工业自动化仪表与系统手册 上PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

工业自动化仪表与系统手册 上PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 工业自动化仪表与系统常用术语9

1通用术语9

1.1基础通用术语9

1.2数据和信号术语10

1.3静态和动态特性术语10

2功能术语12

2.1功能通用术语12

2.2信号和通信术语12

2.3测量术语13

2.4控制术语17

3硬件术语21

3.1硬件通用术语21

3.2测量硬件术语22

3.3控制和计算硬件术语25

3.4终端控制元件术语26

3.5监视硬件术语26

3.6辅助硬件术语26

3.7结构硬件术语27

3.8安全硬件术语28

4数字技术术语28

4.1数字技术通用术语28

4.2语言术语29

4.3程序设计术语29

4.4有关保证措施的术语30

4.5数字通信术语30

4.6数字硬件术语31

5保证和可靠性术语33

5.1保证和可靠性通用术语33

5.2有关试验的术语33

5.3有关程序的术语34

5.4有关可靠性和维护性的术语34

6工作条件术语34

6.1工作条件通用术语34

6.2有关温度、湿度和大气压的工作条件术语35

6.3有关电源的工作条件术语35

6.4有关机械影响的工作条件术语35

6.5有关腐蚀和侵蚀影响的工作条件术语36

第2章 物理量的符号、单位37

1法定计量单位37

1.1我国法定计量单位的构成37

1.2国际单位制37

1.3可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位38

1.4法定计量单位的使用方法39

2常用的量和单位39

2.1空间和时间的量和单位39

2.2周期及其有关现象的量和单位40

2.3力学的量和单位41

2.4热学的量和单位42

2.5电学和磁学的量和单位44

2.6光及有关电磁辐射的量和单位45

2.7声学的量和单位47

2.8物理化学和分子物理学的量和单位48

2.9常用的原子物理学、核物理学及固体物理学的量和单位49

2.10常用的核反应和电离辐射的量和单位50

2.11特征数50

3单位换算51

3.1空间和时间的单位51

3.2力学单位53

3.3热学单位55

3.4电学和磁学的单位56

3.5光学、声学和电离辐射的有关单位57

第3章 物质的性能和数据58

1基本与常用物理常数58

2一些固体物质的热性质59

2.1元素的物理性能59

2.2常用固体材料的性能62

2.3节流件和管道常用材质的线膨胀系数63

3一些液体的热性能64

3.1化工测量中常见液体的热性能64

3.2几种油的热性能65

3.3常用隔离液的热性质65

4一些气体的热性能65

4.1常用气体的热性质65

4.2气体的热导率、相对热导率及温度系数66

4.3常见气体在不同温度下的粘度和重度66

4.4空气在不同温度和不同压力下的热性质67

4.5空气的相对湿度和露点69

4.6大气压力、温度与海拔的关系69

5水和水蒸气的热性质69

5.1在不同大气压下水的沸点69

5.2饱和水、干饱和水蒸气及过热水蒸气的热性质70

5.3饱和气体的水分含量72

5.4水和水蒸气的动力黏度73

6物质的电、磁及其他性能75

6.1常用材料的电性能75

6.2液体的电导率及其温度系数76

6.3物质的热电子发射常数和二次电子常数76

6.4物质的功函数76

6.5物质的电离电压、激励电压和超电导跃迁温度77

6.6光的临界波长77

6.7氧浓差电池的氧浓差电动势与氧浓差的关系77

6.8软磁材料和硬磁材料的性能78

6.9热轧和冷轧硅钢片的电磁性能78

6.10电磁波谱和不同波长产生的颜色79

6.11媒质中的光速和折射率80

6.12介质中的声速80

6.13某些物质的辐射吸收系数81

第4章 工业自动化仪表与系统标准化82

1标准与标准化82

1.1标准82

1.2标准化82

1.3标准化的作用82

1.4标准化的任务82

2标准的分类和编号82

2.1标准的分类82

2.2标准的编号83

2.3标准文献的分类83

3国际标准化机构和国际标准84

3.1国际标准化组织（ISO）84

3.2国际电工委员会（EC）85

3.3国际标准化组织和国外标准86

3.4全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（SAC／TC124）87

4基础性和通用性标准87

4.1概述87

4.2术语87

4.3符号88

4.4工作条件91

4.5尺寸模数系统和表壳、机箱、机柜、仪表盘等结构装置93

4.6安全94

5产品标准94

6标准的制订和修订95

6.1制订标准的原则95

6.2制订标准的组织形式95

6.3制订标准的程序96

6.4标准的编写方法96

6.5标准的修订和复审97

附录98

附录1-1我国主要地区气象表98

附录1-2基础标准98

附录1-3温度仪表标准100

附录1-4压力仪表标准100

附录1-5流量与物位仪表标准101

附录1-6检测和记录仪表标准102

附录1-7工业控制机与计算机技术应用装置标准103

附录1-8自动控制与遥控装置标准103

附录1-9调节器标准104

附录1-10执行器标准105

参考文献106

第1章 检测技术基础109

1工业过程检测的基本知识109

1.1.工业过程检测的特点109

1.2检测仪表的特性109

1.3检测仪表的分类109

2误差理论基础110

2.1误差概念与概率分布110

2.2误差传递、分配和合成112

3检测系统及其一般特性113

3.1系统的组成113

3.2系统的静态特性113

3.3系统的动态特性114

第2章 常用检测原理115

1电磁法115

1.1电阻法检测115

1.2电容法检测116

1.3电感法检测124

1.4电势法检测125

1.5利用磁性检测129

2光学法129

2.1光的性质与光谱129

2.2红外法检测131

2.3激光法检测133

3微波法135

3.1常用微波法元件及传感器135

3.2微波法检测136

4超声波137

4.1超声的物理基础137

4.2超声波的发射和接收138

4.3超声法检测140

5核辐射法140

5.1放射性同位素和核辐射140

5.2常用核辐射探测器142

5.3常用的放射性同位素和放射源144

5.4核辐射的应用144

6半导体效应146

6.1半导体概述146

6.2半导体的磁电效应148

6.3半导体的压敏效应149

6.4半导体的光电效应149

6.5半导体的热电效应150

6.6半导体的其他特性150

7电化学分析151

7.1电导分析法151

7.2电位分析法151

7.3电解分析法和库仑分析法152

8气相色谱分析152

8.1工业气相色谱仪的基本原理152

8.2定性和定量分析153

9质谱分析154

9.1质谱仪器的基本原理154

9.2质谱分析法156

第3章 数字信号处理157

1信号与系统157

1.1信号分析、变换和处理158

1.2数字信号处理简介159

2连续时间信号与系统160

2.1傅里叶级数160

2.2傅里叶变换161

2.3拉普拉斯变换163

2.4沃尔什变换165

3离散时间信号与系统165

3.1一般概念165

3.2采样定理165

3.3 Z变换168

3.4离散傅里叶变换169

3.5离散希尔伯特变换169

4数字滤波器171

4.1 FIR数字滤波器174

4.2模拟滤波器177

4.3 IIR数字滤波器181

5随机信号的统计分析、检测和估计183

5.1平稳遍历性随机信号的统计分析183

5.2噪声中的信号检测184

5.3噪声中的信号估计185

附表3-1常用傅里叶变换表187

附表3-2拉普拉斯变换和Z变换表188

第4章 流体力学与传热学基础189

1流体力学基础189

1.1流体的一般性质189

1.2流体静力学191

1.3不可压缩流体的流动192

1.4气体动力学基础199

1.5气动仪表典型元件内流体动力学分析201

2传热学与传质学基础204

2.1传热学基础204

2.2传质学基础210

参考文献213

第1章 概论217

第2章 线性连续反馈控制系统218

1基本概念218

1.1反馈控制系统工作原理218

1.2反馈控制系统的组成218

1.3反馈控制系统的分类218

1.4反馈控制系统的性能要求218

2静态特性和线性化218

3动态特性的数学描述218

3.1微分方程218

3.2传递函数219

3.3频率特性219

3.4单位阶跃响应222

4系统的框图和信号流图222

4.1框图222

4.2环节的串联222

4.3环节的并联222

4.4反馈连接223

4.5复杂系统的传递函数计算223

4.6信号流图224

5稳定性225

5.1稳定判据225

5.2稳定余量227

6稳态偏差227

7动态品质分析228

7.1品质指标228

7.2分析方法228

8系统的校正230

8.1串联校正230

8.2局部反馈校正232

第3章 非线性控制系统234

1概述234

1.1非线性控制系统的特点234

1.2典型非线性234

2相平面法235

2.1相平面的概念和相迹绘制方法235

2.2由相迹求取时间间隔236

2.3相图的主要特性236

2.4非线性系统的相图分析239

3描述函数法240

3.1描述函数法的基本概念240

3.2非线性元件描述函数240

3.3典型非线性特性描述函数241

3.4用描述函数法分析非线性系统的稳定性241

3.5用描述函数方法消除非线性系统中的自激振荡241

第4章 线性离散控制理论简介242

1概述242

2信号的采样与复现242

2.1信号的采样242

2.2信号的复现242

3线性离散系统的Z变换243

3.1 Z变换的定义243

3.2 Z变换方法243

3.3常用函数的Z变换和Z变换的性质243

3.4 Z反变换244

4离散系统的稳定性244

4.1劳斯稳定判据和赫尔维茨稳定判据244

4.2朱利稳定判据244

5离散系统的动态性能245

6离散系统的稳态误差245

6.1用终值定理求稳态误差245

6.2离散系统的型别245

6.3离散系统的静态误差系数245

6.4典型输入下的稳态误差245

7离散系统数字校正设计方法简介245

8扩展Z变换246

第5章 状态空间法简介247

1概述247

2基本概念247

3状态空间表达式的建立247

3.1根据系统机理建立状态空间表达式247

3.2由系统结构图建立状态空间表达式248

3.3由系统微分方程或传递函数建立状态空间表达式248

4线性定常系统状态方程的解249

5连续时间状态方程的离散化249

6可控性和可观性249

6.1线性定常系统的可控性和可观性定义249

6.2线性定常系统的可控性和可观性判别方法249

6.3系统输出可控性250

6.4对偶原理250

7线性反馈控制系统的设计250

7.1状态反馈和输出反馈250

7.2反馈系统的极点配置250

8李雅普诺夫稳定性分析251

8.1李雅普诺夫稳定性251

8.2标量函数定号性251

8.3二次型标量函数251

8.4李雅普诺夫稳定性定理251

8.5线性系统李雅普诺夫稳定性分析252

9最优控制问题252

10状态观测器252

10.1全维状态观测器252

10.2降维状态观测器253

参考文献254

第1章 概论257

1控制理论的发展状况257

2自动控制系统259

2.1概述259

2.2闭环控制与开环控制259

2.3自动控制系统的组成及框图260

2.4自动控制系统的分类261

3自动控制系统的过渡过程及品质指标261

3.1静态与动态261

3.2自动控制系统的过渡过程及品质指标262

第2章 过程建模和特性264

1稳态数学模型264

1.1机理建模264

1.2经验模型264

1.3机理与经验方法的组合265

2过程动态数学模型265

2.1概述265

2.2机理模型267

2.3过程辨识与参数估计268

第3章 控制器的控制规律270

1双位控制270

2比例控制270

3比例积分控制271

3.1积分控制271

3.2比例积分控制272

3.3积分饱和273

4比例微分控制273

4.1微分控制273

4.2比例微分控制273

5比例积分微分控制274

6离散比例积分微分控制274

第4章 简单控制系统276

1简单控制系统的组成276

2被控变量和操纵变量选择277

2.1被控变量的选择277

2.2操纵变量的选择277

3检测变送器选择278

3.1仪表精度等级和量程的选择278

3.2动态测量误差对控制质量的影响278

3.3测量信号的处理279

4控制阀选择279

4.1结构形式的选择279

4.2口径大小的选择279

4.3控制阀作用方式的选择279

4.4流量特性的选择280

4.5阀门定位器的选择281

5控制器控制规律选择281

6控制器的参数整定281

6.1经验整定法281

6.2临界比例度法282

6.3衰减曲线法282

6.4反应曲线法282

7控制系统的投运282

7.1投运前的准备工作283

7.2投运过程283

第5章 复杂控制系统284

1串级控制系统284

1.1串级控制系统的基本原理和结构284

1.2串级控制系统的特点285

1.3串级控制系统的设计285

1.4串级控制系统控制器参数的整定286

2比值控制系统286

2.1基本原理和结构286

2.2比值系数的计算287

2.3比值控制系统设计和工程应用中的问题288

3均匀控制系统288

3.1均匀控制系统的基本原理和结构288

3.2均匀控制系统的控制规律的选择及参数整定289

4前馈控制系统289

4.1基本原理289

4.2前馈控制的主要结构形式290

4.3前馈控制系统的设计及工程实施中若干问题290

5选择性控制系统291

5.1基本原理和结构291

5.2选择性控制系统设计和工程应用中的问题292

6分程控制系统292

6.1不同工况需要不同的控制手段292

6.2扩大控制阀的可调范围292

第6章 先进控制系统293

1基于模型的预测控制293

1.1预测控制基本原理293

1.2预测控制软件包的发展294

1.3我国预测控制应用294

2推断控制294

3软测量技术295

3.1软测量技术概述295

3.2软测量工程设计296

3.3工业应用实例296

4双重控制系统297

4.1基本原理和结构297

4.2系统设计与实施中的一些问题297

5纯滞后补偿控制系统298

5.1史密斯预估补偿控制方案298

5.2自适应史密斯预估补偿控制298

6解耦控制系统299

6.1系统的关联299

6.2减少与解除耦合途径299

6.3串接解耦控制299

7自适应控制300

7.1简单自适应控制系统300

7.2模型参考型自适应控制系统301

7.3自校正控制系统301

8智能控制系统301

8.1专家系统301

8.2模糊控制302

8.3神经网络控制302

参考文献304

第1章 可靠性基本原理309

1可靠性的基本概念309

1.1可靠性的定义309

1.2狭义可靠性和广义可靠性309

1.3固有可靠性和使用可靠性309

2可靠性指标309

2.1可靠性工程中的概率论和数理统计309

2.2可靠性工程中常用的概率分布310

2.3可靠性工程中的特征量311

3失效率的基本类型和产品的失效规律314

3.1早期失效型314

3.2恒定失效率型314

3.3耗损失效型314

3.4产品的失效规律314

4寿命分布315

4.1指数分布315

4.2威布尔分布316

4.3正态分布和对数正态分布316

5可靠性特征量的选取317

5.1指数分布317

5.2正态分布317

5.3其他分布或未知分布317

5.4可靠性特征量选取序列318

第2章 可靠性预计、分配和分析319

1可靠性预计319

1.1概述319

1.2元器件（零部件）的失效率预计319

1.3系统可靠度预计320

2可靠性分配323

2.1可靠性分配的目的323

2.2可靠性分配的方法323

3系统可靠性分析324

3.1失效模式及效应分析324

3.2系统故障树分析法327

第3章 可靠性试验331

1试验的目的331

2可靠性考核331

3抽样检验331

3.1随机抽样和两类错误331

3.2一次抽样332

3.3失效率定级和MTBF验证332

3.4复式抽样和序贯抽样334

4寿命试验的数据处理方法336

4.1图分析法336

4.2极大似然估计339

4.3参数的区间估计340

4.4非参数估计342

第4章 提高仪表可靠性的设计方法344

1影响仪表可靠性的故障机理344

1.1概述344

1.2磨损344

1.3环境应力作用344

1.4一些仪表元部件的失效内因及其改进348

2提高仪表可靠性的设计方法350

2.1概述350

2.2元部件的选择351

2.3降额设计352

2.4冗余设计353

2.5环境适应性设计353

2.6简化设计和退化分析354

2.7最坏情况设计法354

2.8过应力保护设计355

2.9屏蔽设计355

2.10接地设计356

2.11抑制干扰的一些方法356

2.12概率设计工程方法357

第5章 提高仪表可靠性的工艺措施360

1老化筛选360

2装配与焊接361

2.1装配361

2.2焊接361

3工艺卫生362

4工艺质量控制362

4.1质量控制图及其界限的确定362

4.2几种常见的质量控制图362

5控制图的检验能力363

6 QC活动与无缺陷运动363

附录364

附录5-1 x2 D分布下侧分位数x2 p（v）（1）364

附录5-2 x2 D分布下侧分位数x2 p（v）（2）367

附录5-3 Γ （1＋1／m）数值表370

附录5-4 标准正态累积分布函数371

参考文献374

概论377

第1章 环境试验和环境适应性技术378

1概述378

2环境参数分类与严酷度等级378

2.1环境参数378

2.2环境参数分类378

2.3环境参数严酷度等级378

3环境适应性技术主要研究内容378

3.1工作条件378

3.2环境试验技术379

3.3环境适应性设计技术379

4环境适应性技术的作用和地位379

第2章 工业自动化仪表与系统的工作条件380

1气候条件380

1.1气候条件的分级380

1.2空调场所（A级）380

1.3升温和（或）降温的封闭场所（B级）380

1.4掩蔽场所（C级）380

1.5户外场所（D级）380

1.6气候条件参数380

2动力条件381

3机械影响382

3.1振动382

3.2冲击383

4腐蚀和侵蚀影响383

4.1非固体物质383

4.2固体物质384

第3章 工业自动化仪表与系统环境试验总则385

1概述385

2环境参数的主要影响385

3试验顺序386

4标准大气条件387

第4章 工业自动化仪表与系统的气候环境试验388

1概述388

2温度试验388

2.1各种环境温度的含义和应用说明388

2.2低温试验388

2.3高温试验389

2.4温度变化试验390

3湿热试验391

3.1概述391

3.2试验目的和方案选择392

3.3严酷度等级392

3.4试验方法392

3.5性能判据393

4低气压试验393

4.1概述393

4.2试验目的393

4.3严酷度等级393

4.4试验方法394

4.5性能判据394

5太阳辐射试验394

5.1概述394

5.2试验目的394

5.3严酷度等级394

5.4试验方法394

5.5性能判据394

6砂尘试验395

6. 1概述395

6.2试验目的和方案选择395

6.3严酷度等级396

6.4试验方法396

6.5性能判据396

7盐雾试验396

7.1概述396

7.2试验目的和方案选择396

7.3严酷度等级396

7.4试验方法397

7.5性能判据398

8腐蚀性气体试验398

8.1概述398

8.2试验目的398

8.3严酷度等级398

8.4试验方法399

8.5性能判据399

9霉菌试验399

9.1概述399

9.2试验目的400

9.3严酷度等级400

9.4试验方法400

9.5性能判据401

10雨淋试验401

10.1概述401

10.2试验目的401

10.3严酷度等级401

10.4试验方法402

10.5性能判据402

第5章 工业自动化仪表与系统机械环境试验403

1概述403

2振动试验403

2.1概述403

2.2正弦振动试验404

2.3随机振动试验406

3冲击试验407

3.1概述407

3.2严酷度等级408

3.3试验方法409

3.4性能判据410

4碰撞试验410

4.1概述410

4.2严酷度等级410

4.3试验方法411

4.4性能判据411

5倾跌与翻倒试验411

5.1概述411

5.2试验方法411

5.3性能判据411

6自由跌落试验411

6.1概述411

6.2严酷度等级411

6.3试验方法412

6.4性能判据412

7倾斜和摇摆试验412

7.1概述412

7.2试验目的412

7.3严酷度等级412

7.4试验方法412

7.5性能判据412

8稳态加速度复合试验413

8.1概述413

8.2试验目的413

8.3严酷度等级413

8.4试验方法413

8.5性能判据413

第6章 工业自动化仪表与系统电磁兼容试验414

1电磁兼容技术概述414

2抗扰度试验414

2.1静电放电抗扰度试验414

2.2射频电磁场抗扰度试验415

2.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验417

2.4浪涌（冲击）抗扰度试验419

2.5射频场感应的传导骚扰抗扰度试验420

2.6工频磁场抗扰度试验421

2.7电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验422

2.8共模、串模抗扰度试验423

2.9电源电压频率变化抗扰度试验424

3发射试验424

3.1谐波电流发射试验424

3.2电压波动和闪烁限制试验425

3.3传导骚扰试验426

3.4辐射骚扰试验427

第7章 工业自动化仪表与系统电气安全技术429

1概述429

1.1什么是电气安全429

1.2电气安全主要研究内容429

1.3电气安全标准体系429

2安全原则429

2.1总则429

2.2危险分类430

2.3材料和元器件430

3电气安全试验430

3.1标记和使用说明430

3.2防电击431

3.3防机械危险433

3.4防机械冲击和碰撞433

3.5防火焰蔓延433

3.6温度限制和耐热433

3.7防液体的危险433

3.8防辐射433

3.9防气体释放、爆炸和炸裂433

3.10元器件433

4结束语433

参考文献435

概论439

第1章 防爆基础概要440

1基本术语440

2爆炸性环境的形成442

3爆炸原因443

3.1燃烧与爆炸443

3.2产生燃烧的原因443

3.3产生爆炸的原因443

4爆炸三角形原理443

4.1爆炸三要素443

4.2点燃源444

5爆炸性混合物的特性参数444

5.1爆炸极限444

5.2最小点燃能量（MIE）444

5.3爆炸压力444

5.4自燃温度（AIT）445

5.5最大试验安全间隙（MESG）445

5.6最小点燃电流（MIC）及最小点燃电流比（MICR）445

6爆炸性物质的分类、分级和分组445

6.1爆炸性物质的分类445

6.2爆炸性气体的分级445

6.3爆炸性气体的分组446

6.4爆炸性气体分类、分级、分组举例446

6.5可燃性粉尘分类和分组446

7危险场所的区域划分447

7.1目的意义447

7.2区域划分的判断因素447

7.3危险场所的区域划分448

第2章 仪表防爆技术基础450

1电气防爆基本原理450

2仪表的分类、分级和分组450

3主要防爆型式450

3.1隔爆型“d”451

3.2增安型“e”451

3.3本质安全型“i”451

3.4正压外壳型“p”452

3.5油浸型“o”452

3.6充砂型“q”452

3.7浇封型“m”452

3.8 “n”型453

3.9粉尘防爆型“DIP”453

4防爆电气设备的选型453

4.1防爆电气设备的选型原则453

4.2爆炸性气体环境用电气设备的选型454

4.3可燃性粉尘环境用电气设备的选型454

5防爆标志及其确定方法454

5.1防爆标志说明454

5.2防爆标志的确定原则455

5.3各国防爆标志举例459

第3章 防爆仪表通用技术要求461

1中国防爆技术标准化现状461

2常见的仪表防爆型式461

3仪表通用设计要求462

3.1使用环境温度462

3.2表面温度462

3.3对内置大电容和加热元件的安全要求463

3.4外壳材料要求463

3.5紧固件463

3.6接线空腔和连接件463

3.7接地连接件463

3.8电缆和导管引入装置464

3.9专用规定465

3.10设备标志465

3.11防爆电气设备型式检查和试验465

3.12防爆电气设备例行检查和试验466

第4章 隔爆型仪表467

1隔爆型仪表的设计依据及原则要求467

1.1防爆型仪表的设计依据467

1.2隔爆型仪表的设计原则467

2基本设计要点467

2.1隔爆外壳467

2.2隔爆接合面468

2.3紧固件473

2.4观察窗（透明件）473

2.5电缆和导线引入和连接473

2.6呼吸装置和排液装置473

2.7隔爆型设备的标志473

2.8检查和试验473

第5章 本质安全仪表及系统475

1本质安全基本知识475

1.1本质安全技术的发展过程475

1.2本安防爆技术的基本原理及特点475

1.3本安仪表的分类476

1.4安全系数476

2本安仪表的设计准则476

2.1本安仪表的基本设计要求476

2.2本安电路设计477

2.3简单设备与简单电路495

3本安仪表的结构设计496

3.1与本安有关的元件496

3.2仪表结构要求497

4安全栅500

4.1安全栅的基本形式500

4.2齐纳式安全栅500

4.3隔离式安全栅501

4.4安全栅的结构设计501

5本安仪表安全参数的确定501

5.1关联设备安全参数的确定502

5.2本安设备安全参数的确定502

6本安仪表标志503

6.1一般要求503

6.2本安防爆相关的标志503

6.3其他标志503

7本安电路的检查和试验503

7.1型式试验503

7.2例行试验506

8本安系统一般设计要求507

8.1本安系统基本概念507

8.2常规本安系统设计要求508

8.3线性与非线性本安电路的组合509

9现场总线本安防爆技术513

9.1概述513

9.2本质安全现场总线系统的结构513

9.3现场总线系统本安设计总体要求514

9.4基于“参量认可”技术的总线系统安全性分析516

9.5一种新的本安现场总线系统认证技术——FISCO概念518

9.6 FINCO概念520

参考文献522

第1章 概论525

1温度测量方法的分类525

2温度测量仪表的分类及各类仪表的测量范围525

3温标526

3.1摄氏温标526

3.2华氏温标526

3.3热力学温标526

3.4国际实用温标526

4温度量值的传递529

第2章 膨胀式测温仪表530

1玻璃温度计530

1.1测温原理530

1.2感温液体和玻璃材料的特性530

1.3玻璃液体温度计的分类531

1.4玻璃液体温度计的结构531

1.5基本参数532

1.6玻璃温度计的使用注意事项532

1.7玻璃温度计的误差源533

2双金属温度计533

2.1测温原理533

2.2双金属片的材料534

2.3结构及分类534

2.4基本参数535

2.5双金属温度计的使用注意事项535

3压力式温度计535

3.1测温原理535

3.2压力式温度计的分类536

3.3感温介质的性能536

3.4压力式温度计的结构536

3.5基本参数537

3.6压力式温度计的使用注意事项537

第3章 热电偶538

1热电偶的测温原理538

1.1测温原理538

1.2热电偶的基本定律538

2热电偶的材料539

2.1对热电偶的材料要求539

2.2标准热电偶材料539

2.3非标准热电偶材料539

3热电偶的特性及基本参数541

3.1热电偶的热电动势与温度关系特性541

3.2热电偶的基本参数541

4普通热电偶（装配式热电偶）541

4.1热电极541

4.2绝缘套管541

4.3保护管542

4.4接线盒542

4.5普通热电偶的结构形式543

5铠装热电偶544

5.1金属套管的材料544

5.2绝缘材料544

5.3测量端的结构形式544

5.4安装固定形式545

5.5参比端（接线盒）形式546

5.6偶丝直径与电阻的关系546

5.7时间常数546

6专用热电偶547

6.1多点式热电偶547

6.2薄膜热电偶547

6.3隔爆热电偶547

6.4表面热电偶548

6.5消耗型热电偶548

6.6压簧固定式热电偶548

6.7拱顶热电偶549

6.8吹气型热电偶549

7热电偶参比端温度的补偿方法549

7.1补偿导线延伸法549

7.2冰点法549

7.3计算修正法550

7.4仪表零点校正法551

7.5补偿电桥法551

8热电偶测温线路551

8.1典型测温线路551

8.2热电偶反接（差动热电偶）551

8.3热电偶并联551

8.4热电偶串联（热电堆）552

8.5共用线路552

9热电偶的应用552

9.1热电偶的安装552

9.2热电偶的误差分析552

9.3热电偶的故障处理553

第4章 热电阻555

1热电阻的测温原理555

2热电阻的材料555

2.1热电阻丝材料555

2.2绝缘骨架材料555

2.3内引线材料555

3工业用热电阻的基本参数及特性556

3.1电阻与温度的关系特性556

3.2工业用热电阻的基本参数556

4普通热电阻556

4.1云母骨架形式556

4.2玻璃骨架形式557

4.3陶瓷骨架形式557

4.4塑料骨架形式557

4.5保护管及接线盒557

4.6热电阻的绝缘电阻557

4.7热电阻的时间常数557

5其他结构的热电阻557

5.1铠装热电阻557

5.2铂（厚、薄）膜热电阻558

5.3端面热电阻558

5.4隔爆热电阻558

6半导体热电阻559

6.1特点559

6.2热敏电阻的特性559

6.3热敏电阻的结构559

7低温热电阻560

7.1概述560

7.2低温铂热电阻560

7.3铑铁热电阻560

7.4锗热电阻560

7.5渗碳玻璃热电阻561

8热电阻的导线连接方式561

8.1二线制接法561

8.2三线制接法561

8.3四线制接法561

9热电阻的应用562

9.1热电阻的安装562

9.2热电阻的误差分析562

9.3热电阻的故障处理562

第5章 辐射式测温仪表563

1辐射测温的基本定律和方法563

1.1热辐射的基本概念563

1.2黑体辐射的基本定律564

1.3表观温度565

2光学高温计565

2.1概述565

2.2隐丝式光学高温计566

3光电高温计567

3.1概述567

3.2工作原理567

3.3光电高温计的光学系统567

4全辐射温度计567

4.1概述567

4.2辐射感温器567

4.3感温组件568

5比色温度计568

5.1概述568

5.2比色温度计的分类569

6红外测温仪和红外热像仪569

6.1红外测温仪569

6.2红外热像仪570

7光纤辐射温度计571

7.1光纤571

7.2测温探头572

7.3光纤辐射温度计的构成572

第6章 温度变送器573

1温度变送器的分类573

2温度变送器的主要性能指标573

3四线制温度变送器573

3.1结构及特点573

3.2工作原理573

3.3直流毫伏变送器的量程单元574

3.4热电偶温度变送器量程单元574

3.5热电阻温度变送器量程单元575

4两线制温度变送器576

5一体化温度变送器576

6智能式温度变送器576

6.1特点576

6.2结构及工作原理577

6.3非线性校正方法577

6.4数字信号输出577

第7章 温度测量仪表的分度和校验579

1分度和校验579

1.1定点法579

1.2比较法579

2检定设备579

2.1定点法的检定设备579

2.2比较法的检定设备580

3标准温度计582

附录583

附录8-1 8种国际标准化热电偶的分度常数583

附录8-2 常用热电偶分度表（ITS——1990）584

附录8-3 常用热电阻分度表（ITS——1990）613

附录8-4 常用材料在0.66μm波长的光谱发射率近似值617

附录8-5 黑体的辐射函数值617

附录8-6 亮度温度修正值（λ＝0.66μm）618

附录8-7 亮度温度修正值（λ＝0.9μm）619

附录8-8 辐射温度修正值619

附录8-9 常用材料的全发射率619

参考文献621

第1章 概论625

1压力的概念及单位625

2压力测量仪表的分类626

第2章 液柱式压力计628

1液柱式压力计的分类及特点628

2液柱式压力计的结构及工作原理628

2.1 U形管压力计628

2.2单管压力计628

2.3斜管压力计629

2.4补偿微压计629

2.5自动液柱式压力计629

3液柱式压力计的设计630

3.1工作液的选择630

3.2玻璃管的确定630

4液柱式压力计的误差分析及其修正630

4.1温度误差630

4.2重力加速度误差630

4.3毛细现象误差分析及其修正630

第3章 弹性式压力表631

1弹性式压力表的分类及特点631

2弹性式压力表的结构及工作原理631

2.1弹簧管压力表631

2.2膜片压力表632

2.3膜盒压力表632

2.4波纹管压力表632

3弹性式压力表的设计632

3.1常用材料632

3.2常用的传动机构633

3.3常用的附件633

4常见弹性压力仪表及其技术指标634

4.1普通压力表634

4.2精密压力表634

4.3隔膜压力表634

第4章 负荷式压力计636

1负荷式压力计的分类及特点636

2负荷式压力计的结构及工作原理636

2.1活塞式压力计636

2.2浮球式压力计636

2.3钟罩式微压计637

3活塞式压力计的误差分析637

4常见负荷式压力计及其性能指标637

第5章 压力传感器639

1电阻应变片压力传感器639

1.1应变片及其应变效应和压阻效应639

1.2电阻应变片压力传感器的结构639

1.3电阻应变片压力传感器的测量桥路及其补偿642

1.4常见电阻应变片变送器及其技术参数644

2压电式压力传感器645

2.1压电式压力传感器的工作原理645

2.2压电式压力传感器的测量电路646

2.3常见压电式压力传感器及其技术参数646

3电容式压力传感器647

3.1电容式压力传感器的结构及工作原理647

3.2电容式压力传感器的测量电路648

3.3电容式压力传感器设计原则650

3.4常见电容式压力传感器及其技术参数651

4电感式压力传感器652

4.1电感式压力传感器的工作原理652

4.2电感式压力传感器的测量电路653

4.3差动自感式压力传感器的设计654

4.4常见电感式压力传感器及其技术参数655

5霍尔压力传感器655

5.1霍尔压力传感器的结构及工作原理655

5.2霍尔压力传感器的测量电路及其技术参数657

6振弦式压力传感器658

6.1振弦式压力传感器的结构及工作原理658

6.2振弦式压力传感器的测量电路659

6.3常见振弦式压力传感器及其技术参数660

第6章 压力开关及压力仪表的选择校验安装662

1压力开关662

1.1压力开关的结构及工作原理662

1.2常见压力开关及其技术参数662

2压力仪表的选择、校验、安装663

2.1压力仪表的选择663

2.2压力仪表的校验663

2.3压力仪表的安装664

参考文献665

第1章 概论669

1流量测量的意义669

2流量测量仪表的分类669

2.1按测量目的分类669

2.2按测量原理分类669

2.3按测量方法和结构分类669

3流量测量仪表的选用670

3.1仪表选型步骤670

3.2按仪表性能选用671

3.3按流体特性选用672

3.4安装条件672

3.5环境条件673

3.6经济费用674

第2章 容积式流量计676

1容积式流量计工作原理676

2容积式流量计特点676

2.1优点676

2.2缺点676

3容积式流量计分类与结构676

3.1按计量室密封方式分类676

3.2按测量元件结构分类676

3.3按测量流体分类678

3.4按用途分类679

4容积式流量计选用679

5容积式流量计安装680

6容积式流量计使用注意事项681

第3章 浮子流量计683

1浮子流量计工作原理683

2浮子流量计分类683

2.1按锥管材料分类683

2.2按流量计功能分类684

2.3按与管道连接方式分类684

2.4按被测流体分类684

2.5按用途分类684

2.6按被测流体通过方式分类685

3浮子流量计主要特点685

4浮子流量计选用685

4.1浮子流量计选用685

4.2浮子流量计安装685

4.3浮子流量计故障和处理685

第4章 涡轮流量计687

1涡轮流量计工作原理688

2涡轮流量计结构688

3涡轮流量计分类688

3.1按传感器结构分类688

3.2按被测介质分类688

3.3按信号检测方式分类689

3.4按流动方向分类689

3.5按传感器与管道连接方式分类689

4涡轮流量计特点689

5涡轮流量计选用689

6涡轮流量计安装使用注意事项690

第5章 旋涡流量计691

1涡街流量计691

1.1涡街流量计工作原理691

1.2涡街流量计结构类型691

1.3涡街流量计主要优点与局限性692

1.4涡街流量计选型692

1.5涡街流量计安装与使用694

1.6涡街流量计常见故障与处理方法695

2旋进式旋涡流量计695

2.1旋进式旋涡流量计工作原理695

2.2旋进式旋涡流量计结构696

2.3旋进式旋涡流量计主要特点696

2.4旋进式旋涡流量计选用696

第6章 电磁流量计697

1电磁流量计原理与分类697

1.1电磁流量计测量原理697

1.2按励磁方式分类697

1.3其他分类方式698

2电磁流量计主要特点698

2.1优点698

2.2缺点698

3电磁流量计选用要点698

3.1精度等级和功能698

3.2流速、满度流量、范围度和口径698

3.3液体电导率698

3.4液体中含有混入物699

3.5附着和沉淀699

3.6与流体接触零部件材料的选择699

4正确选用电磁流量计699

5电磁流量计安装700

5.1流量传感器安装700

5.2转换器安装和连接电缆701

6电磁流量计应用实例简介702

6.1电磁流量计在电解装置中的应用702

6.2电磁流量计在卤水计量中的应用703

6.3电磁流量计在糖厂中的应用704

第7章 超声流量计705

1超声流量计工作原理705

1.1传播时间法705

1.2多普勒效应法705

2超声流量计分类与结构706

3超声流量计主要特点707

4超声流量计选用707

5超声流量计安装708

5.1带测量管段插入式流量传感器安装708

5.2夹装式换能器安装708

5.3插入管壁式和内装式换能器安装708

6超声流量计应用实例708

6.1超声流量计在气体中的应用708

6.2超声流量计用于循环水和废水的测量709

6.3超声流量计在油田注水井中的应用709

第8章 差压流量计710

1差压流量计工作原理710

2差压流量计分类710

3差压流量计主要特点714

4差压流量计选用714

5差压流量计安装使用715

5.1安装注意事项715

5.2使用注意事项718

第9章 质量流量计719

1直接式质量流量计719

1.1科里奥利质量流量计719

1.2热式质量流量计721

2间接式质量流量计722

第10章 插入式流量计723

1插入式流量计工作原理723

1.1点流速计型插入式流量计723

1.2径流速计型插入式流量计724

2插入式流量计结构与分类724

2.1结构724

2.2分类724

3插入式流量计主要特点725

4插入式流量计选用注意事项725

第11章 明渠流量仪表726

1明渠流量仪表分类726

2明渠流量仪表原理与特点726

2.1堰式流量计726

2.2槽式流量计727

2.3流速—水位流量计728

2.4潜水式电磁流量计729

2.5常用液（水）位计729

3明渠流量仪表选用与安装使用730

第12章 流量测量仪表现场校验732

1零点校验732

2示值校验732

3流量测量系统示值准确性现场验证733

参考文献735

第1章 概论739

1物位的定义739

2物位测量的目的与意义739

3物位测量的工艺特点739

4物位测量方法739

第2章 浮力式液位测量仪表741

1测量原理741

1.1恒浮力法液位测量741

1.2变浮力法液位测量741

2恒浮力式液位计741

2.1浮球式液位计741

2.2磁翻转式液位计742

2.3浮子钢带式液位计742

2.4伺服式液位计742

3变浮力式液位计743

3.1扭力管式浮筒液位计743

3.2轴封膜片式浮筒液位计743

4浮力式物位测量仪表的应用743

第3章 压力式液位测量仪表744

1测量原理744

2差压式液位计744

2.1测量原理744

2.2零点迁移744

3特殊介质的液位、料位测量745

3.1腐蚀性、易结晶或高黏介质745

3.2流态化粉末状、颗粒状固态介质746

4压力式液位测量仪表的应用746

第4章 电容式物位测量仪表747

1概述747

2测量原理747

2.1非导电介质的液位测量747

2.2导电介质的液位测量747

2.3固体料位的测量748

3电容的检测方法748

3.1电桥法748

3.2谐振法748

3.3脉冲宽度调制法749

3.4环形二极管电桥充放电法749

4射频导纳物位计750

5电容式物位测量仪表的应用750

第5章 超声式物位测量仪表751

1概述751

2脉冲回波法测量原理751

2.1超声波性质751

2.2测量原理751

2.3超声波换能器751

3超声波物位计测量方法752

3.1基本测量方法752

3.2超声波测量中的温度补偿752

3.3超声波物位测量仪表中的信号处理技术752

4超声波物位测量仪表的应用752

4.1超声波物位计的特点752

4.2应用中应注意的问题752

4.3在工业物位测量中的应用753

第6章 射线式物位测量仪表754

1概述754

2测量原理754

3仪表结构754

4检测方法754

4.1定点检测法754

4.2跟踪法754

5射线式物位测量仪表的应用754

第7章 雷达式物位测量仪表756

1概述756

2测量原理756

2.1脉冲雷达物位计756

2.2调频连续波雷达物位计756

2.3导波雷达物位计757

3雷达物位计的特点757

3.1雷达物位计与超声波物位计比较757

3.2脉冲雷达与调频连续波雷达物位计特点757

3.3导波雷达的优点757

4雷达物位测量仪表的应用758

4.1应用中应注意的问题758

4.2雷达物位仪表的应用758

第8章 磁致伸缩物位测量仪表759

1概述759

2测量原理759

2.1磁致伸缩效应759

2.2磁致伸缩液位传感器总体结构759

2.3磁致伸缩液位传感器工作原理759

3磁致伸缩物位测量仪表的特点760

4磁致伸缩物位测量仪表的应用760

第9章 物位开关761

1概述761

2浮球型液位开关761

2.1电缆浮球液位开关761

2.2小型浮球液位开关761

2.3侧装式浮球液位开关761

2.4磁性浮子液位开关761

3光电式液位开关761

4音叉式物位开关761

5静电容式物位开关762

6射频导纳式物位开关762

7超声式物位开关762

8阻旋式料位开关762

参考文献763

第1章 概论767

1机械量测量仪表的构成767

2机械量测量仪表的分类767

第2章 力和重量传感器及测量仪表768

1概述768

1.1分类和特点768

1.2技术发展和应用768

1.3国外称重传感器技术发展特点及快速发展的原因769

2电阻应变式称重仪表769

2.1工作原理769

2.2电阻应变片769

2.3传感器电桥的温度补偿及参数标准化770

2.4测量电路770

2.5电阻应变式称重传感器的基本参数770

3压电式测量仪表770

3.1工作原理770

3.2传感器结构770

3.3主要技术性能770

4压磁式检测仪表771

4.1压磁测力的原理771

4.2压磁式测力传感器771

4.3压磁式测力仪表的测量电路771

4.4主要技术性能771

5测力称重仪表的工业应用771

5.1电子吊车秤771

5.2电子料斗秤与电子液罐秤771

5.3轧制力测量仪772

6物料的连续计量与电子传动带秤773

6.1工作原理773

6.2主要技术指标773

第3章 转矩检测仪表774

1概述774

1.1转矩的检测方法774

1.2分类和特点774

1.3轴功率的测量774

2电阻应变式转矩检测仪表774

2.1工作原理774

2.2电阻应变式转矩传感器774

2.3扭矩传感器的安装775

3磁弹性式转矩检测仪表775

3.1工作原理775

3.2结构775

3.3测量系统776

4光电式转矩检测仪表776

4.1工作原理776

4.2结构776

4.3主要技术性能776

5振弦式转矩检测仪表776

5.1工作原理776

5.2振弦式转矩传感器777

5.3转矩和轴功率计算777

5.4测量电路777

5.5主要技术性能778

6相位差式扭矩检测仪表778

6.1工作原理778

6.2磁电式扭矩检测仪表778

6.3光电式扭矩检测仪表778

6.4测量电路778

第4章 位移检测仪表779

1概述779

2模拟式位移传感器779

2.1电阻式位移传感器779

2.2电容式位移检测仪表781

2.3电感式位移检测仪表782

2.4电涡流式位移检测仪表784

2.5光电式位移传感器787

2.6电荷耦合摄像器件式位移检测仪表789

3数字式位移传感器790

3.1计量光栅的类型与常用光路790

3.2缩微计量光栅位移传感器791

3.3莫尔条纹光栅792

3.4直光栅792

3.5感应同步器792

3.6磁栅式传感器794

第5章 厚度测仪表796

1电感式测厚仪796

2涡流式测厚仪797

2.1高频涡流测厚仪797

2.2低频涡流测厚仪797

3电容式测厚仪798

3.1工作原理798

3.2主要技术性能798

4微波测厚仪798

4.1工作原理798

4.2主要技术性能798

5超声波测厚仪799

5.1超声波测厚的基本原理799

5.2袖珍数字式超声波测厚仪799

5.3高精确度超声波测厚仪800

5.4高温钢板超声波测厚仪800

6核辐射穿透式厚度计800

6.1工作原理800

6.2主要构成部分800

6.3几种穿透式厚度计801

7核辐射反射式厚度计802

7.1 γ射线反射式厚度计802

7.2 β射线反射式厚度计802

7.3 X荧光镀层（或涂层）厚度计803

8 X射线测厚仪803

8.1特点803

8.2测量方式803

第6章 速度测仪表805

1离心式转速表805

1.1工作原理805

1.2主要技术性能与使用范围805

2涡流转速表805

3频闪式转速表805

3.1工作原理805

3.2特点806

4电子数字式转速表806

4.1磁电式转速表806

4.2光电式转速表806

5直流转速表和交流转速表806

6光纤式转速表807

6.1结构与原理807

6.2性能与特点807

7霍尔式转速表807

7.1结构与原理807

7.2性能与特点807

8多普勒速度计807

8.1工作原理807

8.2差分式多普勒速度计808

8.3特点808

9相关速度计808

9.1相关测速原理808

9.2相关线速度计809

9.3相关转速表809

第7章 振动测量仪表810

1概述810

1.1振动量测量810

1.2振动测量仪分类和测振系统810

2振幅测量811

2.1机械式测振仪811

2.2电容式测振仪811

2.3涡流式测振仪812

2.4测量振幅的其他方法812

3振动加速度测量813

3.1电阻应变式加速度计813

3.2压电式加速度计813

3.3其他加速度计814

4振动速度测量815

4.1磁电式速度传感器815

4.2振动速度的其他测量方法816

5振动传感器的校准816

5.1比较校准法816

5.2绝对校准法816

第8章 频谱分析仪817

1概述817

1.1频谱分析的目的和应用817

1.2频谱分析测量系统817

1.3频谱分析仪的分类817

2带通滤波器817

2.1理想滤波器817

2.2带通滤波器的特性817

3几种典型的频谱分析仪818

3.1等对数带宽频谱分析仪818

3.2恒定百分比带宽频谱分析仪818

3.3恒定带宽频谱分析仪818

3.4并联滤波器型实时频谱分析仪819

3.5时间压缩型实时分析仪820

3.6 FFT分析系统820

参考文献822