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目 录 1

第一篇检测技术基础 1

第一章检测技术概论 1

第一节概述 1

一、工业检测的目的 1

二、工业检测量的分类 2

三、工业检测的发展趋势 3

第二节信号及其分类 4

一、测量系统中的信号及其传递 4

二、模拟信号及其分析 6

一、干扰的种类 8

第三节干扰及其抑制 8

二、干扰的抑制 10

第四节测量装置的特性 13

一、静态特性 13

二、动态特性 16

第二章测量误差与数据处理基础 26

第一节测量误差及其分类 26

一、测量误差的定义 26

二、测量误差的分类 27

三、准确度、精密度、精确度 28

第二节 系统误差的消除方法 28

三、采用特殊测量法 29

一、消除产生误差的根源 29

二、对测量结果进行修正 29

第三节随机误差及其特性 33

一、随机误差的统计特性 33

二、随机误差的概率分布 34

第四节误差的综合 41

一、函数误差的基本关系式 42

二、系统误差的综合公式 42

三、随机误差的综合公式 44

第五节等精度测量结果的数据处理 46

一、被测量真值的最佳估计值 46

四、系统不确定度与随机不确定度的综合 46

二、测量误差的估计 48

三、测量结果的置信度 50

四、异常测量值的判别及其剔除 52

五、测量结果的表示方法与有效数字的处理原则 55

六、等精度测量的数据处理步骤 57

第六节不等精度测量结果的数据处理 59

一、权与加权平均值 59

二、加权平均值的标准偏差 61

三、不等精度测量的数据处理举例 62

一、力敏感型弹性元件 65

第一节弹性敏感元件的基本形式 65

第二篇检测变换原理 65

第一章弹性敏感元件 65

二、压力敏感型弹性元件 66

三、温度敏感型弹性元件 70

第二节弹性敏感元件的基本特性及误差 71

一、弹性敏感元件的基本特性 71

二、弹性敏感元件的误差 73

第二章电阻应变式传感器 74

第一节概述 74

第二节金属电阻应变片 75

一、电阻应变效应 75

二、结构与材料 76

三、基本特性 78

四、温度补偿 83

第三节应变式传感器 85

一、电阻应变片的选择与安装 85

二、测量电路 86

三、应变式传感器的应用 89

第三章电容式传感器 94

第一节 电容传感器的工作原理及静态特性 94

一、电容传感器的工作原理 94

二、电容传感器的静态特性 95

一、变压器电桥 102

第二节测量电路 102

二、运算检测电路 103

三、双T电桥电路 104

四、差动脉冲调宽电路 105

第三节 电容式差压变送器 107

一、测量部分的结构 107

二、工作原理分析 108

三、变换电路 111

第一节变磁阻式电感传感器 114

一、结构原理 114

第四章 电感式传感器 114

二、转换电路 119

三、零点残余电压及其补偿 123

第二节差动变压器 124

一、结构原理 124

二、测量电路 125

三、零点残余电压及其补偿 126

第三节电感传感器的应用 126

一、电感式纸页厚度测量仪 127

二、电感式差压变送器 127

一、热电效应 130

第二节热电偶 130

第五章热电传感器 130

第一节概述 130

二、热电偶回路基本法则 132

三、热电偶的种类及结构 135

四、热电偶测温的误差 141

第三节热电阻 142

一、金属热电阻 143

二、半导体热敏电阻 145

一、光电效应与光电器件 149

第二节光电器件 149

第一节概述 149

第六章光电传感器 149

二、光电器件的基本特性与参数 153

第三节测量电路 159

一、对测量电路的要求 159

二、常用光电转换电路 160

第四节光学系统 161

一、光学系统的功用与分类 161

二、光学测量回路的型式 166

三、光学系统的特性 167

第五节光电传感器的应用 168

一、光电折光仪 169

二、光电自动旋光计 170

第七章压电式传感器 172

第一节压电效应与压电材料 172

一、压电效应 172

二、压电材料 177

第二节测量电路 181

一、压电式传感器的等效电路 181

二、前置放大器 182

第三节压电式传感器的应用 186

一、力－电转换型压电传感器 186

二、谐振型压电传感器 188

第四节压电式传感器设计要点 190

一、压电元件的设计 190

二、结构设计中的几个问题 194

第八章气动传感器 198

第一节气动变换元件 198

一、喷嘴挡板机构 198

二、阀式机构 200

第二节信号放大与转换 202

一、气动放大器 202

二、气－电转换器 203

一、测量原理 205

第三节气动传感器 205

二、应用举例 207

第九章电化学传感器 211

第一节 电化学传感器基础知识 211

一、概述 211

二、电极电位和电池电动势 211

第二节电化学传感器的基本组成 214

一、电极 214

二、电解质 219

二、指示电极 220

一、测量原理 220

第三节电位型电化学传感器 220

三、影响测量精度的因素 222

四、应用 223

第四节电导型电化学传感器 226

一、测量原理 226

二、影响测量精度的因素 227

三、应用 229

第五节电流型电化学传感器 230

一、极限电流型电化学传感器 230

二、电量型电化学传感器 235

一、霍尔效应 238

第十章半导体传感器 238

第一节霍尔式传感器 238

二、霍尔元件 239

三、霍尔式传感器 240

第二节固态压阻式传感器 245

一、扩散型压阻器件的结构原理 246

二、压阻式传感器 247

第三节半导体气敏传感器 250

一、半导体气敏元件 250

二、半导体气敏传感器的应用 253

一、半导体陶瓷湿敏元件 254

第四节半导体湿敏传感器 254

二、测湿电路 258

三、应用举例 259

第五节半导体图象传感器 260

一、电荷耦合器件（CCD） 260

二、CCD图象传感器在检测技术中的应用 262

第十一章数字式传感器 270

第一节光栅传感器 270

一、测量原理 270

二、辨向原理 272

三、细分技术 273

四、计量光栅与莫尔条纹的类型 277

五、三光栅系统 279

第二节磁栅传感器 281

一、磁栅 281

二、磁头 281

三、检测电路 283

第三节感应同步器 285

一、结构与工作原理 285

二、鉴相型测量系统 287

三、鉴幅型测量系统 291

四、脉冲调宽型测量系统 295

五、感应同步器的误差 298

第四节振弦式传感器 299

一、工作原理 299

二、测量电路 301

第十二章激光、红外辐射与光纤检测技术 304

第一节激光检测 304

一、激光的形成原理 304

二、氦氖激光器 305

三、激光的特点 308

四、激光在检测技术中的应用 309

一、红外辐射及其特性 312

二、红外辐射检测的理论基础 312

第二节红外辐射检测 312

三、红外探测器 313

四、红外辐射在检测技术中的应用 314

第三节光纤检测技术 316

一、光导纤维 316

二、光纤传感器及其应用 317

第十三章微波、超声波与核辐射检测技术 322

第一节微波检测 322

一、微波基础知识 322

二、微波在检测技术中的应用 323

一、声学基础知识 324

第二节超声波检测 324

二、超声波及其物理性质 325

三、超声波探头 326

四、超声波在检测技术中的应用 327

第三节核辐射检测 329

一、核辐射的种类和性质 329

二、核辐射检测基础 329

三、核辐射检测装置的构成 330

四、核辐射检测应用示例 333

五、核辐射的防护 334

一、磁电式动圈测量机构的工作原理 336

第一节磁电式显示与记录仪表 336

第一章模拟式显示与记录仪表 336

第三篇显示与记录仪表 336

二、动圈式显示仪表 338

三、磁电系笔式记录仪 340

四、光线示波器 342

第二节自动平衡式显示与记录仪表 345

一、自动平衡式显示与记录仪表的基本工作原理 345

二、自动平衡电位差计 346

三、自动平衡电桥 351

四、差动变压器式自动平衡记录仪 354

五、X-Y函数记录仪 355

第三节磁带记录仪 358

一、工作原理 358

二、磁头与磁带 360

三、模拟记录方式 360

第二章数字显示技术及仪表 364

第一节概述 364

第二节模－数转换 365

一、电压反馈比较式A/D转换器及其集成芯片 365

二、双积分式A/D转换器及其集成芯片 373

三、其它类型的A/D转换器 379

一、模拟式非线性补偿法 384

第三节非线性补偿与标度变换 384

二、数字式非线性补偿法 386

三、标度变换 386

第四节带有微型计算机的数字式显示仪表 386

一、带有一般微型计算机的数字式显示仪表 386

二、带有单片微型计算机的数字式显示仪表 391

第三章计算机图形显示技术 395

第一节阴极射线管 395

第二节计算机图形显示原理 396

一、图形显示器 396

二、管头控制器与功能产生器 397

一、主偏转及其扫描方式 399

三、人机联系设备与显示控制器 399

第三节主偏转方式与偏转电路 399

二、磁偏转电路原理 400

第四节字符偏转与字符产生器 401

一、字符偏转 401

二、字符产生器 403

第五节矢量产生器与屏幕显示间隔控制 404

一、矢量产生器 404

二、自动间隔控制程序 405

第六节光笔的结构与工作原理 406

一、检测仪表的分类与组成 410

第一节检测仪表的基本知识 410

第四篇工业参数检测 410

第一章概述 410

二、检测仪表的品质指标 411

三、量值传递与仪表的校准 412

第二节 自动检测系统及其设计原则 415

一、开环测量系统与闭环测量系统 415

二、自动检测系统的基本设计原则 417

三、自动检测系统的基本设计步骤 419

第二章温度测量及仪表 422

第一节概述 422

一、热膨胀式温度计 423

第二节接触式测温仪表 423

二、压力式温度计 426

三、热电偶温度计 428

四、热电阻温度计 433

五、接触式测温仪表的使用与安装 435

第三节非接触式测温仪表 436

一、光学高温计 436

二、全辐射高温计 440

二、压力的单位 443

一、压力的概念 443

第一节概述 443

第三章压力测量及仪表 443

三、压力测量方法 444

四、压力测量的重要意义 445

第二节压力测量仪表 445

一、液柱式压力计 445

二、弹性式压力计 447

三、电测压力计 449

四、真空测量仪表 451

一、压力表的校验 454

第三节压力表的校验及安装 454

二、压力表安装注意事项 456

第四章流量测量及仪表 459

第一节概述 459

第二节流量测量方法 460

一、应用容积法测量流量 460

二、应用流体动压原理测量流量 461

三、应用流体振荡原理测量流量 461

四、应用超声波测量流量 463

五、应用量热法测量流量 463

六、质量流量测量方法 464

七、应用相关技术测量流量 464

一、差压式流量计 466

第三节流量测量仪表 466

二、转子流量计 472

三、涡轮流量计 475

四、电磁流量计 477

第五章物位测量及仪表 481

第一节物位测量方法 481

一、直读法 481

二、浮力法 482

三、静压法 484

第二节电容式物位计 485

一、测量原理 485

四、电磁法 485

五、其它测量方法 485

二、测量电路 487

第三节差压式液位计 488

一、气动差压变送器的结构原理 488

二、液位测量及量程迁移 489

第四节超声波、核辐射、微波与激光式物位测量仪表 491

一、超声波式物位测量仪表 491

二、核辐射式物位测量仪表 494

四、激光式物位计 496

三、微波式物位计 496

第六章工业分析仪表 499

第一节概述 499

第二节气体成分分析仪表 500

一、分类 500

二、热导式气体分析器 500

三、红外线气体分析器 504

第三节气相色谱仪 508

一、气相色谱仪的基本组成 508

二、分离原理 512

三、气相色谱仪的定性和定量分析 517

一、湿度及其表示方法 520

第四节湿度与水分测量 520

二、湿度测量 521

第七章 自动称量与自动分选 529

第一节概述 529

第二节自动称量装置 529

一、自动称量装置的基本组成 529

二、电子称重装置示例 533

三、称重误差分析 535

第三节自动分选机 537

一、自动分选机的基本组成 537

二、自动分选机举例 539