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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