第1章 工业计测的意义和必要性 1
1.1 计测的重要性 1
1.2 计测与测量 1
1.3 计装和计量 2
习题 3
第2章 工业计测系统的构成 4
2.1 工业计测系统的意义 4
2.2.2 过程的动态特性 5
2.2.1 计测对象量的选定 5
2.2 对象过程和计测上的问题 5
2.2.3 计测中的主要干扰因素 6
2.2.4 实现工业计测系统应注意的实际问题 6
2.3 对象信息的信号变换 7
2.3.1 信号变换系统的构成 7
2.3.2 信号变换部分的分类 8
2.3.3 当今的信号变换技术 8
2.4.1 信号传送及其方式 9
2.4 信号的传送 9
2.4.2 信号传送实用上的注意问题 11
2.5 信号显示、处理及接口 12
2.5.1 信号显示与记录 12
2.5.2 信号处理 13
2.5.3 接口 13
习题 14
第3章 校准和量值传递 16
3.1 精度定义和精度保证 16
3.2 计测量标准、校准和量值传递 16
3.3 单位和单位制 17
习题 18
第4章 位移、速度和振动检测 19
4.1 概述 19
4.2 直线位移检测和传感器 20
4.2.1 差动变压器 20
4.2.3 电阻丝应变片式位移传感器 21
4.2.2 静电容式位移传感器 21
4.2.5 气动测微计位移检测 22
4.2.6 涡流传感器位移检测 22
4.2.4 霍尔元件位移检测 22
4.2.7 感应同步器位移检测 23
4.2.8 磁栅尺位移检测 23
4.2.9 光电式编码器 23
4.3 角位移检测和传感器 24
4.3.1 自动同步器 25
4.3.2 解算器 25
4.3.3 电位计 25
4.3.4 旋转编码器 25
4.4 线速度检测 26
4.4.1 接触辊方式 26
4.4.2 光束切断方式 26
4.4.3 激光多普勒速度计 27
4.5.2 脉冲式转速计(电磁感应式) 28
4.5 转速检测和传感器 28
4.5.1 发电型转速计 28
4.5.3 光电脉冲式转速计 29
4.5.4 旋转编码器的利用 29
4.5.5 其它转速测量法 29
4.6 加速度、振动检测和传感器 29
4.6.1 电动式振动传感器 29
4.6.2 使用压电和电致伸缩元件的传感器 30
4.6.3 其他振动和加速度传感器 30
习题 31
第5章 长度检测 32
5.1 长度检测对象和长度标准 32
5.1.1 长度单位和长度标准 32
5.1.2 现场使用的长度标准器 32
5.2.4 利用电磁波等的反射的长度检测 33
5.2.2 使用速度传感器和转速传感器的长度检测 33
5.2.3 利用放射线、红外线吸收特性的长度检测 33
5.2 工业用测长仪的种类 33
5.2.1 使用位移传感器的长度检测 33
5.2.5 其他长度检测法 34
5.3 加工、装配中的尺寸检测 34
5.3.1 磨削加工中的自动检测 34
5.3.2 自动装配中的应用 34
5.3.3 自动定位中的长度检测 35
5.4 测厚仪 35
5.4.3 超声波测厚仪 36
5.4.1 电动测微计式厚度计 36
5.4.2 高速测微计 36
5.4.4 X射线测厚仪 37
5.4.5 γ射线测厚仪 37
5.4.6 β射线测厚仪 37
5.4.7 红外线测厚仪 38
5.4.8 保护膜厚度、镀层厚度检测 38
5.5.2 测量辊式测长仪 39
5.5.1 限位定尺式测长仪 39
5.5 移动物体的尺寸检测 39
5.5.3 光束切断式测长仪 40
5.5.4 光电式测宽仪 40
5.5.5 图像传感器摄像机的应用 41
5.5.6 光电式直径检测 41
5.5.7 激光多普勒式测长仪 41
5.5.8 磁标记式测长仪 41
习题 42
5.5.9 交叉电缆距离检测系统 42
第6章 形状检测 43
6.1 形状检测的意义和对象 43
6.2 机械加工中的形状检测 43
6.2.1 基本形状检测 43
6.2.2 特定形状检测 44
6.2.3 表面粗糙度检测 44
6.3.2 涂漆用钢板的表面粗糙度检测 45
6.3.1 薄钢板凸度检测 45
6.3 工业材料制造工序中的形状检测 45
6.2.4 三维位置和坐标检测 45
6.3.3 冷轧薄钢板轧制中的形状检测 46
习题 46
第7章 质量、力和重量检测 47
7.1 质量和重量检测 47
7.2 力的检测法和力传感器 47
7.2.1 平衡式测力法 47
7.2.2 利用弹性体变形测力 48
7.2.4 振弦式力传感器 50
7.2.3 陀螺型力传感器 50
7.2.5 压电型力传感器 51
7.2.6 半导体力传感器(压敏半导体) 51
7.2.7 张力检测 51
7.2.8 扭矩检测(传递动力的测量) 52
7.3 秤的概述和现代工业用秤 52
7.3.1 机械秤概述 53
7.3.3 汽车衡 54
7.3.2 电磁平衡秤 54
7.3.4 料斗秤和液罐秤 55
7.3.5 吊车秤 55
7.3.6 皮带秤 56
7.3.7 定值给料秤 57
7.3.8 定量装袋机 57
7.3.9 重量分选机 57
习题 58
第8章 流体压力、差压、物位、密度、粘度和浊度检测 60
8.1 流体压力和差压检测 60
8.1.1 膜片式压力计和差压计 60
8.1.2 半导体压力计 61
8.1.3 波登管式压力计 62
8.1.4 过去的压力计和差压计 62
8.2 物位检测 62
8.2.1 利用浮力的液位检测 62
8.2.4 超声波反射式液位计 63
8.2.2 利用流体压力或差压的液位检测 63
8.2.3 电极式液位计 63
8.2.5 微波物位计 64
8.2.6 γ射线透过式液位计 64
8.2.7 其他新型物位计 64
8.3 密度检测 64
8.4 粘度检测 65
8.4.1 细管粘度计 65
8.3.2 振动型密度计 65
8.3.1 γ射线密度计 65
8.4.2 旋转粘度计 66
8.4.3 振动型粘度计 66
8.5 浊度计 66
8.5.1 散射光透过光式浊度计 66
8.5.2 表面散射光式浊度计 66
习题 67
9.2.1 节流式流量计 68
9.2 各种流量检测法和各种流量计 68
9.1 流量检测法和流量计概述 68
第9章 流体流量检测和流量计 68
9.2.2 叶轮式流量计 70
9.2.3 涡轮流量计 71
9.2.4 电磁流量计 71
9.2.5 超声波流量计 73
9.2.6 热线流速计和流量计 74
9.2.7 旋涡流量计 75
9.2.8 多普勒流速计和流量计 75
9.2.9 容积流量计 76
9.2.10 质量流量计 77
9.2.11 面积流量计 78
9.2.12 堰和水槽 78
9.3 流量计校准法 80
习题 81
10.2.1 电阻温度计 82
10.2 利用热平衡法的温度检测 82
10.1 温度检测概述 82
第10章 温度检测和温度计 82
10.2.2 热电温度计 84
10.2.3 热膨胀温度计 88
10.2.4 半导体温度传感器 88
10.3 利用辐射的温度测量 89
10.3.1 有关辐射的物理定律 89
10.3.2 辐射温度计使用的传感元件 91
10.3.3 全辐射型辐射温度计 92
10.3.4 窄带型辐射温度计 93
10.3.5 使用光纤的辐射温度计 94
10.3.6 光学高温计 94
10.3.7 双色温度计 95
10.3.8 特殊辐射温度计 96
10.4 其他温度计 96
10.5 温度计校准法 97
习题 98
第11章 气体和液体成份检测 100
11.1 成份分析和检测 100
11.2 工业分析仪和取样系统 100
11.3 气体分析仪 101
11.3.1 红外线分析仪 101
11.3.2 热传导式气体分析仪 102
11.3.3 气相色谱仪 103
11.3.4 磁式测氧仪 105
11.3.5 氧化锆测氧仪 105
11.3.6 化学发光气体分析仪 106
11.3.7 气体检测器和气体监视器 107
11.4 液体成份分析 108
11.4.1 pH计 108
11.4.2 利用氧化还原电位法的分析 110
11.4.3 离子电极 110
11.4.4 电导式分析仪 111
11.4.6 其他液体分析法的工业应用 112
11.4.5 液相色谱仪 112
11.4.7 水质污染管理用分析 113
11.5 湿度计 113
11.5.1 结露式露点计 114
11.5.2 氯化锂露点计 114
11.5.3 氧化锆湿度计 114
11.5.4 热敏电阻湿度计 115
11.6 光纤在分析仪中的应用 115
习题 115
第12章 固体材料分析和材料试验 117
12.1 工业材料分析和试验现状 117
12.1.1 固体材料分析的现状 117
12.1.2 材料试验的现状 118
12.2 在线分析和试验的实例 119
12.2.1 造纸机中的定量检测 119
12.2.2 造纸机中的水份控制 119
12.2.3 钢铁原料生产过程中的水份检测 120
12.2.4 转炉炼钢过程中碳浓度检测 121
12.3 其他水份计 122
习题 122
第13章 无损检测 123
13.1 无损检测的目的和意义 123
13.2 利用射线的无损检测 123
13.2.1 焊接部位的X射线无损检测 124
13.2.3 工业用X射线CT 125
13.2.2 利用高能射线的无损检测 125
13.3 利用超声波的无损检测 126
13.3.1 脉冲反射式超声波探伤的基本原理 127
13.3.2 检出缺陷的评价和灵敏度标准试样 128
13.3.3 新的超声波探伤技术 129
13.3.4 声发射检测法 130
13.4 利用电磁法的无损检测 131
13.4.1 磁粉探伤法 132
13.4.2 涡流探伤法 132
13.5 利用浸透法的无损检测 133
13.6.1 焊接钢管焊接部位的自动超声波探伤 134
13.6.2 厚钢板的自动超声波探伤 134
13.6 自动无损检测系统 134
13.6.3 热棒材和线材的涡流探伤 135
13.6.4 利用旋转型探测线圈的连续探伤 135
13.6.5 保证质量用的复合检测 135
13.6.6 利用轮胎探头的自动超声波探伤 135
习题 137
14.2 图形检测基础 138
第14章 图形检测 138
14.1 图形检测的意义和必要性 138
14.3 图像的生成和处理技术 139
14.3.1 工业电视 139
14.3.2 红外线摄像机 139
14.3.3 固态摄像器件 140
14.3.4 其它图像检测技术 140
14.4.2 ITV钢坯表面缺陷检测 141
14.4.1 红外摄像机对热设备和物体温生分布的异常监视 141
14.3.5 图像处理概述 141
14.4 工业用图形检测实例 141
14.4.3 微小物体的图形检测 142
14.4.4 利用图形检测的自动分选 142
14.4.5 无损检测的图像处理 143
14.4.6 表面缺陷在线检测 143
14.4.7 机器人用视觉传感器 144
习题 145
附录1 有关计测术语 146
附录2 主要物理常数 153
附录3 压力单位换算表 153
附录4 雷诺数定义 153
附录5 标准孔板流量系数、修正系数和公差 154
附录6 国际实用温标定义的基准点 154
附录7 国际实用温标的二次基准点 155
参考文献 156