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出版者:CRC Press

作者:Bela G. Liptak

出品人:

页数:5515

译者:

出版时间:1995-5-15

价格:USD 699.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849399701

丛书系列:

图书标签:

• 设计手册
• 控制科学与技术
• 仪器仪表技术
• Expertise
• 仪器仪表
• 过程控制
• 自动化
• 工业测量
• 传感器
• 控制系统
• 仪表工程
• 流程图
• 设备维护
• 工业仪器

好的，下面是一份为一本名为《Instrument Engineers Handbook》的书籍撰写的图书简介，这份简介详细介绍了该书的内容，不包含任何关于“Instrument Engineers Handbook”这本书本身的描述或内容。 --- 《精密仪器与过程控制系统设计：原理、应用与实践》 导言：工业自动化的基石 在现代工业生产的复杂图景中，精确的过程控制与可靠的测量系统是确保效率、质量与安全的核心要素。本书深入探讨了工业自动化领域中至关重要的精密仪器、传感器技术、执行器选择以及复杂的控制策略。它旨在为工程师、技术人员和研究人员提供一个全面、深入且实用的参考框架，以应对从设计概念到实际部署、再到系统维护的全过程挑战。 第一部分：过程测量基础与传感器技术 本部分聚焦于工业环境中各种关键参数的测量原理与技术。我们将详细解析温度、压力、流量和液位测量的物理基础及其工程实现。 温度测量： 覆盖了热电偶、电阻温度检测器（RTD）、热敏电阻以及非接触式红外测温仪的工作原理。重点分析了不同传感器在极端环境（如高温、高压、腐蚀性介质）下的选型标准、校准方法以及线性化处理。探讨了多点温度监测系统和温度变送器的集成应用。 压力测量： 详细阐述了绝对压力、表压、差压的定义及测量方法。涵盖了波登管、膜片式、应变片式以及电容式传感器的结构特点、优缺点和适用范围。特别关注了高精度差压变送器在质量流量计算中的应用，以及压力传感器的动态响应特性分析。 流量测量： 流量控制是许多过程工业的生命线。本章系统梳理了容积式、速度式（如涡轮、电磁、超声波）和差压式（如孔板、文丘里管）流量计的理论基础。对新型的科里奥利质量流量计进行了深入剖析，探讨了多相流测量技术的最新进展及其在复杂管路设计中的布局考量。 液位测量： 介绍了浮子、导波管、静压、雷达和超声波等液位测量技术的差异。重点分析了在搅拌、泡沫或粘稠介质条件下，如何选择具有抗干扰能力的非接触式或接触式液位传感器。 第二部分：执行机构与最终控制元件 精确的测量需要可靠的执行机构来实现控制目标。本部分着重于阀门、泵和其他最终控制元件的动态特性和选型原则。 控制阀门工程： 这是过程控制中最为关键的执行机构。本书详尽解析了不同阀门类型（如球阀、蝶阀、截止阀、调节阀）的流体动力学特性、流量系数（Cv/Kv）的确定、泄漏等级标准以及执行机构（气动、电动、液压）的选择。深入讨论了阀门固有特性（线性、等百分比、快开）与系统要求的匹配性，并涵盖了对阀门动态响应和调节精度的评估方法。 泵与变速驱动： 探讨了离心泵和容积泵的性能曲线、NPSH（净正吸入压头）计算及其在系统中的优化布局。详细介绍了变频驱动（VFD）在优化泵送系统能耗和实现平稳流量控制中的作用。 第三部分：控制系统架构与信号处理 本部分转向控制系统的集成层面，涉及信号的传输、转换、采集和处理。 信号调理与标准： 系统性介绍了工业信号的物理表示（如4-20mA、1-5V、HART协议）及其抗噪处理技术。重点阐述了隔离、滤波和放大电路在保证测量信号完整性方面的重要性。讲解了数字信号的采集与模数转换（ADC）过程中的误差分析。 现场总线与通信协议： 探讨了工业通信网络在现代工厂中的地位。详细对比了PROFIBUS、Foundation Fieldbus、Modbus TCP/IP等主流协议的架构、数据交换机制和实时性表现。讨论了如何构建一个高可用性和高安全性的分布式控制网络。 第四部分：过程控制回路设计与优化 本部分是本书的核心，专注于如何利用收集到的数据和执行机构来构建稳定、高效的控制系统。 经典 PID 控制理论： 深入剖析了比例-积分-微分（PID）控制器的数学模型、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、Cohen-Coon法）及其在不同过程中的应用局限。重点讲解了如何处理具有大纯延迟（Dead Time）和逆响应过程的控制难题。 先进过程控制（APC）： 超越基础的单回路控制，本章介绍了模型预测控制（MPC）、状态反馈控制以及Smith预估器等高级控制技术。通过实际案例分析，展示了如何利用这些技术解决多变量耦合、强非线性和系统约束下的复杂优化控制问题。 第五部分：系统集成、安全与可靠性 现代工业过程对安全和可靠性的要求达到了前所未有的高度。本部分关注系统的整体工程实践。 安全仪表系统（SIS）： 详细解读了IEC 61508/61511标准在设计、实施和维护安全仪表系统中的要求。阐述了安全完整性等级（SIL）的量化评估方法，包括故障率数据的使用、失效模式与影响分析（FMEA）以及安全联锁逻辑的验证流程。 仪表安装与环境考量： 涵盖了仪表选型后的实际安装指导，包括管道开孔设计、引压管线的布置、电气防爆区域的划分（如Class/Division或Zone系统）以及电磁兼容性（EMC）对精度的影响。 系统调试与故障诊断： 提供了一套系统化的回路检查、启动序列和故障排除流程。重点介绍了基于趋势分析和历史数据，利用先进诊断工具识别传感器漂移、执行器卡滞或控制器性能下降的方法。 总结 本书不仅是理论的汇集，更是一本实战指南，它通过严谨的工程方法论，连接了从传感器到控制决策的整个自动化链条，为读者提供了构建下一代智能、高效、安全工业控制系统的必备知识体系。

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坦白说，我买这本书的时候，内心是有一些疑虑的。毕竟，仪控工程是一个非常专业且技术更新迅速的领域，我担心这本书的内容会不会过于陈旧，或者不够深入。然而，当我真正翻开它，并开始阅读后，这些疑虑瞬间烟消云散。这本书不仅内容非常详实，而且涵盖了许多最新的技术和发展趋势。我惊喜地发现，书中对许多新兴的传感器技术，例如MEMS传感器、光纤传感器等，都有比较详细的介绍，并且分析了它们在不同领域的潜在应用。此外，书中对工业物联网（IIoT）在仪控领域的应用也进行了探讨，这让我对如何将传统仪控系统与新兴的 IIoT 技术相结合，实现更高效的数据采集、分析和决策有了更清晰的认识。书中还包含了一些关于大数据分析、人工智能在过程控制中应用的介绍，虽然这些内容可能对一些初学者来说略显复杂，但对于希望站在行业前沿的工程师来说，无疑是宝贵的启示。这本书让我感觉，它不仅仅是在回顾过去，更是在展望未来，为我们仪控工程师指明了前进的方向。

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这本书的出版，对于我们这些在现场工作的工程师来说，简直是一场及时雨。我经常在维护现场，面对各种各样、不同品牌的仪表，有时会遇到一些不熟悉或者难以诊断的问题。之前，我们主要依靠厂家提供的技术手册，但这些手册往往比较零散，而且对不同厂家的产品通用性不强。而“Instrument Engineers Handbook”则提供了一个非常全面的框架，它不仅仅关注单一厂家的产品，而是从原理、应用、选型、安装、维护等各个方面，对仪控工程领域进行系统性的梳理。我特别喜欢书中关于“仪表故障诊断与排除”的章节，它提供了一系列结构化的排查方法，从最常见的信号问题、电源问题，到更复杂的传感器故障、执行器故障，都给出了详细的步骤和建议。这极大地提高了我们排查故障的效率，减少了停机时间。而且，书中还包含了一些关于仪表安全和可靠性的重要信息，这对于我们保障生产过程的安全运行至关重要。总的来说，这本书为我们提供了一个统一的知识平台，让我们能够更有效地解决实际工作中遇到的各种问题。

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我是一名仪器仪表行业的销售工程师，经常需要与客户沟通，了解他们的需求，并为他们推荐合适的产品。在这过程中，我发现自己常常因为对产品技术细节了解不够深入，而无法给客户提供最专业的建议。因此，我一直在寻找一本能够系统性地提升我技术知识的手册。“Instrument Engineers Handbook”这本书，就像为我量身定做的一样。它的内容详实，条理清晰，语言精准，完全符合我作为销售工程师对技术资料的要求。我特别欣赏书中关于“仪表性能指标”的讲解，比如精度、线性度、迟滞、重复性等，这些都是客户在选择仪表时非常关心的指标。书中对这些指标的定义、测量方法以及对实际应用的影响都进行了详细的阐述。此外，书中关于“仪表校准与维护”的章节，也让我受益匪浅。它详细介绍了各种仪表的校准方法、校准周期以及常见的故障排除技巧。这不仅能帮助我更好地理解客户在使用产品过程中可能遇到的问题，也让我能够更有针对性地为他们提供售前和售后的技术支持。这本书已经成为我日常工作中不可或缺的参考工具。

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这本书的实用性，真的超出了我的预期。我之前买过一些号称“手册”的书，但很多都更侧重于理论推导，实际操作指导反而比较少。而“Instrument Engineers Handbook”则完全不同，它就像一位经验丰富的老工程师，手把手地教你如何去做。在关于流量计选型的章节，书中不仅列出了各种流量计的原理，还详细对比了它们在不同介质、不同流速、不同精度的要求下的优缺点，并且给出了非常具体的选型流程和计算公式。更重要的是，书中还涉及到一些在实际应用中容易被忽视的问题，比如安装位置、流体条件对测量精度的影响，以及如何进行现场校准。我记得我之前负责的一个项目，在选型涡轮流量计时，就因为对这些细节考虑不周，导致测量精度不达标，最后返工了很多次。如果当时有这本书，我肯定会避免这些问题。此外，书中关于安全仪表系统（SIS）的讲解，也让我受益匪浅。SIS是保证化工过程安全的关键，而我对SIS的设计和维护一直感到比较陌生。这本书详细介绍了SIS的 SIL 等级、功能安全概念以及相关的标准，并给出了一些实际应用案例，让我对SIS的理解提升到了一个新的高度。

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这本书的内容深度和广度，都让我感到非常震撼。它涵盖了仪控工程的几乎所有关键领域，从最基础的传感器原理，到复杂的控制策略，再到系统集成和故障诊断，几乎无所不包。我尤其喜欢书中关于“过程控制仪表”的章节，它详细介绍了各种传感器的物理原理、技术规格、选型原则和安装要求，包括了温度、压力、流量、液位等四大基本变量的测量仪表，以及更复杂的分析仪表。书中不仅仅是罗列了仪表类型，更重要的是对每种仪表的工作原理、优缺点、适用范围以及潜在的局限性进行了深入的剖析。例如，在讲解差压变送器时，书中不仅介绍了其基本工作原理，还详细分析了膜片材质、密封方式、温度补偿等因素对测量精度的影响，以及在不同工况下如何进行正确的选型和安装。此外，书中关于“控制回路设计与分析”的部分，更是让我耳目一新。它不仅讲解了PID控制的基本原理，还深入探讨了比例、积分、微分参数的整定方法，以及如何根据被控对象特性选择合适的控制策略。书中还包含了一些高级控制算法的介绍，例如前馈控制、串级控制等，这些对于提升过程控制性能至关重要。

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我购买这本书的初衷，主要是因为我目前负责的一个项目涉及到大量的流程控制和自动化仪表选型，而我在这方面的知识储备相对有限，尤其是在一些先进的传感器技术和复杂的控制算法方面，感觉自己有些力不从心。我之前也零星地查阅过一些网络资料和学术论文，但总感觉碎片化，不成体系，而且很多内容都过于理论化，难以直接应用于实际的工程问题。当我看到“Instrument Engineers Handbook”这本书的时候，它的名字就给了我一种“宝藏”的感觉。它似乎承诺了将仪控工程领域最核心、最实用的知识集于一体，并且以一种手册的形式呈现，这意味着它应该会非常便于查阅和参考，尤其是在项目进行中，遇到具体的技术难题时，能够快速找到解决方案。我特别期待书中关于仪表选型指南的部分，希望它能提供详细的比较和选择依据，帮助我针对不同的工艺需求，选择最合适、最经济的仪表。另外，关于信号处理和数据采集的章节，我也寄予厚望，毕竟在现代自动化系统中，高质量的数据是实现精准控制的基础。这本书的出版，对我来说，不仅仅是一次知识的补充，更是一种职业能力的提升，我相信它将成为我在项目中的得力助手，帮助我更自信、更高效地完成工作。

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这本书的封面设计，我得说，第一眼就吸引了我。是一种非常有质感的哑光纸，深邃的蓝色背景，上面是简洁而有力的金色字体。标题“Instrument Engineers Handbook”在正中，没有多余的装饰，但就是这种极简主义，反而透露出一种专业和厚重感。我拿到这本书的时候，能感觉到它有一定的分量，这不是那种轻飘飘的快餐读物，而是沉甸甸的知识载体。翻开的第一页，纸张的触感也很好，不是那种容易泛黄的廉价纸，而是那种略带纹理，摸起来很舒服的材质。目录页更是让我眼前一亮，分类清晰，条理分明，每一个章节的标题都直接点明了主题，让我对这本书的内容有了初步的宏观认识。例如，关于传感器原理的章节，光看标题就能想象到里面会涵盖各种类型传感器的基础知识，包括它们的工作机制、优缺点以及适用场景。而控制回路设计的部分，更是直接触及了仪控工程师的核心工作内容。更不用说后面那些关于安全仪表系统、仪表校准和维护的内容，这些都是在实际工程项目中不可或缺的知识点。我迫不及待地想要深入其中，去探索这些理论知识如何转化为实际应用，以及它们背后蕴含的严谨的工程逻辑。这本书的整体观感，就如同它即将为我打开的知识大门一样，既有引人入胜的外在美，更预示着内在的丰富与深度。

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这本书的另一个亮点，在于它对“系统集成”的关注。在现代自动化工程中，仪表不再是孤立的个体，而是构成了一个复杂的整体。如何将各种仪表、控制器、通信网络有效地集成在一起，实现信息的高效流动和协同工作，是至关重要的。 “Instrument Engineers Handbook”在这方面提供了非常有价值的指导。它详细介绍了各种通信协议，如HART、FOUNDATION Fieldbus、PROFIBUS等，并分析了它们在不同应用场景下的优劣。书中还探讨了如何构建可靠的DCS/PLC系统，以及如何进行系统的组态和调试。我特别欣赏书中关于“仪表网络化和智能化”的讨论，它预见了未来工业自动化的发展趋势，并为我们指明了方向。例如，书中对远程诊断、预测性维护等概念的阐述，让我对如何利用新兴技术提升仪控系统的整体性能有了更深的认识。这本书不仅仅是一本静态的知识手册，它更像是一份动态的指南，引领我们走向更加智能化的工业未来。

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这本书的编排方式，我不得不说，非常有匠心。它不像一般的教科书那样，上来就堆砌大量的公式和理论，而是循序渐进，从基础概念讲起，然后逐渐深入到更复杂的应用。每一个章节都配有大量的图表和插图，这些图表不是简单的装饰，而是非常直观地展示了仪表的工作原理、结构图以及系统架构。比如，在讲解温度传感器时，书中不仅列举了不同类型温度计的特点，还配有它们内部结构的剖面图，清晰地展示了热电偶、热电阻等的工作机制。在控制回路的讲解部分，书中用流程图清晰地展示了PID控制器的基本组成和信号流向，并且还附带了一些实际案例，解释了不同参数设置对控制效果的影响。更让我印象深刻的是，书中对一些仪表故障的诊断和排除方法也进行了详细的描述，并提供了相应的排查步骤和注意事项。这对于一线工程师来说，简直是福音。我常常会遇到一些突发性的仪表故障，如果没有系统性的指导，往往需要花费大量的时间去摸索。有了这本书，我感觉自己面对这些问题时，会更加胸有成竹。而且，书中还穿插了一些行业标准和规范的引用，这让我能够将所学的知识与实际的工程实践紧密结合起来，确保设计和操作都符合规范要求。

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我是一名刚入职的初级仪表工程师，对这个行业充满了热情，但也深感自己的知识储备不足，很多时候在工作现场，面对各种仪表和控制系统，都会感到有些茫然。机缘巧合下，我从一位资深的前辈那里得知了“Instrument Engineers Handbook”这本书。他告诉我，这本书是他多年的工作经验总结，也是他认为最值得仪控工程师拥有的工具书之一。拿到这本书后，我更是爱不释手。它不像那些高深的学术论文，语言相对比较通俗易懂，即使是像我这样的新人，也能比较轻松地理解其中的概念。书中对一些基本原理的解释非常到位，例如，关于压力测量，书中不仅介绍了不同压力传感器的类型，还详细讲解了它们在不同介质、不同压力范围下的适用性，以及一些安装和校验的注意事项。我特别喜欢书中关于仪表选型原则的讨论，它不仅仅是告诉你“选什么”，更重要的是告诉你“为什么这么选”，以及在选型过程中需要考虑哪些因素。这些对于我来说，都是非常宝贵的指导。我希望能通过这本书，快速建立起一个扎实的仪表工程知识体系，为我今后的职业发展打下坚实的基础。

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