内容简介
全书分为五篇共20章。介绍了检测和仪表的基本知识及误差分析方法，检测技术基本方法；分别介绍了温度、压力、流量、物位、机械量、成分分析等参数的检测方法；介绍了自动化仪表特及发展，分别介绍了仪表系统中的变送、显示、调节和执行等单元；分析和讨论由仪表构成的计算机控制系统和现线控制系统的相关技术及其发展趋势；介绍了现代检测与仪表技术。
目录
篇基础知识引论 1绪论1 11检测仪表控制系统1 111典型检测仪表控制系统1 112检测仪表控制系统结构分析2 12基本概念3 121测量范围、上下限及量程3 122零点迁移和量程迁移3 123灵敏度和分辨率4 124误差4 125度5 126滞环、死区和回差5 127重复和再现6 128可靠6 13检测仪表技术发展趋势7 思考题与 2误差分析基础及测量不确定度8 21检测精度8 22误差分析的基本概念8 221真值、测量值与误差的关系8 222几种误差的定义9 223测量的度与精密度9 23误差原因分析9 24误差分类10 25误差的统计处理10 251误差概率及概率密度函数的质11 252正态分布函数及其特征点11 253置信区间与置信概率12 26误差传递法则13 261误差传递法则13 262不等精度测量的加权及其误差14 27误差估计14 27均值的误差表示方法14 27均值与标准偏差的无偏估计15 273测量次数少的误差估计15 28粗大误差检验16 29测量不确定度16 291测量不确定度的由来16 292测量不确定度的分类17 293测量不确定度的评定方法18 210二乘法及其应用20 2101二乘法原理20 2102二乘法在多元间接检测中的应用20 2103二乘法在曲线拟合中的应用22 思考题与3 3检测技术及方法分析24 31检测方法及其基本概念24 311开环型检测与闭环型检测24 312直接检测与间接检测25 313检测与比较检测25 314偏差法与零位法25 315强度变量检测与容量变量检测26 316微差法26 317替换法26 318能量变换与能量控制型检测元件26 319主动探索与信息反馈型检测27 32检测系统模型与结构分析27 321检测系统的基能27 322信号转换模型与信号选择27 323检测系统的结构分析28 33提高检测精度的方法30 331时域信号选择方法30 332频域信号选择方法30 34多元化检测技术32 341多元检测与检测方程式32 342多元复合检测33 343多元识别检测34 344构造化检测35 345多点时空检测35 思考题与6 篇过程参数检测技术 4温度检测37 41测温方法及温标37 411测温原理及方法37 412温标37 42接触式测温39 421热电偶测温39 422热电阻测温45 423集成温度传感器50 43非接触式测温51 431辐射测温原理51 432辐射测温仪表的基本组成及常用方法51 433辐射测温仪表52 434辐射测温仪表的表观温度54 44光纤温度传感器54 441液晶光纤温度传感器55 442荧光光纤温度传感器55 443半导体光纤温度传感器55 444光纤辐射温度计55 45测温实例56 451管道内流体温度的测量56 452烟道中烟气温度的测量56 453非接触法测量物体表面温度57 思考题与7 5压力检测59 51压力单位及压力检测方法59 511压力的单位59 512压力的几种表示方法59 513压力检测的主要方法及分类60 52常用压力检测仪表61 521弹压力计61 522衡式压力计64 523压力传感器64 53测压仪表的使用及压力检测系统68 531测压仪表的使用68 532压力检测系统69 思考题与0 6流量检测72 61流量检测基本概念72 611流量的概念和单位72 612流量测量涉及的流体力学基本概念72 613流量检测方法及流量计分类74 62体积流量检测方法76 621容积式流量计76 622差压式流量计78 623速度式流量计88 63质量流量检测方法92 631间接式质量流量测量方法92 632直接式质量流量计94 64流量标准装置96 641液体流量标准装置96 642气体流量标准装置97 思考题与8 7物位检测99 71物位的定义及物位检测仪表的分类99 711物位的定义99 712物位检测仪表的分类99 72常用物位检测仪表100 721静压式液位检测仪表100 722浮力式物位检测仪表102 723其他物位测量仪表104 73影响物位测量的因素108 731液位测量的特点108 732料位测量的特点108 733界位测量的特点109 思考题与09 8机械量检测110 81模拟式位移检测110 811电容式位移检测方法110 812电感式位移检测方法112 813差动变压器位移检测方法113 814光纤位移检测方法114 82光学数字式位移检测114 821光栅标尺114 822莫尔条纹标尺115 823激光扫描测长与图像检测115 83转速检测116 831离心力检测法116 832光电码盘转速检测法116 833空间滤波器式检测法117 84力的检测方法118 841金属应变元件118 842半导体应变元件120 843压电效应120 844压敏导电橡胶121 85加速度与振动检测121 851加速度检测原理121 852动电型振动检测方法124 853微机械加速度传感元件125 思考题与25 9成分分析仪表126 91成分分析方法及分析系统的构成126 911成分分析方法及分类126 912自动分析系统的构成126 92几种工业用成分分析仪表127 921热导式气体分析器127 922红外线气体分析器129 923氧化锆氧分析器130 924气相色谱仪132 925半导体气敏传感器134 926工业酸度计137 93湿度的检测139 931湿度的表示方法及湿度检测的特点139 932干湿球湿度计140 933电解质系湿敏传感器140 934陶瓷湿敏传感器141 935高分子聚合物湿敏传感器141 思考题与42 第三篇仪表系统分析 10仪表系统及其理论分析143 101仪表发展概况143 102常用仪表分类及特144 1021常用仪表分类144 1022电动单元组合仪表及DDZⅡ型和DDZⅢ型仪表比较145 103仪表输入输出静态特分析146 1031输入输出特分析146 1032仪表特线化处理分析147 104仪表系统建模148 1041时域模型148 1042频域模型149 1043离散模型150 105仪表系统时域分析151 1051时域分析指标151 1052阶跃扰动动态特分析152 1053等速扰动动态特分析152 106仪表系统频域分析153 1061正弦扰动动态特分析153 1062频率响应Bode图分析154 1063频带分析155 107混合仪表系统浅析156 1071混合仪表系统建模156 1072时域分析157 1073频域分析157 思考题与58 11变送单元159 111常用变送器工作原理159 1111常用变送器结构分析159 1112力衡式原理160 1113桥式电路原理160 1114差动方式原理161 112DDZⅢ型差压变送器162 113DDZⅢ型温度变送器165 1131直流毫伏输入电路165 1132热电偶输入电路166 1133热电阻输入电路167 114新型变送器168 1141微电子式变送器168 1142数字式变送器169 思考题与70 12显示单元171 121显示仪表工作原理171 1211显示仪表结构分析171 1212电位差计式自衡原理172 1213电桥式自衡原理172 1214差动变压器式自衡原理173 122传统显示及记录仪表173 1221电位差计式自衡显示仪表173 1222电桥式自衡显示仪表174 123数字式显示及记录仪表177 1231数字模拟混合记录仪177 1232全数字式记录仪179 思考题与80 13调节控制单元181 131常规控制规律181 1311典型控制系统181 1312基本控制规律182 1313常规控制规律183 1314实用PID控制规律的构成186 132调节器控制规律的实现188 1321DDZⅢ型调节器PID控制规律的实现188 1322数字式调节器控制规律的实现193 133常规调节器基本电路分析195 1331DDZⅢ型调节器基本电路分析195 1332数字式调节器基本电路分析196 134可编程序调节器198 1341可编程序调节器的工作原理198 1342程序控制规律的构成和实现200 135调节器201 1351增强型调节器201 1352型PID控制算法203 思考题与04 14执行单元206 141执行器工作原理206 1411执行器分类与比较206 1412执行器基本构成及工作原理206 142气动执行器207 1421气动执行器基本构成207 1422阀门定位器208 143电动执行器209 144调节阀210 1441调节阀工作原理210 1442调节阀结构及分类211 1443调节阀的流量特213 1444调节阀的流量系数214 思考题与14 第四篇系统控制技术 15计算机仪表控制系统216 151仪表控制系统216 1511闭环回路控制系统216 1512闭环回路连续特分析217 1513闭环回路数字化离散分析217 1514闭环回路控制系统网络化分析218 152计算机控制系统220 1521计算机控制系统的发展和评价220 1522集中控制系统221 1523集散控制系统221 1524分布式控制系统222 153计算机控制系统发展趋势223 1531控制系统的控制网络化223 1532控制系统的系统化224 思考题与25 16现线控制系统227 161现线控制系统的发展227 1611现线的产生227 1612现线系统的发展过程227 1613底线系统228 1614现线控制系统特征229 162主要现线系统230 1621CA线系统230 1622LonWork线系统232 1623ProfiBu线系统233 1624F线系统234 163现线控制系统236 1631现线单元设备236 1632现线控制系统结构237 1633现线系统集成与扩展238 164现线控制系统发展趋势241 1641控制系统的组织重构化241 1642控制系统的工作协调化241 思考题与42 第五篇现代检测与仪表技术 17虚拟仪器243 171虚拟仪器概念及发展243 172虚拟仪器结构和硬件模块244 173虚拟仪器的软件技术246 思考题与48 18软测量方249 181软测量概述249 182基于统计方法的软测量方法250 183基于状态估计的软测量方法252 184基于神经元网络技术的软测量方法252 185软测量方法应用实例253 思考题与57 19多传感器数据融合技术258 191多传感器数据融合概念258 192多传感器数据融合框架259 1921多传感器数据融合中的传感器工作方式259 1922多传感器数据融合结构261 193多传感器数据融合算法262 1931基于Kalman滤波的多传感器数据融合方法262 1932基于贝叶斯决策的多传感器数据融合方法266 1933基于DS证据论的多传感器数据融合方法267 194多传感器数据融合应用实例270 思考题与72 20传感器网络273 201传感器网络的产展273 2011传感器网络273 2012传感器网络的构成274 2013传感器网络的发展274 202传感器网能与特点275 2021传感器网络主能275 2022传感器网络主要特点276 203传感器网络关键技术277 2031自组织网络体系结构277 2032自组织路由算法278 2033信道接入技术279 2034电源管理技术279 2035微型化技术279 2036检测与数据融合技术279 204传感器网络的延展和应用280 2041物联网280 2042车联网282 2043传感器网络应用案例分析283 思考题与88 参考文献289
摘要与插图
; ;;篇基础知识引论
;;;;1 ;绪 ;;;论
;;;;任何一个工业控制系统都必然要应用的检测技术和相应的仪表单元，检测技术和仪表两部分是紧密相关和相辅相成的，它们是控制系统的重要基础。检测单元完成对各种过程参数的测量，并实现必要的数据处理；仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件，它将检测得到的数行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。新技术的不断出现，使传统的自动控制系统以及相关的检测和仪表技术都发生了很大变化。
;;;;据此，本书的编排以典型工业仪表控制系统为主线，阐述相关的理论和技术。围绕该主线．全书分别检测技术和仪表系统两大部行讨论，并在此基础上分析了各种仪表系统控制技术。
;;;;本章从分析典型的工业检测仪表控制系统人手，给出了常规检测仪表控制系统的组成及结构．并介绍有关检测和仪表相关技术必须需要的基本概念和名词术语。pan style="font-family:宋体">．pan>检测仪表控制系统pan>．pan>．pan>典型检测仪表控制系统
;;;;典型的检测仪表控制系统，以化学工业中用天然气做原料生产合成氨的控制系统为例，此系统如图1—pan style="font-family:宋体">所示为脱硫塔控制流程图。天然气在经过脱硫塔时，需行控制的参数分别为压力、液位和流量，这将构成(Pc)、(I，c)和(Fc)三个单参数调节控制系统。
;;;;例如实现脱硫塔压力调节控制的单参数控制子系统(Pc)，该系统的结构框图如图1—2所示行压力参数检测及实现检测信号转换和传输的单元称为压力变送单元，实现调节控制规律计算的单元称为调节单元，终实现被控变量控制作用的单元称为执行单元。为了实现调节控制作用，首先测入脱硫塔的天然气压力，检测到的信号经转换后，以标准信号制式传输到实现调节运算的调节单元；调节单元在接收到测量信号后，即与给定单元的设定压力行比较，并根据设定的控制规律计算出实现控制调节作用所需的控制信号；为保证能够驱动相应的设备实现对被控变量的调节，控制信号还需借助专用的执行单元机构实现控制信号的转换与保持。
;;同理．考虑单独实现脱硫塔流量调节控制的情况，则控制子系统(Fc)的结构框图如图1—3所示。其中流量变送单元是专门用于流量检测信号转换和传输的仪表变送单元，而栅.......
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