- •Введение
- •1. Общие сведения о датчиках физических величин
- •1.1. Основные характеристики датчиков
- •1.2. Классификация датчиков
- •2. Датчики деформации
- •2.1. Принцип действия
- •2.2. Конструкции тензодатчиков и их параметры
- •2.2.1. Конструкции металлических датчиков
- •2.2.2. Конструкции полупроводниковых датчиков
- •2.2.3. Основные параметры тензорезисторов
- •2.2.4. Тензодиоды и тензотранзисторы
- •2.3. Области применения и типы датчиков
- •Контрольные вопросы
- •3. Датчики температуры
- •3.1. Принцип действия
- •3.1.1. Термопары
- •3.1.2. Металлические термометры сопротивления
- •3.1.3. Термисторы
- •3.1.4. Позисторы
- •3.1.5. Измерение температуры с помощью диодов и транзисторов
- •3.2. Конструкции и параметры датчиков температуры
- •3.2.1. Термопары
- •3.2.2. Металлические термометры сопротивления
- •3.2.3. Термисторы
- •3.2.4. Позисторы
- •3.3. Области применения и типы датчиков
- •3.4. Термоанемометрический метод измерения скоростей потока газов и жидкостей
- •Контрольные вопросы
- •4. Твердотельные датчики газов
- •4.1. Принцип действия твердотельных датчиков газов
- •4.1.1. Термокондуктометрические датчики
- •4.1.2. Термохимические (каталитические) ячейки
- •4.1.3. Электрохимическая (топливная) ячейка
- •4.1.4. Полупроводниковые датчики газов
- •4.2. Конструкции и параметры датчиков
- •4.2.1. Термокондуктометрическая измерительная ячейка
- •4.2.2. Термохимическая (каталитическая) ячейка
- •4.2.3. Конструкция и параметры топливных элементов
- •4.2.4. Конструктивные и технологические особенности твердотельных датчиков газов
- •Контрольные вопросы
- •5. Датчики магнитного поля
- •5.1. Принцип действия
- •5.2. Преобразователи Холла
- •5.2.1. Технология изготовления и конструкции
- •5.2.2. Основные параметры и свойства
- •5.2.3. Применение преобразователей Холла
- •5.3. Полупроводниковые магниторезисторы
- •5.4. Магниторезисторы из ферромагнетиков
- •5.5. Магнитодиоды
- •5.6. Биполярные магнитотранзисторы
- •Контрольные вопросы
- •6. Оптические датчики
- •6.1. Принцип действия полупроводниковых приемников излучения
- •6.2. Основные характеристики фотоприемников
- •6.3. Фоторезисторы
- •6.3.1. Технология изготовления и конструкция
- •6.3.2. Характеристики и параметры
- •6.4. Фотодиоды
- •6.5. Полупроводниковые фотоэлементы
- •6.6. Фототранзисторы
- •6.7. Датчики ик-излучения
- •Контрольные вопросы
- •7. Датчики влажности
- •7.1. Единицы измерения влажности
- •7.2. Методы измерения влажности
- •7.3. Конденсационные датчики
- •7.4. Психрометрические датчики
- •7.5. Сорбционные датчики влажности
- •7.5.1. Кулонометрические датчики
- •7.5.2. Пьезосорбционные датчики
- •7.5.3. Импедансные датчики
- •Контрольные вопросы
- •8. Датчики микроэлектромеханических систем
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
Контрольные вопросы
1. Что называется МЭМС-устройством?
2. Из каких элементов состоит МЭМС-устройство?
3. Перечислите преимущества датчиков МЭМС.
4. Где используются МЭМС-устройства?
5. Какие свойства кремния используются при создании на его основе МЭМС-устройств?
6. Что такое кантилевер? Где он используется?
Заключение
Основная тенденция в производстве датчиков - использование технологии микроэлектроники, снижающей себестоимость, габариты, потребляемую мощность и повышающей надежность датчиков. Это означает переход от макросенсорики к микросенсорике.
Технология микроэлектроники дает возможность создания интегрированных датчиков. Различают интеграцию «по горизонтали» и «по вертикали».
Интеграция «по вертикали» подразумевает размещение в одном кристалле чувствительного элемента, схемы усиления, преобразования и др., т.е. использование технологии МЭМС.
Интеграция «по горизонтали» заключается в создании многоэлементных и многофункциональных датчиков (датчиков нескольких физических величин), т.е. создание многосенсорных (мультисенсорных) МЭМС или combo-сенсоров.
Перспективным направлением в развитии сенсорики является разработка датчиков для медицины и клинической практики. Биосенсоры позволяют контролировать состояние организма человека при хронических заболеваниях, помогают в выборе лекарственных препаратов и видов лечения.
Библиографический список
1.Джексон Р.Г. Новейшие датчики / Р.Г.Джексон. М.: Техносфера, 2007.
2. Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник / Дж. Фрайден. М.: Техносфера, 2006.
3. Нанотехнологии в электронике / под ред. Ю. А. Чаплыгина. М.: Техносфера, 2005.
4. Аш Ж. Датчики измерительных систем: В 2 кн. / Ж. Аш, П. Андре, Ж. Бофрон и др. Кн. 1. М.: Мир, 1992.
5. Аш Ж. Датчики измерительных систем: В 2 кн. / Ж. Аш, П. Андре, Ж. Бофрон и др. Кн. 2. М.: Мир, 1992.
6. Виглеб Г. Датчики / Г. Виглеб. М.: Мир, 1989.
7. Пасынков В.В. Полупроводниковые приборы / В.В. Пасынков, Л.К. Чиркин. СПб.: Лань, 2003.
8. Викулин И.М. Полупроводниковые датчики / И.М. Викулин. М.: Советское радио, 1975.
9. Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин / О.А. Агеев, В.М. Мамиконова, В.В. Петров и др. Таганрог: ТРГУ, 2000.
10. Рембеза Е.С. Датчики температуры и принципы их работы / Е.С. Рембеза, С.И. Рембеза. Воронеж: ВГТУ, 2009.
11. Рембеза Е.С. Датчики силы и давления / Е.С. Рембеза, С.И. Рембеза. Воронеж: ВГТУ, 2009.
12. Рембеза Е.С. Датчики на основе магнитных и оптических эффектов / Е.С. Рембеза, С.И. Рембеза. Воронеж: ВГТУ, 2010.