現代檢測技術
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【作 者】李英順 主編
【I S B N 】978-7-5084-6208-0
【責任編輯】楊元泓
【適用讀者群】本科
【出版時間】2009-02-01
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版
【頁 數】184
【千字數】
【印 張】
【定 價】¥21
【叢 書】21世紀電子信息與自動化系列規劃教材
【備注信息】
簡介
本書特色
前言
章節列表
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下載資源
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本書內容基本上是為應用型本科學生的培養模式而設計的。本書分為四篇,第一篇介紹檢測技術的基本概念;第二篇主要介紹常見的傳感器,包括電阻式傳感器、電感式傳感器、渦流式傳感器、電容性傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器等,把輸出量或原理有共性的傳感器歸并成一類,既便于學生理解傳感器的原理,又便于學生掌握這類傳感器可共用的接口電路;第三篇主要介紹溫度、壓力、流量、物位四種過程參數的測量;第四篇主要介紹無損檢測技術。本書內容的編寫考慮到在各院校普遍使用的實驗設備,便于學生掌握各類常規檢測儀表的共性技術。
本書可作為高等工科電類專業學生(尤其是應用型本科電類專業學生)的教科書和供專業工程技術人員自學參考。
1. 針對應用型本科培養模式的適用教材
2. 將非電量測量、化工測量儀表和無損檢測等課程的主要內容有機地整合為一門課程
3. 注重歸納共性和總結規律,以理解和掌握技術原理
4. 編寫力求簡而精,突出重點和要點,既保持知識的系統性,又注重以淺顯易懂的方式切入主題透析難點
進入20世紀以來,在科技飛速發展的推動下,人們獲取信息的能力提高到新的水平。以檢測技術為基礎發展起來的各種測量方法和測量裝置已經成為人們生產、生活、科學研究和防災保護等活動中獲取信息的重要工具,是現代文明的重要標志之一。現代檢測技術和現代化的檢測系統設計技術也必將成為21世紀教學和科研的最重要的理論基礎和核心技術。
現代檢測技術涉及測量、檢驗、故障診斷、信息處理和決策輸出等多種技術。從廣義上講,它包括以嵌入式處理器為核心的智能儀器儀表、以PC機為核心的自動檢測系統和輔助專家系統。
近年來,隨著高等院校應用型本科教育的發展,人們已經逐步認識到適用教材的選擇已成為課程建設的瓶頸,高等應用型本科教育專業課教學在高等應用型本科教育中占有至關重要的地位,是高等應用型本科教育的精華和亮點所在。專業課教材如何滿足課程的需要,符合高等應用型本科教育的要求和學生就業的實際需求,已成為進一步深化開展課程建設的一道難題。
國內現有的檢測技術及儀表課程的教材,只單獨針對傳感器、化工測量儀表或無損檢測的某一方向編寫。雖然也分類介紹各種傳感器,但大多只介紹這些儀表具體的某種型號,對于實際設計原理的講解較少,和前續課程存在重復和脫節的問題,相關內容沒有介紹,而有些內容又重復敘述,這種教材對于高等應用型本科學生并不適用,學生在對內容的理解掌握上比較困難。
本書為了適應教學內容和課程體系改革的需要,將非電量測量、化工測量儀表和無損檢測等課程的主要內容有機地整合為一門課程。這樣“整合”不僅加強了課程內容間的聯系與綜合,避免脫節和不必要的重復,大大節省了學時,而且有利于拓寬學生的專業面,培養學生的創新能力。
本書除介紹這些非電量參數的檢測外,還介紹了溫度、壓力、流量、液位等過程參數的檢測。傳感器和檢測儀表的種類和型號繁多,本書注重歸納共性和總結規律,以理解和掌握技術原理,同時注意對具體新型號儀表的介紹,化“多而繁”為“少而簡”,提高學生的學習興趣,激發學生的創新思維。
本書在編寫時力求簡而精,突出重點和要點,既保持了知識的系統性,又注重以淺顯易懂的方式切入主題透析難點,使學生花不多的時間就能對現代檢測技術的相關知識要素有一個較全面的了解,適應現代快節奏的學習需要。
本書可作為自動化專業、電氣工程及其自動化專業、測控技術與儀器專業、計算機科學與技術及相關專業的應用型本科教材,也可供相關專業領域的工程技術人員參考。
本書是集體勞動成果,是作者多年來從事教學科研的經驗積累。在編寫過程中,遼寧工程技術大學趙國材教授提出了寶貴意見,碩士生孫雁鳴承擔了大量的校稿工作,在此作者表示誠摯的謝意。在本書的編寫過程中,得到了沈陽工業大學工程學院領導的關心和支持,更得到了中國水利水電出版社的鼓勵和幫助,本書才得以順利出版。
感謝讀者閱讀本書,不妥之處歡迎批評指正。
第一篇 檢測技術的基本概念
第1章 檢測技術的基本知識 1
1.1 檢測技術概述 1
1.2 測量方法 1
1.2.1 直接測量、間接測量和聯立測量 2
1.2.2 偏差式測量、零位式測量和微差式測量 2
1.3 檢測系統 3
1.3.1 檢測系統基本概述 3
1.3.2 檢測系統的組成與功能 4
1.3.3 檢測系統的分類 5
1.4 檢測技術的發展趨勢 7
第2章 誤差理論與數據處理 9
2.1 誤差的基本概念及其分類 9
2.2 隨機誤差的處理 13
2.2.1 隨機誤差的概率分布 13
2.2.2 隨機誤差的數值特征 14
2.2.3 測量結果的置信度 16
2.3 系統誤差 18
2.3.1 系統誤差的產生原因 18
2.3.2 系統誤差的分類 18
2.3.3 判斷系統誤差的方法 19
2.3.4 系統誤差的減小和消除 20
2.4 粗大誤差 23
2.4.1 粗大誤差的產生原因 23
2.4.2 判別粗大誤差的準則 24
第二篇 傳感器
第3章 傳感器的特性 26
3.1 傳感器的定義及分類 26
3.1.1 傳感器的定義及組成 26
3.1.2 傳感器的分類 27
3.2 傳感器的基本特性 28
3.2.1 傳感器的靜態特性 28
3.2.2 檢測系統(傳感器)的靜態性能指標 29
3.2.3 檢測系統(傳感器)的動態特性 34
3.2.4 傳感器的工作要求 34
第4章 電阻式傳感器 35
4.1 電位器式傳感器 35
4.1.1 基本工作原理 35
4.1.2 輸入—輸出特性 36
4.1.3 結構形式 36
4.2 電阻應變式傳感器 37
4.2.1 電阻應變片 38
4.2.2 測量電路 47
4.2.3 電阻應變式傳感器 48
4.3 壓阻式傳感器 50
第5章 電感式傳感器 52
5.1 自感式傳感器 52
5.1.1 工作原理 52
5.1.2 輸入—輸出特性 54
5.1.3 等效電路分析 58
5.1.4 測量電路 59
5.2 差動變壓器 60
5.2.1 工作原理與結構 60
5.2.2 基本特性 62
5.2.3 測量電路 65
5.2.4 電感式壓力傳感器 66
第6章 電渦流式傳感器 67
6.1 工作原理 67
6.2 電渦流的形成范圍 68
6.3 測量電路 69
6.4 電渦流式傳感器的特點及應用 70
第7章 電容式傳感器 73
7.1 基本原理和結構類型 73
7.2 輸入-輸出特性 73
7.3 等效電路分析 78
7.4 測量電路 79
7.5 電容傳感器的一些特殊問題 83
7.6 電容式傳感器的應用 84
第8章 壓電式傳感器 88
8.1 壓電效應 88
8.2 壓電元件 91
8.3 接口電路 93
8.4 壓電式壓力傳感器 93
第9章 光電式傳感器 95
9.1 概述 95
9.1.1 光源 95
9.1.2 光學元件與光路 96
9.1.3 光電元件 96
9.2 光電元件 97
9.2.1 光敏電阻 97
9.2.2 光電池 98
9.2.3 光敏晶體管 99
9.2.4 光電倍增管 100
9.3 光柵測量裝置 102
9.3.1 光柵光學系統 102
9.3.2 辨向原理和細分電路 105
第10章 半導體傳感器 106
10.1 霍爾式傳感器 106
10.1.1 霍爾效應 106
10.1.2 霍爾傳感器的組成與基本特性 107
10.1.3 基本誤差及其補償 109
10.1.4 霍爾傳感器的應用 111
10.2 氣敏傳感器 113
10.2.1 工作原理 113
10.2.2 材料與結構 113
10.3 濕敏傳感器 114
10.3.1 概述 114
10.3.2 氯化鋰濕敏電阻 115
10.3.3 半導瓷濕敏電阻 115
10.3.4 濕敏傳感器的應用 115
第三篇 常見過程參數的測量
第11章 溫度測量 117
11.1 概述 117
11.1.1 溫度測量方法 117
11.1.2 溫度的單位 118
11.1.3 溫度測量儀表的分類 119
11.2 熱電偶 120
11.2.1 熱電效應 120
11.2.2 熱電偶的材料、型號及結構 125
11.2.3 熱電偶測溫電路 127
11.3 熱電阻和熱敏電阻 133
11.3.1 金屬熱電阻 133
11.3.2 熱敏電阻——半導體電阻 135
11.4 集成溫度傳感器AD590 137
第12章 壓力測量 139
12.1 概述 139
12.1.1 壓力的定義 139
12.1.2 壓力的計量單位 139
12.1.3 壓力檢測的基本方法 140
12.2 液柱式壓力計 140
12.2.1 U形管壓力計 141
12.2.2 單管壓力計 141
12.2.3 傾斜式壓力計 142
12.2.4 使用液柱式壓力計的注意事項 142
12.3 彈性壓力計 143
12.4 壓力傳感器 145
12.4.1 振筒式壓力傳感器 145
12.4.2 振膜式壓力傳感器 146
第13章 流量測量 147
13.1 流量測量的基本知識 147
13.2 差壓式流量計 147
13.3 轉子流量計 148
13.4 電磁流量計 149
13.5 橢圓齒輪流量計 150
13.6 渦輪流量計 150
13.7 質量流量計 151
13.7.1 推導式質量流量計 151
13.7.2 直接質量流量計 152
第14章 物位測量 155
14.1 浮力式液位檢測 155
14.1.1 恒浮力式液位檢測 155
14.1.2 變浮力式液位檢測 156
14.2 差壓式液位計 157
14.3 電容式物位計 159
14.4 超聲波物位傳感器 161
第四篇 無損檢測
第15章 無損檢測 162
15.1 無損檢測概述 162
15.2 超聲波檢測 162
15.2.1 超聲波檢測的基礎知識 162
15.2.2 超聲波檢測方法 165
15.3 射線檢測 166
15.4 渦流檢測 166
15.4.1 渦流檢測的基本原理 166
15.4.2 渦流探傷儀 166
15.4.3 渦流檢測的特點及應用 167
15.5 磁粉檢測 167
15.5.1 磁粉檢測的基本原理 167
15.5.2 磁粉檢測方法 167
15.6 液體滲透檢測 168
15.6.1 液體滲透檢測的基本概念 168
15.6.2 液體滲透檢測方法 169
15.7 無損檢測新技術 170
參考文獻 172