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0　绪论1

0.1　检测技术的作用与发展1

0.2　自动化作用及发展状况2

第1篇　检测技术6

1　检测基础知识6

1.1　检测技术的基本概念6

1.2　检测仪表与系统6

1.3　检测系统的分类8

1.4　检测系统的基本特性及性能指标9

思考题和习题12

2　测量误差及其处理方法13

2.1　误差的基本概念13

2.2　误差的分类及产生原因13

2.3　误差的特点及规律14

2.3.1 系统误差的特点及常见变化规律14

2.3.2　随机误差的特点及常见变化规律14

2.3.3　减小和消除误差的一般方法15

思考题和习题17

3　传感器与信号检测技术18

3.1　传感器的基本概念18

3.2　电阻式传感器18

3.2.1 应变片18

3.2.2 热电阻22

3.2.3　其他电阻式传感器23

3.3　电容式传感器25

3.3.1 电容式传感器工作原理25

3.3.2 电容式传感器种类25

3.4　压电式传感器27

3.4.1 压电式传感器工作原理27

3.4.2 压电式传感器应用实例27

3.5　磁电式传感器27

3.5.1　磁电式传感器工作原理28

3.5.2　磁电式传感器种类28

3.5.3　霍尔式传感器工作原理29

3.5.4 霍尔式传感器应用实例30

3.6　温度检测30

3.6.1　概述30

3.6.2　热电偶测温32

3.6.3　热电阻测温38

3.6.4　其他温度传感器与测温技术40

3.6.5 温度测量仪表的选用42

3.7　压力测量42

3.7.1　概述42

3.7.2　弹性式压力表44

3.7.3　压力变送器45

3.7.4　压力测量仪表的选择和使用47

3.8　流量检测49

3.8.1　概述49

3.8.2　差压式流量计51

3.8.3　浮子式流量计53

3.8.4　容积式流量计53

3.8.5　电磁流量计54

3.8.6　涡街式流量计55

3.8.7　流量计的选用56

3.9　物位检测56

3.9.1　概述56

3.9.2　静压式液位计58

3.9.3 电容式物位计60

3.9.4　超声波物位计61

3.9.5　核辐射式液位计62

3.10　机械量检测63

3.10.1　位移检测仪表63

3.10.2　力测量仪表64

3.10.3　转矩测量仪表65

3.11　成分分析仪表66

3.11.1　热导式气体分析仪68

3.11.2　红外线气体分析仪68

3.11.3　氧化锆氧量分析仪69

思考题和习题70

4　现代检测系统72

4.1　计算机检测系统的基本组成72

4.2　模块化和开放式系统设计思想73

4.3　总线技术73

4.3.1 总线的基本概念及其标准化73

4.3.2 总线的通信方式74

4.3.3　测控系统的内部总线74

4.3.4　测控系统的外部总线77

4.4　虚拟仪器79

4.4.1 虚拟仪器的出现79

4.4.2　虚拟仪器的硬件80

4.4.3　虚拟仪器的软件81

4.4.4　虚拟仪器的发展81

4.5　LabVIEW简介81

思考题和习题83

第2篇　控制技术86

5 自动控制基本概念86

5.1 自动控制在现代社会中的意义和地位86

5.1.1 自动控制理论和技术的发展86

5.1.2 自动控制技术应用及发展88

5.2 自动控制系统的基本构成与表示方法89

5.2.1 典型控制系统结构89

5.2.2　控制系统描述90

5.3　自动控制系统分类91

5.4 自动控制系统质量指标93

5.4.1　阶跃响应曲线性能指标93

5.4.2　偏差积分性能指标95

5.5　控制器基本控制规律95

5.6　控制器参数整定97

思考题和习题99

6　自动控制系统100

6.1　简单控制系统100

6.1.1　被控变量的选择100

6.1.2　操作变量的选择101

6.1.3　控制阀选择103

6.1.4　控制器选择105

6.2　串级控制系统107

6.2.1　基本构成和原理107

6.2.2 串级控制系统分析108

6.2.3 串级控制系统设计111

6.2.4 串级控制系统应用113

6.3　前馈控制113

6.3.1 前馈控制基本控制思想及特点113

6.3.2　前馈控制系统的主要形式114

6.3.3　前馈控制的应用形式115

6.3.4　前馈控制系统的适用范围及应用举例117

6.4　比值控制118

6.4.1 比值控制系统构成类型118

6.4.2　比值系数的计算120

6.4.3　比值控制的实施方法121

6.5　均匀控制122

6.6　选择性控制124

6.6.1 极限控制124

6.6.2　选择性控制系统基本构成和特性124

6.6.3　选择性控制系统类型125

6.6.4　选择性控制系统其他应用127

6.7　分程控制128

6.7.1　基本概念128

6.7.2 分程控制中阀门的组合形式及应用128

6.7.3　分程控制的应用128

6.8　阀位控制131

6.8.1 阀位控制系统构成及操作特性131

6.8.2 阀位控制系统应用举例131

6.8.3　阀位控制设计132

6.9　先进控制理论与技术的发展132

思考题和习题135

7　计算机控制系统138

7.1　计算机控制系统概述138

7.1.1　计算机控制系统的硬件138

7.1.2　计算机控制系统的软件139

7.1.3　计算机控制系统的类型139

7.1.4　计算机控制系统的发展过程140

7.2　数字PID控制算法141

7.2.1 理想微分PID控制142

7.2.2 实际微分PID控制143

7.2.3　数字PID控制周期的选取144

7.2.4　数字PID控制参数的整定144

7.3　信号采集与处理145

7.3.1　信号采样146

7.3.2　信号量化146

7.3.3　数字滤波147

7.3.4　标度变换149

7.4　可靠性设计150

7.4.1　提高可靠性的措施151

7.4.2　干扰的来源151

7.4.3 电源与供电系统抗干扰措施152

7.4.4　信号的抗干扰措施153

思考题和习题154

8　现场总线控制系统155

8.1　控制网络技术概述155

8.1.1 控制网络和信息网络的区别155

8.1.2　控制网络的特点及类型156

8.2　现场总线的产生和含义157

8.3　现场总线的特点和优点157

8.3.1　现场总线的结构特点157

8.3.2　现场总线的技术特点157

8.3.3　现场总线的优点158

8.4　现场总线的发展趋势159

思考题和习题159

9　监控组态软件160

9.1　监控组态软件的历史160

9.2　监控组态软件的特点161

9.3　监控组态软件的基本功能161

9.4　监控组态软件的数据流162

9.5　监控组态软件的使用步骤163

思考题和习题164

附表165

部分习题参考答案166

参考文献169