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目 录1

第一篇检测技术基础1

第一章检测技术概论1

第一节概述1

一、工业检测的目的1

二、工业检测量的分类2

三、工业检测的发展趋势3

第二节信号及其分类4

一、测量系统中的信号及其传递4

二、模拟信号及其分析6

一、干扰的种类8

第三节干扰及其抑制8

二、干扰的抑制10

第四节测量装置的特性13

一、静态特性13

二、动态特性16

第二章测量误差与数据处理基础26

第一节测量误差及其分类26

一、测量误差的定义26

二、测量误差的分类27

三、准确度、精密度、精确度28

第二节 系统误差的消除方法28

三、采用特殊测量法29

一、消除产生误差的根源29

二、对测量结果进行修正29

第三节随机误差及其特性33

一、随机误差的统计特性33

二、随机误差的概率分布34

第四节误差的综合41

一、函数误差的基本关系式42

二、系统误差的综合公式42

三、随机误差的综合公式44

第五节等精度测量结果的数据处理46

一、被测量真值的最佳估计值46

四、系统不确定度与随机不确定度的综合46

二、测量误差的估计48

三、测量结果的置信度50

四、异常测量值的判别及其剔除52

五、测量结果的表示方法与有效数字的处理原则55

六、等精度测量的数据处理步骤57

第六节不等精度测量结果的数据处理59

一、权与加权平均值59

二、加权平均值的标准偏差61

三、不等精度测量的数据处理举例62

一、力敏感型弹性元件65

第一节弹性敏感元件的基本形式65

第二篇检测变换原理65

第一章弹性敏感元件65

二、压力敏感型弹性元件66

三、温度敏感型弹性元件70

第二节弹性敏感元件的基本特性及误差71

一、弹性敏感元件的基本特性71

二、弹性敏感元件的误差73

第二章电阻应变式传感器74

第一节概述74

第二节金属电阻应变片75

一、电阻应变效应75

二、结构与材料76

三、基本特性78

四、温度补偿83

第三节应变式传感器85

一、电阻应变片的选择与安装85

二、测量电路86

三、应变式传感器的应用89

第三章电容式传感器94

第一节 电容传感器的工作原理及静态特性94

一、电容传感器的工作原理94

二、电容传感器的静态特性95

一、变压器电桥102

第二节测量电路102

二、运算检测电路103

三、双T电桥电路104

四、差动脉冲调宽电路105

第三节 电容式差压变送器107

一、测量部分的结构107

二、工作原理分析108

三、变换电路111

第一节变磁阻式电感传感器114

一、结构原理114

第四章 电感式传感器114

二、转换电路119

三、零点残余电压及其补偿123

第二节差动变压器124

一、结构原理124

二、测量电路125

三、零点残余电压及其补偿126

第三节电感传感器的应用126

一、电感式纸页厚度测量仪127

二、电感式差压变送器127

一、热电效应130

第二节热电偶130

第五章热电传感器130

第一节概述130

二、热电偶回路基本法则132

三、热电偶的种类及结构135

四、热电偶测温的误差141

第三节热电阻142

一、金属热电阻143

二、半导体热敏电阻145

一、光电效应与光电器件149

第二节光电器件149

第一节概述149

第六章光电传感器149

二、光电器件的基本特性与参数153

第三节测量电路159

一、对测量电路的要求159

二、常用光电转换电路160

第四节光学系统161

一、光学系统的功用与分类161

二、光学测量回路的型式166

三、光学系统的特性167

第五节光电传感器的应用168

一、光电折光仪169

二、光电自动旋光计170

第七章压电式传感器172

第一节压电效应与压电材料172

一、压电效应172

二、压电材料177

第二节测量电路181

一、压电式传感器的等效电路181

二、前置放大器182

第三节压电式传感器的应用186

一、力－电转换型压电传感器186

二、谐振型压电传感器188

第四节压电式传感器设计要点190

一、压电元件的设计190

二、结构设计中的几个问题194

第八章气动传感器198

第一节气动变换元件198

一、喷嘴挡板机构198

二、阀式机构200

第二节信号放大与转换202

一、气动放大器202

二、气－电转换器203

一、测量原理205

第三节气动传感器205

二、应用举例207

第九章电化学传感器211

第一节 电化学传感器基础知识211

一、概述211

二、电极电位和电池电动势211

第二节电化学传感器的基本组成214

一、电极214

二、电解质219

二、指示电极220

一、测量原理220

第三节电位型电化学传感器220

三、影响测量精度的因素222

四、应用223

第四节电导型电化学传感器226

一、测量原理226

二、影响测量精度的因素227

三、应用229

第五节电流型电化学传感器230

一、极限电流型电化学传感器230

二、电量型电化学传感器235

一、霍尔效应238

第十章半导体传感器238

第一节霍尔式传感器238

二、霍尔元件239

三、霍尔式传感器240

第二节固态压阻式传感器245

一、扩散型压阻器件的结构原理246

二、压阻式传感器247

第三节半导体气敏传感器250

一、半导体气敏元件250

二、半导体气敏传感器的应用253

一、半导体陶瓷湿敏元件254

第四节半导体湿敏传感器254

二、测湿电路258

三、应用举例259

第五节半导体图象传感器260

一、电荷耦合器件（CCD）260

二、CCD图象传感器在检测技术中的应用262

第十一章数字式传感器270

第一节光栅传感器270

一、测量原理270

二、辨向原理272

三、细分技术273

四、计量光栅与莫尔条纹的类型277

五、三光栅系统279

第二节磁栅传感器281

一、磁栅281

二、磁头281

三、检测电路283

第三节感应同步器285

一、结构与工作原理285

二、鉴相型测量系统287

三、鉴幅型测量系统291

四、脉冲调宽型测量系统295

五、感应同步器的误差298

第四节振弦式传感器299

一、工作原理299

二、测量电路301

第十二章激光、红外辐射与光纤检测技术304

第一节激光检测304

一、激光的形成原理304

二、氦氖激光器305

三、激光的特点308

四、激光在检测技术中的应用309

一、红外辐射及其特性312

二、红外辐射检测的理论基础312

第二节红外辐射检测312

三、红外探测器313

四、红外辐射在检测技术中的应用314

第三节光纤检测技术316

一、光导纤维316

二、光纤传感器及其应用317

第十三章微波、超声波与核辐射检测技术322

第一节微波检测322

一、微波基础知识322

二、微波在检测技术中的应用323

一、声学基础知识324

第二节超声波检测324

二、超声波及其物理性质325

三、超声波探头326

四、超声波在检测技术中的应用327

第三节核辐射检测329

一、核辐射的种类和性质329

二、核辐射检测基础329

三、核辐射检测装置的构成330

四、核辐射检测应用示例333

五、核辐射的防护334

一、磁电式动圈测量机构的工作原理336

第一节磁电式显示与记录仪表336

第一章模拟式显示与记录仪表336

第三篇显示与记录仪表336

二、动圈式显示仪表338

三、磁电系笔式记录仪340

四、光线示波器342

第二节自动平衡式显示与记录仪表345

一、自动平衡式显示与记录仪表的基本工作原理345

二、自动平衡电位差计346

三、自动平衡电桥351

四、差动变压器式自动平衡记录仪354

五、X-Y函数记录仪355

第三节磁带记录仪358

一、工作原理358

二、磁头与磁带360

三、模拟记录方式360

第二章数字显示技术及仪表364

第一节概述364

第二节模－数转换365

一、电压反馈比较式A/D转换器及其集成芯片365

二、双积分式A/D转换器及其集成芯片373

三、其它类型的A/D转换器379

一、模拟式非线性补偿法384

第三节非线性补偿与标度变换384

二、数字式非线性补偿法386

三、标度变换386

第四节带有微型计算机的数字式显示仪表386

一、带有一般微型计算机的数字式显示仪表386

二、带有单片微型计算机的数字式显示仪表391

第三章计算机图形显示技术395

第一节阴极射线管395

第二节计算机图形显示原理396

一、图形显示器396

二、管头控制器与功能产生器397

一、主偏转及其扫描方式399

三、人机联系设备与显示控制器399

第三节主偏转方式与偏转电路399

二、磁偏转电路原理400

第四节字符偏转与字符产生器401

一、字符偏转401

二、字符产生器403

第五节矢量产生器与屏幕显示间隔控制404

一、矢量产生器404

二、自动间隔控制程序405

第六节光笔的结构与工作原理406

一、检测仪表的分类与组成410

第一节检测仪表的基本知识410

第四篇工业参数检测410

第一章概述410

二、检测仪表的品质指标411

三、量值传递与仪表的校准412

第二节 自动检测系统及其设计原则415

一、开环测量系统与闭环测量系统415

二、自动检测系统的基本设计原则417

三、自动检测系统的基本设计步骤419

第二章温度测量及仪表422

第一节概述422

一、热膨胀式温度计423

第二节接触式测温仪表423

二、压力式温度计426

三、热电偶温度计428

四、热电阻温度计433

五、接触式测温仪表的使用与安装435

第三节非接触式测温仪表436

一、光学高温计436

二、全辐射高温计440

二、压力的单位443

一、压力的概念443

第一节概述443

第三章压力测量及仪表443

三、压力测量方法444

四、压力测量的重要意义445

第二节压力测量仪表445

一、液柱式压力计445

二、弹性式压力计447

三、电测压力计449

四、真空测量仪表451

一、压力表的校验454

第三节压力表的校验及安装454

二、压力表安装注意事项456

第四章流量测量及仪表459

第一节概述459

第二节流量测量方法460

一、应用容积法测量流量460

二、应用流体动压原理测量流量461

三、应用流体振荡原理测量流量461

四、应用超声波测量流量463

五、应用量热法测量流量463

六、质量流量测量方法464

七、应用相关技术测量流量464

一、差压式流量计466

第三节流量测量仪表466

二、转子流量计472

三、涡轮流量计475

四、电磁流量计477

第五章物位测量及仪表481

第一节物位测量方法481

一、直读法481

二、浮力法482

三、静压法484

第二节电容式物位计485

一、测量原理485

四、电磁法485

五、其它测量方法485

二、测量电路487

第三节差压式液位计488

一、气动差压变送器的结构原理488

二、液位测量及量程迁移489

第四节超声波、核辐射、微波与激光式物位测量仪表491

一、超声波式物位测量仪表491

二、核辐射式物位测量仪表494

四、激光式物位计496

三、微波式物位计496

第六章工业分析仪表499

第一节概述499

第二节气体成分分析仪表500

一、分类500

二、热导式气体分析器500

三、红外线气体分析器504

第三节气相色谱仪508

一、气相色谱仪的基本组成508

二、分离原理512

三、气相色谱仪的定性和定量分析517

一、湿度及其表示方法520

第四节湿度与水分测量520

二、湿度测量521

第七章 自动称量与自动分选529

第一节概述529

第二节自动称量装置529

一、自动称量装置的基本组成529

二、电子称重装置示例533

三、称重误差分析535

第三节自动分选机537

一、自动分选机的基本组成537

二、自动分选机举例539