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1 检测技术基础 1

1.1 检测技术的基本概念 1

1.2 检测仪表的基本概念 1

1.2.1 检测仪表的定义 1

1.2.2 检测仪表的分类 4

1.2.3 检测仪表的基本性能 7

1.3 测量误差的理论基础 12

1.3.1 测量误差的分类及产生原因 13

1.3.2 误差的估计和评价处理方法 16

1.3.3 消除和减少误差的一般方法 25

思考题与习题 27

参考文献 28

2 检测技术与检测元件 29

2.1 检测技术的原理与方法 29

2.1.1 自然规律与检测技术 29

2.1.2 基础效应 31

2.1.3 参数检测的一般方法 32

2.2 机械式检测元件 34

2.2.1 弹性式检测元件 34

2.2.2 其他机械式检测元件 40

2.3 电阻式检测元件 42

2.3.1 应变式检测元件 42

2.3.2 热电阻式检测元件 49

2.3.3 其他电阻式检测元件 51

2.4 电容式检测元件 55

2.4.1 电容式检测元件的工作原理 55

2.4.2 电容元件的结构和特性 56

2.4.3 电容式检测元件的温度补偿及其抗干扰 59

2.5 热电式检测元件 60

2.5.1 热电偶检测元件 60

2.5.2 晶体管温度检测元件 63

2.6 压电式检测元件 65

2.6.1 压电效应与压电材料 65

2.6.2 压电式检测元件的等效电路 67

2.6.3 压电式检测元件的误差 68

2.7 光电式检测元件 69

2.7.1 光电效应 69

2.7.2 光电器件的基本特性 70

2.7.3 光敏元件及特性 71

2.8 磁电式检测元件 77

2.8.1 磁电感应式检测元件 77

2.8.2 霍尔检测元件 82

2.9 磁弹性式检测元件 85

2.9.1 磁弹性效应 85

2.9.2 磁弹性式检测元件的结构及工作原理 86

2.10 核辐射式检测元件 89

2.10.1 放射源 89

2.10.2 探测器 90

2.10.3 核辐射式检测元件的误差 94

思考题与习题 94

参考文献 95

3 检测仪表 96

3.1 检测仪表的构成和设计方法 96

3.1.1 检测仪表的组成和检测系统的结构形式 96

3.1.2 检测仪表的设计方法 97

3.1.3 检测仪表中常见的信号变换方法 112

3.2 温度检测仪表 132

3.2.1 概述 132

3.2.2 热电偶温度计 135

3.2.3 热电阻温度计 143

3.2.4 其他接触式温度检测仪表 146

3.2.5 非接触式温度检测仪表 151

3.3 压力检测仪表 157

3.3.1 概述 157

3.3.2 液体压力计 159

3.3.3 弹性式压力检测仪表 162

3.3.4 电远传式压力检测仪表 164

3.3.5 物性型压力传感器 174

3.3.6 压力检测仪表的使用 177

3.4 物位检测仪表 183

3.4.1 概述 183

3.4.2 静压式液位计 184

3.4.3 浮力式液位计 188

3.4.4 电容式物位计 191

3.4.5 超声波物位计 193

3.4.6 其他物位计 196

3.4.7 物位检测的使用 202

3.5 流量检测仪表 203

3.5.1 概述 203

3.5.2 节流式流量计 205

3.5.3 转子流量计 219

3.5.4 涡街流量计 222

3.5.5 电磁流量计 225

3.5.6 容积式流量计 229

3.5.7 质量流量计 232

3.5.8 其他流量计 235

3.6 气体成分分析仪表 242

3.6.1 概述 242

3.6.2 氧量分析仪 243

3.6.3 热导式气体分析仪 245

3.6.4 红外式气体分析仪 248

3.6.5 色谱仪 251

3.7 机械量测量仪表 257

3.7.1 概述 257

3.7.2 位移测量仪表 258

3.7.3 厚度测量仪表 261

3.7.4 力测量仪表 264

3.7.5 转矩测量仪表 264

3.7.6 振动与加速度测量仪表 266

3.7.7 转速表 268

3.8 变送器 269

3.8.1 变送器的共性问题 269

3.8.2 差压变送器 275

3.8.3 温度变送器 280

3.8.4 智能变送器 289

3.9 显示记录仪表与装置 294

3.9.1 概述 294

3.9.2 模拟式显示及记录仪表 296

3.9.3 数字式显示及记录仪表 312

3.10 检测仪表的检定 320

3.10.1 检测仪表检定的一般要求和方法 320

3.10.2 检测仪表的检定 328

思考题与习题 339

参考文献 341

4 检测技术中的信息处理与传输技术 343

4.1 信息论基础 343

4.1.1 信息的概念 343

4.1.2 信息论研究的内容 347

4.1.3 信息论发展简况 349

4.2 自动检测中的信号处理技术 351

4.2.1 测量系统的信号与噪声 351

4.2.2 随机信号的处理方法和统计特征量 352

4.2.3 基于随机处理的参数检测方法 360

4.3 自动检测与控制系统中的信息传输 361

4.3.1 信息传输系统的构成 362

4.3.2 模拟信息的调制 365

4.3.3 数字信息的调制 373

4.4 信息传输标准化与国际规范 380

4.4.1 信息传输的标准化 380

4.4.2 现场总线数字通讯规范 384

思考题与习题 385

参考文献 386

5 现代检测技术 387

5.1 软测量技术 387

5.1.1 软测量技术的概念 387

5.1.2 软测量技术的实现方法 388

5.1.3 软测量技术应用举例 400

5.2 图像检测系统 402

5.2.1 图像检测系统的构成及设备 403

5.2.2 图像的描述 407

5.2.3 数字图像处理技术 410

5.3 智能检测与虚拟仪器 425

5.3.1 智能检测 425

5.3.2 虚拟仪器检测技术 431

思考题与习题 438

参考文献 439

附录1 热电偶的分度表 440

附录2 主要热电偶的参考函数和逆函数 458

附录3 热电阻分度表 462

附录4 压力单位换算表 466

附录5 节流件和管道常用材质的热膨胀系数λ·106[mm/（mm·℃）] 467