微機電係統技術與應用(上、下冊)(平裝本) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本書邀集瞭微機電技術領域近百位專傢學者共同執筆撰寫。全書共十四章、一韆三百餘頁，從基礎微加工製程開始，詳述矽基與非矽基微加工製程技術，並探討微機電材料，介紹微結構與微感測器、微緻動器等元件技術，進而說明係統的整閤與介麵、係統的封裝，以及相關檢測與模擬分析技術。最後則廣泛介紹微機電係統的應用，並以微機電係統的遠景及未來發展作為邁嚮奈米機電技術的跳闆。

現代傳感器技術與信號處理 書籍簡介 本書是一本全麵深入探討現代傳感器技術、信號采集與處理的專業著作。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從傳感器基礎理論到前沿應用技術的廣泛領域，旨在為工程技術人員、科研工作者以及相關專業學生提供一個係統、實用的學習和參考平颱。 第一部分：傳感器基礎理論與分類 本部分首先構建瞭傳感器領域的理論基石。詳細闡述瞭傳感器的基本原理、關鍵性能指標（如靈敏度、綫性度、分辨率、漂移等）的量化方法，以及不同工作環境下對傳感器提齣的特殊要求。 1.1 傳感器工作原理的物理基礎 深入剖析瞭將物理量（如力、熱、光、磁、化學特性）轉化為電信號的各種物理效應，包括壓電效應、熱電效應、光電效應、磁緻伸縮效應等。對這些效應的機理進行瞭數學模型化的描述，為理解和設計高精度傳感器提供瞭理論依據。 1.2 傳感器的主要分類與選擇 係統性地介紹瞭按輸齣信號類型（模擬/數字）、工作原理（主動/被動）以及測量對象對傳感器進行的分類。重點討論瞭在特定應用場景下，如何根據環境條件、量程需求、響應速度和成本因素，科學地選擇最閤適的傳感器類型。 2.1 壓力與力學傳感器 本章聚焦於測量力和壓力變化的敏感元件。 應變式傳感器： 詳細介紹瞭電阻應變片的工作機製、粘貼技術、應變片橋路配置（如全橋、半橋）在消除溫度和寄生效應中的作用，以及薄膜應變傳感器的製造工藝。 電容式與壓電式傳感器： 闡述瞭電容傳感器（如隔膜式壓力傳感器）的結構設計，以及壓電材料（如PZT陶瓷）在動態壓力測量中的優勢與局限性。 加速度計與陀螺儀： 重點分析瞭MEMS技術在慣性傳感器中的應用，包括基於梁結構和質量塊的微機械結構設計，以及它們在姿態估計中的應用。 2.2 溫度與熱學傳感器 本節涵蓋瞭各種溫度測量技術。 電阻溫度檢測器（RTD）與熱敏電阻（Thermistor）： 對鉑電阻（Pt100/Pt1000）的標準化特性和負溫度係數（NTC）/正溫度係數（PTC）熱敏電阻的非綫性特性進行瞭詳盡的數學建模與綫性化處理方法。 熱電偶： 介紹瞭塞貝剋效應，不同類型熱電偶（K, J, T, S型）的測溫範圍、精度及冷端補償技術。 紅外輻射溫度計： 探討瞭非接觸式測溫的原理，包括斯忒ف漢定律和普朗剋定律在實際測量中的應用，以及發射率對測量結果的影響。 2.3 光學與電磁傳感器 討論瞭用於光信號捕獲和電磁場測量的器件。 光電傳感器： 詳細介紹瞭光敏電阻、光電二極管、光伏電池及CCD/CMOS圖像傳感器的結構、響應特性和噪聲抑製技術。 磁傳感器： 重點解析瞭霍爾效應傳感器的工作原理，包括磁阻傳感器（如GMR/TMR）在弱磁場檢測中的高性能錶現，以及它們在電流和位置傳感中的應用。 2.4 化學與生物傳感器 本章拓展至環境監測和生物醫學領域。 氣體傳感器： 分析瞭金屬氧化物半導體（MOS）型氣體傳感器的選擇性、恢復時間和工作溫度依賴性。 離子選擇性電極（ISE）： 闡述瞭電化學傳感器的工作原理，特彆是在pH值和特定離子濃度測定中的應用。 第二部分：信號調理與數據采集 傳感器輸齣的原始信號通常具有低幅值、高噪聲和非標準化的特點。本部分緻力於解決信號的預處理、放大、濾波和數字化問題。 3.1 信號調理電路設計 放大技術： 詳細講解瞭儀錶放大器的結構、共模抑製比（CMRR）的意義及其對噪聲抑製的重要性。分析瞭跨阻放大器在光電檢測中的應用。 綫性化與補償： 針對熱敏電阻等非綫性元件，介紹瞭分段綫性化、查錶法以及使用特定電路（如V/I轉換器）進行實時補償的技術。 隔離技術： 探討瞭光耦隔離、電容耦閤隔離和變壓器隔離在保護電路和消除地綫噪聲中的必要性和實現方法。 3.2 噪聲分析與濾波技術 對傳感器係統中常見的噪聲源（如熱噪聲、散彈噪聲、50Hz工頻乾擾）進行瞭深入的理論分析。 模擬濾波： 詳細設計瞭無源濾波器（RC/RLC）和有源濾波器（Sallen-Key, Butterworth, Chebyshev等拓撲結構）在不同截止頻率和衰減率要求下的應用。 數字濾波： 介紹瞭有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）濾波器的設計準則，包括窗函數法和雙綫性變換法。 3.3 數據采集係統（DAQ） 模數轉換器（ADC）： 深入比較瞭逐次逼近型、雙積分型、流水綫型和Sigma-Delta型ADC的優缺點，重點分析瞭采樣率、有效位數（ENOB）和量化噪聲。 數據傳輸與接口標準： 介紹瞭主流的數字接口標準（如SPI, I2C, UART）在傳感器數據讀取中的配置與時序控製，以及高速係統中的並行傳輸機製。 第三部分：傳感器數據處理與應用 本部分關注如何從數字化數據中提取有用信息，並將其應用於實際控製與監測係統。 4.1 動態特性分析與辨識 係統辨識： 采用時域和頻域方法對傳感器係統進行建模，確定其傳遞函數。 動態誤差校正： 講解瞭如何利用逆濾波器或狀態觀測器來補償係統固有的動態延遲和頻率響應失真。 4.2 狀態估計與融閤技術 在多傳感器係統中，單一傳感器的局限性需要通過數據融閤來剋服。 卡爾曼濾波（Kalman Filter）： 詳細推導瞭擴展卡爾曼濾波（EKF）和無跡卡爾曼濾波（UKF）的迭代過程，並展示瞭其在噪聲大、非綫性係統中的實時狀態估計能力。 傳感器冗餘與一緻性檢驗： 介紹瞭如何通過多於測量所需的傳感器配置，實現故障檢測與隔離（FDI）以及數據一緻性判斷。 4.3 嵌入式係統中的傳感器集成 探討瞭將傳感器技術與微控製器（MCU）和現場可編程邏輯門陣列（FPGA）相結閤的工程實踐。 低功耗設計： 針對電池供電應用，分析瞭傳感器在睡眠模式下的功耗優化策略和喚醒機製。 現場標定與補償： 討論瞭如何利用非易失性存儲器（EEPROM）存儲傳感器的齣廠標定參數，並在係統運行時進行溫度漂移等二次補償。 本書內容側重於理論的深度挖掘和工程實踐的有效結閤，對於理解和開發高性能、高可靠性的現代測量和控製係統具有重要的指導價值。

第一章 概論
1.1緣起
1.2尺寸效應
1.3發展趨勢
參考文獻

第二章 基礎微加工製程模組
2.1熱製程及離子佈植
2.2圖案轉移
2.3薄膜
參考文獻

第三章 矽微加工製程技術
3.1微機電技術發展曆程與簡介
3.2體型微加工技術
3.3麵型微加工技術
3.4與積體電路製程相容技術
參考文獻

第四章 非矽微加工製程技術
4.1前言
4.2X 光深刻技術
4.3類 LIGA 製程光刻技術
4.4精密電鑄技術
4.5微成形技術
4.6微放電加工技術
4.7非矽質的微細加工低溫製程
4.8高分子加工技術
參考文獻

第五章 微機電材料
5.1前言
5.2基闆∕塊材材料
5.3薄∕厚膜材料
5.4微感測材料
5.5微緻動材料
5.6封裝材料
5.7材料分析
參考文獻

第六章 微結構
6.1微鏡片
6.2微噴嘴
6.3微探針
6.4微流道
6.5結語
參考文獻

第七章 微感測器
7.1力感測器
7.2熱感測器
7.3流量感測器
7.4聲音傳感器
7.5其他感測器
參考文獻

第八章 微緻動器
8.1前言
8.2靜電式微緻動器
8.3電熱式微緻動器
8.4電磁式微緻動器
8.5壓電式微緻動器
8.6氣∕液動式微緻動器
參考文獻

第九章 係統整閤與介麵
9.1前言
9.2微係統訊號與雜訊之分析
9.3係統介麵之設計
9.4控製設計與演算法則
9.5係統整閤之實例
參考文獻

第十章 封裝技術
10.1前言
10.2封裝設計
10.3低階封裝製程
10.4高階封裝製程
10.5封裝機颱
10.6封裝案例
參考文獻

第十一章 檢測技術
11.1基礎檢測技術
11.2薄膜殘餘應力量測技術
11.3掃描式顯微鏡檢測技術
11.4錶麵聲波顯微檢測技術
11.5振動檢測技術─雷射乾涉儀
11.6光柵式奈米檢測技術
11.7脈衝式電子斑點及全像乾涉儀檢測技術
11.8生物微係統檢測技術
11.9微流場檢測技術
11.10可靠性檢測技術
參考文獻

第十二章 模擬與分析技術
12.1前言
12.2微機電分析模擬基本架構與內容
12.3元件特性之物理領域模擬
12.4係統階層模擬分析技術
12.5製程模擬
12.6現有之發展介紹
參考文獻

第十三章 微機電係統應用
13.1微光機電係統
13.2生物微機電係統
13.3射頻微機電係統
13.4其他工程應用
參考文獻

第十四章 奈米機電係統技術
14.1前言
14.2奈米機電係統的元件
14.3奈米機電係統的應用
14.4展望未來
參考文獻

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拿到這套「微機電係統技術與應用」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係統性地介紹 MEMS 技術，並且能幫助我釐清一些觀念的參考書。市麵上很多書，要嘛太偏重理論，不然就是太過概略，無法深入探討細節。這套書在這方麵做得相當齣色，它把複雜的 MEMS 技術，用一種相對容易理解的方式呈現齣來。 我特別喜歡它在介紹微流體技術和微感測器時，不僅解釋瞭基本原理，還分享瞭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，它提供瞭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，涵蓋瞭從傳統的矽基 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「微機電係統技術與應用」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緻動器的設計原理，再到實際的封裝與測試，幾乎涵蓋瞭 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，不僅提供瞭它們的物理模型，還深入探討瞭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，而是緊密結閤瞭產業的發展趨勢，讓讀者能夠瞭解當前 MEMS 技術的最新進展和未來可能的發展方嚮。特別是它在醫療和生物領域的應用介紹，讓我看到瞭 MEMS 技術在精準醫療、微流體晶片等方麵的巨大潛力，這也正是我目前研究的熱點。書中的圖錶和數據都非常精確，對於需要進行參數計算和模擬的讀者來說，提供瞭寶貴的參考。總之，這是一套能夠啟發思考、解決實際問題的優質著作。

评分☆☆☆☆☆

終於等到這套「微機電係統技術與應用」的平裝本瞭！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麵且深入知識的教材。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，都做瞭詳盡的闡述。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，這對於非本科係的讀者來說，是非常友善的。 這套書的結構安排也十分閤理，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係。我特別關注瞭書中關於 MEMS 傳感器設計與製程的章節，它深入探討瞭不同材料的特性、微細加工技術的限製，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，提供瞭極為寶貴的指導。更重要的是，它還介紹瞭許多前沿的 MEMS 應用，像是物聯網、自動駕駛、智慧穿戴裝置等，這讓我對 MEMS 技術的未來發展方嚮有瞭更清晰的認識，也激發瞭我更多關於創新應用的想法。

评分☆☆☆☆☆

這套「微機電係統技術與應用」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，我纔發現 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，還有自動鏇轉螢幕的功能，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，這讓我看到瞭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瞭無限的想像。

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哇！拿到這套「微機電係統技術與應用」的平裝本，簡直是知識的寶庫，特別是對於我們這些在颱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，但市麵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。這套書的齣現，就像在迷霧中看到瞭一盞明燈。 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，而是非常有係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瞭我的壓力。像是它在介紹微製造技術的部分，不隻講瞭原理，還細心地列齣瞭不同的製程方法，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。我尤其欣賞它在後麵的應用章節，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，而且在颱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嚮有瞭更清晰的藍圖。