現場の即戦力シリーズマイクロセンサ工学

[表紙]マイクロセンサ工学

A5判/248ページ

定価(本体2,480円+税)

ISBN 978-4-7741-3904-3

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書籍の概要

この本の概要

センサ技術は実践的なテーマであるため,入門程度の知識だけでは現場では足りません。また,センサと一口に言っても,光から磁気,機械量から,さらには熱センサから音センサと多岐にわたり,それぞれが深く学ばないと習得できないテクノロジです。

本書は,現在センサが最も活用されているLSIテクノロジ応用をメインに,光・電磁波センサ,機械量センサ,磁気センサと,現場で求められているテーマに絞り,技術者の参考書となるような中級以上のレベルの解説書です。

こんな方におすすめ

  • センサ関連の技術者
  • センサを専攻している学生

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目次

1章 センサ概論

  • 1.1 センサとは
  • 1.2 センサの分類
  • 1.3 センサに用いられる各種変換効果
    • 1.3.1 光電変換効果
    • 1.3.2 圧電変換効果
    • 1.3.3 熱電変換効果
    • 1.3.4 磁電変換効果
    • 1.3.5 その他の変換効果

2章 マイクロマシーニング技術

  • 2.1 バルクマイクロマシーニング
  • 2.2 表面マイクロマシーニング
  • 2.3 エッチング技術
    • 2.3.1 ウェットエッチング
    • 2.3.2 ドライエッチング
  • 2.4 接合技術
  • 2.5 実装技術

3章 光センサ

  • 3.1 可視光センサ
    • 3.1.1 受光素子
    • 3.1.2 イメージセンサ
  • 3.2 赤外線センサ
    • 3.2.1 赤外線検出の概要
    • 3.2.2 量子型赤外線センサ
    • 3.2.3 熱型赤外線センサ
  • 3.3 アクティブセンサ
    • 3.3.1 光電スイッチ
    • 3.3.2 光学式変位センサ
    • 3.3.3 レーザレーダ
    • 3.3.4 光ジャイロ

4章 機械量センサ

  • 4.1 変位・角度センサ
  • 4.2 加速度センサ
    • 4.2.1 加速度センサ概論
    • 4.2.2 ピエゾ抵抗式加速度センサ
    • 4.2.3 静電容量式加速度センサ
  • 4.3 角速度センサ
  • 4.4 力センサ

5章 流体センサ

  • 5.1 圧力センサ
    • 5.1.1 機械的圧力─変位変換素子
    • 5.1.2 電気的圧力─変位変換素子
    • 5.1.3 圧力センサ素子の応用
  • 5.2 流量・流速センサ
  • 5.3 レベル(液面)センサ
    • 5.3.1 直接距離測定方式
    • 5.3.2 間接距離測定方式

6章 磁気センサ

  • 6.1 ホールセンサ
    • 6.1.1 ホール効果とホールセンサの駆動原理
    • 6.1.2 ホールセンサ材料と特性
    • 6.1.3 実用ホールセンサ
  • 6.2 ホールIC
    • 6.2.1 モノリシックホールIC
    • 6.2.2 ハイブリッドホールIC
  • 6.3 磁気抵抗(MR)センサ
  • 6.4 巨大磁気抵抗効果(GMR)素子
    • 6.4.1 多層膜GMR センサ
    • 6.4.2 スピンバルブGMR 磁気センサ
  • 6.5 MI センサ
  • 6.6 SQUID 磁気センサ
    • 6.6.1 SQUID センサの動作原理
    • 6.6.2 高分解能SQUID と高温超伝導SQUID

7章 温度センサ

  • 7.1 金属測温抵抗体
  • 7.2 サーミスタ
    • 7.2.1 NTC サーミスタ
    • 7.2.2 PTC サーミスタ
    • 7.2.3 CTR サーミスタ
    • 7.2.4 その他のサーミスタ
  • 7.3 熱電対
    • 7.3.1 熱電対の種類と特性
    • 7.3.2 測定にあたっての留意事項
  • 7.4 IC 化温度センサ
  • 7.5 発振型温度センサ
    • 7.5.1 水晶温度センサ
    • 7.5.2 SAW 温度センサ
  • 7.6 放射温度計

8章 化学センサ

  • 8.1 ガスセンサ
    • 8.1.1 固体電解質ガスセンサ
    • 8.1.2 半導体ガスセンサ
    • 8.1.3 匂いセンサ
  • 8.2 イオンセンサ
    • 8.2.1 固体電解質イオン選択性電極
    • 8.2.2 液体膜イオン選択性電極
    • 8.2.3 ISFET(Ion Sensitive Field Effect Transistor)
  • 8.3 バイオセンサ
    • 8.3.1 電気化学的バイオセンサ
    • 8.3.2 光学的バイオセンサ
    • 8.3.3 バイオセンサの将来像

9章 信号処理

  • 9.1 信号増幅
    • 9.1.1 電圧増幅
    • 9.1.2 電流増幅
    • 9.1.3 差動増幅
    • 9.1.4 対数増幅
  • 9.2 励起回路
    • 9.2.1 定電流回路
    • 9.2.2 定電圧回路と基準電圧源
    • 9.2.3 交流励起回路
  • 9.3 センサ電源
    • 9.3.1 商用電源駆動
    • 9.3.2 直流電源駆動
    • 9.3.3 電池駆動
  • 9.4 AD 変換器
    • 9.4.1 積分形AD 変換器
    • 9.4.2 逐次比較形AD 変換器
    • 9.4.3 フラッシュ形AD 変換器
    • 9.4.4 AD 変換器の重要性

Appendix 定数表

  • Appendix A 半導体材料の物性定数
  • Appendix B 物理定数

著者プロフィール

室英夫(むろひでお)

1976 年東京大学工学部電子工学科卒業,1978 年東京大学大学院工学研究科修士課程修了,1997 年東京大学より博士(工学)の学位取得。1981 年より日産自動車㈱中央研究所で半導体センサの研究開発に従事。2006 年より千葉工業大学教授,現在に至る。主な著書に『次世代センサハンドブック』(培風館,共著),『電子デバイス入門』(日新出版,共著)がある。


藍光郎(あいみつお)

1958 年,㈱日立製作所入社。同社那珂工場計器設計部部長。同社研究開発本部研究開発推進センタ副技師長同社センサ技術委員会委員長(日立グループの統括)。1989 年,㈱超伝導センサ研究所代表取締役専務。1991 年,㈳日本技術士会理事,副会長。1996 年,JICA マレーシア・計量標準移転プロジェクトリーダー。現在,次世代センサ協議会会長,センサ工学研究所代表(技術士事務所)。工学博士,技術士(機械部門),一般計量士。主な著書に『次世代センサハンドブック』(培風館,監修)がある。


石垣武夫(いしがきたけお)

1968 年,早稲田大学大学院理工学研究科応用物理学専攻修士課程修了。同年より松下電器産業(株),松下技研(株)を経て,1998 年,環境庁衛星センサ開発プロジェクトアシスタントプロジェクトリーダー。2005 年,環境保全功労者表彰。現在,エステック代表,日本赤外線学会理事・編集委員,次世代センサ協議会理事・調査委員長。主な著書に『計測工学入門』(森北出版,共著)がある。


岡山努(おかやまつとむ)

1969 年東京大学工学部物理学工学科卒業,工学博士,技術士(電気・電子),労働安全コンサルタント(電気安全),一般計量士。日立製作所那珂工場,日立茨城工業専門学院,日立ハイテクサイエンスシステムズを経て,現在,岡山技術士事務所所長。著書に『アナログ電子回路設計入門』(コロナ社),『オペアンプ基礎回路再入門』(日刊工業新聞社),『スイッチングコンバータ回路入門』(日刊工業新聞社)その他がある。


石森義雄(いしもりよしお)

1982 年東京工業大学大学院総合理工学研究科博士課程修了(工博)。同年より,㈱東芝・研究開発センターに勤務。化学材料研究所,基礎研究所,環境技術ラボラトリーなどを経て,技術管理部に転籍。2008 年より科学技術振興機構・研究開発戦略センターに出向中。注目発明表彰,日経BP技術賞などを受賞。専門はバイオセンサ(医療,環境用)。工学博士,技術士(生物工学部門),第一種公害防止管理者(水質および大気)。