴设备以及更先进的医疗诊断等领域的潜在应用。这些前瞻性的思考,让我看到了这个领域的无限可能,也为我未来的学习和研究指明了方向。 总而言之,《Microsensors》是一本不可多得的优秀科普读物,它以其严谨的科学态度、清晰的讲解方式以及丰富的应用案例,成功地将微型传感器这个复杂的技术领域带到了我的面前。这本书不仅适合初学者,对于有一定基础的研究者和工程师来说,同样具有重要的参考价值。它就像一位循循善诱的老师,引导我一步步走进微型传感器的奇妙世界。

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对我而言,《Microsensors》不仅仅是一本书,它更像是一场引人入胜的科学之旅。我一直对那些能够改变我们生活方式的技术充满兴趣,而微型传感器无疑是其中最重要的一员。这本书以一种令人耳目一新的方式,向我展示了这个领域的魅力。 从宏观到微观,这本书的叙事方式非常独特。它首先从宏观的视角,介绍了微型传感器在现代社会中的重要地位和广泛应用,比如在环境保护、健康监测、智能交通等领域。这种宏观的铺垫,让我立刻感受到了这个领域的重要性,也为我后续的深入了解打下了基础。 然后,它便像一位显微镜操作员,将我的目光引向微观世界。书中对于各种微型传感器的工作原理的讲解,非常精妙。它不是简单地罗列公式,而是用一种非常生动形象的方式,将那些抽象的物理现象具象化。我尤其喜欢它对一些新兴传感器的介绍,比如那些基于纳米技术的传感器,让我看到了科技发展的无限潜力。 这本书的结构设计也相当巧妙。它并没有采用传统的章节划分,而是根据传感器所应用的物理原理,将它们有机地联系起来。这种“主题式”的讲解方式,让我能够更清晰地理解不同传感器之间的内在联系,从而形成一个更加完整的知识体系。 而且,书中还穿插了许多关于传感器设计和制造的挑战与解决方案的讨论。这让我不仅仅是了解了“是什么”,更能了解到“怎么做”,以及在实际应用中可能遇到的困难。这种实践性的探讨,让这本书的内容更加充实和有价值。 最后,让我印象深刻的是书中对于微型传感器未来发展的预测。作者描绘了一幅令人激动人心的未来图景,让我对这个领域充满了期待。总而言之,《Microsensors》是一本兼具深度、广度和前瞻性的优秀读物,它以其独特的视角和精湛的叙事,为我打开了通往微型传感器世界的一扇窗。

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