自動檢測技術及儀表控制系統（第二版）

《自動檢測技術及儀表控制系統（第二版）》是2005年化學工業出版社出版的圖書，作者是張毅、張寶芬、曹麗、彭黎輝。

基本介紹

• 書名：自動檢測技術及儀表控制系統（第二版）
• 作者：張毅、張寶芬、曹麗、彭黎輝
• 類別：本科電氣
• 出版社：化學工業出版社 
• 出版時間：2005年3月
• 頁數：288 頁
• 定價：29 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平膜
• ISBN：7-5025-6239-7

內容簡介

本書是有關過程參數檢測和自動化儀表系統的基礎理論和套用技術的教材。

全書分為五篇共20章。第一篇中第1、2章介紹檢測和儀表的基本知識及誤差分析方法，第3章介紹檢測技術基本方法；第二篇中第4章至第9章分別介紹溫度、壓力、流量、物位、機械量、成分分析等參數的檢測方法；第三篇中第10章介紹自動化儀表特性及發展，第11章至第14章分別介紹儀表系統中的變送、顯示、調節和執行等單元；第四篇中第15章、第16章分析和討論由儀表構成的計算機控制系統和現場匯流排控制系統的相關技術及其發展趨勢；第五篇中第17章至第20章介紹現代檢測與儀表技術。

本書作為高校自動化及相關專業的察罪道本科生教材，亦可滿足相關研究生和工程技術人員的需要。

目錄

第一篇朵少基礎知識引論

1緒論1

11檢測儀表控制系統1

111典型試櫻促檢測儀表控制系統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測量範圍、上下限及量程3

122零點遷移和量程遷移3

123靈敏度和解析度4

124誤差4

125精確度5

126滯環、死區和回差5

127重複性和再現性6

128可靠性6

13檢測儀表技術發展趨勢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、測量值與誤差的關係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隨機誤差機率及機率密度函式的性質11

252常態分配函式及其特徵點11

253置信區間與置信機率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想乘少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最小二乘法及其套用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套用20

2103最小二乘法在曲線擬合中的套用22

思體捆榆考題與習題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開環型檢測與閉環型檢測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強度變數檢測與容量變數檢測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檢市甩端提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多元承擔定境複合檢測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集成溫度感測器49

43非接觸式測溫49

431輻射測溫原理49

432輻射測溫儀表的基本組成及常用方法50

433輻射測溫儀表50

434輻射測溫儀表的表觀溫度52

44光纖溫度感測器53

441液晶光纖溫度感測器53

442螢光光纖溫度感測器53

443半導體光纖溫度感測器54

444光纖輻射溫度計54

45測溫實例55

451管道內流體溫度的測量55

452煙道中煙氣溫度的測量55

453非接觸法測量物體表面溫度56

思考題與習題56

5壓力檢測57

51壓力單位及壓力檢測方法57

511壓力的單位57

512壓力的幾種表示方法57

513壓力檢測的主要方法及分類58

52常用壓力檢測儀表59

521彈性壓力計59

522力平衡式壓力計62

523壓力感測器62

53測壓儀表的使用及壓力檢測系統66

531測壓儀表的使用66

532壓力檢測系統67

思考題與習題68

6流量檢測70

61流量檢測基本概念70

611流量的概念和單位70

612流量檢測方法及流量計分類70

62體積流量檢測方法72

621容積式流量計72

622差壓式流量計74

623速度式流量計83

63質量流量檢測方法87

631間接式質量流量測量方法87

632直接式質量流量計89

64流量標準裝置91

641液體流量標準裝置91

642氣體流量標準裝置92

思考題與習題93

7物位檢測94

71物位的定義及物位檢測儀表的分類94

712物位檢測儀表的分類94

72常用物位檢測儀表95

721靜壓式液位檢測儀表95

722浮力式物位檢測儀表97

723其他物位測量儀表99

73影響物位測量的因素102

731液位測量的特點102

732料位測量的特點103

733界位測量的特點103

思考題與習題103

8機械量檢測104

81模擬式位移檢測104

811電容式位移檢測方法104

812電感式位移檢測方法105

813差動變壓器位移檢測方法106

814光纖位移檢測方法107

82光學數字式位移檢測107

821光柵標尺107

822莫爾條紋標尺108

823雷射掃描測長與圖像檢測108

83轉速檢測109

831離心力檢測法109

832光電碼盤轉速檢測法109

833空間濾波器式檢測法110

84力的檢測方法111

841金屬應變元件111

842半導體應變元件112

843壓電效應112

844壓敏導電橡膠113

85加速度與振動檢測113

851加速度檢測原理113

852動電型振動檢測方法115

853微機械加速度感測元件116

思考題與習題116

9成分分析儀表117

91成分分析方法及分析系統的構成117

911成分分析方法及分類117

912自動分析系統的構成117

92幾種工業用成分分析儀表118

921熱導式氣體分析器118

922紅外線氣體分析器120

923氧化鋯氧分析器121

924氣相色譜儀123

925半導體氣敏感測器125

926工業酸度計128

93濕度的檢測130

931濕度的表示方法及濕度檢測的特點130

932乾濕球濕度計131

933電解質系濕敏感測器131

934陶瓷濕敏感測器132

935高分子聚合物濕敏感測器132

思考題與習題133

第三篇儀表系統分析

10儀表系統及其理論分析134

101儀表發展概況134

102常用儀表分類及特性135

1021常用儀表分類135

1022電動單元組合儀表及DDZⅡ型和DDZⅢ型儀表比較136

103儀表輸入輸出靜態特性分析137

1031輸入輸出特性分析137

1032儀表特性線性化處理分析138

104儀表系統建模139

1041時域模型139

1042頻域模型140

1043離散模型141

105儀表系統時域分析142

1051時域分析指標142

1052階躍擾動動態特性分析143

1053等速擾動動態特性分析143

106儀表系統頻域分析144

1061正弦擾動動態特性分析144

1062頻率回響Bode圖分析145

1063頻帶分析146

107混合儀表系統淺析147

1071混合儀表系統建模147

1072時域分析148

1073頻域分析148

思考題與習題149

11變送單元150

111常用變送器工作原理150

1111常用變送器結構分析150

1112力矩平衡式原理151

1113橋式電路原理151

1114差動方式原理152

112DDZⅢ型差壓變送器153

113DDZⅢ型溫度變送器156

1131直流毫伏輸入電路156

1132熱電偶輸入電路157

1133熱電阻輸入電路158

114新型變送器159

1141微電子式變送器159

1142數字式變送器160

思考題與習題161

12顯示單元162

121顯示儀表工作原理162

1211顯示儀表結構分析162

1212電位差計式自動平衡原理163

1213電橋式自動平衡原理163

1214差動變壓器式自動平衡原理164

122傳統顯示及記錄儀表164

1221電位差計式自動平衡顯示儀表164

1222電橋式自動平衡顯示儀表165

123數字式顯示及記錄儀表168

1231數字模擬混合記錄儀168

1232全數字式記錄儀170

思考題與習題171

13調節控制單元172

131常規控制規律172

1311典型控制系統172

1312基本控制規律173

1313常規控制規律174

1314實用PID控制規律的構成177

132調節器控制規律的實現179

1321DDZⅢ型調節器PID控制規律的實現179

1322數字式調節器控制規律的實現184

133常規調節器基本電路分析186

1331DDZⅢ型調節器基本電路分析186

1332數字式調節器基本電路分析187

134可程式序調節器189

1341可程式序調節器的工作原理189

1342程式控制規律的構成和實現191

135先進調節器192

1351增強型調節器192

1352改進型PID控制算法194

思考題與習題195

14執行單元197

141執行器工作原理197

1411執行器分類與比較197

1412執行器基本構成及工作原理197

142氣動執行器198

1421氣動執行器基本構成198

1422閥門定位器199

143電動執行器200

144調節閥201

1441調節閥工作原理201

1442調節閥結構及分類202

1443調節閥的流量特性204

1444調節閥的流量係數205

思考題與習題205

第四篇系統控制技術

15計算機儀表控制系統207

151儀表控制系統207

1511閉環迴路控制系統207

1512閉環迴路連續特性分析208

1513閉環迴路數位化離散分析208

1514閉環迴路控制系統網路化分析209

152計算機控制系統211

1521計算機控制系統的發展和評價211

1522集中控制系統212

1523集散控制系統212

1524分散式控制系統213

153計算機控制系統發展趨勢214

1531控制系統的控制網路化214

1532控制系統的系統扁平化215

思考題與習題216

16現場匯流排控制系統218

161現場匯流排控制系統的發展218

1611現場匯流排的產生218

1612現場匯流排系統的發展過程218

1613底層匯流排系統219

1614現場匯流排控制系統特徵220

162主要現場匯流排系統221

1621CAN匯流排系統221

1622LonWorks匯流排系統223

1623ProfiBus匯流排系統224

1624FF匯流排系統225

163現場匯流排控制系統227

1631現場匯流排單元設備227

1632現場匯流排控制系統結構228

1633現場匯流排系統集成與擴展229

164現場匯流排控制系統發展趨勢232

1641控制系統的組織重構化232

1642控制系統的工作協調化232

思考題與習題233

第五篇現代檢測與儀表技術

17虛擬儀器234

171虛擬儀器概念及發展234

172虛擬儀器結構和硬體模組235

173虛擬儀器的軟體技術237

思考題與習題239

18軟測量方法及技術240

181軟測量概述240

182基於統計方法的軟測量方法241

183基於狀態估計的軟測量方法243

184基於神經元網路技術的軟測量方法243

185軟測量方法套用實例244

思考題與習題248

19多感測器數據融合技術249

191多感測器數據融合概念249

192多感測器數據

31檢測方法及其基本概念24

311開環型檢測與閉環型檢測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強度變數檢測與容量變數檢測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多元複合檢測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集成溫度感測器49

43非接觸式測溫49

431輻射測溫原理49

432輻射測溫儀表的基本組成及常用方法50

433輻射測溫儀表50

434輻射測溫儀表的表觀溫度52

44光纖溫度感測器53

441液晶光纖溫度感測器53

442螢光光纖溫度感測器53

443半導體光纖溫度感測器54

444光纖輻射溫度計54

45測溫實例55

451管道內流體溫度的測量55

452煙道中煙氣溫度的測量55

453非接觸法測量物體表面溫度56

思考題與習題56

5壓力檢測57

51壓力單位及壓力檢測方法57

511壓力的單位57

512壓力的幾種表示方法57

513壓力檢測的主要方法及分類58

52常用壓力檢測儀表59

521彈性壓力計59

522力平衡式壓力計62

523壓力感測器62

53測壓儀表的使用及壓力檢測系統66

531測壓儀表的使用66

532壓力檢測系統67

思考題與習題68

6流量檢測70

61流量檢測基本概念70

611流量的概念和單位70

612流量檢測方法及流量計分類70

62體積流量檢測方法72

621容積式流量計72

622差壓式流量計74

623速度式流量計83

63質量流量檢測方法87

631間接式質量流量測量方法87

632直接式質量流量計89

64流量標準裝置91

641液體流量標準裝置91

642氣體流量標準裝置92

思考題與習題93

7物位檢測94

71物位的定義及物位檢測儀表的分類94

712物位檢測儀表的分類94

72常用物位檢測儀表95

721靜壓式液位檢測儀表95

722浮力式物位檢測儀表97

723其他物位測量儀表99

73影響物位測量的因素102

731液位測量的特點102

732料位測量的特點103

733界位測量的特點103

思考題與習題103

8機械量檢測104

81模擬式位移檢測104

811電容式位移檢測方法104

812電感式位移檢測方法105

813差動變壓器位移檢測方法106

814光纖位移檢測方法107

82光學數字式位移檢測107

821光柵標尺107

822莫爾條紋標尺108

823雷射掃描測長與圖像檢測108

83轉速檢測109

831離心力檢測法109

832光電碼盤轉速檢測法109

833空間濾波器式檢測法110

84力的檢測方法111

841金屬應變元件111

842半導體應變元件112

843壓電效應112

844壓敏導電橡膠113

85加速度與振動檢測113

851加速度檢測原理113

852動電型振動檢測方法115

853微機械加速度感測元件116

思考題與習題116

9成分分析儀表117

91成分分析方法及分析系統的構成117

911成分分析方法及分類117

912自動分析系統的構成117

92幾種工業用成分分析儀表118

921熱導式氣體分析器118

922紅外線氣體分析器120

923氧化鋯氧分析器121

924氣相色譜儀123

925半導體氣敏感測器125

926工業酸度計128

93濕度的檢測130

931濕度的表示方法及濕度檢測的特點130

932乾濕球濕度計131

933電解質系濕敏感測器131

934陶瓷濕敏感測器132

935高分子聚合物濕敏感測器132

思考題與習題133

第三篇儀表系統分析

10儀表系統及其理論分析134

101儀表發展概況134

102常用儀表分類及特性135

1021常用儀表分類135

1022電動單元組合儀表及DDZⅡ型和DDZⅢ型儀表比較136

103儀表輸入輸出靜態特性分析137

1031輸入輸出特性分析137

1032儀表特性線性化處理分析138

104儀表系統建模139

1041時域模型139

1042頻域模型140

1043離散模型141

105儀表系統時域分析142

1051時域分析指標142

1052階躍擾動動態特性分析143

1053等速擾動動態特性分析143

106儀表系統頻域分析144

1061正弦擾動動態特性分析144

1062頻率回響Bode圖分析145

1063頻帶分析146

107混合儀表系統淺析147

1071混合儀表系統建模147

1072時域分析148

1073頻域分析148

思考題與習題149

11變送單元150

111常用變送器工作原理150

1111常用變送器結構分析150

1112力矩平衡式原理151

1113橋式電路原理151

1114差動方式原理152

112DDZⅢ型差壓變送器153

113DDZⅢ型溫度變送器156

1131直流毫伏輸入電路156

1132熱電偶輸入電路157

1133熱電阻輸入電路158

114新型變送器159

1141微電子式變送器159

1142數字式變送器160

思考題與習題161

12顯示單元162

121顯示儀表工作原理162

1211顯示儀表結構分析162

1212電位差計式自動平衡原理163

1213電橋式自動平衡原理163

1214差動變壓器式自動平衡原理164

122傳統顯示及記錄儀表164

1221電位差計式自動平衡顯示儀表164

1222電橋式自動平衡顯示儀表165

123數字式顯示及記錄儀表168

1231數字模擬混合記錄儀168

1232全數字式記錄儀170

思考題與習題171

13調節控制單元172

131常規控制規律172

1311典型控制系統172

1312基本控制規律173

1313常規控制規律174

1314實用PID控制規律的構成177

132調節器控制規律的實現179

1321DDZⅢ型調節器PID控制規律的實現179

1322數字式調節器控制規律的實現184

133常規調節器基本電路分析186

1331DDZⅢ型調節器基本電路分析186

1332數字式調節器基本電路分析187

134可程式序調節器189

1341可程式序調節器的工作原理189

1342程式控制規律的構成和實現191

135先進調節器192

1351增強型調節器192

1352改進型PID控制算法194

思考題與習題195

14執行單元197

141執行器工作原理197

1411執行器分類與比較197

1412執行器基本構成及工作原理197

142氣動執行器198

1421氣動執行器基本構成198

1422閥門定位器199

143電動執行器200

144調節閥201

1441調節閥工作原理201

1442調節閥結構及分類202

1443調節閥的流量特性204

1444調節閥的流量係數205

思考題與習題205

第四篇系統控制技術

15計算機儀表控制系統207

151儀表控制系統207

1511閉環迴路控制系統207

1512閉環迴路連續特性分析208

1513閉環迴路數位化離散分析208

1514閉環迴路控制系統網路化分析209

152計算機控制系統211

1521計算機控制系統的發展和評價211

1522集中控制系統212

1523集散控制系統212

1524分散式控制系統213

153計算機控制系統發展趨勢214

1531控制系統的控制網路化214

1532控制系統的系統扁平化215

思考題與習題216

16現場匯流排控制系統218

161現場匯流排控制系統的發展218

1611現場匯流排的產生218

1612現場匯流排系統的發展過程218

1613底層匯流排系統219

1614現場匯流排控制系統特徵220

162主要現場匯流排系統221

1621CAN匯流排系統221

1622LonWorks匯流排系統223

1623ProfiBus匯流排系統224

1624FF匯流排系統225

163現場匯流排控制系統227

1631現場匯流排單元設備227

1632現場匯流排控制系統結構228

1633現場匯流排系統集成與擴展229

164現場匯流排控制系統發展趨勢232

1641控制系統的組織重構化232

1642控制系統的工作協調化232

思考題與習題233

第五篇現代檢測與儀表技術

17虛擬儀器234

171虛擬儀器概念及發展234

172虛擬儀器結構和硬體模組235

173虛擬儀器的軟體技術237

思考題與習題239

18軟測量方法及技術240

181軟測量概述240

182基於統計方法的軟測量方法241

183基於狀態估計的軟測量方法243

184基於神經元網路技術的軟測量方法243

185軟測量方法套用實例244

思考題與習題248

19多感測器數據融合技術249

191多感測器數據融合概念249

192多感測器數據