化工测量及仪表PDF电子书下载

第1篇 测量的基础知识、误差的处理以及检测系统的动静态特性第1章　绪论 2

1.1　测量的含义和地位 2

1.2　发展中的测量技术 3

1.3 自动检测技术就在我们身边 3

1.4　关于我们这本书 4

思考题和习题 5

附录　仪器仪表的测量控制现状与国际的差距 5

第2章　检测技术基础 6

2.1　检测的基本概念 6

2.1.1　传感器与测量系统的组成 6

2.1.2　测量方法及其分类 7

2.1.3　测量系统或仪表的基本技术性能和术语 9

2.2　测量误差概述 12

2.2.1　测量误差客观存在 12

2.2.2　测量误差的分类 13

2.3 随机误差的处理与测量不确定度的表示 15

2.3.1　随机误差的处理 15

2.3.2　测量结果的置信度 17

2.4　系统误差以及粗大误差的处理 19

2.4.1　系统误差的分类 19

2.4.2　系统误差的判断方法 20

2.4.3　消除系统误差的经验方法 21

2.4.4　粗大误差的处理 21

2.5　检测技术的新发展概述 23

2.5.1　检测理论和技术的新扩展 23

2.5.2　计算机技术和测量技术的融合 23

思考题和习题 24

第2篇 传感器基本原理及五大重要参数的自动测量 26

第3章　压力测量 26

3.1　压力检测概述 26

3.1.1　压力定义及单位 26

3.1.2　压力的几种表示方法 26

3.2　弹性压力计 27

3.2.1　弹性元件 27

3.2.2　弹性元件在压力测量中的应用 29

3.3　电阻式压力计 31

3.3.1　应变效应和压阻效应的原理 31

3.3.2　金属应变片与应变式压力传感器 32

3.3.3　压阻元件和压阻式压力传感器 33

3.3.4　电阻信号的测量电路 34

3.4　电容式压力计 41

3.4.1　电容传感器的原理 41

3.4.2　电容式压力传感器 42

3.4.3　电容信号的变送处理 45

3.5　电感式压力计 50

3.5.1　自感式传感器 50

3.5.2　互感式差动传感器 55

3.6　霍尔式压力计 60

3.6.1　霍尔传感器的工作原理 60

3.6.2　霍尔式压力计 62

3.7　其他压力测量方法 64

3.7.1　液柱式压力计 64

3.7.2　压电式压力计 66

3.7.3　振动式压力计 69

3.8　压力表的选择、校验和安装 72

3.8.1　压力仪表的选择 72

3.8.2　压力仪表的校验 73

3.8.3　压力表的安装 74

思考题和习题 75

第4章　物位测量 77

4.1　浮力式液位计 77

4.1.1　浮子式液位计 77

4.1.2　浮筒式液位计 79

4.2　静压式液位计 81

4.2.1　静压法液位测量的原理 81

4.2.2　压力式液位计 81

4.2.3　差压式液位计 82

4.3　电容式液位计 85

4.3.1　非导电介质的液位测量 85

4.3.2　导电介质的液位测量 86

4.3.3　固体料位的测量 87

4.4　非接触式物位测量 87

4.4.1　辐射式物位计 87

4.4.2　超声波物位计 89

4.4.3　光电式物位计 92

思考题和习题 95

第5章　流量测量 96

5.1　流量的定义和流体流动状态 96

5.1.1　流量的定义 96

5.1.2　流动状态与流量测量 97

5.1.3　流体流动中的能量状态转换 97

5.2　节流式流量计 98

5.2.1　测量原理 99

5.2.2　标准节流装置 101

5.2.3　流量公式和参数的确定 108

5.2.4 节流装置流量测量不确定度的估算 113

5.2.5　标准节流装置的设计计算 115

5.2.6　节流装置的安装 122

5.3　动压式流量计 125

5.3.1　靶式流量计 125

5.3.2　挡板流量计 128

5.3.3　动压管流量计 129

5.3.4　皮托管和均压管 130

5.4　浮子式流量计 132

5.4.1　传感器的结构和测量原理 132

5.4.2　浮子流量计的工作特性 134

5.4.3　刻度换算 134

5.4.4　金属管转子流量计 135

5.5　电磁式流量计 136

5.5.1　测量原理 136

5.5.2　变送器的结构及特性 137

5.5.3　变送器的信号处理 138

5.5.4 电磁流量计的特点和注意事项 142

5.6　离心式流量计 143

5.6.1　测量原理 144

5.6.2　弯管流量计的特性 146

5.7　叶轮式流量计 147

5.7.1　涡轮流量计的结构 147

5.7.2　涡轮变送器的工作原理 149

5.7.3　涡轮旋转信号的测量 151

5.7.4　涡轮流量计的特点 151

5.8　涡街式流量计 152

5.8.1　应用卡曼漩涡测量的原理 152

5.8.2　涡街流量计的结构 153

5.8.3　涡街信号的检测 154

5.8.4　涡街流量计的特点 155

5.9　容积式流量计 156

5.9.1　测量原理 156

5.9.2　转子式容积流量计 156

5.9.3　活塞式容积流量计 158

5.9.4　其他形式的容积式流量计 159

5.9.5　容积式流量计的特性 161

5.9.6　容积式流量计的选型、安装和使用 164

5.10　质量流量计 165

5.10.1　量热式质量流量计 166

5.10.2　科氏力流量计 167

5.10.3　其他常用的直接式质量流量测量方法 169

5.10.4　推导式质量流量测量方法 171

5.11　超声波流量计 173

5.11.1　传播速度法测量原理 173

5.11.2　多普勒法测量原理 175

思考题和习题 176

第6章　温度测量 178

6.1　概述 178

6.1.1　温度测量方法 178

6.1.2　温标 178

6.1.3　温度测量仪表的分类 180

6.2　膨胀式测温方法及仪表 180

6.2.1　双金属温度计测温原理 180

6.2.2　双金属温度计的结构 181

6.3　热电偶温度计 181

6.3.1　测量原理 182

6.3.2　热电偶材料与结构 185

6.3.3　热电偶冷端温度的处理方法 191

6.3.4　热电偶测温线路及误差分析 194

6.3.5　热电偶的安装 196

6.4　热电阻温度计 198

6.4.1　热电阻的测温原理 198

6.4.2　热电阻材料与结构 199

6.5　非接触式测温方法及仪表 205

6.5.1　热辐射基本定理 205

6.5.2　光学高温计 207

6.5.3　光电高温计 208

6.5.4　辐射温度计 209

6.5.5　比色温度计 211

6.6　温度测量新技术综述 212

6.6.1　光纤测温技术 212

6.6.2 半导体硅PN结温度传感器测温技术 216

6.6.3　集成温度传感器 217

6.6.4　石英振荡器温度传感器 220

思考题和习题 221

附录一　常用热电偶分度表 222

附录二　常用热电阻分度表 228

第7章　工业分析仪表 232

7.1 概述 232

7.1.1 工业分析仪表的概念及其应用 232

7.1.2　工业分析仪表的分类 232

7.1.3　工业分析仪表的组成 233

7.1.4　成分分析仪器的主要性能指标 234

7.2　热导式气体分析器 235

7.2.1　热导分析的基本原理 235

7.2.2　热导式气体分析器的检测器 237

7.2.3　热导式气体分析器的检测桥路 239

7.3　氧分析器 241

7.3.1　热磁式氧分析器 241

7.3.2　氧化锆氧分析器 244

7.4 pH值的自动测量 249

7.4.1　概述 249

7.4.2　电极电位与原电池 251

7.4.3　参比电极与指示电极 254

7.5　湿度的自动测量 259

7.5.1　湿度的表示方法 259

7.5.2　干湿球湿度计 260

7.5.3　露点式湿度计 261

7.5.4　电解式湿度计 262

7.5.5　电容式湿度计 265

7.6　密度的自动测量 265

7.6.1　浮力式密度计 265

7.6.2　压力式密度计 268

7.6.3　重力式密度计 268

7.6.4　振动式密度计 269

思考题和习题 271

第3篇　检测系统显示仪表的构成及日新月异的测量技术第8章　测量显示仪表 274

8.1　概述 274

8.2　模拟显示仪表 275

8.2.1　动圈式模拟显示仪表概述 275

8.2.2　动圈仪表的组成和工作原理 275

8.2.3　测量线路 278

8.2.4 自动平衡显示仪表 281

8.3　数字式显示仪表 284

8.3.1 数字显示仪表与模拟式仪表的比较 284

8.3.2　数字显示仪表的组成 285

8.3.3　模数转换 285

8.3.4　信号的标准化及标度变换 290

8.3.5　非线性补偿 290

8.3.6 数字式显示仪表的显示器件 291

8.4　微机化检测仪表 294

8.4.1　微机化仪表综述 294

8.4.2　微机化仪表硬件 295

8.4.3　微机化仪表软件 299

8.4.4　微机化仪表标度变换和线性化 300

8.4.5　微机化仪表实例分析 301

8.5　虚拟仪器 302

8.5.1　从传统仪器到虚拟仪器 302

8.5.2　软件就是仪器 303

8.5.3　虚拟仪器体系结构中的硬件组成 304

8.5.4　虚拟仪器体系结构中的软件组成 306

8.5.5　虚拟仪器的设计 307

8.5.6　虚拟仪器的技术优势 310

思考题和习题 311

第9章 日新月异的测量技术及应用 312

9.1　红外传感器原理及应用 312

9.1.1　红外辐射的基本知识 312

9.1.2　红外传感器的原理与结构 313

9.1.3　红外传感器的应用 313

9.2　仿生传感器 316

9.2.1　综述 316

9.2.2　视觉传感器 316

9.2.3　听觉传感器 317

9.2.4　触觉传感器 317

9.2.5　接近觉传感器 319

9.3　一体化测量技术 320

9.3.1　综述 320

9.3.2　一体化传感器结构模式 320

9.3.3　三位一体传感器实例 321

9.4　软测量技术 322

9.4.1　概述 322

9.4.2　软测量技术的实现步骤 323

9.4.3　软测量技术的应用 325

9.4.4　软测量技术的发展趋势 325

9.5　网络化仪表及网络化传感器 326

9.5.1 网络化仪表及网络化传感器概述 326

9.5.2　基于现场总线技术的网络化仪表测控系统 327

9.5.3 面向Internet的网络化仪表测控系统 328

9.5.4　网络化传感器 329

9.5.5　小结 330

思考题和习题 330