自動檢測技術及儀表控制系統(第3版)（簡體書）

《自動檢測技術及儀錶控制系統（第3版）》是有關過程參數檢測和自動化儀錶系統的基礎理論和應用技術的教材。全書分為五篇共20章。第一篇中第1、2章介紹檢測和儀錶的基本知識及誤差分析方法，第3章介紹檢測技術基本方法；第二篇中第4章~第9章分別介紹溫度、壓力、流量、物位、機械量、成分分析等參數的檢測方法；第三篇中第10章介紹自動化儀錶特性及發展，第11章~第14章分別介紹儀錶系統中的變送、顯示、調節和執行等單元；第四篇中第15章、第16章分析和討論由儀錶構成的計算機控制系統和現場總線控制系統的相關技術及其發展趨勢；第五篇中第17章~第20章介紹現代檢測與儀錶技術。《自動檢測技術及儀錶控制系統（第3版）》作為高校自動化及相關專業的本科生教材，亦可滿足相關研究生和工程技術人員的需要。·

《面向21世紀課程教材:自動檢測技術及儀表控制系統(第3版)》是有關過程參數檢測和自動化儀表系統的基礎理論和應用技術的教材，并榮獲中國石油和化學工業優秀教材獎一等獎。《面向21世紀課程教材:自動檢測技術及儀表控制系統(第3版)》作為高校自動化及相關專業的本科生教材，亦可滿足相關研究生和工程技術人員的需要。

第一篇基礎知識引論1緒論1.1檢測儀錶控制系統1.1.1典型檢測儀錶控制系統1.1.2檢測儀錶控制系統結構分析1.2基本概念1.2.1測量範圍、上下限及量程1.2.2零點遷移和量程遷移1.2.3靈敏度和分辨率1.2.4誤差1.2.5精確度1.2.6滯環、死區和回差1.2.7重複性和再現性1.2.8可靠性1.3檢測儀錶技術發展趨勢思考題與習題2誤差分析基礎及測量不確定度2.1檢測精度2.2誤差分析的基本概念2.2.1真值、測量值與誤差的關係2.2.2幾種誤差的定義2.2.3測量的準確度與精密度2.3誤差原因分析2.4誤差分類2.5誤差的統計處理2.5.1隨機誤差概率及概率密度函數的性質2.5.2正態分佈函數及其特徵點2.5.3置信區間與置信概率2.6誤差傳遞法則2.6.1誤差傳遞法則2.6.2不等精度測量的加權及其誤差2.7誤差估計2.7.1平均值的誤差表示方法2.7.2平均值與標准偏差的無偏估計2.7.3測量次數少的誤差估計2.8粗大誤差檢驗2.9測量不確定度2.9.1測量不確定度的由來2.9.2測量不確定度的分類2.9.3測量不確定度的評定方法2.10最小二乘法及其應用2.10.1最小二乘法原理2.10.2最小二乘法在多元間接檢測中的應用2.10.3最小二乘法在曲線擬合中的應用思考題與習題3檢測技術及方法分析3.1檢測方法及其基本概念3.1.1開環型檢測與閉環型檢測3.1.2直接檢測與間接檢測3.1.3絕對檢測與比較檢測3.1.4偏差法與零位法3.1.5強度變量檢測與容量變量檢測3.1.6微差法3.1.7替換法3.1.8能量變換與能量控制型檢測元件3.1.9主動探索與信息反饋型檢測3.2檢測系統模型與結構分析3.2.1檢測系統的基本功能3.2.2信號轉換模型與信號選擇性3.2.3檢測系統的結構分析3.3提高檢測精度的方法3.3.1時域信號選擇方法3.3.2頻域信號選擇方法3.4多元化檢測技術3.4.1多元檢測與檢測方程式3.4.2多元複合檢測3.4.3多元識別檢測3.4.4構造化檢測3.4.5多點時空檢測思考題與習題第二篇過程參數檢測技術4溫度檢測4.1測溫方法及溫標4.1.1測溫原理及方法4.1.2溫標4.2接觸式測溫4.2.1熱電偶測溫4.2.2熱電阻測溫4.2.3集成溫度傳感器4.3非接觸式測溫4.3.1輻射測溫原理4.3.2輻射測溫儀錶的基本組成及常用方法4.3.3輻射測溫儀錶4.3.4輻射測溫儀錶的表觀溫度4.4光纖溫度傳感器4.4.1液晶光纖溫度傳感器4.4.2熒光光纖溫度傳感器4.4.3半導體光纖溫度傳感器4.4.4光纖輻射溫度計4.5測溫實例4.5.1管道內流體溫度的測量4.5.2煙道中煙氣溫度的測量4.5.3非接觸法測量物體表面溫度思考題與習題5壓力檢測5.1壓力單位及壓力檢測方法5.1.1壓力的單位5.1.2壓力的幾種表示方法5.1.3壓力檢測的主要方法及分類5.2常用壓力檢測儀錶5.2.1彈性壓力計5.2.2力平衡式壓力計5.2.3壓力傳感器5.3測壓儀錶的使用及壓力檢測系統5.3.1測壓儀錶的使用5.3.2壓力檢測系統思考題與習題6流量檢測6.1流量檢測基本概念6.1.1流量的概念和單位6.1.2流量測量涉及的流體力學基本概念6.1.3流量檢測方法及流量計分類6.2體積流量檢測方法6.2.1容積式流量計6.2.2差壓式流量計6.2.3速度式流量計6.3質量流量檢測方法6.3.1間接式質量流量測量方法6.3.2直接式質量流量計6.4流量標準裝置6.4.1液體流量標準裝置6.4.2氣體流量標準裝置思考題與習題7物位檢測7.1物位的定義及物位檢測儀錶的分類7.1.1物位的定義7.1.2物位檢測儀錶的分類7.2常用物位檢測儀錶7.2.1靜壓式液位檢測儀錶7.2.2浮力式物位檢測儀錶7.2.3其他物位測量儀錶7.3影響物位測量的因素7.3.1液位測量的特點7.3.2料位測量的特點7.3.3界位測量的特點思考題與習題8機械量檢測8.1模擬式位移檢測8.1.1電容式位移檢測方法8.1.2電感式位移檢測方法8.1.3差動變壓器位移檢測方法8.1.4光纖位移檢測方法8.2光學數字式位移檢測8.2.1光柵標尺8.2.2莫爾條紋標尺8.2.3激光掃描測長與圖像檢測8.3轉速檢測8.3.1離心力檢測法8.3.2光電碼盤轉速檢測法8.3.3空間濾波器式檢測法8.4力的檢測方法8.4.1金屬應變元件8.4.2半導體應變元件8.4.3壓電效應8.4.4壓敏導電橡膠8.5加速度與振動檢測8.5.1加速度檢測原理8.5.2動電型振動檢測方法8.5.3微機械加速度傳感元件思考題與習題9成分分析儀錶9.1成分分析方法及分析系統的構成9.1.1成分分析方法及分類9.1.2自動分析系統的構成9.2幾種工業用成分分析儀錶9.2.1熱導式氣體分析器9.2.2紅外線氣體分析器9.2.3氧化鋯氧分析器9.2.4氣相色譜儀9.2.5半導體氣敏傳感器9.2.6工業酸度計9.3濕度的檢測9.3.1濕度的表示方法及濕度檢測的特點9.3.2幹濕球濕度計9.3.3電解質系濕敏傳感器9.3.4陶瓷濕敏傳感器9.3.5高分子聚合物濕敏傳感器思考題與習題第三篇儀錶系統分析10儀錶系統及其理論分析10.1儀錶發展概況10.2常用儀錶分類及特性10.2.1常用儀錶分類10.2.2電動單元組合儀錶及DDZⅡ型和DDZⅢ型儀錶比較10.3儀錶輸入輸出靜態特性分析10.3.1輸入輸出特性分析10.3.2儀錶特性線性化處理分析10.4儀錶系統建模10.4.1時域模型10.4.2頻域模型10.4.3離散模型10.5儀錶系統時域分析10.5.1時域分析指標10.5.2階躍擾動動態特性分析10.5.3等速擾動動態特性分析10.6儀錶系統頻域分析10.6.1正弦擾動動態特性分析10.6.2頻率響應Bode圖分析10.6.3頻帶分析10.7混合儀錶系統淺析10.7.1混合儀錶系統建模10.7.2時域分析10.7.3頻域分析思考題與習題11變送單元11.1常用變送器工作原理11.1.1常用變送器結構分析11.1.2力矩平衡式原理11.1.3橋式電路原理11.1.4差動方式原理11.2DDZⅢ型差壓變送器11.3DDZⅢ型溫度變送器11.3.1直流毫伏輸入電路11.3.2熱電偶輸入電路11.3.3熱電阻輸入電路11.4新型變送器11.4.1微電子式變送器11.4.2數字式變送器思考題與習題12顯示單元12.1顯示儀錶工作原理12.1.1顯示儀錶結構分析12.1.2電位差計式自動平衡原理12.1.3電橋式自動平衡原理12.1.4差動變壓器式自動平衡原理12.2傳統顯示及記錄儀錶12.2.1電位差計式自動平衡顯示儀錶12.2.2電橋式自動平衡顯示儀錶12.3數字式顯示及記錄儀錶12.3.1數字模擬混合記錄儀12.3.2全數字式記錄儀思考題與習題13調節控制單元13.1常規控制規律13.1.1典型控制系統13.1.2基本控制規律13.1.3常規控制規律13.1.4實用PID控制規律的構成13.2調節器控制規律的實現13.2.1DDZⅢ型調節器PID控制規律的實現13.2.2數字式調節器控制規律的實現13.3常規調節器基本電路分析13.3.1DDZⅢ型調節器基本電路分析13.3.2數字式調節器基本電路分析13.4可編程序調節器13.4.1可編程序調節器的工作原理13.4.2程序控制規律的構成和實現13.5先進調節器13.5.1增強型調節器13.5.2改進型PID控制算法思考題與習題14執行單元14.1執行器工作原理14.1.1執行器分類與比較14.1.2執行器基本構成及工作原理14.2氣動執行器14.2.1氣動執行器基本構成14.2.2閥門定位器14.3電動執行器14.4調節閥14.4.1調節閥工作原理14.4.2調節閥結構及分類14.4.3調節閥的流量特性14.4.4調節閥的流量係數思考題與習題第四篇系統控制技術15計算機儀錶控制系統15.1儀錶控制系統15.1.1閉環回路控制系統15.1.2閉環回路連續特性分析15.1.3閉環回路數字化離散分析15.1.4閉環回路控制系統網絡化分析15.2計算機控制系統15.2.1計算機控制系統的發展和評價15.2.2集中控制系統15.2.3集散控制系統15.2.4分布式控制系統15.3計算機控制系統發展趨勢15.3.1控制系統的控制網絡化15.3.2控制系統的系統扁平化思考題與習題16現場總線控制系統16.1現場總線控制系統的發展16.1.1現場總線的產生16.1.2現場總線系統的發展過程16.1.3底層總線系統16.1.4現場總線控制系統特徵16.2主要現場總線系統16.2.1CAN總線系統16.2.2LonWorks總線系統16.2.3ProfiBus總線系統16.2.4FF總線系統16.3現場總線控制系統16.3.1現場總線單元設備16.3.2現場總線控制系統結構16.3.3現場總線系統集成與擴展16.4現場總線控制系統發展趨勢16.4.1控制系統的組織重構化16.4.2控制系統的工作協調化思考題與習題第五篇現代檢測與儀錶技術17虛擬儀器17.1虛擬儀器概念及發展17.2虛擬儀器結構和硬件模塊17.3虛擬儀器的軟件技術思考題與習題18軟測量方法及技術18.1軟測量概述18.2基於統計方法的軟測量方法18.3基於狀態估計的軟測量方法18.4基於神經元網絡技術的軟測量方法18.5軟測量方法應用實例思考題與習題19多傳感器數據融合技術19.1多傳感器數據融合概念19.2多傳感器數據融合框架19.2.1多傳感器數據融合中的傳感器工作方式19.2.2多傳感器數據融合結構19.3多傳感器數據融合算法19.3.1基於Kalman濾波的多傳感器數據融合方法19.3.2基於貝葉斯決策的多傳感器數據融合方法19.3.3基於DS證據論的多傳感器數據融合方法19.4多傳感器數據融合應用實例思考題與習題20傳感器網絡20.1傳感器網絡的產生與發展20.1.1傳感器網絡20.1.2傳感器網絡的構成20.1.3傳感器網絡的發展20.2傳感器網絡功能與特點20.2.1傳感器網絡主要功能20.2.2傳感器網絡主要特點20.3傳感器網絡關鍵技術20.3.1自組織網絡體系結構20.3.2自組織路由算法20.3.3信道接入技術20.3.4電源管理技術20.3.5微型化技術20.3.6檢測與數據融合技術20.4傳感器網絡的延展和應用20.4.1物聯網20.4.2車聯網20.4.3傳感器網絡應用案例分析思考題與習題參考文獻·