检测技术与系统设计PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　检测技术的作用 1

1.2　检测系统的组成 2

1.3　检测系统的分类 4

1.4　检测系统的发展过程 7

1.5　检测技术与系统的发展趋势 8

第2章　检测系统基本特性 11

2.1 概述 11

2.2　检测系统的静态特性 12

2.2.1　静态数学模型 12

2.2.2　线性度 13

2.2.3　灵敏度 14

2.2.4　重复性 14

2.2.5　迟滞性 15

2.2.6　准确度 16

2.2.7　分辨率 16

2.2.8　漂移 17

2.2.9　量程及测量范围 17

2.3　检测系统的静态标定 17

2.4　检测系统的动态特性 18

2.4.1　动态数学模型 19

2.4.2　典型检测系统的动态特性 20

2.4.3　动态特性参数的测定 26

2.5　检测系统无失真测试条件 28

2.6　动态误差修正 29

2.6.1　频域修正方法 29

2.6.2　时域修正方法 30

第3章　测量与误差 31

3.1 测量误差的综述 31

3.1.1　测量的几个名词术语 31

3.1.2　测量误差的定义 32

3.1.3　测量误差的来源 33

3.1.4　测量误差的分类 33

3.1.5　测量的方法 34

3.2　随机误差分析 36

3.2.1 随机误差的统计特性和概率分布 36

3.2.2　等精度测量随机误差的数据处理 37

3.2.3　不等精度测量随机误差的数据处理 41

3.3　系统误差分析 43

3.3.1　系统误差的产生原因 43

3.3.2　系统误差的消除方法 44

3.4　粗大误差分析 45

3.5　测量误差的合成 47

3.5.1　系统误差的合成 47

3.5.2　随机误差的合成 49

3.5.3　综合误差的合成 50

3.5.4　测量结果的表示 51

第4章　参数检测技术 52

4.1　温度检测 52

4.1.1　测温方法及温标 52

4.1.2　热电偶测温 54

4.1.3　热电阻测温 61

4.1.4　其他测温方法 66

4.2　压力检测 71

4.2.1　概述 72

4.2.2　弹性式压力检测 73

4.2.3 电测式压力检测 76

4.2.4　测压仪表的使用 82

4.3　物位检测 83

4.3.1　物位检测方法和分类 84

4.3.2　静压式物位检测 84

4.3.3　浮力式物位检测 88

4.3.4　其他物位检测 89

4.4　流量检测 95

4.4.1　流量检测方法和分类 95

4.4.2　体积流量检测方法 97

4.4.3　质量流量检测方法 114

4.5　成分检测 119

4.5.1　热导式气体分析仪 120

4.5.2　氧分析仪 123

4.5.3　红外线气体分析器 129

4.5.4　色谱分析仪 131

4.6　机械量检测 134

4.6.1 位移检测 135

4.6.2　转速检测 140

4.6.3　加速度与振动检测 142

第5章　信号调理电路 146

5.1　测量电桥 146

5.1.1 电桥的分类 147

5.1.2　直流电桥 148

5.1.3 交流电桥 155

5.1.4　双电桥 161

5.2　信号转换电路 162

5.2.1 电容与电压的转换 162

5.2.2 电流与电压的相互转换 166

5.2.3 电压与频率的相互转换 170

5.3　放大电路 175

5.3.1 电荷放大电路 175

5.3.2　仪器放大电路 178

5.3.3　程控放大器 180

5.3.4　隔离放大电路 184

5.4　滤波电路 187

5.4.1　滤波器的分类 188

5.4.2　模拟有源滤波器 192

5.4.3　开关电容滤波器 197

5.5　非线性校正电路 202

5.5.1　模拟量的非线性校正法 202

5.5.2　模拟非线性校正环节的实现 206

5.6　调制与解调 213

5.6.1　幅度调制与解调 213

5.6.2　频率调制与解调 219

第6章　检测系统过程通道 222

6.1　模拟量输入通道 222

6.1.1　采样／保持 222

6.1.2　多路模拟开关 226

6.1.3　程控增益放大器 230

6.1.4　模数转换电路及参数设计和选择 235

6.1.5　模数转换电路应用举例 239

6.2　模拟量输出通道 239

6.2.1　输出保持器 239

6.2.2　滤波电路 241

6.2.3　D/A转换电路及参数设计和选择 242

6.2.4　模拟量输出通道应用举例 250

6.3　开关量输入输出通道 251

6.3.1 开关量输入输出通道的结构 251

6.3.2 开关量输入输出单元电路 252

6.3.3 开关量输入去抖动 254

6.4　频率量检测通道 257

6.4.1 频率量检测的基本方法 257

6.4.2　多路频率量检测 260

6.5　多路温度检测通道 262

6.5.1 热电阻多路温度检测 263

6.5.2　热电偶多路温度检测 266

第7章　检测系统中数字信号分析与处理 270

7.1 量程转换 270

7.2　标度变换 273

7.3　零位和增益误差校正 273

7.4　非线性校正 275

7.4.1　查表法 276

7.4.2　插值法 276

7.4.3　拟合法 279

7.5　数字滤波 282

7.5.1　限幅滤波 282

7.5.2　中位值滤波 283

7.5.3　平均滤波 284

7.5.4　低通滤波 286

7.5.5　复合滤波 287

第8章　检测系统中的抗干扰技术 289

8.1　干扰的形成 289

8.1.1　干扰的分类 289

8.1.2　干扰的耦合 290

8.2　硬件抗干扰措施 293

8.2.1　接地技术 294

8.2.2　屏蔽技术 298

8.2.3　共模干扰及其抑制 299

8.2.4　串模干扰的抑制 301

8.2.5　其他抗干扰措施 301

8.3　软件抗干扰措施 302

8.3.1　软件冗余技术 302

8.3.2　软件陷阱 303

8.3.3 “看门狗”技术 306

8.3.4　故障自动恢复程序 307

第9章　检测系统的组成 310

9.1 自动测试系统 310

9.1.1 自动测试系统概述 310

9.1.2 自动测试系统的组成 312

9.1.3 自动测试系统实例 313

9.2　数据采集系统 314

9.2.1　数据采集系统的概述 314

9.2.2　数据采集系统的组成 314

9.2.3　数据采集系统实例 318

9.3　虚拟仪器系统 319

9.3.1　虚拟仪器概述 319

9.3.2　虚拟仪器的系统组成 321

9.3.3　虚拟仪器应用实例 323

9.4　现场总线系统 325

9.4.1　现场总线系统概述 325

9.4.2　现场总线系统组成 328

9.4.3　现场总线控制系统的设计 330

9.4.4　现场总线系统应用实例 330

9.5　工业以太网系统 332

9.5.1　工业以太网系统概述 332

9.5.2　工业以太网检测系统组成 334

第10章　网络化检测系统设计 337

10.1 网络拓扑与传输介质 337

10.1.1 网络拓扑 337

10.1.2　网络的传输介质 338

10.1.3 网络互连相关概念 338

10.1.4　网络化设计原则与步骤 340

10.2　网络化检测系统应用实例 341

10.2.1　系统概述 341

10.2.2　硬件系统组成 344

10.2.3　下位机模块简介 346

10.2.4　MODBUS仪表与PROFIBUS总线通信 348

10.2.5　软件系统组成 349

10.2.6　系统硬件组态 352

10.2.7　Web浏览的实现 356

10.2.8　小结 359

参考文献 360