自動檢測技術及儀表控制系統（3版）

第一篇基礎知識引論
1緒論1
11檢測儀表控制系統1
111典型檢測儀表控制系統1
112檢測儀表控制系統結構分析2
12基本概念3
121測量范圍、上下限及量程3
122零點遷移和量程遷移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重復性和再現性6
128可靠性6
13檢測儀表技術發(fā)展趨勢7
思考題與習題7
2誤差分析基礎及測量不確定度8
21檢測精度8
22誤差分析的基本概念8
221真值、測量值與誤差的關系8
222幾種誤差的定義9
223測量的準確度與精密度9
23誤差原因分析9
24誤差分類10
25誤差的統計處理10
251隨機誤差概率及概率密度函數的性質11
252正態(tài)分布函數及其特征點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不等精度測量的加權及其誤差14
27誤差估計14
271平均值的誤差表示方法14
272平均值與標準偏差的無偏估計15
273測量次數少的誤差估計15
28粗大誤差檢驗16
29測量不確定度16
291測量不確定度的由來16
292測量不確定度的分類17
293測量不確定度的評定方法18
210最小二乘法及其應用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中的應用20
2103最小二乘法在曲線擬合中的應用22
思考題與習題23
3檢測技術及方法分析24
31檢測方法及其基本概念24
311開環(huán)型檢測與閉環(huán)型檢測24
312直接檢測與間接檢測25
313絕對檢測與比較檢測25
314偏差法與零位法25
315強度變量檢測與容量變量檢測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元件26
319主動探索與信息反饋型檢測27
32檢測系統模型與結構分析27
321檢測系統的基本功能27
322信號轉換模型與信號選擇性27
323檢測系統的結構分析28
33提高檢測精度的方法30
331時域信號選擇方法30
332頻域信號選擇方法30
34多元化檢測技術32
341多元檢測與檢測方程式32
342多元復合檢測33
343多元識別檢測34
344構造化檢測35
345多點時空檢測35
思考題與習題36
第二篇過程參數檢測技術
4溫度檢測37
41測溫方法及溫標37
411測溫原理及方法37
412溫標37
42接觸式測溫39
421熱電偶測溫39
422熱電阻測溫45
423集成溫度傳感器50
43非接觸式測溫51
431輻射測溫原理51
432輻射測溫儀表的基本組成及常用方法51
433輻射測溫儀表52
434輻射測溫儀表的表觀溫度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半導體光纖溫度傳感器55
444光纖輻射溫度計55
45測溫實例56
451管道內流體溫度的測量56
452煙道中煙氣溫度的測量56
453非接觸法測量物體表面溫度57
思考題與習題57
5壓力檢測59
51壓力單位及壓力檢測方法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壓力檢測的主要方法及分類60
52常用壓力檢測儀表61
521彈性壓力計61
522力平衡式壓力計64
523壓力傳感器64
53測壓儀表的使用及壓力檢測系統68
531測壓儀表的使用68
532壓力檢測系統69
思考題與習題70
6流量檢測72
61流量檢測基本概念72
611流量的概念和單位72
612流量測量涉及的流體力學基本概念72
613流量檢測方法及流量計分類74
62體積流量檢測方法76
621容積式流量計76
622差壓式流量計78
623速度式流量計88
63質量流量檢測方法92
631間接式質量流量測量方法92
632直接式質量流量計94
64流量標準裝置96
641液體流量標準裝置96
642氣體流量標準裝置97
思考題與習題98
7物位檢測99
71物位的定義及物位檢測儀表的分類99
711物位的定義99
712物位檢測儀表的分類99
72常用物位檢測儀表100
721靜壓式液位檢測儀表100
722浮力式物位檢測儀表102
723其他物位測量儀表104
73影響物位測量的因素108
731液位測量的特點108
732料位測量的特點108
733界位測量的特點109
思考題與習題109
8機械量檢測110
81模擬式位移檢測110
811電容式位移檢測方法110
812電感式位移檢測方法112
813差動變壓器位移檢測方法113
814光纖位移檢測方法114
82光學數字式位移檢測114
821光柵標尺114
822莫爾條紋標尺115
823激光掃描測長與圖像檢測115
83轉速檢測116
831離心力檢測法116
832光電碼盤轉速檢測法116
833空間濾波器式檢測法117
84力的檢測方法118
841金屬應變元件118
842半導體應變元件120
843壓電效應120
844壓敏導電橡膠121
85加速度與振動檢測121
851加速度檢測原理121
852動電型振動檢測方法124
853微機械加速度傳感元件125
思考題與習題125
9成分分析儀表126
91成分分析方法及分析系統的構成126
911成分分析方法及分類126
912自動分析系統的構成126
92幾種工業(yè)用成分分析儀表127
921熱導式氣體分析器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半導體氣敏傳感器134
926工業(yè)酸度計137
93濕度的檢測139
931濕度的表示方法及濕度檢測的特點139
932干濕球濕度計140
933電解質系濕敏傳感器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
思考題與習題142
第三篇儀表系統分析
10儀表系統及其理論分析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儀表系統建模148
1041時域模型148
1042頻域模型149
1043離散模型150
105儀表系統時域分析151
1051時域分析指標151
1052階躍擾動動態(tài)特性分析152
1053等速擾動動態(tài)特性分析152
106儀表系統頻域分析153
1061正弦擾動動態(tài)特性分析153
1062頻率響應Bode圖分析154
1063頻帶分析155
107混合儀表系統淺析156
1071混合儀表系統建模156
1072時域分析157
1073頻域分析157
思考題與習題158
11變送單元159
111常用變送器工作原理159
1111常用變送器結構分析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數字式變送器169
思考題與習題170
12顯示單元171
121顯示儀表工作原理171
1211顯示儀表結構分析171
1212電位差計式自動平衡原理172
1213電橋式自動平衡原理172
1214差動變壓器式自動平衡原理173
122傳統顯示及記錄儀表173
1221電位差計式自動平衡顯示儀表173
1222電橋式自動平衡顯示儀表174
123數字式顯示及記錄儀表177
1231數字模擬混合記錄儀177
1232全數字式記錄儀179
思考題與習題180
13調節(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實用PID控制規(guī)律的構成186
132調節(jié)器控制規(guī)律的實現188
1321DDZⅢ型調節(jié)器PID控制規(guī)律的實現188
1322數字式調節(jié)器控制規(guī)律的實現193
133常規(guī)調節(jié)器基本電路分析195
1331DDZⅢ型調節(jié)器基本電路分析195
1332數字式調節(jié)器基本電路分析196
134可編程序調節(jié)器198
1341可編程序調節(jié)器的工作原理198
1342程序控制規(guī)律的構成和實現200
135先進調節(jié)器201
1351增強型調節(jié)器201
1352改進型PID控制算法203
思考題與習題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)行器基本構成及工作原理206
142氣動執(zhí)行器207
1421氣動執(zhí)行器基本構成207
1422閥門定位器208
143電動執(zhí)行器209
144調節(jié)閥210
1441調節(jié)閥工作原理210
1442調節(jié)閥結構及分類211
1443調節(jié)閥的流量特性213
1444調節(jié)閥的流量系數214
思考題與習題214
第四篇系統控制技術
15計算機儀表控制系統216
151儀表控制系統216
1511閉環(huán)回路控制系統216
1512閉環(huán)回路連續(xù)特性分析217
1513閉環(huán)回路數字化離散分析217
1514閉環(huán)回路控制系統網絡化分析218
152計算機控制系統220
1521計算機控制系統的發(fā)展和評價220
1522集中控制系統221
1523集散控制系統221
1524分布式控制系統222
153計算機控制系統發(fā)展趨勢223
1531控制系統的控制網絡化223
1532控制系統的系統扁平化224
思考題與習題225
16現場總線控制系統227
161現場總線控制系統的發(fā)展227
1611現場總線的產生227
1612現場總線系統的發(fā)展過程227
1613底層總線系統228
1614現場總線控制系統特征229
162主要現場總線系統230
1621CAN總線系統230
1622LonWorks總線系統232
1623ProfiBus總線系統233
1624FF總線系統234
163現場總線控制系統236
1631現場總線單元設備236
1632現場總線控制系統結構237
1633現場總線系統集成與擴展238
164現場總線控制系統發(fā)展趨勢241
1641控制系統的組織重構化241
1642控制系統的工作協調化241
思考題與習題242
第五篇現代檢測與儀表技術
17虛擬儀器243
171虛擬儀器概念及發(fā)展243
172虛擬儀器結構和硬件模塊244
173虛擬儀器的軟件技術246
思考題與習題248
18軟測量方法及技術249
181軟測量概述249
182基于統計方法的軟測量方法250
183基于狀態(tài)估計的軟測量方法252
184基于神經元網絡技術的軟測量方法252
185軟測量方法應用實例253
思考題與習題257
19多傳感器數據融合技術258
191多傳感器數據融合概念258
192多傳感器數據融合框架259
1921多傳感器數據融合中的傳感器工作方式259
1922多傳感器數據融合結構261
193多傳感器數據融合算法262
1931基于Kalman濾波的多傳感器數據融合方法262
1932基于貝葉斯決策的多傳感器數據融合方法266
1933基于DS證據論的多傳感器數據融合方法267
194多傳感器數據融合應用實例270
思考題與習題272
20傳感器網絡273
201傳感器網絡的產生與發(fā)展273
2011傳感器網絡273
2012傳感器網絡的構成274
2013傳感器網絡的發(fā)展274
202傳感器網絡功能與特點275
2021傳感器網絡主要功能275
2022傳感器網絡主要特點276
203傳感器網絡關鍵技術277
2031自組織網絡體系結構277
2032自組織路由算法278
2033信道接入技術279
2034電源管理技術279
2035微型化技術279
2036檢測與數據融合技術279
204傳感器網絡的延展和應用280
2041物聯網280
2042車聯網282
2043傳感器網絡應用案例分析283
思考題與習題288
參考文獻289