現(xiàn)代檢測技術(shù)

前言

　　進入20世紀以來，在科技飛速發(fā)展的推動下，人們獲取信息的能力提高到新的水平。以檢測技術(shù)為基礎發(fā)展起來的各種測量方法和測量裝置已經(jīng)成為人們生產(chǎn)、生活、科學研究和防災保護等活動中獲取信息的重要工具，是現(xiàn)代文明的重要標志之一?，F(xiàn)代檢測技術(shù)和現(xiàn)代化的檢測系統(tǒng)設計技術(shù)也必將成為21世紀教學和科研的最重要的理論基礎和核心技術(shù)?！　‖F(xiàn)代檢測技術(shù)涉及測量、檢驗、故障診斷、信息處理和決策輸出等多種技術(shù)。從廣義上講，它包括以嵌入式處理器為核心的智能儀器儀表、以PC機為核心的自動檢測系統(tǒng)和輔助專家系統(tǒng)?！　〗陙?，隨著高等院校應用型本科教育的發(fā)展，人們已經(jīng)逐步認識到適用教材的選擇已成為課程建設的瓶頸，高等應用型本科教育專業(yè)課教學在高等應用型本科教育中占有至關(guān)重要的地位，是高等應用型本科教育的精華和亮點所在。專業(yè)課教材如何滿足課程的需要，符合高等應用型本科教育的要求和學生就業(yè)的實際需求，已成為進一步深化開展課程建設的一道難題?！　鴥?nèi)現(xiàn)有的檢測技術(shù)及儀表課程的教材，只單獨針對傳感器、化工測量儀表或無損檢測的某一方向編寫。雖然也分類介紹各種傳感器，但大多只介紹這些儀表具體的某種型號，對于實際設計原理的講解較少，和前續(xù)課程存在重復和脫節(jié)的問題，相關(guān)內(nèi)容沒有介紹，而有些內(nèi)容又重復敘述，這種教材對于高等應用型本科學生并不適用，學生在對內(nèi)容的理解掌握上比較困難?！　”緯鵀榱诉m應教學內(nèi)容和課程體系改革的需要，將非電量測量、化工測量儀表和無損檢測等課程的主要內(nèi)容有機地整合為一門課程。這樣“整合”不僅加強了課程內(nèi)容間的聯(lián)系與綜合，避免脫節(jié)和不必要的重復，大大節(jié)省了學時，而且有利于拓寬學生的專業(yè)面，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力?！　”緯榻B這些非電量參數(shù)的檢測外，還介紹了溫度、壓力、流量、液位等過程參數(shù)的檢測。傳感器和檢測儀表的種類和型號繁多，本書注重歸納共性和總結(jié)規(guī)律，以理解和掌握技術(shù)原理，同時注意對具體新型號儀表的介紹，化“多而繁”為“少而簡”，提高學生的學習興趣，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維?！　”緯诰帉憰r力求簡而精，突出重點和要點，既保持了知識的系統(tǒng)性，又注重以淺顯易懂的方式切入主題透析難點，使學生花不多的時間就能對現(xiàn)代檢測技術(shù)的相關(guān)知識要素有一個較全面的了解，適應現(xiàn)代快節(jié)奏的學習需要。　　本書可作為自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)、測控技術(shù)與儀器專業(yè)、計算機科學與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的應用型本科教材，也可供相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考?！　”緯羌w勞動成果，是作者多年來從事教學科研的經(jīng)驗積累。在編寫過程中，遼寧工程技術(shù)大學趙國材教授提出了寶貴意見，碩士生孫雁鳴承擔了大量的校稿工作，在此作者表示誠摯的謝意。在本書的編寫過程中，得到了沈陽工業(yè)大學工程學院領(lǐng)導的關(guān)心和支持，更得到了中國水利水電出版社的鼓勵和幫助，本書才得以順利出版?！　「兄x讀者閱讀本書，不妥之處歡迎批評指正。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容基本上是為應用型本科學生的培養(yǎng)模式而設計的。本書分為四篇，第一篇介紹檢測技術(shù)的基本概念；第二篇主要介紹常見的傳感器，包括電阻式傳感器、電感式傳感器、渦流式傳感器、電容性傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器等，把輸出量或原理有共性的傳感器歸并成一類，既便于學生理解傳感器的原理，又便于學生掌握這一類傳感器可共用的接口電路；第三篇主要介紹溫度、壓力、流量、物位四種過程參數(shù)的測量；第四篇主要介紹無損檢測技術(shù)。本書內(nèi)容的編寫考慮到在各院校普遍使用的實驗設備，便于學生掌握各類常規(guī)檢測儀表的共性技術(shù)。    本書可作為高等工科電類專業(yè)學生(尤其是應用型本科電類專業(yè)學生)的教科書和供專業(yè)工程技術(shù)人員自學參考。

書籍目錄

前言第一篇  檢測技術(shù)的基本概念　第1章  檢測技術(shù)的基本知識  　1.1  檢測技術(shù)概述　  1.2  測量方法  　  1.2.1  直接測量、間接測量和聯(lián)立測量　    1.2.2  偏差式測量、零位式測量和微差式測量　  1.3  檢測系統(tǒng)　    1.3.1  檢測系統(tǒng)基本概述　    1.3.2  檢測系統(tǒng)的組成與功能　    1.3.3  檢測系統(tǒng)的分類　  1.4  檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢　第2章  誤差理論與數(shù)據(jù)處理　  2.1  誤差的基本概念及其分類　  2.2  隨機誤差的處理　    2.2.1  隨機誤差的概率分布　    2.2.2  隨機誤差的數(shù)值特征　    2.2.3  測量結(jié)果的置信度　  2.3  系統(tǒng)誤差　    2.3.1  系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因　    2.3.2  系統(tǒng)誤差的分類　    2.3.3  判斷系統(tǒng)誤差的方法　    2.3.4  系統(tǒng)誤差的減小和消除　  2.4  粗大誤差　    2.4.1  粗大誤差的產(chǎn)生原因　    2.4.2  判別粗大誤差的準則第二篇  傳感器　第3章  傳感器的特性　  3.1  傳感器的定義及分類　    3.1.1  傳感器的定義及組成　    3.1.2  傳感器的分類　  3.2  傳感器的基本特性　    3.2.1  傳感器的靜態(tài)特性　    3.2.2  檢測系統(tǒng)(傳感器)的靜態(tài)性能指標　    3.2.3  檢測系統(tǒng)(傳感器)的動態(tài)特性　    3.2.4  傳感器的工作要求　第4章  電阻式傳感器  　4.1  電位器式傳感器　    4.1.1  基本工作原理　    4.1.2  輸入一輸出特性  　  4.1.3  結(jié)構(gòu)形式　  4.2  電阻應變式傳感器　    4.2.1  電阻應變片　    4.2.2  測量電路　    4.2.3  電阻應變式傳感器　  4.3  壓阻式傳感器　第5章  電感式傳感器　  5.1  自感式傳感器　    5.1.1  工作原理　    5.1.2  輸入一輸出特性　    5.1.3  等效電路分析　    5.1.4  測量電路　  5.2  差動變壓器　    5.2.1  工作原理與結(jié)構(gòu)　    5.2.2  基本特性　    5.2.3  測量電路　    5.2.4  電感式壓力傳感器　第6章  電渦流式傳感器　  6.1  工作原理　  6.2  電渦流的形成范圍　  6.3  測量電路　  6.4  電渦流式傳感器的特點及應用　第7章  電容式傳感器　  7.1  基本原理和結(jié)構(gòu)類型　  7.2  輸入一輸出特性　  7.3  等效電路分析　  7.4  測量電路　  7.5  電容傳感器的一些特殊問題　  7.6  電容式傳感器的應用　第8章  壓電式傳感器　  8.1  壓電效應　  8.2  壓電元件　  8.3  接口電路　  8.4  壓電式壓力傳感器　第9章  光電式傳感器　  9.1  概述　    9.1.1  光源　    9.1.2  光學元件與光路　    9.1.3  光電元件　  9.2  光電元件　    9.2.1  光敏電阻　    9.2.2  光電池　    9.2.3  光敏晶體管　    9.2.4  光電倍增管　  9.3  光柵測量裝置　    9.3.1  光柵光學系統(tǒng)　    9.3.2  辨向原理和細分電路　第10章  半導體傳感器　  10.1  霍爾式傳感器　    10.1.1  霍爾效應　    10.1.2  霍爾傳感器的組成與基本特性　    10.1.3  基本誤差及其補償　    10.1.4  霍爾傳感器的應用　  10.2  氣敏傳感器　    10.2.1  工作原理　    10.2.2  材料與結(jié)構(gòu)　  10.3  濕敏傳感器　    10.3.1  概述　    10.3.2  氯化鋰濕敏電阻　    10.3.3  半導瓷濕敏電阻　    10.3.4  濕敏傳感器的應用第三篇  常見過程參數(shù)的測量　第11章  溫度測量　  11.1  概述　    11.1.1  溫度測量方法　    11.1.2  溫度的單位　    11.1.3  溫度測量儀表的分類　  11.2  熱電偶　    11.2.1  熱電效應　    11.2.2  熱電偶的材料、型號及結(jié)構(gòu)　    11.2.3  熱電偶測溫電路　  11.3  熱電阻和熱敏電阻　    11.3.1  金屬熱電阻　    11.3.2  熱敏電阻——半導體電阻　  11.4  集成溫度傳感器AD590　第12章  壓力測量　  12.1  概述　    12.1.1  壓力的定義　    12.1.2  壓力的計量單位　    12.1.3  壓力檢測的基本方法　  12.2  液柱式壓力計　    12.2.1  U形管壓力計　    12.2.2  單管壓力計　    12.2.3  傾斜式壓力計　    12.2.4  使用液柱式壓力計的注意事項　  12.3  彈性壓力計　  12.4  壓力傳感器　    12.4.1  振筒式壓力傳感器　    12.4.2  振膜式壓力傳感器　第13章  流量測量　  13.1  流量測量的基本知識　  13.2  差壓式流量計　  13.3  轉(zhuǎn)子流量計　  13.4  電磁流量計　  13.5  橢圓齒輪流量計　  13.6  渦輪流量計　  13.7  質(zhì)量流量計　    13.7.1  推導式質(zhì)量流量計　    13.7.2  直接質(zhì)量流量計　第14章  物位測量　  14.1  浮力式液位檢測　    14.1.1  恒浮力式液位檢測　    14.1.2  變浮力式液位檢測　  14.2  差壓式液位計　  14.3  電容式物位計　  14.4  超聲波物位傳感器第四篇  無損檢測　第15章  無損檢測　  15.1  無損檢測概述　  15.2  超聲波檢測　    15.2.1  超聲波檢測的基礎知識　    15.2.2  超聲波檢測方法　  15.3  射線檢測　  15.4  渦流檢測　    15.4.1  渦流檢測的基本原理　    15.4.2  渦流探傷儀　    15.4.3  渦流檢測的特點及應用　  15.5  磁粉檢測　    15.5.1  磁粉檢測的基本原理　    15.5.2  磁粉檢測方法　  15.6  液體滲透檢測　    15.6.1  液體滲透檢測的基本概念　    15.6.2  液體滲透檢測方法　  15.7  無損檢測新技術(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　檢測技術(shù)是以研究檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理的理論與技術(shù)為主要內(nèi)容的一門應用技術(shù)學科。檢測技術(shù)屬于信息科學的范疇，與計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)成完整的信息技術(shù)學科。檢測技術(shù)研究的主要內(nèi)容包括測量原理、測量方法、測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理四個方面。　　檢測是利用各種物理、化學效應，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。在科學實驗和工業(yè)生產(chǎn)中，為了及時了解實驗進展情況、生產(chǎn)過程情況以及它們的結(jié)果，們需要經(jīng)常對一些物理量，如電流、電壓、溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)進行測量。如加熱的溫度控制，首先應對被測對象即爐膛內(nèi)爐溫進行測量，將測量到的數(shù)據(jù)提供給操作人員掌握爐況并將此工況值送入調(diào)節(jié)或控制裝置以便實施自動控制爐溫。通過對這些已獲得的信息進行加工、運算、分析等，以進行預報、報警、檢測、計量、保護、控制、調(diào)度和管理等工作，達到預防自然災害、防止事故發(fā)生、提高勞動生產(chǎn)率、正確計量、順利進行科學實驗、進行文明生產(chǎn)和科學管理的目的。　　現(xiàn)代人們的日常生活也越來越離不開檢測技術(shù)。例如，用一氧化碳氣敏傳感器對煤氣溢出進行監(jiān)視等?！　】茖W技術(shù)越發(fā)達，自動化程度越高，對檢測技術(shù)的依賴性就越大。20世紀80年代以來，世界各國都將檢測技術(shù)列為重點發(fā)展的技術(shù)，十分重視。一般說的測量，其含義是用實驗方法去確定一個參數(shù)的量值（數(shù)值和單位），即通過實驗，把一個被測參數(shù)的量值（被測量）和作為比較單位的另一個量值（標準量）進行比較，確定出被測量的大小和單位。所以測量是以確定量值為目的的一組操作。通過測量可以掌握被測對象的真實狀態(tài)，測量是認識客觀量值的唯一手段?！　≡跍y量中，把作為測量對象的特定量，也就是需要確定量值的量，稱為被測量，由測量所得到的賦予被測量的值稱為測量結(jié)果。單次測量所得到的量值是確定的，此測量結(jié)果常稱為測得值。

編輯推薦

　　《現(xiàn)代檢測技術(shù)》是針對應用型本科培養(yǎng)模式的適用教材?！　⒎请娏繙y量、化工測量儀表和無損檢測等課程的主要內(nèi)容有機地整合為一門課程?！　∽⒅貧w納共性和總結(jié)規(guī)律，以理解和掌握技術(shù)原理。　　編寫力求簡而精，突出重點和要點，既保持知識的系統(tǒng)性，又注重以淺顯易懂的方式切入主題透析難點?！　∶赓M提供電子教案。

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