全書系統(tǒng)地闡述了現(xiàn)代檢測技術的基本理論和相應的傳感器工作原理、結構、特性以及大量的應用實例。全書共分8章:第1章介紹檢測技術與傳感器基礎知識,第2章介紹電學參量的檢測技術,第3章介紹機械量檢測技術,第4章介紹溫度檢測技術,第5章介紹物化特性參數(shù)檢測技術,第6章介紹新型檢測技術,第7章介紹現(xiàn)代檢測系統(tǒng)設計,第8章介紹現(xiàn)代檢測技術的應用。
《現(xiàn)代檢測技術》結構合理,內容豐富,具有系統(tǒng)性、先進性和實用性,反映了現(xiàn)代檢測技術領域的新成果。為了幫助讀者掌握各章節(jié)的內容,每章都設有一定的思考題和習題。
《現(xiàn)代檢測技術》可以作為自動化類專業(yè)、測控技術專業(yè)、儀器儀表專業(yè)、電子與信息工程專業(yè)的本、?平滩模部梢宰鳛橄嚓P專業(yè)的研究生教材及工程技術人員的參考書。
為了正確地認識對象,及時、準確地獲取各種信息,解決人們在生產、工程、科研等各個領域遇到的各種問題,必須首先了解和掌握獲取各類信息并合理處理信息的技術原理和方法。
現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展,特別是電子技術、計算機技術、傳感器技術、信息處理技術的發(fā)展,極大地促進了人們對信息資源的需求,也為人們提供了獲取、處理與應用信息的新技術和新方法。
本書全面系統(tǒng)地介紹了各種經典和新型的檢測技術原理和方法,涉及諸多行業(yè)、領域的參、變量檢測。全書以“信號的采集一信號的處理與轉換一數(shù)據(jù)處理一系統(tǒng)設計一應用”為邏輯主軸,介紹了現(xiàn)代檢測技術的各個環(huán)節(jié)。
本書首先介紹了檢測技術與傳感器的基礎理論知識;接著詳細介紹了獲取各類信息(如電學量、機械量、熱參量、物化參數(shù)、光學信息等)的各種傳感器檢測技術的原理和方法,以及新型檢測技術;然后對獲得的信息的處理與轉換技術以及數(shù)據(jù)處理技術作了深入探討;并對現(xiàn)代檢測系統(tǒng)設計的一些關鍵技術予以了詳細介紹;最后列舉了大量工程應用實例。
本書是21世紀電氣信息學科立體化系列教材之一。為了適應新形勢的要求,本書在編寫過程中既注重基礎知識,又注重知識的新穎性;在結構體系和內容安排上注重系統(tǒng)性、先進性和實用性;內容豐富,圖文并茂,并列舉了大量實例、思考題和習題,既可以做教材,也適合自學。與同類書籍相比,本書的特點如下。
(1)既有傳統(tǒng)檢測技術原理和方法的介紹,又有新型檢測技術的詳細講述,并以“技術”為重點組織各章節(jié)內容,對有關的檢測技術知識做了詳略得當?shù)奶幚恚?br />
(2)既注重基礎知識講述,又注重實用技術和方法介紹,使初學者既能掌握基本理論知識,又能獲得實踐技能;
(3)突出被測參量,圍繞被測參量介紹相關的檢測技術,便于工程技術人員參考;
(4)在詳細介紹理論知識的基礎上,列舉了大量工程應用實例,從理論到實踐,使讀者容易掌握相關的檢測技術知識。
1 傳感器與檢測技術基礎
1.1 檢測技術基礎
1.2 傳感器基礎知識
本章小結
思考題與習題
2 電學參量檢測技術
2.1 電學參量及其檢測技術概述
2.2 普通電壓、電流的檢測
2.3 頻率、周期、相位的檢測
2.4 功率及功率因數(shù)的檢測
2.5 電學參量的電力檢測技術
本章小結
思考題與習題
3 機械量檢測技術
3.1 機械量及其檢測技術概述
3.2 力的檢測
3.3 壓力的檢測
3.4 力矩的檢測
3.5 位移的檢測
3.6 物位的檢測
3.7 速度、加速度及振動檢測
3.8 流量的檢測
3.9 無損探傷
本章小結
思考題與習題
4 溫度檢測技術
4.1 溫度及其檢測技術概述
4.2 熱電偶溫度檢測技術
4.3 熱電阻溫度檢測技術
4.4 溫度變送器
4.5 半導體溫度檢測技術
4.6 其他溫度檢測技術
本章小結
思考題與習題
5 物化特性參數(shù)檢測技術
5.1 物化特性參數(shù)及其檢測技術概述
5.2 氣體檢測
5.3 顏色識別
5.4 濕度檢測
5.5 黏度檢測
5.6 密度檢測
5.7 電導率檢測
5.8 磁場強度檢測
5.9 酸堿度檢測
5.10 物質成分檢測
本章小結
思考題與習題
6 新型檢測技術
6.1 光電池
6.2 光敏半導體器件
6.3 圖像檢測技術
6.4 生物傳感技術
6.5 仿生傳感器
6.6 微傳感器技術
6.7 智能傳感器技術
本章小結
思考題與習題
7 現(xiàn)代檢測系統(tǒng)設計
7.1 現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的結構設計
7.2 現(xiàn)代檢測系統(tǒng)設計方法
7.3 智能儀器
7.4 個人儀器及系統(tǒng)
7.5 虛擬儀器及系統(tǒng)
本章小結
思考題與習題
8 現(xiàn)代檢測技術的應用
8.1 電學參量的檢測
8.2 機械量檢測
8.3 溫度檢測
8.4 物化特性參數(shù)檢測
8.5 圖像檢測
8.6 RLC智能檢測
8.7 虛擬儀器設計
本章小結
思考題與習題
附錄
附錄1 常用電學參量電力檢測傳感器
附錄2 各類機械量傳感器性能比較
附錄3 常用熱電偶分度表
附錄4 各種黏度和密度檢測方法
參考文獻
1 傳感器與檢測技術基礎
本章內容主要由檢測技術基礎與傳感器基礎知識兩部組成。
第1節(jié)首先介紹檢測技術基礎知識、檢測技術概念及其發(fā)展,接著介紹常見的轉換技術(電橋、調制解調、濾波、模/數(shù)轉換),闡述在檢測過程中常用的、主要的名詞術語,最后介紹誤差的表示方法、分類和來源,誤差的估計和校正,各種誤差的合成與分配等處理辦法,第2節(jié)詳細介紹傳感器基礎知識,包括它的概念、組成以及分類,靜態(tài)、動態(tài)特性,以及傳感器的應用領域和發(fā)展趨勢。
1.1 檢測技術基礎
檢測技術是自動化學科的重要組成部分,一個完整的檢測過程包括信號的獲取,信號的轉換、存儲與傳輸,信號的分析處理及顯示記錄。只有了解和掌握了基本技術理論,再輔以現(xiàn)代檢測手段,才能實施有效、精確的測量,以驗證科學理論或研究成果的正確性和可靠性。
1.1.1 檢測技術概述
檢測技術屬于信息科學范疇,是信息技術三大支柱(檢測控制技術、計算機技術、通信技術)之一,也是現(xiàn)代信息鏈(獲取-處理-傳輸-應用)的源頭技術。獲取被測對象的信號并進行處理,將有用信息輸送給自動控制系統(tǒng)或操作者,這些工作均需要以檢測技術為基礎。另外,測量各種物理量、化學量或生物量等參數(shù)量值、檢測產品質量,進行計量標準的傳遞和控制等工作,也都需要以檢測技術為基礎。
檢測技術的基本任務是獲取有用信息,通常包括測量、計量、計算、檢驗、判斷等多層含義,具有比單純的測量更為豐富的內容,具體工作如下。