第一部分 检测与控制技术基础 1
第一章 检测与控制系统结构 1
第一节 检测与控制系统概述 1
第二节 检测与控制系统基本组成 2
一、工业控制计算机的特点 3
二、计算机检测与控制系统的组成 4
第二章 传感器基础 6
第一节 概述 6
一、按被测物理量划分 6
二、按工作原理划分 7
第二节 传感器的基本性能 7
一、线性度 7
二、重复性（随机误差、精密度） 7
三、准确度 7
四、精度等级 8
五、分辨力 8
六、时间稳定性 8
七、温度漂移 8
八、灵敏度 8
九、迟滞 8
十、动态特性 9
十一、精度（静态误差） 9
十二、输出阻抗 9
十三、输入阻抗 9
第三节 温度测量 9
一、热电偶温度传感器 10
二、热电阻温度传感器 12
三、热敏电阻 13
四、集成温度传感器 14
五、温度变送器 14
六、温度传感器的选用 14
第四节 压力测量 15
一、压力的单位 15
二、压力测量方式 15
三、压力传感器 16
第五节 流量测量 18
一、差压式流量传感器 19
二、容积式流量计 19
三、热导式流量计 20
四、超声波流量计 20
五、流量传感器的选择 21
第六节 机械量测量 22
一、位移传感器 22
二、角度测量 24
第七节 其他传感器 25
一、光电传感器 25
二、霍尔传感器 26
三、红外传感器 27
四、气敏传感器 28
五、湿度传感器 29
第三章 输入接口技术 31
第一节 绪论 31
第二节 信号调理 31
一、电源电路 31
二、放大器 33
第三节A/D转换 35
一、A/D转换器的主要性能指标 35
二、A/D转换基本原理与类型 36
三、A/D转换器的选型 37
第四节 基于PC总线的数据采集设备 37
一、数据采集卡的主要技术参数 37
二、数据采集卡 42
第五节USB总线的采集器 45
第六节 基于RS-485的数据采集模块 45
一、RS-485的特点 45
二、RS-485总线数据采集模块 46
第七节 数据采集卡和数据采集模块的比较 49
一、数据采集卡 49
二、数据采集模块 50
第四章 低通滤波与PID算法 51
第一节 低通数字滤波 51
一、限幅滤波 51
二、中位值滤波 51
三、算术平均值滤波 52
四、移动平均值滤波 52
第二节 数字PID控制器 53
一、模拟PID调节器 53
二、数字PID控制器 54
三、数字PID控制算法实现方式比较 55
四、数字PID控制器的改进 56
五、数字PID控制器的参数整定 57
第二部分 检测与控制技术实验 59
第五章 概述 59
第一节 实验目的和基本思路 59
一、实验课程的必要性 59
二、实验目的 59
三、基本思路 59
第二节 实验设备及部件简介 60
一、CSY—2000D型传感器检测技术实验台简介 60
二、PC_Bstased Control技术及部件简介 62
第六章 实验 66
实验一 单臂电桥性能 66
一、实验目的 66
二、基本原理 66
三、实验设备 67
四、实验步骤 67
五、思考题 68
实验二 半桥特性 68
一、实验目的 68
二、基本原理 68
三、实验器材 69
四、实验步骤 69
实验三 全桥性能 70
一、实验目的 70
二、基本原理 70
三、实验器材 70
四、实验步骤 70
五、思考题 71
实验四 温度对应变片的影响 72
一、实验目的 72
二、基本原理 72
三、实验器材 72
四、实验步骤 73
五、思考题 74
实验五 温度源的温度控制调节 74
一、实验目的 74
二、基本原理 74
三、实验仪器 74
四、实验步骤 75
五、思考题 78
实验六Pt100铂电阻测温特性 78
一、实验目的 78
二、基本原理 78
三、实验仪器 78
四、实验步骤 79
实验七 铜热电阻测温特性 80
一、实验目的 80
二、基本原理 80
三、实验仪器 80
四、实验步骤 80
实验八K分度热电偶测温性能 81
一、实验目的 81
二、基本原理 81
三、实验仪器 82
四、实验步骤 83
实验九K分度热电偶冷端温度自动补偿 84
一、实验目的 84
二、基本原理 84
三、实验仪器 85
四、实验步骤 85
五、思考题 86
实验十E分度热电偶测温性能 86
一、实验目的 86
二、基本原理 86
三、实验仪器 87
四、实验步骤 87
五、思考题 88
实验十一 集成温度传感器（AD590 ）温度特性 88
一、实验目的 88
二、基本原理 89
三、实验仪器 89
四、实验步骤 89
实验十二 压阻式压力传感器的压力测量 90
一、实验目的 90
二、基本原理 91
三、实验仪器 91
四、实验步骤 91
实验十三 电容式位移传感器 92
一、实验目的 92
二、基本原理 92
三、实验仪器 92
四、实验步骤 93
实验十四 压电式传感器测振动 94
一、实验目的 94
二、基本原理 94
三、实验仪器 95
四、实验步骤 95
实验十五 电涡流传感器位移 96
一、实验目的 96
二、基本原理 96
三、实验仪器 96
四、实验步骤 96
五、思考题 97
实验十六 霍尔测速 97
一、实验目的 97
二、基本原理 97
三、实验仪器 97
四、实验步骤 97
五、思考题 98
实验十七 光纤传感器的位移特性 98
一、实验目的 98
二、基本原理 98
三、实验仪器 99
四、实验步骤 99
五、思考题 99
实验十八 光电转速传感器测速 100
一、实验目的 100
二、基本原理 100
三、实验仪器 100
四、实验步骤 100
五、思考题 101
实验十九 基于PC数据采集卡实现数据采集 101
一、实验目的 101
二、基本原理 101
三、实验仪器 101
四、实验步骤 101
五、思考题 102
实验二十 基于PC数据采集、布式模块数据采集 103
一、实验目的 103
二、基本原理 103
三、实验仪器 103
四、实验步骤 103
五、思考题 104
实验二十一 计算机数据处理 104
一、实验目的 104
二、实验内容 104
三、实验仪器 105
四、实验步骤 106
五、思考题 108
实验二十二 计算机温度控制 108
一、实验目的 108
二、实验内容 108
三、实验原理 108
四、实验步骤 110
五、思考题 111
参考程序 111
附录 124
附录A调节仪简介 124
附录B Cu50铜电阻分度表（ITS-90） 133
附录C Pt100铂电阻分度表（ITS-90 ） 134
附录D K分度热电偶分度表 137
附录E E分度热电偶分度表 138
附录F J分度热电偶分度表 139
参考文献 141