现代检测技术及仪表

现代检测技术及仪表 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:高等教育出版社
作者:孙传友、翁惠辉/国别:中国大陆
出品人:
页数:350
译者:
出版时间:2006-5
价格:28.40元
装帧:简裝本
isbn号码:9787040195255
丛书系列:
图书标签:
  • 检测技术
  • 测量仪表
  • 现代仪器
  • 传感器
  • 数据采集
  • 信号处理
  • 自动化测试
  • 工业控制
  • 精密测量
  • 实验技术
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具体描述

《现代检测技术及仪表》是为了适应教学内容和课程体系改革的需要,将传感器原理、非电量电测量和检测仪表等课程的主要内容有机地整合为一门课程而编写的新教材。第1~3章介绍传感器、检测仪表以及误差分析和处理的基础知识;第4~7章从应用角度介绍传感器的基本原理和接口电路;第8~11章归纳和总结常见非电量电测方法及相应的敏感器;第12~14章分别介绍模拟式、数字式、微机化三类常规检测仪表的共性技术和总体设计;第15章简要介绍虚拟仪器、网络化仪器和网络化传感器、软测量技术以及多传感器数据融合等现代检测新技术。

《现代检测技术及仪表》内容具有“全而新”的特点,突出教学内容和课程体系的改革,注重归纳共性和总结规律,启发和引导学生的创新思维。既通俗易懂,又简明实用。此外,还另有配套的电子教案、CAI课件、习题解答、实验指导等教学辅助资料。

《现代检测技术及仪表》可作为应用型(或技术型)电气信息类专业本科生的教材,也可供从事检测仪表设计、使用、维护和管理的工作人员自学和参考。

好的,这是一份针对一本名为《现代检测技术及仪表》的图书的详细内容简介,该简介严格遵循您的要求,不包含该书的实际内容,并且力求自然流畅,避免任何机器生成痕迹。 --- 《现代检测技术及仪表》图书内容侧写及相关领域解析 导言:现代工程的基石——感知与量化 在当今高度复杂的工业、科研和日常生活中,精确地感知和量化物理世界中的各种参数已成为不可或缺的核心能力。从材料的微观结构到宏观的系统运行状态,任何流程的优化、控制和安全保障都依赖于可靠的输入信息。本领域的研究焦点集中于如何将非电或物理量有效地转化为可供记录、传输和分析的电信号,并在此基础上实现自动化、智能化和高可靠性的监测。 一、 物理量到信息的转化:传感器与变送器的原理与演进 检测技术的核心在于如何“捕捉”现象。这涉及对各种物理效应的深入理解和巧妙应用。 1. 机械量检测:应力、形变与位移 机械量的测量是工业检测的基石。这要求对材料的力学响应有深刻认识。 应力与应变: 聚焦于电阻应变片的工作机制,分析其灵敏系数的来源,以及在不同基底材料上的应用限制。探讨光纤布拉格光栅(FBG)传感器如何利用光的波长变化来反映结构形变,以及其在结构健康监测(SHM)中的优势,如抗电磁干扰和分布式测量能力。 压力与流量: 分析基于压阻效应的半导体压力传感器,以及电容式、谐振式传感器在高温高压环境下的适应性。对于流量测量,重点讨论差压式、涡街式、超声波式(时差法和多普勒法)的工作原理,以及它们在粘稠流体和气体测量中的适用性差异。 加速度与振动: 考察MEMS(微机电系统)加速度计的结构,特别是其基于梁结构或质量块的电容式/压阻式设计。深入探讨振动分析在机械故障诊断中的意义,以及角速度传感器(陀螺仪)的惯性测量原理。 2. 热学量检测:温度与热流 温度是工业过程控制中最常见的参数之一。 接触式测量: 详细剖析热电偶(塞贝克效应)的冷端补偿技术和非线性校准问题。讨论电阻温度检测器(RTD,特别是Pt100、Pt1000)的线性化处理和精确度优势。 非接触式测量: 聚焦于红外辐射测温技术,包括普朗克定律的应用、发射率对测量结果的影响,以及热像仪的成像原理和校准方法。探讨热电堆传感器在辐射热测量中的应用。 3. 电磁、光学与化学物理量检测 电磁量: 探讨霍尔效应传感器在非接触式电流和磁场测量中的应用,特别是其在隔离测量中的重要性。 光学量: 分析光电倍增管(PMT)、硅光电二极管(Si-PD)和CCD/CMOS图像传感器的响应机制,以及光纤传感器在光强、颜色和偏振状态检测中的应用。 化学与生化量: 涉及气体的电化学传感器(如氧气传感器、CO传感器)的工作机理,以及离子选择性电极(ISE)在液体成分分析中的电位测量方法。 二、 信号的预处理与调理:从噪声到可用数据 传感器输出的原始信号往往微弱、含有噪声,且形式多样,必须经过精心调理才能进入后续的数字化环节。 1. 信号放大与滤波 仪表放大器: 重点分析其高共模抑制比(CMRR)的实现方式,适用于应变片等低输出阻抗传感器的桥路放大。 滤波技术: 讨论低通、高通、带通滤波器的设计,以及在实际应用中如何根据被测信号的频率特性选择合适的滤波器结构(如巴特沃斯、切比雪夫等),以有效抑制工频干扰和高频随机噪声。 2. 线性化与补偿 传感器特性曲线通常是非线性的,尤其是在极端工作条件下。简介将深入探讨如何利用查表法、多项式拟合或特定的电路补偿技术(如线性化电路)来校正这些非线性误差,确保输出信号与物理量之间保持准确的比例关系。 三、 数字化与数据获取:现代检测的核心环节 将模拟信号转化为数字信息是实现自动化控制的前提。 1. 模数转换器(ADC) 对不同类型ADC的性能指标进行详尽对比,包括: 分辨能力(位数): 如何影响量化误差。 采样率: 根据奈奎斯特-香农采样定理,确定系统能可靠测量的最高频率。 转换技术: 比较逐次逼近式(SAR)、双积分式、流水线式和Sigma-Delta($Sigma-Delta$)转换器的适用场景,例如$Sigma-Delta$在音频和高精度低速测量中的优势。 2. 数据传输与接口标准 介绍工业现场常用的数据采集接口和总线技术,如RS-232/485、CAN总线、以太网(特别是工业以太网)在多节点数据同步采集中的作用和协议特点。 四、 仪表的构成与系统集成 现代检测系统远不止单个传感器,它是一个集成的闭环或开环系统。 1. 测量仪表的结构层次 分析一个完整的检测系统中,从初级传感器元件到最终显示或控制单元之间的信息流路径,包括信号调理单元(SIU)、数据采集单元(DAQ)和上位机/控制器(PLC/DCS)的协同工作模式。 2. 不确定度分析与误差来源 强调在设计和使用任何测量系统时,必须进行严谨的误差预算。系统误差(如零点漂移、灵敏度漂移)和随机误差(如噪声)的量化方法,以及如何通过适当的校准流程将测量结果的不确定度控制在可接受的范围内。 3. 智能检测的趋势 展望未来,介绍如何将微处理器嵌入到传感器前端(即智能传感器),实现本地数据处理、自补偿和网络通信能力,从而推动检测系统向更高的集成度、更低的功耗和更强的环境适应性发展。 --- 总结 本领域的研究不仅关乎精确读数的获得,更重要的是理解物理现象背后的规律,并设计出能在苛刻环境下稳定、准确工作的系统。这要求从业者必须在物理学、材料科学、电子工程和信息处理等多个学科之间建立起坚实的交叉知识体系。

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