自动检测技术及仪表控制系统(第三版)(本科教材) 本书特色

本书是有关过程参数检测和自动化仪表系统的基础理论和应用技术的教材。 全书分为五篇共20章。*篇中第1、2章介绍检测和仪表的基本知识及误差分析方法，第3章介绍检测技术基本方法；第二篇中第4章~第9章分别介绍温度、压力、流量、物位、机械量、成分分析等参数的检测方法；第三篇中第10章介绍自动化仪表特性及发展，第11章~第14章分别介绍仪表系统中的变送、显示、调节和执行等单元；第四篇中第15章、第16章分析和讨论由仪表构成的计算机控制系统和现场总线控制系统的相关技术及其发展趋势；第五篇中第17章~第20章介绍现代检测与仪表技术。 本书作为高校自动化及相关专业的本科生教材，亦可满足相关研究生和工程技术人员的需要。

自动检测技术及仪表控制系统(第三版)(本科教材) 目录

**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*小二乘法及其应用20 2?10?1*小二乘法原理20 2?10?2*小二乘法在多元间接检测中的应用20 2?10?3*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

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教材 研究生/本科/专科教材 工学

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