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1 自动检测技术基础1

1.1 自动检测的基本概念1

1.1.1 检测的基本方法1

1.1.2 检测仪表的组成2

1.1.3 检测仪表的分类3

1.1.4 检测仪表的主要性能指标3

1.2 测量误差及处理方法5

1.2.1 测量误差5

1.2.2 误差的分析与处理6

1.3 测量不确定度10

1.3.1 测量不确定度的基本概念10

1.3.2 测量不确定度的分类与表达11

1.3.3 标准不确定度的评定11

1.4 检测技术及仪表的发展14

思考题与习题14

2 温度检测与仪表16

2.1 温标及测温方法16

2.1.1 温标16

2.1.2 温度测量方法及其分类17

2.2 热电偶温度计18

2.2.1 热电偶测温原理18

2.2.2 热电偶的基本定律20

2.2.3 热电偶的结构21

2.2.4 热电偶的分类24

2.2.5 热电偶的冷端补偿26

2.2.6 测温线路29

2.3 电阻温度计30

2.3.1 热电阻测温原理30

2.3.2 热电阻的结构31

2.3.3 特殊热电阻32

2.3.4 热电阻测温线路33

2.4 辐射温度计34

2.4.1 辐射测温原理35

2.4.2 亮度高温计36

2.4.3 比色温度计39

2.4.4 辐射高温计40

2.4.5 红外测温计41

2.5 测温仪表的选择及安装43

2.5.1 温度计的选择原则43

2.5.2 接触式测温元件的选型43

2.5.3 非接触式测温元件的选型44

2.5.4 感温元件的安装44

2.5.5 布线要求45

2.6 新型温度传感器45

2.6.1 光纤光栅温度传感器45

2.6.2 半导体集成电路温度传感器47

2.6.3 特种测温热敏电缆48

2.7 工业特殊测温技术49

2.7.1 热流计49

2.7.2 高温金属熔体的温度测量49

2.7.3 高温烟气温度测量50

2.7.4 真空炉温度测量51

思考题与习题51

3 压力检测与仪表52

3.1 概述52

3.1.1 压力的概念及单位52

3.1.2 压力表示方法52

3.1.3 压力检测的基本方法53

3.2 液柱式压力计53

3.2.1 液柱式压力计的原理53

3.2.2 液柱式压力计的测量误差及其修正55

3.3 弹性式压力计55

3.3.1 弹性元件55

3.3.2 弹簧管压力计56

3.4 压力（差压）传感器56

3.4.1 霍耳压力传感器56

3.4.2 电容式压力传感器58

3.4.3 压电式压力传感器59

3.4.4 应变式压力传感器60

3.4.5 压阻式压力传感器61

3.5 真空计61

3.5.1 压缩式真空计61

3.5.2 热电偶式真空计62

3.5.3 电离式真空计63

3.6 压力检测仪表的选用64

3.6.1 压力检测仪表的选择64

3.6.2 压力计的安装64

3.6.3 压力计的校验65

思考题与习题66

4 流量检测与仪表68

4.1 差压式流量计69

4.1.1 节流式流量计69

4.1.2 均速管流量计93

4.1.3 弯管流量计96

4.2 转子流量计97

4.2.1 转子流量计的工作原理97

4.2.2 转子流量计的选用98

4.3 电磁流量计99

4.3.1 电磁流量计的工作原理99

4.3.2 电磁流量传感器100

4.3.3 电磁流量转换器102

4.3.4 电磁流量计的特点与选用102

4.4 涡轮流量计104

4.4.1 涡轮流量计的结构及原理104

4.4.2 涡轮流量计的特点105

4.4.3 涡轮流量计的选用105

4.5 旋涡流量计106

4.5.1 涡街流量计107

4.5.2 旋进旋涡流量计108

4.6 超声波流量计109

4.6.1 传播速度差法110

4.6.2 多普勒法111

4.7 明渠流量计112

4.7.1 堰式流量计112

4.7.2 槽式流量计113

4.8 容积式流量计114

4.8.1 容积式流量计的类型114

4.8.2 容积式流量计的特点与选用115

4.9 质量流量计116

4.9.1 科里奥利质量流量计116

4.9.2 热式质量流量计118

4.9.3 推导式质量流量计119

4.9.4 冲板式流量计119

思考题与习题121

5 物位检测仪表122

5.1 概述122

5.1.1 物位的定义122

5.1.2 物位检测方法的分类122

5.2 浮力式液位计123

5.2.1 浮子式液位计123

5.2.2 磁翻转浮标液位计124

5.2.3 浮筒式液位计124

5.3 静压式液位计125

5.3.1 检测原理125

5.3.2 压力式液位计126

5.3.3 差压式液位计126

5.4 电容式物位计128

5.4.1 电容物位计工作原理128

5.4.2 导电液体电容传感器128

5.4.3 非导体液体电容传感器129

5.4.4 射频导纳电容物位计130

5.5 超声波液位计130

5.5.1 测量原理131

5.5.2 基本测量方法131

5.6 雷达物位计132

5.6.1 测量原理132

5.6.2 调频连续波雷达物位计133

5.6.3 导波雷达物位计133

5.7 其他物位测量方法134

5.7.1 磁致伸缩液位计134

5.7.2 射线式物位测量仪表135

5.7.3 光纤液位计136

5.7.4 电阻式液位计137

5.7.5 温差法液位检测技术137

5.8 料位检测方法138

思考题与习题139

6 机械量检测与仪表141

6.1 转速、转矩与功率测量141

6.1.1 转速测量141

6.1.2 转矩测量145

6.1.3 功率测量146

6.2 位移与厚度测量148

6.2.1 位移测量仪表148

6.2.2 厚度测量151

6.3 振动与加速度检测152

6.3.1 振动测量仪表152

6.3.2 加速度测量仪表153

6.4 重量检测155

6.4.1 概述155

6.4.2 压磁式传感器155

6.4.3 电子秤156

思考题与习题158

7 成分分析仪表160

7.1 红外线气体分析仪160

7.1.1 工作原理160

7.1.2 基本组成161

7.1.3 应用举例162

7.2 氧量分析仪163

7.2.1 热磁式氧量分析仪163

7.2.2 氧化锆氧量分析仪164

7.3 其他气体分析仪166

7.3.1 气相色谱仪166

7.3.2 热导式气体成分分析仪168

7.3.3 激光在线气体分析仪169

7.4 溶液浓度计170

7.4.1 电导式浓度仪170

7.4.2 电磁式浓度计171

7.4.3 密度式浓度计171

7.5 工业酸度计172

7.5.1 参比电极173

7.5.2 测量电极173

7.6 湿度检测仪表174

7.6.1 自动干湿球湿度计174

7.6.2 露点湿度计175

7.6.3 金属氧化物陶瓷湿度传感器176

7.6.4 氯化锂电阻湿度传感器176

思考题与习题177

8 显示仪表178

8.1 概述178

8.2 模拟式显示仪表180

8.2.1 电位差计式显示仪表180

8.2.2 自动平衡电桥式显示仪表184

8.3 数字式显示仪表185

8.3.1 概述185

8.3.2 数字显示仪表的构成186

8.3.3 A/D转换187

8.3.4 非线性补偿188

8.3.5 信号标准化及标度变换190

思考题与习题192

9 新型检测技术与仪表194

9.1 虚拟仪器技术194

9.1.1 虚拟仪器技术概述194

9.1.2 虚拟仪器的构成195

9.1.3 虚拟仪器开发平台199

9.2 图像检测技术199

9.2.1 图像检测系统的构成199

9.2.2 图像的描述202

9.2.3 图像处理技术204

9.3 软测量技术205

9.3.1 软测量技术概述205

9.3.2 软仪表的设计方法206

9.3.3 软测量的建模方法208

思考题与习题210

附表211

参考文献213