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绪论1

第一篇 检测技术的理论基础第1章 检测的基础知识3

1.1 信号概述3

1.1.1 信号的定义与分类3

1.1.2 信号的分析6

1.2 测量方法6

1.2.1 直接测量和间接测量7

1.2.2 偏差式测量、零位式测量和微差式测量7

1.3 检测仪表与检测系统的组成8

1.4 检测仪表的性能指标10

1.4.1 精度10

1.4.2 稳定性10

1.4.3 测量范围和量程11

1.4.4 仪表的输入、输出特性11

1.5 测量数据处理方法16

1.5.1 静态测量数据处理方法16

1.5.2 测量误差的估计和处理19

1.5.3 测量误差的合成与分配23

1.5.4 测量数据处理24

1.5.5 自动检测仪表的动态误差29

第2章 检测信号的获取33

2.1 传感器概述33

2.1.1 传感器的定义及其重要性33

2.1.2 传感器的组成33

2.1.3 传感器的分类34

2.1.4 传感器的特性36

2.1.5 传感器的发展趋势37

2.2 电阻式传感元件38

2.2.1 电阻应变式传感元件38

2.2.2 热电阻式传感元件43

2.3 电感式传感元件43

2.3.1 自感式传感元件44

2.3.2 互感式传感元件44

2.3.3 电涡流式传感元件45

2.4 电容式传感元件47

2.4.1 电容式传感元件的工作原理47

2.4.2 电容式传感元件的类型与应用47

2.5 热电偶式传感元件50

2.5.1 热电偶的测温原理50

2.5.2 热电偶的结构类型53

2.5.3 热电偶的冷端温度误差及补偿54

2.6 霍尔式传感元件56

2.6.1 霍尔式传感元件的工作原理56

2.6.2 霍尔式传感元件的应用57

2.7 光电式传感元件59

2.7.1 常用光电器件的工作原理及特点60

2.7.2 光电式传感器的应用62

2.8 压电式传感元件65

2.8.1 工作原理65

2.8.2 压电材料66

2.9 超声波传感元件66

2.9.1 超声波的传输特性66

2.9.2 超声波换能器67

2.9.3 超声波传感器的应用68

2.10 光纤式传感器70

2.10.1 光导纤维及其导光原理70

2.10.2 光纤传感器的类型71

2.10.3 光纤传感器的应用举例72

2.11 振弦式频率传感器74

2.11.1 结构与工作原理74

2.11.2 频率测量方案75

2.11.3 振弦式传感器应用举例76

2.12 光栅式传感器77

2.12.1 光栅的种类77

2.12.2 光栅的基本工作原理81

2.12.3 莫尔条纹的形成原理和特点81

2.12.4 光栅传感器的结构和工作原理82

第3章 检测信号的转换与处理87

3.1 电桥87

3.1.1 直流电矫87

3.1.2 交流电桥91

3.1.3 平衡电桥93

3.2 调制与解调93

3.2.1 调幅与其解调94

3.2.2 调频与其解调99

3.3 滤波器104

3.3.1 理想滤波器104

3.3.2 实际滤波器105

3.3.3 常用带通滤波器的类型109

3.4 模拟／数字转换110

3.4.1 D/A转换器111

3.4.2 A/D转换器114

第4章 检测信号的输出119

4.1 概述119

4.2 动圈式磁电指示机构119

4.3 数字显示系统120

4.3.1 计数器120

4.3.2 译码器120

4.3.3 数码显示器120

4.3.4 图像显示器122

第二篇 地质工程典型参数的检测第5章 压力检测124

5.1 概述124

5.1.1 压力的定义124

5.1.2 压力的计量单位125

5.1.3 压力测量分类125

5.2 常用的压力传感器125

5.2.1 应变式压力传感器126

5.2.2 压阻式压力传感器128

5.2.3 压电式压力传感器129

5.2.4 振弦式压力传感器129

5.3 应变片式力参量测量方法130

5.3.1 应力状态与应力计算130

5.3.2 测量各种力参量时的贴片和接桥方法131

第6章 流量流速检测138

6.1 节流式流量计138

6.2 转子流量计139

6.3 涡街流量计140

6.4 电磁流量计140

6.4.1 工作原理140

6.4.2 电磁流量计的构成141

6.5 质量流量计145

6.6 涡轮式流量计146

6.6.1 涡轮流量计的结构146

6.6.2 涡轮流量计原理147

6.6.3 特点和应用147

6.7 超声波流量计148

第7章 钻孔弯曲与地层水平位移测量149

7.1 概述149

7.2 钻孔轨迹的基本要素150

7.3 钻孔弯曲测量的原理151

7.3.1 顶角测量原理151

7.3.2 方位角测量原理153

7.4 常用测斜仪154

7.4.1 JXY-2型磁针测斜仪154

7.4.2 JJX-3型磁针测斜仪154

7.4.3 JDL-1型陀螺测斜仪157

7.4.4 CX系列测斜仪158

7.4.5 磁场强度传感器161

7.5 钻孔轨迹的绘制162

7.5.1 均角全距法162

7.5.2 曲率半径法162

第三篇 地质工程测试系统第8章 现代测试系统164

8.1 概述164

8.1.1 智能仪器164

8.1.2 自动测试系统165

8.1.3 虚拟仪器165

8.2 现代测试系统的基本组成165

第9章 灌浆自动检测系统167

9.1 LJ灌浆测控系统组成167

9.2 传感器与单片机的接口与编程168

9.2.1 硬件接口168

9.2.2 接口编程169

9.3 LJ灌浆测控系统现场安装170

第10章 测井系统171

10.1 JGS-1智能工程测井系统组成与功能171

10.1.1 JGS-1主机171

10.1.2 绞车及绞车控制器172

10.1.3 探管173

10.2 JGS-1智能测井系统工作原理179

10.2.1 系统结构179

10.2.2 系统工作原理180

10.3 JGS-1智能测井系统应用182

10.4 数字式全景钻孔摄像系统182

10.4.1 系统的总体结构183

10.4.3 基本原理185

10.4.4 应用186

10.5 随钻测量187

10.5.1 传输系统190

10.5.2 随钻测量传感器194

10.5.3 随钻测井系统介绍199

10.5.4 随钻测井资料的应用201

第11章 钻孔漏失与流速流向仪202

11.1 钻孔漏失测量概述202

11.1.1 用测漏仪及流速流向仪研究漏失层202

11.1.2 研究漏失层的物探方法202

11.2 钻孔流速流向仪的结构与工作原理206

11.3 电路工作原理207

11.3.1 磁电转换电路207

11.3.2 流向判别显示电路210

11.4 流速流向仪的应用211

11.4.1 一次混合抽水试验测分层出水量211

11.4.2 测定各含水层的互补关系212

11.4.3 在勘探钻孔中测漏（涌）214

11.4.4 压水试验215

第12章 边坡自动化监测系统216

12.1 同轴电缆形变TDR监测系统217

12.1.1 TDR技术的基本原理217

12.1.2 TDR检测系统构成219

12.1.3 软件系统设计222

12.1.4 现场应用222

12.2 自动化边坡监测系统223

12.2.1 传感部分223

12.2.2 监测数据的存储与远距离发送225

12.2.3 系统的集成方法225

12.3 无线GPRS/CDMA自动化数据采集系统226

参考文献228