檢測技術(shù)與智能儀表

前言

　　檢測技術(shù)是信息技術(shù)的核心之一。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)包括兩方面的內(nèi)容，即測量非電參數(shù)的傳感器技術(shù)及應(yīng)用電測方法的測量儀表。儀表的內(nèi)涵除了常用的測試儀表，還有工業(yè)自動化儀表。隨著微型計算機技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)控制過程的廣泛應(yīng)用，檢測技術(shù)發(fā)生了深刻的變革，目前已進(jìn)入智能傳感器、智能儀器儀表和智能測控系統(tǒng)階段。為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，必須對檢測技術(shù)與智能儀表的內(nèi)容做相應(yīng)的擴充與更新。此書是在陳潤泰、許琨編著的《檢測技術(shù)與智能儀表（修訂版）》的基礎(chǔ)上，并結(jié)合多年教學(xué)和科研實踐編寫而成的?！　”緯孕畔@取（傳感器）、信息轉(zhuǎn)換（檢測電路）、信息處理（微機技術(shù)）和顯示（儀表）為主線，系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代檢測技術(shù)與智能儀表的基本原理、方法以及相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)。全書分為4篇。第1篇為檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識篇，主要介紹檢測技術(shù)基礎(chǔ)，包括測量方法、檢測裝置的基本性能與誤差理論基礎(chǔ)等。第2篇為傳感器技術(shù)篇，按傳感器的用途分章講述傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標(biāo)及使用特點；同時也介紹了多傳感器信息融合技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等內(nèi)容。第3篇為智能儀表篇，主要闡述智能儀表的組成、輸入輸出通道及其接口技術(shù)、通信技術(shù)、顯示與接口技術(shù)、智能儀表中的智能技術(shù)等。第4篇為自動化儀表控制及抗干擾技術(shù)篇，主要敘述工業(yè)自動化儀表常用的控制技術(shù)、干擾及其抑制技術(shù)。本書的編寫力求系統(tǒng)性、實用性與先進(jìn)性相結(jié)合，理論與實踐相交融，既注重傳統(tǒng)知識的講授，又兼顧新技術(shù)、新成果的應(yīng)用?！　∪珪臋z測技術(shù)基礎(chǔ)知識篇、傳感器技術(shù)篇、智能儀表篇、自動化儀表控制及抗干擾技術(shù)篇4篇之間既有獨立性也有相關(guān)性，各專業(yè)在教學(xué)中可以自行取舍。本書可作為高等學(xué)校自動化、電氣工程、測控技術(shù)與儀器、機械設(shè)計制造及其自動化、電子信息工程等相關(guān)專業(yè)高年級本科生、研究生教材，也可供其他專業(yè)學(xué)生和有關(guān)技術(shù)人員參考，或作為自學(xué)用書?！　⒓颖緯帉懙挠校毫_桂娥（第1篇、第3篇、第4篇），陳革輝（第2篇）。全書由羅桂娥統(tǒng)稿并定稿。　　由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《檢測技術(shù)與智能儀表（第3版）》以信息獲?。▊鞲衅鳎⑿畔⑥D(zhuǎn)換（檢測電路）、信息處理（微機技術(shù)）和顯示（儀表）為主線，系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代檢測技術(shù)與智能儀表的基本原理、方法以及相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)。全書分為4篇。第1篇為檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識篇，主要介紹檢測技術(shù)基礎(chǔ)，包括測量方法、檢測裝置的基本性能與誤差理論基礎(chǔ)等。第2篇為傳感器技術(shù)篇，按傳感器的用途分章講述傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標(biāo)及使用特點；同時也介紹了多傳感器信息融合技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等內(nèi)容。第3篇為智能儀表篇，主要闡述智能儀表的組成、輸入輸出通道及其接口技術(shù)、通信技術(shù)、顯示與接口技術(shù)、智能儀表中的智能技術(shù)等。第4篇為自動化儀表控制及抗干擾技術(shù)篇，主要敘述工業(yè)自動化儀表常用的控制技術(shù)、干擾及其抑制技術(shù)。《檢測技術(shù)與智能儀表（第3版）》的編寫力求系統(tǒng)性、實用性與先進(jìn)性相結(jié)合，理論與實踐相交融，既注重傳統(tǒng)知識的講授，又兼顧新技術(shù)、新成果的應(yīng)用。

書籍目錄

第1篇檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識第1章 綜述1.1 自動檢測技術(shù)及其發(fā)展1.1.1 檢測技術(shù)與自動化科學(xué)技術(shù)的關(guān)系1.1.2 自動檢測技術(shù)的研究內(nèi)容1.1.3 自動檢測技術(shù)的新進(jìn)展1.2 智能儀表的組成及發(fā)展趨勢1.2.1 業(yè)自動化儀表概述1.2.2 智能儀表的內(nèi)涵及發(fā)展復(fù)習(xí)思考題第2章 測量方法2.1 測量的基本方程式2.1.1 測量的概念2.1.2 測量的基本方程式2.2 測量的基本方法2.2.1 直接測量、間接測量與聯(lián)立測量2.2.2 比較式測量復(fù)習(xí)思考題第3章 檢測裝置的基本性能3.1 精度3.2 穩(wěn)定性能復(fù)習(xí)思考題第4章 誤差理論基礎(chǔ)4.1 測量誤差綜述4.1.1 誤差的基本概念與表示方法6.1.3 電阻應(yīng)變片的溫度誤差與補償6.1.4 電阻應(yīng)變片式傳感器的應(yīng)用6.1.5 半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器6.2 電容式傳感器6.2.1 電容式傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理6.2.2 電容式傳感器的等效電路6.2.3 電容式傳感器的應(yīng)用6.3 電感式傳感器6.3.1 自感式傳感器6.3.2 互惑型變壓器式電感傳感器6.3.3 電感式傳感器的應(yīng)用復(fù)習(xí)思考題第7章 電能量型傳感器7.1 壓電式傳感器7.1.1 壓電式傳感器的工作原理7.1.2 壓電式傳感器的等效電路和連接方式7.1.3 壓電式傳感器的應(yīng)用7.2 磁電式傳感器7.2.1 磁電式傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)形式7.2.2 磁電式傳感器的應(yīng)用7.3 熱電式傳感器7.3.1 熱電阻傳感器7.3.2 熱電偶傳感器7.4 光電式傳感器7.4.1 光敏電阻7.4.2 光電池7.4.3 光敏晶體管7.4.4 光電式傳感器的應(yīng)用復(fù)習(xí)思考題第8章 數(shù)字式傳感器8.1 編碼式數(shù)字傳感器8.1.1 編碼式數(shù)字傳感器概述8.1.2 旋轉(zhuǎn)式光電編碼器8.2 光柵式數(shù)字傳感器8.2.1 光柵式數(shù)字傳感器的工作原理8.2.2 光柵傳感器的組成與工作原理8.2.3 光柵傳感器的辨向原理與細(xì)分技術(shù)8.3 感應(yīng)同步器8.3.1 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)8.3.2 感應(yīng)同步器的工作原理8.3.3 信號處理方式8.3.4 感應(yīng)同步器的應(yīng)用復(fù)習(xí)思考題第9章 其他傳感器9.1 霍爾傳感器9.1.1 霍爾效應(yīng)9.1.2 霍爾元件與基本測量電路9.1.3 不等位電勢和溫度誤差的補償9.1.4 霍爾元件的應(yīng)用9.2 超聲波傳感器9.2.1 超聲波及其物理性質(zhì)9.2.2 超聲波傳感器原理9.2.3 超聲波傳感器的應(yīng)用9.3 光纖傳感器9.3.1 光纖的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)光原理9.3.2 光纖傳感器的基本原理及類型9.3.3 光纖傳感器的應(yīng)用9.4 CCD圖像傳感器9.4.1 CCD的結(jié)構(gòu)與工作原理9.4.2 電荷耦合（CCD）圖像傳感器9.4.3 CCD圖像傳感器的應(yīng)用9.5 智能傳感器9.5.1 智能傳感器概述9.5.2 智能傳感器中對基本傳感器的要求9.5.3 智能傳感器的發(fā)展方向……第10章 傳感器新技術(shù)第3篇 智能儀表第11章 智能儀表的組成與特點第12章 輸入通道及接口技術(shù)第13章　輸出通道與通信技術(shù)第14章　顯示與接口技術(shù)第15章　智能技術(shù)第4篇　自動化儀表控制及抗干擾技術(shù)第16章　工業(yè)自動化儀表控制技術(shù)第17章　干擾及其抑制技術(shù)主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　從不同的角度，測量誤差可有不同的分類方法。　　1.按誤差的性質(zhì)分類　　根據(jù)測量誤差的性質(zhì)（或出現(xiàn)的規(guī)律）、產(chǎn)生的原因，測量誤差可分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差3類。　?。?）系統(tǒng)誤差。在相同條件下，多次重復(fù)測量同一被測參量時，其測量誤差的大小和符號保持不變，或在條件改變時，誤差按某一確定的規(guī)律變化，這種測量誤差稱為系統(tǒng)誤差。誤差值恒定不變的又稱為恒定的系統(tǒng)誤差，誤差值按某一確定規(guī)律變化的則稱為變化的系統(tǒng)誤差?！　∠到y(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因大體上有：測量所用的工具（儀器、量具等）本身性能不完善或安裝、布置、調(diào)整不當(dāng)而產(chǎn)生的誤差；在測量過程中因溫度、濕度、氣壓、電磁干擾等環(huán)境條件發(fā)生變化所產(chǎn)生的誤差；因測量方法不完善，或者測量所依據(jù)的理論本身不完善等原因所產(chǎn)生的誤差；因操作人員視讀方式不當(dāng)造成的讀數(shù)誤差等?？傊?，系統(tǒng)誤差的特征是測量誤差出現(xiàn)的有規(guī)律性和產(chǎn)生原因的可知性。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因和變化規(guī)律一般可通過實驗和分析查出。因此，系統(tǒng)誤差可被設(shè)法確定并消除。　　測量結(jié)果的準(zhǔn)確度由系統(tǒng)誤差來表征，系統(tǒng)誤差愈小，則表明測量準(zhǔn)確度愈高?！　。?）隨機誤差。在相同條件下多次重復(fù)測量同一被測參量時，測量誤差的大小與符號均無規(guī)律變化，這類誤差稱為隨機誤差。隨機誤差主要是由于檢測儀器或測量過程中某些未知或無法控制的隨機因素（如儀器的某些元器件性能不穩(wěn)定，外界溫度、濕度變化，空中電磁波擾動，電網(wǎng)的畸變與波動等）綜合作用的結(jié)果。隨機誤差的變化通常難以預(yù)測，因此也無法通過實驗方法確定、修正和消除。但是通過足夠多的測量比較可以發(fā)現(xiàn)隨機誤差服從某種統(tǒng)計規(guī)律（如正態(tài)分布、均勻分布、泊松分布等）?！　⊥ǔＳ镁芏缺碚麟S機誤差的大小。精密度越低隨機誤差越大；反之，隨機誤差就越小。

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