自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

前言

　　檢測(cè)技術(shù)作為信息科學(xué)的一個(gè)重要分支，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等一起構(gòu)成了信息技術(shù)的完整科學(xué)。在人類進(jìn)入信息時(shí)代的今天，人們的一切社會(huì)活動(dòng)都是以信息獲取與信息轉(zhuǎn)換為中心，傳感器作為信息獲取與信息轉(zhuǎn)換的重要手段，是實(shí)現(xiàn)信息化的基礎(chǔ)技術(shù)之一。“沒(méi)有傳感器就沒(méi)有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)”的觀點(diǎn)已為全世界所公認(rèn)。以傳感器為核心的檢測(cè)系統(tǒng)就像神經(jīng)和感官一樣，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息，成為人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然的有利工具，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科研等領(lǐng)域，已成為工科院校大部分專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課?！　　蹲詣?dòng)檢測(cè)技術(shù)》第1版于2001年9月出版，第2版于2004年12月出版，至今已被全國(guó)許多高職高專院校使用，近些年來(lái)社會(huì)對(duì)技能型人才的需求旺盛，高職高專教育發(fā)展速度快，為滿足高職高專教育教學(xué)改革的需求，我們?cè)诙嗄晔褂玫幕A(chǔ)上對(duì)《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》（第2版）進(jìn)行了修訂。本次修訂保持了第2版教材原有的特色，為充分體現(xiàn)高職高專教育的特點(diǎn)，以提高學(xué)生分析問(wèn)題及解決問(wèn)題能力為基本原則，該書具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：　　1．精選教學(xué)內(nèi)容，內(nèi)容的選取基本：上根據(jù)我國(guó)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)及科研應(yīng)用的實(shí)際出發(fā)，以信息的傳感、轉(zhuǎn)換、處理為核心，從基本物理概念入手，闡述熱工量、機(jī)械量、幾何量等參數(shù)的檢測(cè)原理及方法，重點(diǎn)突出，應(yīng)用性強(qiáng)，注重新技術(shù)、新成果的應(yīng)用?！　?．本教材采用按用途分章的方法進(jìn)行講述，便于使用者對(duì)傳感器類比、選型，突出了教材的實(shí)用性，且檢測(cè)的參數(shù)、方法較多，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛?！　?．全書將基礎(chǔ)知識(shí)、科研新成果及發(fā)展新動(dòng)向相結(jié)合，以檢測(cè)系統(tǒng)的器件集成化、信息數(shù)字化和測(cè)試智能化為主線組織教學(xué)內(nèi)容。　　4．立足基本理論，面向應(yīng)用技術(shù)，以必需、夠用為尺度，以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)。加強(qiáng)了理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的統(tǒng)一。

內(nèi)容概要

　　《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)（第3版）》針對(duì)高職高專教育特點(diǎn)，從便于學(xué)習(xí)和使用者對(duì)傳感器進(jìn)行比較、選型等實(shí)用角度出發(fā)，在講述檢測(cè)技術(shù)的基本概念、傳感器的基本特性、傳感器的標(biāo)定和正確選用的基礎(chǔ)上，以溫度、壓力、力、流量、物位、厚度、位移、速度、加速度、磁場(chǎng)、氣體成分、濕度、濃度及光電等參數(shù)檢測(cè)為主線，按傳感器的用途分章講述各類傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標(biāo)及使用特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)傳感器電路的抗干擾技術(shù)進(jìn)行了講述?！蹲詣?dòng)檢測(cè)技術(shù)（第3版）》的編寫力求系統(tǒng)性、實(shí)用性與先進(jìn)性相結(jié)合，理論與實(shí)踐相交融，既注重傳統(tǒng)知識(shí)的講授，又兼顧新技術(shù)、新成果的應(yīng)用。　　《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)（第3版）》可作為電氣工程及自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、電子信息工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)電一體化等專業(yè)的教材，也可供其他專業(yè)的學(xué)生和有關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員參考使用，或作為自學(xué)用書。

書籍目錄

第1章 檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)1．1 檢測(cè)技術(shù)的基本概念1．1．1 檢測(cè)技術(shù)1．1．2 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)1．1．3 傳感器1．2 測(cè)量誤差1．2．1 誤差的基本概念及表達(dá)方式1．2．2 誤差的分類與來(lái)源1．2．3 系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的表達(dá)式1．2．4 基本誤差和附加誤差1．2．5 系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與校正1．3 傳感器的基本特性1．3．1 傳感器的靜態(tài)特性1．3．2 傳感器的動(dòng)態(tài)特性1．4 傳感器的標(biāo)定1．4．1 靜態(tài)標(biāo)定1．4．2 動(dòng)態(tài)標(biāo)定1．5 傳感器的選用1．5．1 傳感器的指標(biāo)及選擇原則1．5．2 選用條件要求附錄1．1 二階傳惑器的階躍響應(yīng)思考題與習(xí)題第2章 溫度檢測(cè)2．1 溫標(biāo)及測(cè)溫方法2．1．1 溫標(biāo)2．1．2 溫度檢測(cè)的主要方法及分類2．2 膨脹式溫度計(jì)2．2．1 雙金屬溫度計(jì)2．2．2 壓力式溫度計(jì)2．3 電阻式溫度傳感器2．3．1 金屬熱電阻傳感器2．3．2 導(dǎo)體熱敏電阻傳感器2．4 熱電偶傳感器2．4．1 熱電偶測(cè)溫原理2．4．2 熱電極材料及常用熱電偶2．4．3 熱電偶的結(jié)構(gòu)2．4．4 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償2．4．5 常用熱電偶測(cè)溫線路2．5 輻射式溫度傳感器2．5．1 輻射測(cè)溫的物理基礎(chǔ)2．5．2 輻射測(cè)溫方法2．6 光纖傳感器2．6．1 光纖傳感原理2．6．2 光纖溫度傳感器2．7 集成數(shù)字溫度傳感器2．7．1 集成溫度傳感器的工作原理及分類2．7．2 電壓型集成溫度傳感器LLPC616A／C2．7．3 乜流型集成溫度傳感器AD5902．7．4 數(shù)字輸出型傳感器DSl8820思考題與習(xí)題第3章 壓力及力檢測(cè)3．1 壓力的概念及單位3．2 應(yīng)變式壓力計(jì)3．2．1 電阻應(yīng)變效應(yīng)3．2．2 電阻應(yīng)變片3．2．3 電阻應(yīng)變片的粘貼及溫度補(bǔ)償3．2．4 轉(zhuǎn)換電路3．2．5 應(yīng)變式壓力傳感器3．2．6 應(yīng)變式力傳感器3．3 壓電式壓力及力傳感器3．3．1 壓電效應(yīng)3．3．2 壓電材料3．3．3 測(cè)量電路3．3．4 壓電式壓力及力傳感器3．4 壓磁式壓力傳感器3．4．1 壓磁式傳感器工作原理3．4．2 壓磁元件3．4．3 壓磁式測(cè)力傳感器應(yīng)用特點(diǎn)3．5 電容式壓力及力傳感器3．5．1 電容式傳感器的工作原理3．5．2 差分電容式傳感器3．5．3 測(cè)量電路3．5．4 電容式壓力及力傳感器3．6 霍爾式壓力計(jì)3．6．1 霍爾效應(yīng)3．6．2 霍爾式壓力計(jì)的工作原理3．6．3 霍爾式壓力計(jì)的誤差及補(bǔ)償3．6．4 霍爾式壓力計(jì)3．7 電子秤3．7．1 電子秤的原理3．7．2 稱重傳感器原理3．7．3 電子秤的應(yīng)用3．8 差分變壓器3．8．1 差分變壓器的工作原理及特性3．8．2 差分變壓器測(cè)壓力3．9 數(shù)字式壓力計(jì)3．9．1．MPX壓力傳感器3．9．2 測(cè)量電路思考題與習(xí)題第4章 流量檢測(cè)4．1 流量的檢測(cè)方法4．1．1 節(jié)流差壓法4．1．2 容積法4．1．3 速度法4．1．4 流體阻力法4．1．5 流體振動(dòng)法4．1．6 質(zhì)量流量測(cè)量4．2 差壓式流量計(jì)4．2．1 節(jié)流裝置的工作原理4．2．2 流量方程4．2．3 流量系數(shù)的確定4．2．4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置4．2．5 取壓方式4．2．6 差壓計(jì)4．2．7 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝要求4．2．8 差壓式流量計(jì)的使用4．3 容積式流量計(jì)4．3．1 橢圓齒輪流量計(jì)4．3．2 腰輪流量計(jì)4．3．3 旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)4．3．4 刮板式流量計(jì)4．4 速度式流量計(jì)4．4．1 葉輪式流量計(jì)4．4．2 渦輪式流量計(jì)4．5 振動(dòng)式流量計(jì)4．5．1 漩渦流量計(jì)4．5．2 旋進(jìn)式漩渦流量計(jì)4．6 電磁流量計(jì)4．6．1 電磁流量計(jì)的工作原理4．6．2 電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)4．7 質(zhì)量流量的測(cè)量4．7．1 推導(dǎo)式質(zhì)量流量測(cè)量4．7．2 直接式質(zhì)量流量測(cè)量思考題與習(xí)題第5章 物位及厚度檢測(cè)5．1 浮力式物位檢測(cè)5．1．1 恒浮力式物位檢測(cè)5．1．2 變浮力式物位檢測(cè)5．2 靜壓式物位檢測(cè)5．2．1 靜壓式物位檢測(cè)原理5．2．2 壓力式液位計(jì)5．2．3 差壓式液位計(jì)5．2．4 量程遷移5．3 電容式物位計(jì)5．3．1 電容式物位計(jì)原理5．3．2 乜容式物位傳感器5．3．3 電容式物位傳感器應(yīng)用舉例5．4 超聲傳感器及物位、厚度檢測(cè)5．4．1 超聲波檢測(cè)原理5．4．2 超聲傳感器5．4．3 超聲傳感器測(cè)物位5．4．4 超聲傳感器測(cè)厚度5．5 核輻射物位與厚度檢測(cè)5．5．1 放射源和探測(cè)器5．5．2 測(cè)量電路5．5．3 核輻射厚度計(jì)5．5．4 核輻射液位計(jì)5．6 電渦流傳感器及厚度檢測(cè)5．6．1 渦流效應(yīng)5．6．2 高頻反射式渦流傳感器5．6．3 低頻透射式渦流傳感器思考題與習(xí)題第6章 位移檢測(cè)6．1 電感式傳感器與位移檢測(cè)6．1．1 電感式傳感器的工作原理及分類6．1．2 電感式傳感器輸出特性6．1．3 差分電感式傳感器原理6．1．4 電感式位移計(jì)6．2 差分變壓器位移計(jì)6．2．1 差分變壓器位移計(jì)的結(jié)構(gòu)6．2．2 差分變壓器位移計(jì)的測(cè)量電路6．3 電位器式傳感器6．3．1 電位器式傳感器的基本工作原理6．3．2 電位器式傳感器的輸出特性6．3．3 電位器式傳感器結(jié)構(gòu)6．3．4 電位器式位移傳感器6．4 感應(yīng)同步器6．4．1 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)6．4．2 感應(yīng)同步器的工作原理6．4．3 感應(yīng)同步器的電氣參數(shù)6．4．4 數(shù)字位置測(cè)量系統(tǒng)6．5 光柵位移測(cè)試6．5．1 光柵的基本結(jié)構(gòu)6．5．2 光柵傳感器的工作原理6．6 碼盤式傳感器6．6．1 光電碼盤式傳感器的工作原理6．6．2 光電碼盤6．6．3 光電碼盤的應(yīng)用6．7 電容式位移傳感器6．7．1 單電極的電容式位移傳感器及其應(yīng)用6．7．2 變面積差分式電容位移傳感器及其應(yīng)用6．8 電渦流位移計(jì)思考題與習(xí)題第7章 速度及加速度檢測(cè)7．1 磁電感應(yīng)式速度傳感器7．1．1 磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理及測(cè)量電路7．1．2 磁電感應(yīng)式傳感器的靈敏度K7．1．3 磁電式速度傳感器7．2 光電式轉(zhuǎn)速計(jì)7．2．1 工作原理7．2．2 基本測(cè)量電路7．3 測(cè)速發(fā)電機(jī)及電磁脈沖式轉(zhuǎn)速計(jì)7．3．1 測(cè)速發(fā)電機(jī)7．3．2 電磁脈沖式轉(zhuǎn)速計(jì)7．4 加速度傳感器7．4．1 壓電式加速度傳感器7．4．2 電阻應(yīng)變式加速度傳感器7．4．3 力平衡式加速度傳感器思考題與習(xí)題第8章 磁場(chǎng)及氣體成分參數(shù)檢測(cè)8．1 磁敏傳感器8．1．1 磁敏電阻8．1．2 磁敏二極管8．1．3 磁敏三極管8．2 磁場(chǎng)檢測(cè)8．2．1 電磁感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)8．2．2 磁通門磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量磁場(chǎng)8．2．3 霍爾效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)8．2．4 核磁共振法測(cè)量磁場(chǎng)?8．3 氣體成分檢測(cè)8．3．1 熱導(dǎo)式氣體分析儀8．3．2 熱磁式氣體分析儀8．3．3 紅外線氣體分析儀8．4 氣敏傳感器8．4．1 半導(dǎo)體氣敏傳感器8．4．2 紅外吸收式氣敏傳感器8．4．3 氣敏傳感器應(yīng)用舉例8．5 濕度的檢測(cè)8．5．1 濕敏傳感器8．5．2 濕度傳感器應(yīng)用實(shí)例8．6 液體濃度的檢測(cè)8．6．1 溶液的電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系8．6．2 電導(dǎo)檢測(cè)器及測(cè)量電路思考題與習(xí)題第9章 光電檢測(cè)9．1 光電效應(yīng)及光電器件9．1．1 外光電效應(yīng)及器件9．1．2 內(nèi)光電效應(yīng)及器件9．1．3 阻擋層光電效應(yīng)及器件9．2 光電耦合器件9．2．1 光電耦合器件的結(jié)構(gòu)和原理9．2．2 光電耦合器的組合形式9．2．3 光電耦合器的特性曲線9．2．4 光電耦合器的應(yīng)用9．3 電荷耦合器件(CCD)9．3．1 CCD的基本工作原理9．3．2 CCD器件9．4 圖像傳感器及其應(yīng)用9．4．1 圖像的獲取技術(shù)9．4．2 圖像傳感器的應(yīng)用思考題與習(xí)題第10章 抗干擾技術(shù)10．1 干擾的類型及產(chǎn)生10．1．1 干擾的類型10．1．2 干擾的產(chǎn)生10．1．3 信噪比和干擾疊加10．2 干擾信號(hào)的耦合方式10．2．1 靜電電容耦合10．2．2 電磁耦合10．2．3 共阻抗耦合10．2．4 漏電流耦合10．2．5 電子測(cè)量裝置的兩種干擾10．2．6 共模干擾抑制比10．3 常用的抑制干擾措施10．3．1 屏蔽技術(shù)10．3．2 接地技術(shù)10．3．3 浮置10．4 其他抑制干擾措施10．4．1 隔離10．4．2 濾波10．4．3 xF衡電路10．4．4 脈沖電路的噪聲抑制技術(shù)思考題與習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)　　1．1檢測(cè)技術(shù)的基本概念　　1．1．1檢測(cè)技術(shù)　　檢測(cè)技術(shù)是以研究自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一門應(yīng)用技術(shù)學(xué)科?！　V義地講，檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)四個(gè)支柱之一。從信息科學(xué)的角度考察，檢測(cè)技術(shù)任務(wù)為：尋找與自然信息具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的種種表現(xiàn)形式的信號(hào)，以及確定兩者間的定性、定量關(guān)系；從反映某一信息的多種信號(hào)表現(xiàn)中挑選出在所處條件下最為合適的表現(xiàn)形式，以及尋求最佳的采集、變換、處理、傳輸、存儲(chǔ)、顯示等方法和相應(yīng)的設(shè)備?！　⌒畔⒉杉侵笍淖匀唤缰T多被測(cè)量（物理量、化學(xué)量、生物量與社會(huì)量等）中提取有用的信息。　　信息變換是將所提取出的有用信息進(jìn)行電量形式的幅值、功率等的轉(zhuǎn)換?！　⌒畔⑻幚淼娜蝿?wù)，視輸出環(huán)節(jié)的需要，可將變換后的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算（求均值、極值等）、模擬量一數(shù)字量變換等處理。　　信息傳輸?shù)娜蝿?wù)是在排除干擾的情況下，經(jīng)濟(jì)地、準(zhǔn)確無(wú)誤地把信息進(jìn)行遠(yuǎn)、近距離的傳遞?！　‰m然檢測(cè)技術(shù)服務(wù)的領(lǐng)域非常廣泛，但是從這門課程的研究?jī)?nèi)容來(lái)看，不外乎是傳感器技術(shù)、誤差理論、測(cè)試計(jì)量技術(shù)、抗干擾技術(shù)以及電量間互相轉(zhuǎn)換的技術(shù)等。提高自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)分辨率、精度、穩(wěn)定性和可靠性是本門技術(shù)的研究課題和方向?！　∽詣?dòng)檢測(cè)技術(shù)已成為一些發(fā)達(dá)國(guó)家的最重要的熱門技術(shù)之一，它可以給人們帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益并促進(jìn)科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有及其重要的地位和作用。

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