自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)（3版）

第一篇基礎(chǔ)知識(shí)引論
1緒論1
11檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)1
111典型檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)1
112檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析2
12基本概念3
121測(cè)量范圍、上下限及量程3
122零點(diǎn)遷移和量程遷移3
123靈敏度和分辨率4
124誤差4
125精確度5
126滯環(huán)、死區(qū)和回差5
127重復(fù)性和再現(xiàn)性6
128可靠性6
13檢測(cè)儀表技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)7
思考題與習(xí)題7
2誤差分析基礎(chǔ)及測(cè)量不確定度8
21檢測(cè)精度8
22誤差分析的基本概念8
221真值、測(cè)量值與誤差的關(guān)系8
222幾種誤差的定義9
223測(cè)量的準(zhǔn)確度與精密度9
23誤差原因分析9
24誤差分類10
25誤差的統(tǒng)計(jì)處理10
251隨機(jī)誤差概率及概率密度函數(shù)的性質(zhì)11
252正態(tài)分布函數(shù)及其特征點(diǎn)11
253置信區(qū)間與置信概率12
26誤差傳遞法則13
261誤差傳遞法則13
262不等精度測(cè)量的加權(quán)及其誤差14
27誤差估計(jì)14
271平均值的誤差表示方法14
272平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差的無偏估計(jì)15
273測(cè)量次數(shù)少的誤差估計(jì)15
28粗大誤差檢驗(yàn)16
29測(cè)量不確定度16
291測(cè)量不確定度的由來16
292測(cè)量不確定度的分類17
293測(cè)量不確定度的評(píng)定方法18
210最小二乘法及其應(yīng)用20
2101最小二乘法原理20
2102最小二乘法在多元間接檢測(cè)中的應(yīng)用20
2103最小二乘法在曲線擬合中的應(yīng)用22
思考題與習(xí)題23
3檢測(cè)技術(shù)及方法分析24
31檢測(cè)方法及其基本概念24
311開環(huán)型檢測(cè)與閉環(huán)型檢測(cè)24
312直接檢測(cè)與間接檢測(cè)25
313絕對(duì)檢測(cè)與比較檢測(cè)25
314偏差法與零位法25
315強(qiáng)度變量檢測(cè)與容量變量檢測(cè)26
316微差法26
317替換法26
318能量變換與能量控制型檢測(cè)元件26
319主動(dòng)探索與信息反饋型檢測(cè)27
32檢測(cè)系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)分析27
321檢測(cè)系統(tǒng)的基本功能27
322信號(hào)轉(zhuǎn)換模型與信號(hào)選擇性27
323檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析28
33提高檢測(cè)精度的方法30
331時(shí)域信號(hào)選擇方法30
332頻域信號(hào)選擇方法30
34多元化檢測(cè)技術(shù)32
341多元檢測(cè)與檢測(cè)方程式32
342多元復(fù)合檢測(cè)33
343多元識(shí)別檢測(cè)34
344構(gòu)造化檢測(cè)35
345多點(diǎn)時(shí)空檢測(cè)35
思考題與習(xí)題36
第二篇過程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)
4溫度檢測(cè)37
41測(cè)溫方法及溫標(biāo)37
411測(cè)溫原理及方法37
412溫標(biāo)37
42接觸式測(cè)溫39
421熱電偶測(cè)溫39
422熱電阻測(cè)溫45
423集成溫度傳感器50
43非接觸式測(cè)溫51
431輻射測(cè)溫原理51
432輻射測(cè)溫儀表的基本組成及常用方法51
433輻射測(cè)溫儀表52
434輻射測(cè)溫儀表的表觀溫度54
44光纖溫度傳感器54
441液晶光纖溫度傳感器55
442熒光光纖溫度傳感器55
443半導(dǎo)體光纖溫度傳感器55
444光纖輻射溫度計(jì)55
45測(cè)溫實(shí)例56
451管道內(nèi)流體溫度的測(cè)量56
452煙道中煙氣溫度的測(cè)量56
453非接觸法測(cè)量物體表面溫度57
思考題與習(xí)題57
5壓力檢測(cè)59
51壓力單位及壓力檢測(cè)方法59
511壓力的單位59
512壓力的幾種表示方法59
513壓力檢測(cè)的主要方法及分類60
52常用壓力檢測(cè)儀表61
521彈性壓力計(jì)61
522力平衡式壓力計(jì)64
523壓力傳感器64
53測(cè)壓儀表的使用及壓力檢測(cè)系統(tǒng)68
531測(cè)壓儀表的使用68
532壓力檢測(cè)系統(tǒng)69
思考題與習(xí)題70
6流量檢測(cè)72
61流量檢測(cè)基本概念72
611流量的概念和單位72
612流量測(cè)量涉及的流體力學(xué)基本概念72
613流量檢測(cè)方法及流量計(jì)分類74
62體積流量檢測(cè)方法76
621容積式流量計(jì)76
622差壓式流量計(jì)78
623速度式流量計(jì)88
63質(zhì)量流量檢測(cè)方法92
631間接式質(zhì)量流量測(cè)量方法92
632直接式質(zhì)量流量計(jì)94
64流量標(biāo)準(zhǔn)裝置96
641液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置96
642氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置97
思考題與習(xí)題98
7物位檢測(cè)99
71物位的定義及物位檢測(cè)儀表的分類99
711物位的定義99
712物位檢測(cè)儀表的分類99
72常用物位檢測(cè)儀表100
721靜壓式液位檢測(cè)儀表100
722浮力式物位檢測(cè)儀表102
723其他物位測(cè)量儀表104
73影響物位測(cè)量的因素108
731液位測(cè)量的特點(diǎn)108
732料位測(cè)量的特點(diǎn)108
733界位測(cè)量的特點(diǎn)109
思考題與習(xí)題109
8機(jī)械量檢測(cè)110
81模擬式位移檢測(cè)110
811電容式位移檢測(cè)方法110
812電感式位移檢測(cè)方法112
813差動(dòng)變壓器位移檢測(cè)方法113
814光纖位移檢測(cè)方法114
82光學(xué)數(shù)字式位移檢測(cè)114
821光柵標(biāo)尺114
822莫爾條紋標(biāo)尺115
823激光掃描測(cè)長與圖像檢測(cè)115
83轉(zhuǎn)速檢測(cè)116
831離心力檢測(cè)法116
832光電碼盤轉(zhuǎn)速檢測(cè)法116
833空間濾波器式檢測(cè)法117
84力的檢測(cè)方法118
841金屬應(yīng)變?cè)?18
842半導(dǎo)體應(yīng)變?cè)?20
843壓電效應(yīng)120
844壓敏導(dǎo)電橡膠121
85加速度與振動(dòng)檢測(cè)121
851加速度檢測(cè)原理121
852動(dòng)電型振動(dòng)檢測(cè)方法124
853微機(jī)械加速度傳感元件125
思考題與習(xí)題125
9成分分析儀表126
91成分分析方法及分析系統(tǒng)的構(gòu)成126
911成分分析方法及分類126
912自動(dòng)分析系統(tǒng)的構(gòu)成126
92幾種工業(yè)用成分分析儀表127
921熱導(dǎo)式氣體分析器127
922紅外線氣體分析器129
923氧化鋯氧分析器130
924氣相色譜儀132
925半導(dǎo)體氣敏傳感器134
926工業(yè)酸度計(jì)137
93濕度的檢測(cè)139
931濕度的表示方法及濕度檢測(cè)的特點(diǎn)139
932干濕球濕度計(jì)140
933電解質(zhì)系濕敏傳感器140
934陶瓷濕敏傳感器141
935高分子聚合物濕敏傳感器141
思考題與習(xí)題142
第三篇儀表系統(tǒng)分析
10儀表系統(tǒng)及其理論分析143
101儀表發(fā)展概況143
102常用儀表分類及特性144
1021常用儀表分類144
1022電動(dòng)單元組合儀表及DDZⅡ型和DDZⅢ型儀表比較145
103儀表輸入輸出靜態(tài)特性分析146
1031輸入輸出特性分析146
1032儀表特性線性化處理分析147
104儀表系統(tǒng)建模148
1041時(shí)域模型148
1042頻域模型149
1043離散模型150
105儀表系統(tǒng)時(shí)域分析151
1051時(shí)域分析指標(biāo)151
1052階躍擾動(dòng)動(dòng)態(tài)特性分析152
1053等速擾動(dòng)動(dòng)態(tài)特性分析152
106儀表系統(tǒng)頻域分析153
1061正弦擾動(dòng)動(dòng)態(tài)特性分析153
1062頻率響應(yīng)Bode圖分析154
1063頻帶分析155
107混合儀表系統(tǒng)淺析156
1071混合儀表系統(tǒng)建模156
1072時(shí)域分析157
1073頻域分析157
思考題與習(xí)題158
11變送單元159
111常用變送器工作原理159
1111常用變送器結(jié)構(gòu)分析159
1112力矩平衡式原理160
1113橋式電路原理160
1114差動(dòng)方式原理161
112DDZⅢ型差壓變送器162
113DDZⅢ型溫度變送器165
1131直流毫伏輸入電路165
1132熱電偶輸入電路166
1133熱電阻輸入電路167
114新型變送器168
1141微電子式變送器168
1142數(shù)字式變送器169
思考題與習(xí)題170
12顯示單元171
121顯示儀表工作原理171
1211顯示儀表結(jié)構(gòu)分析171
1212電位差計(jì)式自動(dòng)平衡原理172
1213電橋式自動(dòng)平衡原理172
1214差動(dòng)變壓器式自動(dòng)平衡原理173
122傳統(tǒng)顯示及記錄儀表173
1221電位差計(jì)式自動(dòng)平衡顯示儀表173
1222電橋式自動(dòng)平衡顯示儀表174
123數(shù)字式顯示及記錄儀表177
1231數(shù)字模擬混合記錄儀177
1232全數(shù)字式記錄儀179
思考題與習(xí)題180
13調(diào)節(jié)控制單元181
131常規(guī)控制規(guī)律181
1311典型控制系統(tǒng)181
1312基本控制規(guī)律182
1313常規(guī)控制規(guī)律183
1314實(shí)用PID控制規(guī)律的構(gòu)成186
132調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)188
1321DDZⅢ型調(diào)節(jié)器PID控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)188
1322數(shù)字式調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)193
133常規(guī)調(diào)節(jié)器基本電路分析195
1331DDZⅢ型調(diào)節(jié)器基本電路分析195
1332數(shù)字式調(diào)節(jié)器基本電路分析196
134可編程序調(diào)節(jié)器198
1341可編程序調(diào)節(jié)器的工作原理198
1342程序控制規(guī)律的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)200
135先進(jìn)調(diào)節(jié)器201
1351增強(qiáng)型調(diào)節(jié)器201
1352改進(jìn)型PID控制算法203
思考題與習(xí)題204
14執(zhí)行單元206
141執(zhí)行器工作原理206
1411執(zhí)行器分類與比較206
1412執(zhí)行器基本構(gòu)成及工作原理206
142氣動(dòng)執(zhí)行器207
1421氣動(dòng)執(zhí)行器基本構(gòu)成207
1422閥門定位器208
143電動(dòng)執(zhí)行器209
144調(diào)節(jié)閥210
1441調(diào)節(jié)閥工作原理210
1442調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)及分類211
1443調(diào)節(jié)閥的流量特性213
1444調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)214
思考題與習(xí)題214
第四篇系統(tǒng)控制技術(shù)
15計(jì)算機(jī)儀表控制系統(tǒng)216
151儀表控制系統(tǒng)216
1511閉環(huán)回路控制系統(tǒng)216
1512閉環(huán)回路連續(xù)特性分析217
1513閉環(huán)回路數(shù)字化離散分析217
1514閉環(huán)回路控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化分析218
152計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)220
1521計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展和評(píng)價(jià)220
1522集中控制系統(tǒng)221
1523集散控制系統(tǒng)221
1524分布式控制系統(tǒng)222
153計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)223
1531控制系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)化223
1532控制系統(tǒng)的系統(tǒng)扁平化224
思考題與習(xí)題225
16現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)227
161現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的發(fā)展227
1611現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生227
1612現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的發(fā)展過程227
1613底層總線系統(tǒng)228
1614現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)特征229
162主要現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)230
1621CAN總線系統(tǒng)230
1622LonWorks總線系統(tǒng)232
1623ProfiBus總線系統(tǒng)233
1624FF總線系統(tǒng)234
163現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)236
1631現(xiàn)場(chǎng)總線單元設(shè)備236
1632現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)237
1633現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成與擴(kuò)展238
164現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)241
1641控制系統(tǒng)的組織重構(gòu)化241
1642控制系統(tǒng)的工作協(xié)調(diào)化241
思考題與習(xí)題242
第五篇現(xiàn)代檢測(cè)與儀表技術(shù)
17虛擬儀器243
171虛擬儀器概念及發(fā)展243
172虛擬儀器結(jié)構(gòu)和硬件模塊244
173虛擬儀器的軟件技術(shù)246
思考題與習(xí)題248
18軟測(cè)量方法及技術(shù)249
181軟測(cè)量概述249
182基于統(tǒng)計(jì)方法的軟測(cè)量方法250
183基于狀態(tài)估計(jì)的軟測(cè)量方法252
184基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的軟測(cè)量方法252
185軟測(cè)量方法應(yīng)用實(shí)例253
思考題與習(xí)題257
19多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)258
191多傳感器數(shù)據(jù)融合概念258
192多傳感器數(shù)據(jù)融合框架259
1921多傳感器數(shù)據(jù)融合中的傳感器工作方式259
1922多傳感器數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)261
193多傳感器數(shù)據(jù)融合算法262
1931基于Kalman濾波的多傳感器數(shù)據(jù)融合方法262
1932基于貝葉斯決策的多傳感器數(shù)據(jù)融合方法266
1933基于DS證據(jù)論的多傳感器數(shù)據(jù)融合方法267
194多傳感器數(shù)據(jù)融合應(yīng)用實(shí)例270
思考題與習(xí)題272
20傳感器網(wǎng)絡(luò)273
201傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展273
2011傳感器網(wǎng)絡(luò)273
2012傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成274
2013傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展274
202傳感器網(wǎng)絡(luò)功能與特點(diǎn)275
2021傳感器網(wǎng)絡(luò)主要功能275
2022傳感器網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)276
203傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)277
2031自組織網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)277
2032自組織路由算法278
2033信道接入技術(shù)279
2034電源管理技術(shù)279
2035微型化技術(shù)279
2036檢測(cè)與數(shù)據(jù)融合技術(shù)279
204傳感器網(wǎng)絡(luò)的延展和應(yīng)用280
2041物聯(lián)網(wǎng)280
2042車聯(lián)網(wǎng)282
2043傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例分析283
思考題與習(xí)題288
參考文獻(xiàn)289