微机电系统技术与应用(上、下册)(平装本) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书邀集了微机电技术领域近百位专家学者共同执笔撰写。全书共十四章、一千三百余页，从基础微加工制程开始，详述硅基与非硅基微加工制程技术，并探讨微机电材料，介绍微结构与微感测器、微致动器等元件技术，进而说明系统的整合与介面、系统的封装，以及相关检测与模拟分析技术。最后则广泛介绍微机电系统的应用，并以微机电系统的远景及未来发展作为迈向奈米机电技术的跳板。

现代传感器技术与信号处理 书籍简介 本书是一本全面深入探讨现代传感器技术、信号采集与处理的专业著作。全书结构严谨，内容涵盖了从传感器基础理论到前沿应用技术的广泛领域，旨在为工程技术人员、科研工作者以及相关专业学生提供一个系统、实用的学习和参考平台。 第一部分：传感器基础理论与分类 本部分首先构建了传感器领域的理论基石。详细阐述了传感器的基本原理、关键性能指标（如灵敏度、线性度、分辨率、漂移等）的量化方法，以及不同工作环境下对传感器提出的特殊要求。 1.1 传感器工作原理的物理基础 深入剖析了将物理量（如力、热、光、磁、化学特性）转化为电信号的各种物理效应，包括压电效应、热电效应、光电效应、磁致伸缩效应等。对这些效应的机理进行了数学模型化的描述，为理解和设计高精度传感器提供了理论依据。 1.2 传感器的主要分类与选择 系统性地介绍了按输出信号类型（模拟/数字）、工作原理（主动/被动）以及测量对象对传感器进行的分类。重点讨论了在特定应用场景下，如何根据环境条件、量程需求、响应速度和成本因素，科学地选择最合适的传感器类型。 2.1 压力与力学传感器 本章聚焦于测量力和压力变化的敏感元件。 应变式传感器： 详细介绍了电阻应变片的工作机制、粘贴技术、应变片桥路配置（如全桥、半桥）在消除温度和寄生效应中的作用，以及薄膜应变传感器的制造工艺。 电容式与压电式传感器： 阐述了电容传感器（如隔膜式压力传感器）的结构设计，以及压电材料（如PZT陶瓷）在动态压力测量中的优势与局限性。 加速度计与陀螺仪： 重点分析了MEMS技术在惯性传感器中的应用，包括基于梁结构和质量块的微机械结构设计，以及它们在姿态估计中的应用。 2.2 温度与热学传感器 本节涵盖了各种温度测量技术。 电阻温度检测器（RTD）与热敏电阻（Thermistor）： 对铂电阻（Pt100/Pt1000）的标准化特性和负温度系数（NTC）/正温度系数（PTC）热敏电阻的非线性特性进行了详尽的数学建模与线性化处理方法。 热电偶： 介绍了塞贝克效应，不同类型热电偶（K, J, T, S型）的测温范围、精度及冷端补偿技术。 红外辐射温度计： 探讨了非接触式测温的原理，包括斯忒ف汉定律和普朗克定律在实际测量中的应用，以及发射率对测量结果的影响。 2.3 光学与电磁传感器 讨论了用于光信号捕获和电磁场测量的器件。 光电传感器： 详细介绍了光敏电阻、光电二极管、光伏电池及CCD/CMOS图像传感器的结构、响应特性和噪声抑制技术。 磁传感器： 重点解析了霍尔效应传感器的工作原理，包括磁阻传感器（如GMR/TMR）在弱磁场检测中的高性能表现，以及它们在电流和位置传感中的应用。 2.4 化学与生物传感器 本章拓展至环境监测和生物医学领域。 气体传感器： 分析了金属氧化物半导体（MOS）型气体传感器的选择性、恢复时间和工作温度依赖性。 离子选择性电极（ISE）： 阐述了电化学传感器的工作原理，特别是在pH值和特定离子浓度测定中的应用。 第二部分：信号调理与数据采集 传感器输出的原始信号通常具有低幅值、高噪声和非标准化的特点。本部分致力于解决信号的预处理、放大、滤波和数字化问题。 3.1 信号调理电路设计 放大技术： 详细讲解了仪表放大器的结构、共模抑制比（CMRR）的意义及其对噪声抑制的重要性。分析了跨阻放大器在光电检测中的应用。 线性化与补偿： 针对热敏电阻等非线性元件，介绍了分段线性化、查表法以及使用特定电路（如V/I转换器）进行实时补偿的技术。 隔离技术： 探讨了光耦隔离、电容耦合隔离和变压器隔离在保护电路和消除地线噪声中的必要性和实现方法。 3.2 噪声分析与滤波技术 对传感器系统中常见的噪声源（如热噪声、散弹噪声、50Hz工频干扰）进行了深入的理论分析。 模拟滤波： 详细设计了无源滤波器（RC/RLC）和有源滤波器（Sallen-Key, Butterworth, Chebyshev等拓扑结构）在不同截止频率和衰减率要求下的应用。 数字滤波： 介绍了有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波器的设计准则，包括窗函数法和双线性变换法。 3.3 数据采集系统（DAQ） 模数转换器（ADC）： 深入比较了逐次逼近型、双积分型、流水线型和Sigma-Delta型ADC的优缺点，重点分析了采样率、有效位数（ENOB）和量化噪声。 数据传输与接口标准： 介绍了主流的数字接口标准（如SPI, I2C, UART）在传感器数据读取中的配置与时序控制，以及高速系统中的并行传输机制。 第三部分：传感器数据处理与应用 本部分关注如何从数字化数据中提取有用信息，并将其应用于实际控制与监测系统。 4.1 动态特性分析与辨识 系统辨识： 采用时域和频域方法对传感器系统进行建模，确定其传递函数。 动态误差校正： 讲解了如何利用逆滤波器或状态观测器来补偿系统固有的动态延迟和频率响应失真。 4.2 状态估计与融合技术 在多传感器系统中，单一传感器的局限性需要通过数据融合来克服。 卡尔曼滤波（Kalman Filter）： 详细推导了扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）的迭代过程，并展示了其在噪声大、非线性系统中的实时状态估计能力。 传感器冗余与一致性检验： 介绍了如何通过多于测量所需的传感器配置，实现故障检测与隔离（FDI）以及数据一致性判断。 4.3 嵌入式系统中的传感器集成 探讨了将传感器技术与微控制器（MCU）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）相结合的工程实践。 低功耗设计： 针对电池供电应用，分析了传感器在睡眠模式下的功耗优化策略和唤醒机制。 现场标定与补偿： 讨论了如何利用非易失性存储器（EEPROM）存储传感器的出厂标定参数，并在系统运行时进行温度漂移等二次补偿。 本书内容侧重于理论的深度挖掘和工程实践的有效结合，对于理解和开发高性能、高可靠性的现代测量和控制系统具有重要的指导价值。

第一章 概论
1.1缘起
1.2尺寸效应
1.3发展趋势
参考文献

第二章 基础微加工制程模组
2.1热制程及离子佈植
2.2图案转移
2.3薄膜
参考文献

第三章 硅微加工制程技术
3.1微机电技术发展历程与简介
3.2体型微加工技术
3.3面型微加工技术
3.4与积体电路制程相容技术
参考文献

第四章 非硅微加工制程技术
4.1前言
4.2X 光深刻技术
4.3类 LIGA 制程光刻技术
4.4精密电铸技术
4.5微成形技术
4.6微放电加工技术
4.7非硅质的微细加工低温制程
4.8高分子加工技术
参考文献

第五章 微机电材料
5.1前言
5.2基板∕块材材料
5.3薄∕厚膜材料
5.4微感测材料
5.5微致动材料
5.6封装材料
5.7材料分析
参考文献

第六章 微结构
6.1微镜片
6.2微喷嘴
6.3微探针
6.4微流道
6.5结语
参考文献

第七章 微感测器
7.1力感测器
7.2热感测器
7.3流量感测器
7.4声音传感器
7.5其他感测器
参考文献

第八章 微致动器
8.1前言
8.2静电式微致动器
8.3电热式微致动器
8.4电磁式微致动器
8.5压电式微致动器
8.6气∕液动式微致动器
参考文献

第九章 系统整合与介面
9.1前言
9.2微系统讯号与杂讯之分析
9.3系统介面之设计
9.4控制设计与演算法则
9.5系统整合之实例
参考文献

第十章 封装技术
10.1前言
10.2封装设计
10.3低阶封装制程
10.4高阶封装制程
10.5封装机台
10.6封装案例
参考文献

第十一章 检测技术
11.1基础检测技术
11.2薄膜残余应力量测技术
11.3扫描式显微镜检测技术
11.4表面声波显微检测技术
11.5振动检测技术─雷射干涉仪
11.6光栅式奈米检测技术
11.7脉冲式电子斑点及全像干涉仪检测技术
11.8生物微系统检测技术
11.9微流场检测技术
11.10可靠性检测技术
参考文献

第十二章 模拟与分析技术
12.1前言
12.2微机电分析模拟基本架构与内容
12.3元件特性之物理领域模拟
12.4系统阶层模拟分析技术
12.5制程模拟
12.6现有之发展介绍
参考文献

第十三章 微机电系统应用
13.1微光机电系统
13.2生物微机电系统
13.3射频微机电系统
13.4其他工程应用
参考文献

第十四章 奈米机电系统技术
14.1前言
14.2奈米机电系统的元件
14.3奈米机电系统的应用
14.4展望未来
参考文献

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終於等到這套「微機電系統技術與應用」的平裝本了！身為一個對硬體技術和創新應用充滿熱情的學生，我一直在尋找一本能夠提供全面且深入知識的教材。這套書的內容豐富度，絕對讓我驚艷。它從最基本的物理原理，到複雜的製程技術，再到各種多元的應用場景，都做了詳盡的闡述。我最欣賞的是它在解釋複雜概念時，能夠使用清晰的語言和精確的圖示，這對於非本科系的讀者來說，是非常友善的。 這套書的結構安排也十分合理，上、下冊各自獨立但又互相呼應，能夠讓讀者循序漸進地建立知識體系。我特別關注了書中關於 MEMS 傳感器設計與製程的章節，它深入探討了不同材料的特性、微細加工技術的限制，以及如何通過結構設計來優化感測器的性能。這對於我未來在進行實驗設計時，提供了極為寶貴的指導。更重要的是，它還介紹了許多前沿的 MEMS 應用，像是物聯網、自動駕駛、智慧穿戴裝置等，這讓我對 MEMS 技術的未來發展方向有了更清晰的認識，也激發了我更多關於創新應用的想法。

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拿到這套「微機電系統技術與應用」的平裝本，我最先感受到的是它厚實的分量，就知道內容肯定相當紮實。身為一位在業界打滾多年的工程師，我一直在尋找一本能夠系統性地介紹 MEMS 技術，並且能幫助我釐清一些觀念的參考書。市面上很多書，要嘛太偏重理論，不然就是太過概略，無法深入探討細節。這套書在這方面做得相當出色，它把複雜的 MEMS 技術，用一種相對容易理解的方式呈現出來。 我特別喜歡它在介紹微流體技術和微感測器時，不僅解釋了基本原理，還分享了許多實際的設計考量和常見的挑戰。例如，在討論如何提高感測器的靈敏度和準確性時，它提供了許多實用的技巧和經驗，這對我們在產品開發過程中非常有幫助。書中的範例也很多元，涵蓋了從傳統的矽基 MEMS 到現在新興的非矽基 MEMS 材料的應用。這讓我知道，MEMS 技術的發展並不僅限於現有的框架，還有許多創新的空間。對於想在 MEMS 領域深耕的同行來說，這套書絕對是一份不可多得的寶貴資源。

评分☆☆☆☆☆

這套「微機電系統技術與應用」平裝版，簡直是為我們這些對新興科技充滿好奇的讀者量身打造的！我一直對 MEMS 這個領域很感興趣，但總覺得它離我們很遙遠，很難真正理解。拿到這套書後，我才發現 MEMS 技術其實無處不在，而且它對我們生活的影響比想像中還要大。書中開頭對於 MEMS 概念的介紹，非常到位，它用淺顯易懂的語言，搭配生動的圖例，讓我很快就能建立起對這個領域的基本認識。 我尤其欣賞它在描述 MEMS 的應用時，非常貼近我們的日常生活。像是它提到MEMS 在智慧型手機裡的應用，例如陀螺儀和加速度計，讓我們能夠玩各種體感遊戲，還有自動旋轉螢幕的功能，這些都是我們每天都在使用的。此外，它對於 MEMS 在醫療健康領域的應用，像是微型醫療裝置和診斷工具的介紹，也讓我感到非常驚艷，這讓我看到了科技如何能夠真正改善人類的生活品質。這套書不僅有深度，更有廣度，讓我對 MEMS 技術的未來發展充滿了無限的想像。

评分☆☆☆☆☆

哇！拿到這套「微機電系統技術與應用」的平裝本，簡直是知識的寶庫，特別是對於我們這些在台灣努力耕耘科技領域的學生和工程師來說。我一直對 MEMS 技術的前景充滿期待，但市面上相關的中文書籍總是有點難以消化，不然就是過於學術、艱澀難懂。這套書的出現，就像在迷霧中看到了一盞明燈。 首先，這本書的編排方式讓我印象深刻，它不像很多教科書那樣一股腦兒地把理論堆砌，而是非常有系統地從最基礎的原理開始講起，然後逐步深入到各種應用。對於我這個剛接觸 MEMS 的新手來說，這種循序漸進的學習方式大大減輕了我的壓力。像是它在介紹微製造技術的部分，不只講了原理，還細心地列出了不同的製程方法，並且用圖解的方式來輔助理解，讓我很快就能掌握其中的精髓。我尤其欣賞它在後面的應用章節，例如在消費性電子、汽車電子、醫療器材等領域的實際案例，這讓我知道這些看似高深的技術，原來離我們這麼近，而且在台灣的科技產業中扮演著如此重要的角色。讀起來很有感，也讓我對未來的研究方向有了更清晰的藍圖。

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這套「微機電系統技術與應用」真的是一本值得收藏的工具書！身為在實驗室裡奮鬥多年的研究人員，我對技術的實用性和深度要求很高。這套書的上、下冊內容涵蓋得相當廣泛，從材料選擇、製程優化到各種感測器和致動器的設計原理，再到實際的封裝與測試，幾乎涵蓋了 MEMS 從設計到產品的整個生命週期。我特別喜歡它對不同類型 MEMS 元件的詳盡闡述，例如加速度計、陀螺儀、壓力感測器等，不僅提供了它們的物理模型，還深入探討了影響其性能的關鍵因素，以及如何進行優化。 這本書的優勢在於它能夠兼顧理論的嚴謹性和應用的前瞻性。它沒有停留在單純的學術探討，而是緊密結合了產業的發展趨勢，讓讀者能夠了解當前 MEMS 技術的最新進展和未來可能的發展方向。特別是它在醫療和生物領域的應用介紹，讓我看到了 MEMS 技術在精準醫療、微流體晶片等方面的巨大潛力，這也正是我目前研究的熱點。書中的圖表和數據都非常精確，對於需要進行參數計算和模擬的讀者來說，提供了寶貴的參考。總之，這是一套能夠啟發思考、解決實際問題的優質著作。