自动检测技术及仪表控制系统（第二版）

第一篇基础知识引论 1绪论1 11检测仪表控制系统1 111典型检测仪表控制系统1 112检测仪表控制系统结构分析2 12基本概念3 121测量范围、上下限及量程3 122零点迁移和量程迁移3 123灵敏度和分辨率4 124误差4 125精确度5 126滞环、死区和回差5 127重复性和再现性6 128可靠性6 13检测仪表技术发展趋势7 思考题与习题7 2误差分析基础及测量不确定度8 21检测精度8 22误差分析的基本概念8 221真值、测量值与误差的关系8 222几种误差的定义9 223测量的准确度与精密度9 23误差原因分析9 24误差分类10 25误差的统计处理10 251随机误差概率及概率密度函数的性质11 252正态分布函数及其特征点11 253置信区间与置信概率12 26误差传递法则13 261误差传递法则13 262不等精度测量的加权及其误差14 27误差估计14 271平均值的误差表示方法14 272平均值与标准偏差的无偏估计15 273测量次数少的误差估计15 28粗大误差检验16 29测量不确定度16 291测量不确定度的由来16 292测量不确定度的分类17 293测量不确定度的评定方法18 210最小二乘法及其应用20 2101最小二乘法原理20 2102最小二乘法在多元间接检测中的应用20 2103最小二乘法在曲线拟合中的应用22 思考题与习题23 3检测技术及方法分析24 31检测方法及其基本概念24 311开环型检测与闭环型检测24 312直接检测与间接检测25 313绝对检测与比较检测25 314偏差法与零位法25 315强度变量检测与容量变量检测26 316微差法26 317替换法26 318能量变换与能量控制型检测元件26 319主动探索与信息反馈型检测27 32检测系统模型与结构分析27 321检测系统的基本功能27 322信号转换模型与信号选择性27 323检测系统的结构分析28 33提高检测精度的方法30 331时域信号选择方法30 332频域信号选择方法30 34多元化检测技术32 341多元检测与检测方程式32 342多元复合检测33 343多元识别检测34 344构造化检测35 345多点时空检测35 思考题与习题36 第二篇过程参数检测技术 4温度检测37 41测温方法及温标37 411测温原理及方法37 412温标37 42接触式测温39 421热电偶测温39 422热电阻测温45 423集成温度传感器49 43非接触式测温49 431辐射测温原理49 432辐射测温仪表的基本组成及常用方法50 433辐射测温仪表50 434辐射测温仪表的表观温度52 44光纤温度传感器53 441液晶光纤温度传感器53 442荧光光纤温度传感器53 443半导体光纤温度传感器54 444光纤辐射温度计54 45测温实例55 451管道内流体温度的测量55 452烟道中烟气温度的测量55 453非接触法测量物体表面温度56 思考题与习题56 5压力检测57 51压力单位及压力检测方法57 511压力的单位57 512压力的几种表示方法57 513压力检测的主要方法及分类58 52常用压力检测仪表59 521弹性压力计59 522力平衡式压力计62 523压力传感器62 53测压仪表的使用及压力检测系统66 531测压仪表的使用66 532压力检测系统67 思考题与习题68 6流量检测70 61流量检测基本概念70 611流量的概念和单位70 612流量检测方法及流量计分类70 62体积流量检测方法72 621容积式流量计72 622差压式流量计74 623速度式流量计83 63质量流量检测方法87 631间接式质量流量测量方法87 632直接式质量流量计89 64流量标准装置91 641液体流量标准装置91 642气体流量标准装置92 思考题与习题93 7物位检测94 71物位的定义及物位检测仪表的分类94 712物位检测仪表的分类94 72常用物位检测仪表95 721静压式液位检测仪表95 722浮力式物位检测仪表97 723其他物位测量仪表99 73影响物位测量的因素102 731液位测量的特点102 732料位测量的特点103 733界位测量的特点103 思考题与习题103 8机械量检测104 81模拟式位移检测104 811电容式位移检测方法104 812电感式位移检测方法105 813差动变压器位移检测方法106 814光纤位移检测方法107 82光学数字式位移检测107 821光栅标尺107 822莫尔条纹标尺108 823激光扫描测长与图像检测108 83转速检测109 831离心力检测法109 832光电码盘转速检测法109 833空间滤波器式检测法110 84力的检测方法111 841金属应变元件111 842半导体应变元件112 843压电效应112 844压敏导电橡胶113 85加速度与振动检测113 851加速度检测原理113 852动电型振动检测方法115 853微机械加速度传感元件116 思考题与习题116 9成分分析仪表117 91成分分析方法及分析系统的构成117 911成分分析方法及分类117 912自动分析系统的构成117 92几种工业用成分分析仪表118 921热导式气体分析器118 922红外线气体分析器120 923氧化锆氧分析器121 924气相色谱仪123 925半导体气敏传感器125 926工业酸度计128 93湿度的检测130 931湿度的表示方法及湿度检测的特点130 932干湿球湿度计131 933电解质系湿敏传感器131 934陶瓷湿敏传感器132 935高分子聚合物湿敏传感器132 思考题与习题133 第三篇仪表系统分析 10仪表系统及其理论分析134 101仪表发展概况134 102常用仪表分类及特性135 1021常用仪表分类135 1022电动单元组合仪表及DDZⅡ型和DDZⅢ型仪表比较136 103仪表输入输出静态特性分析137 1031输入输出特性分析137 1032仪表特性线性化处理分析138 104仪表系统建模139 1041时域模型139 1042频域模型140 1043离散模型141 105仪表系统时域分析142 1051时域分析指标142 1052阶跃扰动动态特性分析143 1053等速扰动动态特性分析143 106仪表系统频域分析144 1061正弦扰动动态特性分析144 1062频率响应Bode图分析145 1063频带分析146 107混合仪表系统浅析147 1071混合仪表系统建模147 1072时域分析148 1073频域分析148 思考题与习题149 11变送单元150 111常用变送器工作原理150 1111常用变送器结构分析150 1112力矩平衡式原理151 1113桥式电路原理151 1114差动方式原理152 112DDZⅢ型差压变送器153 113DDZⅢ型温度变送器156 1131直流毫伏输入电路156 1132热电偶输入电路157 1133热电阻输入电路158 114新型变送器159 1141微电子式变送器159 1142数字式变送器160 思考题与习题161 12显示单元162 121显示仪表工作原理162 1211显示仪表结构分析162 1212电位差计式自动平衡原理163 1213电桥式自动平衡原理163 1214差动变压器式自动平衡原理164 122传统显示及记录仪表164 1221电位差计式自动平衡显示仪表164 1222电桥式自动平衡显示仪表165 123数字式显示及记录仪表168 1231数字模拟混合记录仪168 1232全数字式记录仪170 思考题与习题171 13调节控制单元172 131常规控制规律172 1311典型控制系统172 1312基本控制规律173 1313常规控制规律174 1314实用PID控制规律的构成177 132调节器控制规律的实现179 1321DDZⅢ型调节器PID控制规律的实现179 1322数字式调节器控制规律的实现184 133常规调节器基本电路分析186 1331DDZⅢ型调节器基本电路分析186 1332数字式调节器基本电路分析187 134可编程序调节器189 1341可编程序调节器的工作原理189 1342程序控制规律的构成和实现191 135先进调节器192 1351增强型调节器192 1352改进型PID控制算法194 思考题与习题195 14执行单元197 141执行器工作原理197 1411执行器分类与比较197 1412执行器基本构成及工作原理197 142气动执行器198 1421气动执行器基本构成198 1422阀门定位器199 143电动执行器200 144调节阀201 1441调节阀工作原理201 1442调节阀结构及分类202 1443调节阀的流量特性204 1444调节阀的流量系数205 思考题与习题205 第四篇系统控制技术 15计算机仪表控制系统207 151仪表控制系统207 1511闭环回路控制系统207 1512闭环回路连续特性分析208 1513闭环回路数字化离散分析208 1514闭环回路控制系统网络化分析209 152计算机控制系统211 1521计算机控制系统的发展和评价211 1522集中控制系统212 1523集散控制系统212 1524分布式控制系统213 153计算机控制系统发展趋势214 1531控制系统的控制网络化214 1532控制系统的系统扁平化215 思考题与习题216 16现场总线控制系统218 161现场总线控制系统的发展218 1611现场总线的产生218 1612现场总线系统的发展过程218 1613底层总线系统219 1614现场总线控制系统特征220 162主要现场总线系统221 1621CAN总线系统221 1622LonWorks总线系统223 1623ProfiBus总线系统224 1624FF总线系统225 163现场总线控制系统227 1631现场总线单元设备227 1632现场总线控制系统结构228 1633现场总线系统集成与扩展229 164现场总线控制系统发展趋势232 1641控制系统的组织重构化232 1642控制系统的工作协调化232 思考题与习题233 第五篇现代检测与仪表技术 17虚拟仪器234 171虚拟仪器概念及发展234 172虚拟仪器结构和硬件模块235 173虚拟仪器的软件技术237 思考题与习题239 18软测量方法及技术240 181软测量概述240 182基于统计方法的软测量方法241 183基于状态估计的软测量方法243 184基于神经元网络技术的软测量方法243 185软测量方法应用实例244 思考题与习题248 19多传感器数据融合技术249 191多传感器数据融合概念249 192多传感器数据融合框架250 1921多传感器数据融合中的传感器工作方式250 1922多传感器数据融合结构252 193多传感器数据融合算法253 1931基于Kalman滤波的多传感器数据融合方法253 1932基于贝叶斯决策的多传感器数据融合方法257 1933基于DS证据论的多传感器数据融合方法258 194多传感器数据融合应用实例261 思考题与习题263 20传感器网络264 201传感器网络的产生与发展264 2011传感器网络264 2012传感器网络的构成265 2013传感器网络的发展265 202传感器网络功能与特点266 2021传感器网络主要功能266 2022传感器网络主要特点267 203传感器网络关键技术268 2031自组织网络体系结构268 2032自组织路由算法269 2033信道接入技术270 2034电源管理技术270 2035微型化技术270 2036检测与数据融合技术270 204传感器网络典型应用271 2041动物习性监测271 2042智能交通系统272 思考题与习题273 参考文献274