計測・制御セレクションシリーズ 6<br> センサ技術の基礎と応用

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計測・制御セレクションシリーズ 6
センサ技術の基礎と応用

  • ISBN:9784339033861

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内容説明

千差万別ともいわれるセンサ技術を,その広い分野の中で,代表的ニーズがあると考えられる技術に対象を絞り,専門家でない人にもわかりやすいよう,基礎編と応用編にわけて解説している。

目次

Ⅰ.基礎編

1.センシングとはどのようなことか
1.1 はじめに
1.2 センサの基本的使命
 1.2.1 センサの役割(機能の観点から)
 1.2.2 センサとは総称である
 1.2.3 留意すべき専門用語
 1.2.4 社会の発展とセンシングの関わり
1.3 センシング系における2種類の測定方式
 1.3.1 測定方式の種類
 1.3.2 直接測定方式の例
 1.3.3 間接測定方式の実現(諸法則・諸効果)
 1.3.4 諸効果の測定への応用例
 1.3.5 計測機能実現手法3つの柱
1.4 センシング系の品質の評価
 1.4.1 静的測定と動的測定
 1.4.2 センシング系の評価
 1.4.3 3種類の誤差
 1.4.4 偶然誤差の評価(正規分布による分析)
 1.4.5 計測系の基本構造
1.5 測定系(センサ)の選択性
 1.5.1 測定系における選択性とは
 1.5.2 選択性実現が阻害される例
 1.5.3 測定環境と雑音
1.6 センサ利用上の留意点
 1.6.1 なにを測るべきか
 1.6.2 どのような場所に配置して使用するのか
 1.6.3 信号伝送の信頼性の確認
 1.6.4 使用すべき測定器の絞込み
1.7 おわりに

2.単位
2.1 はじめに
2.2 単位系の変遷
2.3 国際単位系(SI)
2.4 計量標準技術
 2.4.1 基本単位の定義
 2.4.2 一次標準と計量標準機関
 2.4.3 一次標準(現示)と校正技術
2.5 おわりに

3.センサの基礎物理
3.1 はじめに
3.2 半導体の物理
 3.2.1 量子力学の基礎
 3.2.2 半導体のエネルギーバンド構造
3.3 半導体のセンサ応用
 3.3.1 半導体の光導電効果
 3.3.2 pn接合と光起電力
 3.3.3 ピエゾ抵抗効果
3.4 おわりに

4.MEMSとセンサ
4.1 はじめに
4.2 MEMSセンサの構成と特徴
4.3 マイクロマシニング技術
 4.3.1 フォトリソグラフィ技術
 4.3.2 バルクマイクロマシニング
 4.3.3 表面マイクロマシニング
4.4 要素プロセス技術
 4.4.1 エッチング技術
 4.4.2 基板接合技術
4.5 実装技術
4.6 おわりに

5.センサ信号処理とアナログ回路
5.1 はじめに
5.2 センサ信号の信号変換
 5.2.1 センサ出力と信号変換
 5.2.2 センサの基本特性
5.3 OPアンプ回路
 5.3.1 OPアンプ増幅回路
 5.3.2 OPアンプ応用回路
5.4 A/D変換回路
5.5 センサシステムとノイズ
5.6 おわりに

6.機械量センサ
6.1 はじめに
6.2 変位・角度センサ
6.3 加速度センサ
6.4 角速度センサ
6.5 圧力センサ
6.6 おわりに

7.光センサ
7.1 はじめに
7.2 可視光センサ
 7.2.1 受光素子
 7.2.2 イメージセンサ
7.3 赤外線センサ
 7.3.1 受光素子
 7.3.2 赤外線センサの性能評価
 7.3.3 量子型赤外線センサ
 7.3.4 熱型赤外線センサ
 7.3.5 赤外イメージセンサ
7.4 おわりに

8.磁気センサ
8.1 はじめに
8.2 ホール(効果)素子
 8.2.1 ホール効果とホール素子
 8.2.2 ホール素子材料とその要件
 8.2.3 実用的な磁気センサとしてのホール素子概説
8.3 ホールIC
 8.3.1 ホールIC序論
 8.3.2 ディジタル型のホールIC
 8.3.3 ホールICの高感度化(ハイブリッドホールIC,CMOSホールIC)
 8.3.4 リニアハイブリッドホールIC
8.4 InSb単結晶薄膜磁気抵抗素子
 8.4.1 InSb薄膜の磁気抵抗効果
 8.4.2 Snドープ単結晶InSb薄膜の磁気抵抗効果とMR素子応用
 8.4.3 MR素子の回転センサ応用
8.5 おわりに

9.化学センサ
9.1 はじめに
9.2 ガスセンサ
9.3 イオンセンサ
 9.3.1 固体電解質イオン選択性電極
 9.3.2 ISFET
9.4 バイオセンサ
 9.4.1 電気化学的バイオセンサ
 9.4.2 バイオセンサの将来像
9.5 おわりに

10.温度センサ
10.1 はじめに
10.2 金属測温抵抗体
10.3 熱電対
10.4 IC化温度センサ
10.5 発振型温度センサ
10.6 放射温度計
10.7 おわりに

Ⅱ.応用編

11.超音波センサ
11.1 はじめに
11.2 音響物理
 11.2.1 弾性体の性質
 11.2.2 弾性波の波動方程式
11.3 超音波応用計測
 11.3.1 超音波の特性
 11.3.2 パルス反射法
 11.3.3 伝送時間差法とシングアラウンド法による流速測定
 11.3.4 ドップラー法
 11.3.5 超音波による画像形成
 11.3.6 パッシブ法
 11.3.7 海底地形・資源調査
11.4 おわりに

12.流量・流速センサ
12.1 はじめに
12.2 流量・流速センサの分類
12.3 各種の流量・流速センサの原理と構造
 12.3.1 差圧式流量計
 12.3.2 面積式流量計
 12.3.3 渦式流量計
 12.3.4 電磁式流量計
 12.3.5 超音波式流量計
 12.3.6 コリオリ式流量計
 12.3.7 熱式流量計
 12.3.8 容積式流量計
 12.3.9 タービン式流量計
 12.3.10 ピトー管式流速計
 12.3.11 熱線式流速計
 12.3.12 レーザドップラー式流速計(LDV)
12.4 おわりに

13.イメージセンシング
13.1 はじめに
13.2 イメージセンシングの方法
 13.2.12 次元画像撮影の方法
 13.2.2 撮像レンズと光学系
 13.2.3 その他のイメージセンシング
13.3 画像処理(イメージプロセッシング)の概要
 13.3.1 画像変換処理
 13.3.2 画像計測
 13.3.3 画像認識
13.4 画像処理の応用例
13.5 おわりに

14.光ファイバセンサ
14.1 はじめに
14.2 光ファイバの基礎
 14.2.1 光ファイバの構造と種類
 14.2.2 光ファイバの特性
 14.2.3 光ファイバ型光学部品
14.3 光ファイバセンサの分類
 14.3.1 光ファイバセンサの分類方法
 14.3.2 伝送路型光ファイバセンサ
 14.3.3 機能型光ファイバセンサ
 14.3.4 多点化/多重化
14.4 分布型光ファイバセンサ
 14.4.1 光ファイバ中の散乱光と分布型センシング
 14.4.2 レイリー散乱光を利用した分布型光ファイバセンサ
 14.4.3 ラマン散乱光を利用した分布型光ファイバセンサ
 14.4.4 ブリュアン散乱光を利用した分布型光ファイバセンサ
14.5 準分布型光ファイバセンサ
14.6 センシング用光ファイバ
14.7 おわりに

15.生体計測における各種センサの利用
15.1 はじめに
15.2 血圧計
 15.2.1 血圧の定義
 15.2.2 血圧の計測方法
 15.2.3 聴診法
 15.2.4 オシロメトリック法
 15.2.5 その他の間接法
15.3 心電計
 15.3.1 双極肢誘導
 15.3.2 単極肢誘導
15.4 パルスオキシメータ
15.5 おわりに

16.RFIDセンサ
16.1 はじめに
16.2 RFIDの動作原理
16.3 RFIDの方式
16.4 RFIDタグの構造
16.5 RFIDセンサの原理
16.6 RFIDセンサタグの構造
16.7 おわりに

17.これからのセンシング技術とは
17.1 はじめに
17.2 センシング技術応用範囲の飛躍的拡大
17.3 生産性向上1.0から生産性向上2.0へ
17.4 ビッグデータの活用とSoT&IoTそして見える化
17.5 複合計測化の推進
17.6 メタデータへの着目
 17.6.1 メタデータとはなにか
 17.6.2 センシングにおけるメタデータの効用
17.7 センシング技術のための新しいシーズ
 17.7.1 量子センシング系への期待
 17.7.2 新素材の出現

引用・参考文献
索引