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第1章绪论 1

1.1过程测控仪表在自动控制系统中的作用和发展状况 1

1.1.1过程测控仪表在自动控制系统中的作用 1

1.1.2过程测控仪表发展状况 2

1.2测控仪表主要相关基础知识 4

1.2.1仪表主要性能指标 5

1.2.2测量误差 6

1.2.3测量误差与仪表精度等级的关系 7

1.3化工过程生产安全防爆技术简介 8

思考题与习题 9

第2章温度检测 10

2.1温度检测方法 10

2.2热电偶 11

2.2.1热电偶工作原理 11

2.2.2热电偶种类 12

2.2.3热电偶结构 13

2.2.4补偿导线 14

2.2.5热电偶参比端温度补偿 14

2.2.6热电偶串、并联线路 16

2.3热电阻 16

2.3.1金属热电阻 16

2.3.2半导体热敏电阻 17

2.4热电偶、热电阻的选用 18

2.4.1选择 18

2.4.2安装 18

2.4.3使用 19

2.5辐射式测温仪表 19

2.6光纤温度传感器 21

思考题与习题 21

第3章压力检测 22

3.1压力单位和压力检测方法 22

3.1.1压力的单位 22

3.1.2压力的表示方法 23

3.1.3压力的检测方法 23

3.2常用压力检测仪表 23

3.2.1弹性式压力表 23

3.2.2液柱式压力计 25

3.2.3负荷式压力计 25

3.2.4压力传感器 25

3.2.5压力开关 28

3.3压力表的选用 29

思考题与习题 29

第4章流量检测 30

4.1流量基本概念和检测方法 30

4.1.1流量基本概念 30

4.1.2流量检测的主要方法 31

4.2体积式流量计 32

4.2.1差压流量计 32

4.2.2电磁流量计 42

4.2.3转子流量计 45

4.2.4涡轮流量计 47

4.2.5旋涡流量计 47

4.2.6超声流量计 48

4.2.7容积流量计 48

4.3质量流量计 50

4.3.1科里奥利质量流量计 50

4.3.2热式质量流量计 52

4.3.3间接式质量流量计 54

4.4流量测量仪表现场校验 54

4.4.1零点校验 55

4.4.2示值校验 55

4.5流量检测仪表的选用 57

4.5.1仪表选型步骤 57

4.5.2按仪表性能方面选用 59

4.5.3按流体特性方面选用 60

4.5.4安装条件方面 61

4.5.5环境条件方面 62

4.5.6经济方面 63

思考题与习题 64

第5章物位检测 65

5.1物位检测方法 65

5.2常用物位检测仪表 66

5.2.1浮力式液位计 66

5.2.2差压式液位计 66

5.2.3电容式物位计 68

5.2.4超声波物位计 69

5.2.5核辐射式物位计 70

5.2.6雷达物位计 70

5.2.7伺服液位计 71

5.2.8磁致伸缩液位计 72

5.2.9物位开关 72

5.3物位检测仪表的选用 73

思考题与习题 74

第6章成分分析仪表 75

6.1成分分析方法 75

6.1.1热导式气体成分检测 75

6.1.2磁导式含氧量检测 76

6.1.3氧化锆分析器 77

6.1.4红外线成分检测 77

6.1.5电导式浓度监测 78

6.1.6色谱分析 78

6.1.7酸度（pH）检测 80

6.1.8湿度检测 81

6.1.9密度检测 81

6.1.10水质浊度计 82

6.1.11溶解氧分析仪 82

6.1.12微量氧分析仪 83

6.1.13可燃气体及有毒气体报警器 84

6.2成分、物性检测的静态特性 84

6.3成分、物性检测的动态特性 85

思考题与习题 86

第7章显示仪表 88

7.1模拟式显示仪表 88

7.1.1电子电位差计 88

7.1.2电子自动平衡电桥 90

7.2数字式显示仪表 91

7.2.1数显仪表的分类 91

7.2.2数显仪表的主要技术指标 91

7.2.3数显仪表的基本组成 92

7.3新型显示仪表 95

7.3.1显示仪表发展动态 96

7.3.2无纸记录仪 97

7.3.3虚拟显示仪表 97

思考题与习题 98

第8章变送器 99

8.1变送器的构成 99

8.1.1模拟变送器的构成 99

8.1.2智能变送器的构成 100

8.1.3量程调整、零点调整和零点迁移 101

8.2差压变送器 102

8.2.1电容式差压变送器 102

8.2.2压阻式差压变送器 111

8.2.3智能式差压变送器 113

8.3温度变送器 114

8.3.1模拟式温度变送器 114

8.3.2一体化温度变送器 126

8.3.3智能式温度变送器 127

思考题与习题 128

第9章执行器 129

9.1执行器的基本概念 129

9.1.1执行器的组成 129

9.1.2执行器的作用方式 129

9.2电动执行机构 130

9.3气动执行机构 130

9.3.1薄膜式 131

9.3.2活塞式 132

9.4控制阀 133

9.4.1控制阀结构 133

9.4.2控制阀类型 133

9.4.3控制阀的流量特性 135

9.5阀门定位器 139

9.5.1气动阀门定位器 139

9.5.2电-气阀门定位器 140

9.5.3智能阀门定位器 141

9.6控制阀的选用 142

9.6.1控制阀结构形式及材质的选择 142

9.6.2控制阀流量特性的选择 144

9.6.3控制阀口径的确定 145

9.7自力式调节阀 146

9.7.1自力式压力调节阀 146

9.7.2自力式温度调节阀 147

9.7.3自力式流量调节阀 148

9.8数字阀和智能控制阀 148

9.8.1数字阀 148

9.8.2智能控制阀 149

思考题与习题 149

第10章控制器 150

10.1控制器的基本概念 150

10.1.1控制规律 150

10.1.2 PID控制规律及其特点 151

10.2 PID算法实现 156

10.2.1模拟PID算法实现 156

10.2.2离散PID算法实现 157

10.2.3采用离散PID算法与连续PID算法的性能比较 158

10.3基型控制器 158

10.3.1原理方框图 159

10.3.2线路分析 159

10.3.3基型控制器的使用 168

10.4数字式控制器 169

10.4.1数字式控制器的主要特点 169

10.4.2数字式控制器的基本构成 170

思考题与习题 173

第11章可编程控制器 174

11.1概述 174

11.1.1可编程控制器 174

11.1.2可编程控制器基本结构 175

11.1.3可编程控制器工作原理 177

11.1.4可编程控制器的编程语言 178

11.2常见可编程控制器及其应用 185

11.2.1西门子S7系列PLC概述 185

11.2.2西门子S7系列PLC的应用举例 187

思考题与习题 189

第12章计算机监督控制系统 191

12.1计算机监督控制系统组成结构 191

12.1.1计算机监督控制系统硬件组成 191

12.1.2计算机监督控制系统软件组成 195

12.2典型的组态软件 197

12.2.1 iFix组态软件 197

12.2.2组态王 200

思考题与习题 203

第13章集散控制系统和现场总线 204

13.1概述 204

13.2集散控制系统 205

13.2.1集散控制系统组成 205

13.2.2集散控制系统通信网络 207

13.2.3典型集散控制系统及其应用 210

13.3现场总线 219

13.3.1几种常见的现场总线 219

13.3.2实时工业以太网技术 223

13.3.3现场总线控制系统 227

思考题与习题 229

第14章现代测控技术与仪表 230

14.1软测量技术 230

14.1.1软测量的概念 230

14.1.2软测量技术的实现方法 231

14.1.3软测量建模技术 232

14.2多传感器数据融合技术 233

14.2.1概述 233

14.2.2多传感器数据融合结构 234

14.2.3多传感器数据融合方法 235

14.3虚拟仪器 236

14.3.1概述 236

14.3.2虚拟仪器结构和硬件模块 237

14.3.3虚拟仪器的软件技术 238

14.4无线传感器网络技术 239

14.4.1无线传感器网络的概念和特点 239

14.4.2无线传感器网络的结构 240

14.4.3无线传感器网络的关键技术 241

思考题与习题 242