绪论 1
第一篇 检测技术的理论基础第1章 检测的基础知识 3
1.1 信号概述 3
1.1.1 信号的定义与分类 3
1.1.2 信号的分析 6
1.2 测量方法 6
1.2.1 直接测量和间接测量 7
1.2.2 偏差式测量、零位式测量和微差式测量 7
1.3 检测仪表与检测系统的组成 8
1.4 检测仪表的性能指标 10
1.4.1 精度 10
1.4.2 稳定性 10
1.4.3 测量范围和量程 11
1.4.4 仪表的输入、输出特性 11
1.5 测量数据处理方法 16
1.5.1 静态测量数据处理方法 16
1.5.2 测量误差的估计和处理 19
1.5.3 测量误差的合成与分配 23
1.5.4 测量数据处理 24
1.5.5 自动检测仪表的动态误差 29
第2章 检测信号的获取 33
2.1 传感器概述 33
2.1.1 传感器的定义及其重要性 33
2.1.2 传感器的组成 33
2.1.3 传感器的分类 34
2.1.4 传感器的特性 36
2.1.5 传感器的发展趋势 37
2.2 电阻式传感元件 38
2.2.1 电阻应变式传感元件 38
2.2.2 热电阻式传感元件 43
2.3 电感式传感元件 43
2.3.1 自感式传感元件 44
2.3.2 互感式传感元件 44
2.3.3 电涡流式传感元件 45
2.4 电容式传感元件 47
2.4.1 电容式传感元件的工作原理 47
2.4.2 电容式传感元件的类型与应用 47
2.5 热电偶式传感元件 50
2.5.1 热电偶的测温原理 50
2.5.2 热电偶的结构类型 53
2.5.3 热电偶的冷端温度误差及补偿 54
2.6 霍尔式传感元件 56
2.6.1 霍尔式传感元件的工作原理 56
2.6.2 霍尔式传感元件的应用 57
2.7 光电式传感元件 59
2.7.1 常用光电器件的工作原理及特点 60
2.7.2 光电式传感器的应用 62
2.8 压电式传感元件 65
2.8.1 工作原理 65
2.8.2 压电材料 66
2.9 超声波传感元件 66
2.9.1 超声波的传输特性 66
2.9.2 超声波换能器 67
2.9.3 超声波传感器的应用 68
2.10 光纤式传感器 70
2.10.1 光导纤维及其导光原理 70
2.10.2 光纤传感器的类型 71
2.10.3 光纤传感器的应用举例 72
2.11 振弦式频率传感器 74
2.11.1 结构与工作原理 74
2.11.2 频率测量方案 75
2.11.3 振弦式传感器应用举例 76
2.12 光栅式传感器 77
2.12.1 光栅的种类 77
2.12.2 光栅的基本工作原理 81
2.12.3 莫尔条纹的形成原理和特点 81
2.12.4 光栅传感器的结构和工作原理 82
第3章 检测信号的转换与处理 87
3.1 电桥 87
3.1.1 直流电矫 87
3.1.2 交流电桥 91
3.1.3 平衡电桥 93
3.2 调制与解调 93
3.2.1 调幅与其解调 94
3.2.2 调频与其解调 99
3.3 滤波器 104
3.3.1 理想滤波器 104
3.3.2 实际滤波器 105
3.3.3 常用带通滤波器的类型 109
3.4 模拟／数字转换 110
3.4.1 D/A转换器 111
3.4.2 A/D转换器 114
第4章 检测信号的输出 119
4.1 概述 119
4.2 动圈式磁电指示机构 119
4.3 数字显示系统 120
4.3.1 计数器 120
4.3.2 译码器 120
4.3.3 数码显示器 120
4.3.4 图像显示器 122
第二篇 地质工程典型参数的检测第5章 压力检测 124
5.1 概述 124
5.1.1 压力的定义 124
5.1.2 压力的计量单位 125
5.1.3 压力测量分类 125
5.2 常用的压力传感器 125
5.2.1 应变式压力传感器 126
5.2.2 压阻式压力传感器 128
5.2.3 压电式压力传感器 129
5.2.4 振弦式压力传感器 129
5.3 应变片式力参量测量方法 130
5.3.1 应力状态与应力计算 130
5.3.2 测量各种力参量时的贴片和接桥方法 131
第6章 流量流速检测 138
6.1 节流式流量计 138
6.2 转子流量计 139
6.3 涡街流量计 140
6.4 电磁流量计 140
6.4.1 工作原理 140
6.4.2 电磁流量计的构成 141
6.5 质量流量计 145
6.6 涡轮式流量计 146
6.6.1 涡轮流量计的结构 146
6.6.2 涡轮流量计原理 147
6.6.3 特点和应用 147
6.7 超声波流量计 148
第7章 钻孔弯曲与地层水平位移测量 149
7.1 概述 149
7.2 钻孔轨迹的基本要素 150
7.3 钻孔弯曲测量的原理 151
7.3.1 顶角测量原理 151
7.3.2 方位角测量原理 153
7.4 常用测斜仪 154
7.4.1 JXY-2型磁针测斜仪 154
7.4.2 JJX-3型磁针测斜仪 154
7.4.3 JDL-1型陀螺测斜仪 157
7.4.4 CX系列测斜仪 158
7.4.5 磁场强度传感器 161
7.5 钻孔轨迹的绘制 162
7.5.1 均角全距法 162
7.5.2 曲率半径法 162
第三篇 地质工程测试系统第8章 现代测试系统 164
8.1 概述 164
8.1.1 智能仪器 164
8.1.2 自动测试系统 165
8.1.3 虚拟仪器 165
8.2 现代测试系统的基本组成 165
第9章 灌浆自动检测系统 167
9.1 LJ灌浆测控系统组成 167
9.2 传感器与单片机的接口与编程 168
9.2.1 硬件接口 168
9.2.2 接口编程 169
9.3 LJ灌浆测控系统现场安装 170
第10章 测井系统 171
10.1 JGS-1智能工程测井系统组成与功能 171
10.1.1 JGS-1主机 171
10.1.2 绞车及绞车控制器 172
10.1.3 探管 173
10.2 JGS-1智能测井系统工作原理 179
10.2.1 系统结构 179
10.2.2 系统工作原理 180
10.3 JGS-1智能测井系统应用 182
10.4 数字式全景钻孔摄像系统 182
10.4.1 系统的总体结构 183
10.4.3 基本原理 185
10.4.4 应用 186
10.5 随钻测量 187
10.5.1 传输系统 190
10.5.2 随钻测量传感器 194
10.5.3 随钻测井系统介绍 199
10.5.4 随钻测井资料的应用 201
第11章 钻孔漏失与流速流向仪 202
11.1 钻孔漏失测量概述 202
11.1.1 用测漏仪及流速流向仪研究漏失层 202
11.1.2 研究漏失层的物探方法 202
11.2 钻孔流速流向仪的结构与工作原理 206
11.3 电路工作原理 207
11.3.1 磁电转换电路 207
11.3.2 流向判别显示电路 210
11.4 流速流向仪的应用 211
11.4.1 一次混合抽水试验测分层出水量 211
11.4.2 测定各含水层的互补关系 212
11.4.3 在勘探钻孔中测漏（涌） 214
11.4.4 压水试验 215
第12章 边坡自动化监测系统 216
12.1 同轴电缆形变TDR监测系统 217
12.1.1 TDR技术的基本原理 217
12.1.2 TDR检测系统构成 219
12.1.3 软件系统设计 222
12.1.4 现场应用 222
12.2 自动化边坡监测系统 223
12.2.1 传感部分 223
12.2.2 监测数据的存储与远距离发送 225
12.2.3 系统的集成方法 225
12.3 无线GPRS/CDMA自动化数据采集系统 226
参考文献 228