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E-Book

Sensorschaltungstechnik

AutorWolf-Dieter Schmidt
VerlagVogel Communications Group GmbH & Co. KG
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl312 Seiten
ISBN9783834360656
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis6,80 EUR
Themenschwerpunkte sind:
· Grundstruktuen der Sensorschaltungstechnik
· Rausch- und driftarme Operationsverstärkerschaltungen
· Analog-Digital-Umsetzer für die Sensorik
· Schaltungstechnik für Temperatur-, Druck- Beschleunigungs-, Feuchte-, magnetische, optische, chemische und biologische Sensoren.
Besondere Betonung liegt auf der inhaltlich und mathematisch verständlichen Ableitung der Schaltungseigenschaften und Dimensionierungsvorschriften sowie der Anwendung integrierter Schaltungen. Die praxisgerechte Darstellung mit den elementaren Methoden der Berechnung elektrischer Stromkreise vermittelt sowohl dem Lernenden als auch dem praktizierenden Ingenieur bei der Applikation von modernen Sensoren in der Meß- und Automatisierungstechnik nützliche Kenntnisse und Fertigkeiten.Den Kapiteln sind Übungsaufgaben zur Kontrolle des erreichten Wissensstandes angefügt.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen11
1 Grundstrukturen der Sensorschaltungstechnik15
1.1 Einführung15
1.2 Reihenstruktur16
1.3 Parallelstruktur17
1.4 Kreisstruktur19
1.5 Integrierte und intelligente Sensoren20
1.6 Lernziel-Test22
2 Rausch- und driftarme Operationsverstärkerschaltungen25
2.1 Einführung25
2.2 Operationsverstärker in der Sensorschaltungstechnik31
2.3 Elektronische Rauschquellen34
2.4 Rauschen von Operationsverstärkerschaltungen39
2.5 Elektronische Drift- und Störquellen44
2.6 Nachweis kleiner Signale mit Operationsverstärkerschaltungen49
2.7 Lernziel-Test50
3 Analog-Digital-Umsetzer für die Sensorik51
3.1 Einführung51
3.2 Dual-slope-Umsetzer für die Sensortechnik54
3.3 Sigma-Delta-Umsetzer für die Sensorik57
3.4 Sensor-Interfaces61
3.5 Integrierte Sensor-Analog-Digital-Umsetzer66
3.6 Lernziel-Test68
4 Schaltungstechnik für Temperatursensoren69
4.1 Temperatursensoren69
4.2 Linearisierung von Silizium-Widerstandssensoren70
4.3 Thermoelemente und integrierte Verstärkertechnik75
4.4 Bandgap-Referenz-Sensoren80
4.5 Integrierte Temperatursensoren84
4.6 Lernziel-Test90
5 Schaltungstechnik für Drucksensoren91
5.1 Halbleiter-Drucksensoren91
5.2 Brückenverstärker mit Nullpunkts- und Temperaturkompensation für piezoresistive Sensoren96
5.3 Elektrometer- und Ladungsverstärker für piezoelektrische Sensoren104
5.4 Umsetzerschaltungen für kapazitive Sensoren106
5.5 Integrierte Schaltungskonzepte für Drucksensoren113
5.6 Lernziel-Test117
6 Schaltungstechnik für Beschleunigungssensoren119
6.1 Halbleiter-Beschleunigungssensoren119
6.2 Schaltungen für piezoresistive und piezoelektrische Beschleunigungssensoren121
6.3 Schaltungstechnik für Differentialkondensatorsensoren122
6.4 Integrierte Beschleunigungssensoren124
6.5 Lernziel-Test130
7 Schaltungstechnik für Feuchtesensoren131
7.1 Feuchtesensoren131
7.2 Astabile Multivibratorschaltungen für kapazitive Feuchtesensoren134
7.3 Kapazitäts-Spannungs-Umsetzer für Feuchtesensoren139
7.4 Integrierte Feuchtesensoren141
7.5 Lernziel-Test144
8 Schaltungstechnik für magnetische Sensoren145
8.1 Magnetische Sensoren145
8.2 Magnetometerschaltung mit Operationsverstärker149
8.3 Hall-Verstärkerschaltungen152
8.4 Integrierte magnetogalvanische Sensoren157
8.5 Brückenschaltungen für magnetoresistive Sensoren162
8.6 Induktive Halbbrückenschaltungen für Differenzspulensensoren169
8.7 Integrierte Fluxgate-Sensoren172
8.8 Lernziel-Test174
9 Schaltungstechnik für optische Sensoren175
9.1 Optische Sensoren175
9.2 Präzisions-Fotoverstärkerschaltungen mit Operationsverstärkern183
9.3 Integrierte Fotoverstärkerschaltungen192
9.4 Farbsensorschaltungstechnik202
9.5 Schaltungstechnik für positionsempfindliche Sensoren205
9.6 Integrierter Kantensensor mit Kapazitäts-Frequenz-Umsetzer215
9.7 Pyroelektrische Verstärkertechnik220
9.8 Lernziel-Test230
10 Schaltungstechnik für chemische Sensoren231
10.1 Gas- und Flüssigkeitssensoren231
10.2 Metalloxid-Leitfähigkeitssensoren233
10.3 Potentiometrische und amperometrische Schaltungen für Festelektrolytsensoren237
10.4 Schaltungstechnik für pH-Sensoren242
10.5 Wärmetönungs- und Wärmeleitungs-Gassensoren249
10.6 Lernziel-Test256
11 Schaltungstechnik für biologische Sensoren257
11.1 Biosensoren257
11.2 CMOS-Potentiostate für biochemische Sensoren261
11.3 Konduktometrische Schaltungstechnik265
11.4 ISFET-Biosensor-Interfaces267
11.5 Biokapazitive Schaltungstechnik271
11.6 Cantilever-basierte Biosensoren273
11.7 Magnetoresistive Multianalyt-Biosensoren275
12 Lösungen von Aufgaben der Lernziel-Tests279
Anhang285
A Übersicht über Operationsverstärker-Typen für die Sensorschaltungstechnik285
B Übersicht über Typen von Analog-Digital-Umsetzern für die Sensorschaltungstechnik287
C Ausgewählte Internet-Adressen von Sensor- und Halbleiterfirmen290
Literaturverzeichnis293
Verzeichnis der Abkürzungen303
Wichtige physikalische Konstanten304
Stichwortverzeichnis305

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