本书旨在全面介绍智能检测技术与仪表领域的基本原理及典型应用,全书共分13章,第1章主要介绍了检测技术的基本知识与智能检测系统的基本组成;第2~9章分别介绍了各种常用传感器的基本原理与应用,主要包括热敏传感器、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、光电与光纤传感器、数字化传感器、智能传感器等;第10章介绍了模拟与数字仪表的设计及应用;第11、12章分别介绍了智能仪器与虚拟仪器技术;最后一章介绍了智能检测领域的主要新技术。书后还附有一些主要章节的习题。
本书图文并茂,突出了与工程应用技术相关的主要内容,并含有大量的应用实例。本书可作为高等学校自动化专业及测试计量技术及仪器专业的教材或参考书使用,也可供有关专业人员参考。
样章试读
目录
- 前言
第1章 检测技术基础
1.1 基础知识
1.1.1 概述
1.1.2 检测仪表的品质指标
1.1.3 量值传递与仪表的校准
1.2 测量误差与数据处理基础
1.2.1 测量误差及其分类
1.2.2 系统误差的消除方法
1.2.3 随机误差及其估算
1.2.4 测量误差的合成及最小二乘法的应用
1.2.5 测量结果的数据处理
1.3 智能检测系统
1.3.1 智能检测系统中的传感器
1.3.2 数据采集
1.3.3 输入输出通道处理电路
1.3.4 智能检测系统中的软件
第2章 热敏元件、温度传感器及应用
2.1 热电偶
2.1.1 热电效应
2.1.2 热电偶的基本法则
2.1.3 热电偶冷端温度及其补偿
2.2 热电阻
2.2.1 铂电阻
2.2.2 铜热电阻
2.2.3 其他热电阻
2.3 热敏电阻
2.3.1 NTC 热敏电阻的温度特性
2.3.2 NTC 热敏电阻的温度系数
2.3.3 伏安特性U=f(I)
2.3.4 NTC 热敏电阻的安时特性
第3章 应变式电阻传感器及应用
3.1 应变式电阻传感器的工作原理
3.2 测量电路
3.2.1 直流电桥
3.2.2 交流电桥
3.3 应变式传感器的温度特性
3.3.1 使应变片产生热输出的因素
3.3.2 电阻应变片的温度补偿方法
3.4 应变式电阻传感器的应用
3.4.1 几种常见的弹性元件的应变值ε与外作用力F之间的关系
3.4.2 应变式电阻传感器的应用
第4章 电感式传感器及应用
4.1 变磁阻式传感器
4.1.1 工作原理
4.1.2 输出特性
4.1.3 测量电路
4.1.4 变磁阻式传感器的应用
4.2 差动变压器式传感器
4.2.1 工作原理
4.2.2 基本特性
4.2.3 差动变压器式传感器测量电路
4.2.4 差动变压式传感器的应用
4.3 电涡流式传感器
4.3.1 工作原理
4.3.2 基本特性
4.3.3 电涡流形成范围
4.3.4 电涡流式传感器的应用
第5章 电容式传感器及应用
5.1 电容式传感器的工作原理和结构
5.1.1 变极距型电容传感器
5.1.2 变面积型电容式传感器
5.1.3 变介质型电容式传感器
5.2 电容式传感器的灵敏度和非线性
5.3 电容式传感器的信号调节电路
5.3.1 运算放大器式电路
5.3.2 电桥电路
5.4 电容器式传感器的应用
5.4.1 电容式位移传感器
5.4.2 电容式荷重传感器
5.4.3 电容式压力传感器
第6章 压电传感器及应用
6.1 压电效应
6.1.1 压电材料的主要特性参数
6.1.2 压电晶体的压电效应
6.1.3 压电陶瓷的压电效应
6.2 压电方程
6.2.1 电场为零
6.2.2 应力为零
6.3 电荷放大器
6.3.1 电荷放大器的输出电压
6.3.2 实际电荷放大器的运算误差
6.3.3 电荷放大器的下限截止频率
6.3.4 电荷放大器的噪声及漂移特性
6.4 压电传感器的应用
6.4.1 压电水下声学接收换能器—— 水听器
6.4.2 压电式加速度传感器
6.4.3 压电式压力传感器
第7章 光电与光纤传感器及应用
7.1 光电效应
7.1.1 外光电效应
7.1.2 内光电效应
7.2 光敏电阻
7.2.1 光敏电阻的原理和结构
7.2.2 光敏电阻的主要参数和基本特性
7.2.3 光敏电阻与负载的匹配
7.3 光电池
7.3.1 光电池的结构原理
7.3.2 基本特性
7.3.3 光电池的转换效率及最佳负载匹配
7.4 光敏二极管和光敏三极管
7.4.1 光敏管的结构和工作原理
7.4.2 光敏管的基本特性
7.4.3 光敏晶体电路的分析方法
7.5 光电传感器的类型及应用
7.5.1 光电传感器的类型
7.5.2 应用
7.6 光纤传感器
7.6.1 光导纤维导光的基本原理
7.6.2 光纤传感器及其应用
第8章 集成化与数字化传感器及应用
8.1 集成传感器
8.1.1 概述
8.1.2 集成压阻式传感器
8.1.3 集成霍尔式传感器
8.2 数字传感器
8.2.1 概述
8.2.2 振弦式传感器
8.2.3 压电式谐振传感器
第9章 智能传感器及应用
9.1 概述
9.2 智能传感器的系统构成与实现途径
9.2.1 智能传感器的系统构成
9.2.2 智能传感器的实现途径
9.3 智能传感器实例—— 基于DS18B20 的智能数字温度传感器
9.3.1 DS18B20 简介
9.3.2 DS18B20 数字温度计
9.3.3 DS18B20 补偿热电偶冷端的数字温度计
9.4 智能传感器的最新标准
第10章 模拟及数字式仪表
10.1 模拟式显示仪表
10.1.1 动圈式显示仪表
10.1.2 自动平衡电位差计
10.1.3 自动平衡电桥
10.2 数字式显示仪表
10.2.1 概述
10.2.2 数字式显示仪表构成原理
10.2.3 数字显示仪表举例—— 热电偶数字温度表
第11章 智能仪器及应用
11.1 概述
11.1.1 智能仪器的工作原理
11.1.2 智能仪器的特点
11.1.3 智能仪器的基本结构
11.1.4 智能仪器的发展现状
11.2 数据采集
11.3 数据处理
11.3.1 误差处理算法
11.3.2 抗干扰和数字滤波
11.3.3 智能仪器的自校准
11.4 智能仪器的人机接口
11.5 智能仪器的发展趋势
第12章 虚拟仪器
12.1 虚拟仪器概述
12.2 LabVIEW 简介
12.3 数据采集原理
12.3.1 被测信号的实时采集
12.3.2 数据采集卡的性能指标
12.3.3 DAQ 板卡功能及应用
12.4 典型控制算法在虚拟仪器中的实现
12.4.1 数字PID 控制算法原理
12.4.2 基于位置式PID 算法的转盘转速控制系统
第13章 智能检测新技术
13.1 网络智能传感器技术
13.1.1 概述
13.1.2 智能传感器网络化的实现
13.1.3 网络化智能传感器技术标准IEEE1451
13.2 多传感器信息融合技术
13.2.1 概述
13.2.2 基本原理
13.2.3 多传感器信息融合的应用实例
13.3 软测量技术简介
13.3.1 概述
13.3.2 软测量技术的构成要素
13.3.3 软测量技术的实现与应用
思考题与练习题
主要参考文献