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50

43非接触式测温51

431辐射测温原理51

432辐射测温仪表的基本组成及常用方法51

433辐射测温仪表52

434辐射测温仪表的表观温度54

44光纤温度传感器54

441液晶光纤温度传感器55

442荧光光纤温度传感器55

443半导体光纤温度传感器55

444光纤辐射温度计55

45测温实例56

451管道内流体温度的测量56

452烟道中烟气温度的测量56

453非接触法测量物体表面温度57

思考题与习题57

5压力检测59

51压力单位及压力检测方法59

511压力的单位59

512压力的几种表示方法59

513压力检测的主要方法及分类60

52常用压力检测仪表61

521弹性压力计61

522力平衡式压力计64

523压力传感器64

53测压仪表的使用及压力检测系统68

531测压仪表的使用68

532压力检测系统69

思考题与习题70

6流量检测72

61流量检测基本概念72

611流量的概念和单位72

612流量测量涉及的流体力学基本概念72

613流量检测方法及流量计分类74

62体积流量检测方法76

621容积式流量计76

622差压式流量计78

623速度式流量计88

63质量流量检测方法92

631间接式质量流量测量方法92

632直接式质量流量计94

64流量标准装置96

641液体流量标准装置96

642气体流量标准装置97

思考题与习题98

7物位检测99

71物位的定义及物位检测仪表的分类99

711物位的定义99

712物位检测仪表的分类99

72常用物位检测仪表100

721静压式液位检测仪表100

722浮力式物位检测仪表102

723其他物位测量仪表104

73影响物位测量的因素108

731液位测量的特点108

732料位测量的特点108

733界位测量的特点109

思考题与习题109

8机械量检测110

81模拟式位移检测110

811电容式位移检测方法110

812电感式位移检测方法112

813差动变压器位移检测方法113

814光纤位移检测方法114

82光学数字式位移检测114

821光栅标尺114

822莫尔条纹标尺115

823激光扫描测长与图像检测115

83转速检测116

831离心力检测法116

832光电码盘转速检测法116

833空间滤波器式检测法117

84力的检测方法118

841金属应变元件118

842半导体应变元件120

843压电效应120

844压敏导电橡胶121

85加速度与振动检测121

851加速度检测原理121

852动电型振动检测方法124

853微机械加速度传感元件125

思考题与习题125

9成分分析仪表126

91成分分析方法及分析系统的构成126

911成分分析方法及分类126

912自动分析系统的构成126

92几种工业用成分分析仪表127

921热导式气体分析器127

922红外线气体分析器129

923氧化锆氧分析器130

924气相色谱仪132

925半导体气敏传感器134

926工业酸度计137

93湿度的检测139

931湿度的表示方法及湿度检测的特点139

932干湿球湿度计140

933电解质系湿敏传感器140

934陶瓷湿敏传感器141

935高分子聚合物湿敏传感器141

思考题与习题142

第三篇仪表系统分析

10仪表系统及其理论分析143

101仪表发展概况143

102常用仪表分类及特性144

1021常用仪表分类144

1022电动单元组合仪表及DDZⅡ型和DDZⅢ型仪表比较145

103仪表输入输出静态特性分析146

1031输入输出特性分析146

1032仪表特性线性化处理分析147

104仪表系统建模148

1041时域模型148

1042频域模型149

1043离散模型150

105仪表系统时域分析151

1051时域分析指标151

1052阶跃扰动动态特性分析152

1053等速扰动动态特性分析152

106仪表系统频域分析153

1061正弦扰动动态特性分析153

1062频率响应Bode图分析154

1063频带分析155

107混合仪表系统浅析156

1071混合仪表系统建模156

1072时域分析157

1073频域分析157

思考题与习题158

11变送单元159

111常用变送器工作原理159

1111常用变送器结构分析159

1112力矩平衡式原理160

1113桥式电路原理160

1114差动方式原理161

112DDZⅢ型差压变送器162

113DDZⅢ型温度变送器165

1131直流毫伏输入电路165

1132热电偶输入电路166

1133热电阻输入电路167

114新型变送器168

1141微电子式变送器168

1142数字式变送器169

思考题与习题170

12显示单元171

121显示仪表工作原理171

1211显示仪表结构分析171

1212电位差计式自动平衡原理172

1213电桥式自动平衡原理172

1214差动变压器式自动平衡原理173

122传统显示及记录仪表173

1221电位差计式自动平衡显示仪表173

1222电桥式自动平衡显示仪表174

123数字式显示及记录仪表177

1231数字模拟混合记录仪177

1232全数字式记录仪179

思考题与习题180

13调节控制单元181

131常规控制规律181

1311典型控制系统181

1312基本控制规律182

1313常规控制规律183

1314实用PID控制规律的构成186

132调节器控制规律的实现188

1321DDZⅢ型调节器PID控制规律的实现188

1322数字式调节器控制规律的实现193

133常规调节器基本电路分析195

1331DDZⅢ型调节器基本电路分析195

1332数字式调节器基本电路分析196

134可编程序调节器198

1341可编程序调节器的工作原理198

1342程序控制规律的构成和实现200

135先进调节器201

1351增强型调节器201

1352改进型PID控制算法203

思考题与习题204

14执行单元206

141执行器工作原理206

1411执行器分类与比较206

1412执行器基本构成及工作原理206

142气动执行器207

1421气动执行器基本构成207

1422阀门定位器208

143电动执行器209

144调节阀210

1441调节阀工作原理210

1442调节阀结构及分类211

1443调节阀的流量特性213

1444调节阀的流量系数214

思考题与习题214

第四篇系统控制技术

15计算机仪表控制系统216

151仪表控制系统216

1511闭环回路控制系统216

1512闭环回路连续特性分析217

1513闭环回路数字化离散分析217

1514闭环回路控制系统网络化分析218

152计算机控制系统220

1521计算机控制系统的发展和评价220

1522集中控制系统221

1523集散控制系统221

1524分布式控制系统222

153计算机控制系统发展趋势223

1531控制系统的控制网络化223

1532控制系统的系统扁平化224

思考题与习题225

16现场总线控制系统227

161现场总线控制系统的发展227

1611现场总线的产生227

1612现场总线系统的发展过程227

1613底层总线系统228

1614现场总线控制系统特征229

162主要现场总线系统230

1621CAN总线系统230

1622LonWorks总线系统232

1623ProfiBus总线系统233

1624FF总线系统234

163现场总线控制系统236

1631现场总线单元设备236

1632现场总线控制系统结构237

1633现场总线系统集成与扩展238

164现场总线控制系统发展趋势241

1641控制系统的组织重构化241

1642控制系统的工作协调化241

思考题与习题242

第五篇现代检测与仪表技术

17虚拟仪器243

171虚拟仪器概念及发展243

172虚拟仪器结构和硬件模块244

173虚拟仪器的软件技术246

思考题与习题248

18软测量方法及技术249

181软测量概述249

182基于统计方法的软测量方法250

183基于状态估计的软测量方法252

184基于神经元网络技术的软测量方法252

185软测量方法应用实例253

思考题与习题257

19多传感器数据融合技术258

191多传感器数据融合概念258

192多传感器数据融合框架259

1921多传感器数据融合中的传感器工作方式259

1922多传感器数据融合结构261

193多传感器数据融合算法262

1931基于Kalman滤波的多传感器数据融合方法262

1932基于贝叶斯决策的多传感器数据融合方法266

1933基于DS证据论的多传感器数据融合方法267

194多传感器数据融合应用实例270

思考题与习题272

20传感器网络273

201传感器网络的产生与发展273

2011传感器网络273

2012传感器网络的构成274

2013传感器网络的发展274

202传感器网络功能与特点275

2021传感器网络主要功能275

2022传感器网络主要特点276

203传感器网络关键技术277

2031自组织网络体系结构277

2032自组织路由算法278

2033信道接入技术279

2034电源管理技术279

2035微型化技术279

2036检测与数据融合技术279

204传感器网络的延展和应用280

2041物联网280

2042车联网282

2043传感器网络应用案例分析283

思考题与习题288

参考文献289 2100433B