自動檢測技術及應用（第2版）

本書面向應用型本科人才培養模式的新需求，立足於生產過程中自動化測控系統的設計成套、運行維護能力的培養。首先講述檢測技術的基本概念、系統組成和測量誤差的分析與處理，然後按被測參數分門別類地加以闡述，既包括連續過程類五大參數中的溫度、壓力、流量、物位和成分分析，也包括機械加工類常用的位移、轉速等參數，各種參數測量均介紹了常用的五種以上的傳感器或測量儀表的工作原理、結構組成及使用特點，而且例舉了傳感器在測控系統中的工程應用，最後介紹了幾種全新概念的現代檢測技術。 本書既註重傳統知識的講授，又兼顧新技術、新成果的應用，力求基礎理論與實踐創新相交融，系統性、實用性與先進性、前瞻性相結合。 本書內容全面，適用面廣，既可以作為自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、測控技術與儀器、通信工程、機械設計製造及其自動化、物聯網工程、車輛工程、交通工程、電腦應用等專業教材，也可作為從事傳感器與檢測技術相關領域應用和設計開發的研究、人員、工程技術人員的參考用書。

 

目錄

 

第1章緒論

 

(8分鐘)

 

1.1檢測技術的概念

 

1.2檢測系統的組成

 

1.3檢測系統的分類

 

1.3.1按檢測參量分類

 

1.3.2按檢測原理分類

 

1.3.3按檢測方法分類

 

1.3.4按使用性質分類

 

1.4檢測技術的發展

 

1.5學習檢測技術的目的

 

思考題與習題

 

第2章檢測技術基礎知識

 

(49分鐘)

 

2.1誤差分析基礎

 

2.1.1測量參照值

 

2.1.2誤差的表示方法

 

2.1.3誤差的分類

 

2.2誤差的數據處理

 

2.2.1隨機誤差的處理方法

 

2.2.2系統誤差的消除方法

 

2.2.3粗大誤差的判別與舍棄

 

2.2.4測量誤差的合成

 

2.3檢測系統基本特性

 

2.3.1檢測系統靜態特性

 

2.3.2檢測系統動態特性

 

思考題與習題

 

第3章溫度檢測

 

(46分鐘)

 

3.1概述

 

3.1.1溫度及其測量原理

 

3.1.2溫標及其表示方法

 

3.1.3測溫方式及其原理

 

3.2熱膨脹式測溫

 

3.2.1玻璃管液體溫度計

 

3.2.2雙金屬溫度計

 

3.2.3壓力式溫度計

 

3.3熱電偶測溫

 

3.3.1熱電偶測溫原理

 

3.3.2熱電偶的應用定則

 

3.3.3常用熱電偶種類

 

3.3.4熱電偶的冷端溫度補償

 

3.3.5熱電偶的結構

 

3.3.6熱電偶的測溫迴路

 

3.4熱電阻測溫

 

3.4.1熱電阻測溫原理

 

3.4.2常用熱電阻種類

 

3.4.3熱電阻的結構

 

3.4.4熱電阻測溫電路

 

3.4.5熱敏電阻

 

3.5集成溫度傳感器測溫

 

3.5.1集成溫度傳感器的基本工作原理

 

3.5.2電壓輸出型溫度傳感器

 

3.5.3電流輸出型集成溫度傳感器

 

3.6非接觸式測溫

 

3.6.1輻射溫度計

 

3.6.2亮度溫度計

 

3.6.3比色溫度計

 

3.7工程應用

 

3.7.1整機電路組成

 

3.7.2前向通道電路設計

 

思考題與習題

 

第4章壓力檢測

 

(68分鐘)

 

4.1概述

 

4.1.1壓力單位及表示方法

 

4.1.2壓力檢測方法及分類

 

4.2應變式壓力測量

 

4.2.1電阻應變片的工作原理

 

4.2.2電阻應變片的結構與種類

 

4.2.3應變片的特性

 

4.2.4電阻應變片的測量電路

 

4.2.5應變式壓力傳感器的應用

 

4.3壓阻式壓力測量

 

4.3.1壓阻式傳感器的工作原理

 

4.3.2壓阻式傳感器類型

 

4.3.3測量電路及溫度補償

 

4.3.4壓阻式壓力傳感器的應用

 

4.4電容式壓力測量

 

4.4.1電容器的結構及電容量

 

4.4.2單電容壓力傳感器

 

4.4.3差動式電容壓力傳感器

 

4.4.4電容式傳感器的測量電路

 

4.4.5電容式壓力傳感器的應用

 

4.5壓電式壓力測量

 

4.5.1壓電效應

 

4.5.2壓電式傳感器的測量電路

 

4.5.3壓電式壓力傳感器的應用

 

4.6集成式壓力測量

 

4.6.1壓阻式集成壓力傳感器

 

4.6.2電容式集成壓力傳感器

 

4.7壓力檢測儀表的使用

 

4.7.1測壓儀表的選用

 

4.7.2測壓儀表的連接

 

4.7.3測壓儀表的校驗

 

思考題與習題

 

第5章流量檢測

 

(38分鐘)

 

5.1概述

 

5.1.1流量的概念

 

5.1.2流量的檢測方法

 

5.2容積式流量計

 

5.2.1橢圓齒輪流量計

 

5.2.2腰輪流量計

 

5.2.3旋轉活塞流量計

 

5.2.4刮板流量計

 

5.2.5容積式流量計的應用

 

5.3差壓式流量計

 

5.3.1節流式流量計

 

5.3.2轉子流量計

 

5.4速度式流量計

 

5.4.1渦輪流量計

 

5.4.2電磁流量計

 

5.5質量流量計

 

5.5.1推導式質量流量測量

 

5.5.2直接式質量流量測量

 

5.6工程應用

 

5.6.1整機電路組成

 

5.6.2檢測電路

 

5.6.3檢測算法

 

思考題與習題

 

第6章物位檢測

 

(27分鐘)

 

6.1概述

 

6.1.1物位的定義

 

6.1.2常用物位檢測方法

 

6.2靜壓式液位計

 

6.2.1測量原理

 

6.2.2零點遷移

 

6.2.3安裝方式

 

6.3浮力式液位計

 

6.3.1鋼帶浮子式液位計

 

6.3.2磁浮子式液位計

 

6.3.3浮筒式液位計

 

6.4超聲波物位計

 

6.4.1聲波的組成

 

6.4.2測量原理

 

6.4.3應用舉例

 

6.5電容式物位計

 

6.5.1測量原理

 

6.5.2電容式液位計

 

6.5.3電容式料位計

 

6.5.4應用舉例

 

6.6射頻式物位計

 

6.7物位開關

 

6.7.1測量原理及分類

 

6.7.2微波式物位開關

 

6.7.3電導式物位開關

 

6.8工程應用

 

6.8.1系統概述

 

6.8.2硬件電路

 

6.8.3程序設計

 

思考題與習題

 

第7章成分分析檢測

 

(25分鐘)

 

7.1概述

 

7.1.1成分分析原理及分類

 

7.1.2自動分析儀表系統的構成

 

7.2熱導式氣體分析儀

 

7.2.1熱導率概念

 

7.2.2工作原理

 

7.3紅外式氣體分析儀

 

7.3.1工作原理

 

7.3.2應用舉例

 

7.4半導體氣敏傳感器

 

7.4.1概述

 

7.4.2工作原理

 

7.4.3應用舉例

 

7.5氧量分析儀

 

7.5.1工作原理

 

7.5.2工作條件及安裝方式

 

7.5.3應用舉例

 

7.6色譜分析儀

 

7.6.1工作原理

 

7.6.2應用舉例

 

7.7濕度檢測

 

7.7.1濕度的含義與表示方法

 

7.7.2乾濕球濕度計的工作原理

 

7.7.3汽車後窗自動除濕裝置

 

7.8工程應用

 

思考題與習題

 

第8章位移檢測

 

(60分鐘)

 

8.1概述

 

8.1.1位移傳感器的類型

 

8.1.2位移傳感器性能比較

 

8.2電容式位移測量

 

8.2.1工作原理

 

8.2.2測量電路

 

8.2.3應用舉例

 

8.3自感式位移測量

 

8.3.1測量原理

 

8.3.2差動式結構

 

8.3.3測量電路

 

8.3.4應用舉例

 

8.4互感式位移測量

 

8.4.1測量原理

 

8.4.2輸出特性

 

8.4.3測量電路

 

8.4.4應用舉例

 

8.5光柵式位移測量

 

8.5.1光柵的結構與種類

 

8.5.2工作原理

 

8.5.3辨向與細分電路

 

8.5.4應用舉例

 

思考題與習題

 

第9章轉速檢測

 

(38分鐘)

 

9.1概述

 

9.1.1轉速的定義

 

9.1.2轉速測量方法

 

9.2離心式轉速測量

 

9.3測速發電機

 

9.3.1結構與種類

 

9.3.2測速原理

 

9.4磁電式轉速測量

 

9.4.1電磁感應原理

 

9.4.2變磁通式磁電感應傳感器

 

9.5霍爾式轉速測量

 

9.5.1霍爾效應

 

9.5.2霍爾元件

 

9.5.3測量電路

 

9.6光電式轉速測量

 

9.6.1光電式傳感器

 

9.6.2測量電路

 

9.7旋轉編碼器式轉速測量

 

9.7.1結構與分類

 

9.7.2絕對編碼器

 

9.7.3增量編碼器

 

9.8工程應用

 

9.8.1M法測轉速

 

9.8.2T法測轉速

 

思考題與習題

 

第10章現代檢測技術

 

10.1虛擬儀器

 

10.1.1虛擬儀器概述

 

10.1.2虛擬儀器系統的構成及其特點

 

10.1.3虛擬儀器在測控系統中的應用

 

10.2軟測量技術

 

10.2.1軟測量技術概述

 

10.2.2軟測量技術的實現方法

 

10.2.3軟測量儀表的工業應用

 

10.3傳感器網絡

 

10.3.1傳感器網絡的定義和組成

 

10.3.2傳感器網絡的功能與特點

 

10.3.3傳感器網絡的關鍵技術

 

10.3.4傳感器網絡的延展和應用

 

10.4視覺檢測技術

 

10.4.1視覺檢測系統組成

 

10.4.2視覺檢測系統的應用

 

思考題與習題

 

附錄A常用鉑銠10鉑熱電偶（S型）E(t)分度表

 

附錄B鉑熱電阻（Pt100型）R(t)分度表

 

參考文獻