第1章 检测技术基础知识 1
1.1 概述 1
1.1.1 检测技术的含义、作用和地位 1
1.1.2 自动检测系统的组成及结构形式 1
1.1.3 非电学量电测法的特点 3
1.1.4 自动检测技术的发展方向 4
1.2 测量方法 5
1.2.1 测量的基本概念 5
1.2.2 测量的分类 5
1.3.1 静态特性 7
1.3 自动检测系统的基本特性 7
1.3.2 动态特性 10
1.4 误差 13
1.4.1 误差的概念 13
1.4.2 误差的处理方法 14
1.4.3 减小和消除误差的方法 17
1.4.4 粗大误差 18
1.5 量程自动切换及标度变换 19
1.5.1 量程自动切换 19
1.5.2 标度变换 21
思考与练习题 24
2.1.1 模拟信号的传输方法 25
2.1 检测信号的传输 25
第2章 检测信号的传输与采集 25
2.1.2 U/I变换器集成器件 26
2.1.3 U/I变换器的应用 27
2.1.4 数据通信基础 28
2.1.5 现场总线 31
2.2 检测信号的数据采集 34
2.2.1 数据采集系统的基本组成单元 34
2.2.2 数据采集系统的结构形式 35
2.2.3 数据采集系统的主要构件 36
2.2.4 数据采集系统的电气隔离 45
2.2.5 ADμC8XX集成数据采集系统 48
思考与练习题 56
第3章 检测信号的干扰及其抑制技术 57
3.1 电子测量系统的干扰与抑制 57
3.1.1 干扰与防护的概念 57
3.1.2 各种常见干扰及其抑制方法 57
3.2 噪声源与噪声耦合方式 58
3.2.1 噪声与信噪比 58
3.2.2 噪声源 59
3.2.3 噪声的叠加 60
3.2.4 噪声耦合方式 61
3.3.2 消除干扰源 62
3.3.1 形成干扰的三要素 62
3.3 形成干扰的三要素及抑制干扰的措施 62
3.3.3 割断干扰耦合途径 63
3.3.4 提高抗干扰能力 63
3.4 差模干扰与共模干扰 63
3.4.1 差模干扰 63
3.4.2 共模干扰 64
3.4.3 共模干扰抑制比 65
3.5 屏蔽、接地、浮置与其他干扰抑制技术 66
3.5.1 屏蔽技术 66
3.5.2 接地技术 69
3.5.3 浮置技术 72
3.5.4 平衡电路 73
3.5.5 滤波器 73
3.5.6 光电耦合器 75
3.5.7 脉冲电路的噪声抑制技术 75
3.6 电源变压器与工频干扰 78
3.6.1 电源变压器的屏蔽措施 78
3.6.2 电源滤波器的构造及抗干扰特性 80
3.6.3 铁氧体磁珠滤波器及浪涌吸收器 81
3.7 软件抗干扰技术 82
3.7.1 数字滤波技术 83
思考与练习题 85
3.7.3 软件陷阱技术 85
3.7.2 指令冗余技术 85
第4章 检测信号的线性化及温度补偿 87
4.1 非线性特性的线性化 87
4.1.1 非线性特性的处理方法 87
4.1.2 非线性特性的硬件补偿 90
4.1.3 非线性特性的软件补偿 107
4.2 温度补偿技术 112
4.2.1 温度补偿方法 112
4.2.2 利用温度补偿环节进行自动补偿的原理 114
4.2.3 温度补偿的实现 117
思考与练习题 122
第5章 特种测量技术 124
5.1 数据采样与保持 124
5.1.1 采样过程与采样定理 124
5.1.2 采样—保持器的工作原理 126
5.1.3 采样—保持器的工作过程分析 127
5.1.4 采样保持器的构成原理 129
5.2 峰值测量 132
5.2.1 峰值测量的意义 132
5.2.2 峰值保持器的工作原理 133
5.2.3 峰值保持器举例 134
5.3.2 有效值检测电路的工作原理 136
5.3 有效值测量 136
5.3.1 有效值测量的意义 136
5.4 微弱信号检测 138
5.4.1 元器件固有噪声及其规律 139
5.4.2 低噪声放大器 142
5.4.3 频域微弱信号检测 146
5.4.4 时域微弱信号检测 150
5.5 利用噪声进行信号检测 154
5.5.1 概述 154
5.5.2 相关测速 154
5.5.3 噪声温度计 158
5.6.1 反馈测量系统 160
5.6 反馈测量技术 160
5.6.2 逆传感器 161
5.6.3 力平衡式测量系统 163
5.6.4 温度平衡式测量系统 164
5.6.5 热流量平衡式测量系统 165
思考与练习题 166
第6章 常用无损检测方法 169
6.1 超声检测 169
6.1.1 超声检测的基础知识 169
6.1.2 超声场及介质的声参量简介 172
6.1.3 超声波在介质中的传播特性 175
6.1.4 由圆形压电晶片产生的声场简介 179
6.1.5 超声波检测方法 182
6.1.6 超声检测技术的应用 188
6.2 射线检测 190
6.2.1 射线检测的物理基础 190
6.2.2 X射线检测的基本原理和方法 195
6.2.3 X射线照相检测技术 196
6.2.4 常见缺陷及其影像特征 201
6.2.5 γ射线检测及中子射线检测简介 205
6.2.6 射线的防护 205
6.3.1 涡流检测的基本原理 207
6.3 涡流检测 207
6.3.2 涡流检测的阻抗分析法 208
6.3.3 涡流检测的应用 216
6.4 声发射检测 219
6.4.1 声发射检测的原理及特点 219
6.4.2 声发射检测定位方法 225
6.4.3 声发射检测仪器 228
6.4.4 声发射检测的应用 230
6.5 红外检测 231
6.5.1 红外无损检测技术的特点 231
6.5.2 红外无损检测基础 232
6.5.3 红外无损检测仪器 234
6.5.4 红外无损检测技术的应用 235
6.5.5 红外无损检测技术的发展 237
6.6 激光全息检测 237
6.6.1 激光全息检测的原理与特点 237
6.6.2 激光全息检测方法 240
6.6.3 激光全息检测的应用 241
6.7 其他无损检测方法 243
6.7.1 磁粉检测法 243
6.7.2 微波检测法 246
6.7.3 液体渗透检测法 249
6.7.4 声振检测法 252
思考与练习题 254
第7章 软测量技术 256
7.1 概述 256
7.1.1 软测量技术的概念和分类 256
7.1.2 影响软测量仪表性能的因素 259
7.2 软测量方法 261
7.2.1 基于回归分析的软测量方法 261
7.2.2 基于状态估计的软测量方法 265
7.2.3 基于模式识别的软测量方法 269
7.2.4 基于人工神经网络的软测量方法 274
7.2.5 基于模糊数学的软测量方法 284
7.2.6 基于过程层析成像的软测量方法 288
7.2.7 基于相关分析的软测量方法 294
7.2.8 基于现代非线性信息处理技术的软测量方法 296
思考与练习题 300
第8章 智能测试系统设计及虚拟仪器 301
8.1 被测信号的种类 301
8.1.1 数字信号 301
8.1.2 模拟信号 302
8.2 智能测试系统的基本结构及功能 302
8.2.1 系统硬件组成 302
8.2.2 系统软件组成 303
8.3 智能测试系统的设计原则 305
8.3.1 组建测试系统的基本原则 305
8.3.2 组建测试系统的基本方法 305
8.4 虚拟仪器技术 308
8.4.1 虚拟仪器的概念 308
8.4.2 虚拟仪器的组成 309
8.4.3 虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW 311
8.4.4 构建一个简单的虚拟仪器 318
8.4.5 虚拟仪器设计举例 325
思考与练习题 328
参考文献 329