Музипов Х.Н., Кузяков О.Н. Микроэлектронные датчики и оптические средства контроля

Учебное пособие. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2013. — 202 с. — (Тюменский государственный нефтегазовый университет). — ISBN 978-5-9961-0690-5.Изложены вопросы развития микроэлектронных датчиков, их применение в производстве. Приведена классификация, принципы работы датчиков. Описаны методики расчетов датчиков. Рассмотрены оптические волоконные сенсоры. Содержит теоретический и методический материалы, вопросы для самоподготовки. Пособие предназначено для студентов магистратуры по направлению подготовки 220400.68 «Управление в технических системах» (квалификация «магистр»).Введение.
Основные термины и определения.
Классификация датчиков.
Метрологические характеристики датчиков.
Микроэлектронные датчики.
Механические микросенсоры.
Применение кремния для измерения деформации.
Датчики силы.
Датчики давления.
Емкостные преобразователи давления.
Датчики потока.
Расчетные схемы и формулы для определения характеристик упругих элементов преобразователей силы и давления.
Расчет весовой системы на базе датчиков силы.
Построение физической и математической моделей детектора.
Расчет тахометрических датчиков типа ДСЖ.
Датчики на поверхностных акустических волнах (ПАВ).
Принцип действия датчиков на ПАВ.
Датчики массы, газовые сенсоры и датчики влажности на ПАВ.
Датчики температуры.
Датчики деформации.
Датчики магнитного поля.
Расчет микроакселерометра на поверхностных акустических волнах.
Химические микросенсоры.
Ионы в растворах.
Измерение pH.
Ионно-селективные полевые транзисторы.
Биосенсоры.
Термисторы.
Температурные сенсоры в интегральных микросхемах.
Особенности конструирования и эксплуатации биосенсорных систем.
Магнитные датчики.
Магнитостатические магнитометры.
Индукционные магнитометры.
Квантовые магнитометры.
Магнитнорезистивный эффект.
Магнитодиод.
Магнитотранзистор.
Развития магнитометрии в России.
Методика расчета индуктивности системы из двух соосных цилиндрических соленоидов.
Оптические волоконные сенсоры.
Оптический волновод.
Принципы распространения света.
Ухудшение пропускания в оптических волокнах.
Сравнение оптических волокон с электрическими линиями.
Сенсоры на основе эффекта поглощения.
Сенсоры на основе полного внутреннего отражения.
Пирометры.
Оптоволоконные сенсоры на основе внутренних эффектов.
Физическая деформация.
Изменение длины оптического пути.
Вращение поляризации.
Распределенное зондирование.
Механизм регистрации.
Мультиплексирование.
Методы эталонирования.
Приближенный расчет светопропускания управляемого световода при многократных отражениях излучения.
Методика расчета датчика с переменным скачком показателя преломления на границе светодиода.
Методика расчета датчиков на основе оптического туннельного эффекта.
Определение конструктивных параметров коаксиального ВОД.
Вопросы для самоподготовки.
Рекомендуемая литература.