目录

译者序

原书前言

第1部分微流体技术及生物传感器

第1章用于生物样本制备和分析的基于微滴的微流体技术1

1.1引言1

1.2基于微滴的操作2

1.2.1微滴的产生2

1.2.2微滴内试剂的组合及混合4

1.2.3微滴的培养6

1.2.4微滴的读出策略6

1.3基于微滴的微流体的前景9

1.3.1基于LC/MS的蛋白质组增强分析9

1.3.2单细胞化学分析13

1.4结论13

参考文献13

第2章微流控技术中被动流体控制的裁剪润湿性17

2.1引言17

2.2润湿理论18

2.2.1热力学平衡18

2.2.2润湿迟滞19

2.2.3动态润湿21

2.3微通道的润湿性裁剪22

2.4微通道中的流体控制25

2.4.1毛细管流25

2.4.2毛细管拉普拉斯阀28

2.4.3润湿性流导引30

2.4.4分散相微流体34

2.5总结与展望38

参考文献39

第3章用于自动多步骤过程即时诊断的二维纸网络46

3.1低资源环境下性能改进试验的需求46

3.2纸基的诊断是一个潜在的解决方案46

3.3用于自动多步样品处理的纸网络47

3.4纸流体工具箱:纸网络中的泵控制和阀48

3.5二维纸网络（2DPN）的应用52

3.5.1样本稀释和混合53

3.5.2小分子提取53

3.5.3信号扩增54

3.5.4与纸基微流体技术互补的特定技术进展55

3.6总结57

参考文献57

第4章碳纳米纤维作为硅兼容平台上的电流生物传感器60

4.1引言60

4.2背景60

4.2.1第一代电流传感器61

4.2.2第二代电流传感器61

4.2.3第三代电流传感器61

4.3碳纳米纤维作为生物传感器的电极62

4.3.1碳纳米纤维生长技术62

4.3.2纳米纤维电极的功能化64

4.4基于碳纳米纤维的生物传感器的具体应用67

4.5与传感器结构的集成68

4.6硅的兼容性68

4.7相关挑战69

4.8结论69

参考文献70

第5章传感器技术到医疗器械环境的转化73

5.1引言73

5.2医疗器械的FDA监管控制过程73

5.2.1器械如何使用74

5.2.2安全性和有效性74

5.2.3实质等效比较的建立74

5.2.4监管途径75

5.2.5独立的器械测试76

5.2.6引起监管决策点的传感器特性的一些具体实例76

5.3葡萄糖传感器78

5.4胶囊内窥镜80

5.5人工耳蜗植入80

5.6FDA监管的当前趋势81

5.7总结83

参考文献83

第2部分化学及环境传感器

第6章多区域表面等离子体谐振光纤传感器85

6.1引言85

6.2平面SPR理论概述85

6.3光纤标准90

6.4光纤SPR理论91

6.5建模结果93

6.6实验94

6.6.1纤维制备94

6.6.2MATLAB算法97

6.6.3GAS样品生成97

6.7结果97

6.7.1Pd/H297

6.7.2Ag/H2S98

6.7.3SiO2/H2O100

6.8多功能SPR纤维101

6.9结论103

参考文献103

第7章有源纤芯光纤化学传感器及应用105

7.1AC-OFCS和EW-OFCS的原理105

7.1.1用光纤芯作为传感器的OFCS106

7.1.2用定制包层作为传感器的OFCS106

7.2AC-OFCS与EW-OFCS的比较107

7.3AC-OFCS和应用107

7.3.1用裁剪定制的PSOF作为传感器的AC-OFCS107

7.3.2用LCW作为传感器的AC-OFCS111

7.3.3用HWG作为传感器的AC-OFCS116

参考文献117

第8章全聚合物柔性平板波装置119

8.1引言119

8.1.1动机119

8.1.2声波微传感器120

8.1.3重量测量1218.2柔性平板波121

8.2.1背景121

8.2.2灵敏度122

8.2.3低刚度衬底效应123

8.2.4传感限制124

8.3制造124

8.3.1材料、制备和表征124

8.3.2封装127

8.3.3喷墨打印127

8.3.4FPW设备测试128

8.4FPW设备性能128

8.4.1质量加载129

8.4.2气体传感130

8.4.3聚合物表征131

8.4.4FPW设备的性能极限132

8.5结论132

参考文献133

第9章耳语画廊微腔传感135

9.1引言135

9.2耳语画廊微谐音器的基础135

9.3微腔的材料138

9.4微腔的结构138

9.4.1二氧化硅微球140

9.4.2微盘140

9.4.3二氧化硅微型环芯141

9.4.4双盘微型谐振器141

9.4.5硅环谐振器141

9.4.6液芯光环谐振器141

9.4.7瓶颈微谐振器141

9.4.8二氧化硅微泡谐振器142

9.5反应敏感142

9.6参考干涉仪检测144

9.7分频检测145

9.8等离子体激增147

9.9光机械传感148

9.10利用二次谐波生成进行感测149

9.11结论和未来研究149

参考文献150

第10章动态纳米约束的耦合化学反应:Ⅲ蚀刻轨道及其前体结构中Ag2O膜的电子表征153

10.1引言153

10.2试验153

10.2.1形成具有嵌入式Ag2O膜的蚀刻轨道153

10.2.2电子表征154

10.3电子表征在PET箔蚀刻轨道内的Ag2O膜的形成过程:结果和讨论155

10.3.1电流/电压谱155

10.3.2伯德图160

10.3.3傅里叶光谱161

10.3.4四极参数162

10.4总结165

参考文献166

第11章走向无监督的智能化学传感器阵列168

11.1引言168

11.2智能化学传感器阵列169

11.2.1电位传感器169

11.2.2电位传感器的选择性问题169

11.2.3化学传感器阵列170

11.3盲源分离170

11.3.1问题描述171

11.3.2盲源分离的执行策略171

11.3.3非线性混合173

11.4盲源分离方法在化学传感器阵列中的应用174

11.4.1第一个结果174

11.4.2不同价情况下的基于独立成分分析的分析方法174

11.4.3使用先念信息估计电极的斜率176

11.4.4贝叶斯分离在化学传感器阵列中的应用176

11.5实用问题178

11.5.1尺度歧义的处理178

11.5.2ISEA数据库179

11.6结论179

参考文献179

第12章金属氧化物半导体气体鉴别传感器中的沸石转化层181

12.1引言181

12.1.1MOS简介181

12.1.2气体相互作用模型:p型传感器响应18212.1.3等效电路模型182

12.1.4丝网印刷183

12.1.5什么是沸石183

12.1.6在该领域工作的其他团体184

12.2实验准备184

12.2.1材料的制作184

12.2.2材料表征185

12.2.3传感器特性和测试186

12.2.4相关理论:扩散反应建模187

12.3测试结果188

12.3.1增加识别度188

12.3.2分析物调谐的气体传感器:乙醇189

12.3.3分析物调谐的气体传感器:二氧化氮190

12.3.4测试结果的扩散反应建模191

12.4讨论192

12.4.1实验结果192

12.4.2实验结果的扩散反应建模194

12.5结论196

参考文献196

第3部分汽车及工业传感器

第13章微机械非接触式悬浮装置198

13.1引言198

13.2基于非接触式悬浮的微机械动力调谐陀螺仪201

13.2.1动力学模型及工作原理201

13.2.2数学模型203

13.2.3特定情况下的模型分析205

13.3零性系数的悬浮209

13.3.1悬浮的运动学特性及工作原理209

13.3.2数学模型210

13.3.3稳定悬浮的条件212

13.3.4弹性系数的补偿215

参考文献217

第14章汽车、消费和工业应用中的非接触角度检测219

14.1引言219

14.2非接触式电位计的应用220

14.2.1汽车行业中的应用220

14.2.2工业应用22114.2.3消费应用221

14.3非接触角度检测技术222

14.3.1光学传感器222

14.3.2电容传感器222

14.3.3感应传感器223

14.3.4霍尔效应传感器223

14.3.5磁敏感晶体管和MAGFET223

14.3.6磁阻223

14.3.7各向异性磁阻传感器224

14.3.8巨磁阻传感器224

14.4案例研究:基于巨磁阻传感器的非接触式电位计224

14.4.1非接触式电位计的物理布置225

14.4.2巨磁阻传感器桥226

14.4.3传感器误差和温度补偿227

14.4.4放大和电气误差补偿228

14.4.5传感器信号线性化230

14.4.6测量结果和性能比较235

14.5结论238

参考文献239

第15章用于安全应用的电容式传感器241

15.1引言:目的、目标和现状241

15.2电容测量242

15.2.1电容测量中的物理学特性242

15.2.2应用示例242

15.2.3在开放环境中的寄生效应246

15.2.4屏蔽与耦合248

15.3测量电路及模式249

15.3.1应用示例中的测量系统250

15.3.2不同的方法:电容层析成像252

15.4测量系统254

15.4.1评估电路的设计254

15.4.2与最先进的电容式传感器的比较255

15.4.3机器手臂上高反应性接近度检测传感器的测量258

15.5结论260

参考文献261

第16章保形微机电传感器265

16.1引言265

16.2保形微机电传感技术26616.3制造方法267

16.4封装268

16.5设计和特殊考虑270

16.6保形微机电传感器的例子270

16.6.1温度传感器270

16.6.2压力/力/触觉传感器271

16.6.3绝对压力传感器273

16.6.4加速度计273

16.7结论和未来的方向275

参考文献275

第17章射频毫米波模拟电路的嵌入式温度传感器表征279

17.1引言279

17.2用于射频电路测试的温度监测的物理原理280

17.3模拟电路的电气性能与温升产生之间的关系285

17.4温度感测策略:差分温度传感器287

17.5实验例子291

17.6结论294

参考文献295

第4部分软件和传感器系统

第18章多传感器系统的集成可靠性298

18.1背景和相关工作299

18.2容错筛选过程300

18.3最佳线性数据融合302

18.3.1问题描述302

18.3.2问题的确定解303

18.3.3精确度分析304

18.4实验设置和结果305

18.4.1具有温度传感器的系统配置305

18.4.2具有加速度计的系统配置306

18.4.3温度传感器的校准306

18.4.4加速度计的校准309

18.4.5准确度比较310

18.5总结和讨论313

参考文献313

第19章非静态干扰破坏信号模型的可用信号处理构建及干扰的检测与消除315

19.1可用信号段的一般统计分析31519.1.1引言315

19.1.2段长度建模315

19.1.3语音音素段相关性的建模320

19.1.4语音音素段的目标干扰比建模324

19.1.5结论328

19.2鲁棒信号段干扰的物理建模实例328

19.2.1引言328

19.2.2语音的分类329

19.2.3语音分割特征330

19.2.4主成分分析339

19.2.5语音音素段分类342

19.2.6结论348

19.A附录TIMIT数据库348

参考文献350

第20章用于实时观测和遥感数据采集的集成地理信息系统352

20.1引言352

20.2相关工作353

20.3地理环境的建立354

20.3.1传感器网络354

20.3.2网格计算355

20.3.3网络实现356

20.4架构的必要性356

20.5环境网络实现和遥感方案357

20.5.1空气质量监测系统359

20.5.2空气污染预防模型360

20.6实验结果362

20.7结论364

参考文献364

第21章基于Haar-Like特征的人体感知多功能识别366

21.1引言366

21.1.1传感器网络366

21.1.2潜在的应用366

21.1.3上下文识别中的常规方法368

21.1.4方法概述:多功能识别371

21.2为声音设计Haar-like特征373

21.2.1声音信号的特征373

21.2.2设计一维Haar-Like特征373

21.2.3Haar-Like特征值的计算37721.2.4Haar-Like特征计算成本的降低378

21.2.5用于评估的声音数据集378

21.3加速度信号的Haar-like特征的设计379

21.3.1引言379

21.3.2人类活动识别的传统研究380

21.3.3传感器的技术参数和人类活动数据集381

21.3.4评估标准381

21.3.5统计特征的集成381

21.4紧凑型分类器的设计384

21.4.1引言384

21.4.2正向估计386

21.4.3冗余特征选择388

21.4.4动态查找表388

21.4.5性能评估390

21.5结论和讨论393

参考文献393

第22章远程RF探测信息学398

22.1引言398

22.2背景398

22.2.1Shannon和Weaver的总体框架398

22.2.2互信息399

22.2.3可观测量、观测和逻辑推理400

22.3远程RF探测模式402

22.3.1有效性问题和查询方403

22.3.2语义问题是有效性和技术问题之间的接口404

22.3.3技术问题405

22.3.4应用信息理论来分析问题的各个方面407

22.4讨论408

22.5未来展望409

参考文献410

第23章电磁污染环境中集成过温传感器的可靠性411

23.1引言411

23.2热关断过温保护电路:正常工作状态412

23.3无线电频率干扰环境下的热关断过温保护电路414

23.4试验结果418

23.5结论420

参考文献421

第24章动态纳米约束的耦合化学反应:Ⅱ蚀刻轨道中Ag2O膜的制备条件423

24.1引言423

24.2实验:嵌入Ag2O膜蚀刻轨道的形成424

24.2.1预蚀刻步骤424

24.2.2膜形成步骤424

24.2.3电子表征424

24.2.4膜形成的细节425

24.3结果与讨论426

24.3.1预蚀刻时间对蚀刻轨道内Ag2O膜形成的影响426

24.3.2PET箔蚀刻轨道中Ag2O膜的去除430

24.4总结430

参考文献431