自動檢測技術與裝置(第三版)（簡體書）

本書以信息為主線，從信息的獲取、變換與處理、輸出與顯示等角度來介紹檢測技術、檢測儀錶和檢測系統。本書首先介紹檢測技術的一般概念和檢測儀錶的共性知識，包括測量誤差、準確度等；然後介紹各種檢測元件的檢測原理和使用特點；接著重點介紹各種常見參數的檢測方法和檢測儀錶；最後簡單介紹檢測技術的最新進展，包括軟測量技術、機器視覺系統及其圖像處理等。
本書可以作為高等學校自動化、測控技術與儀器、電子信息工程、電氣工程及其自動化、機械設計製造及其自動化等相關專業的教材，也可以作為從事檢測技術及儀錶的研究生、科研工作者及工程技術人員的參考用書。

張宏建，浙江大學副校長，浙江大學控制科學與工程學院教授，一直從事檢測技術與自動化裝置方向的教學科研工作，具有豐富的教學科研經驗。負責的專業課程包括傳感與檢測(本科)、現代傳感技術與過程檢測系統(本科)、智能檢測技術(碩士生)和過程信息處理與先進傳感技術(博士生)等；負責和參與的科研項目主要包括國家自然科學基金項目基於超聲波技術的非侵入式壓力檢測方法研究、國家自然科學基金重點項目燃煤鍋爐關鍵參量檢測與燃燒控制中的基礎理論研究等多項縱向橫向項目。

1檢測技術基礎1

1.1檢測技術的基本概念1

1.2檢測儀錶的基本概念1

1.2.1檢測儀錶的定義1

1.2.2檢測儀錶的分類3

1.2.3檢測儀錶的基本性能6

1.3測量誤差的理論基礎9

1.3.1測量誤差的分類與測量不確定度10

1.3.2誤差的估計和評價處理方法12

1.3.3消除和減少誤差的一般方法19

思考題與習題21

參考文獻22



2檢測技術與檢測元件23

2.1檢測技術的一般原理23

2.1.1參數檢測的一般方法23

2.1.2敏感元件25

2.2機械式檢測元件25

2.2.1彈性式檢測元件26

2.2.2其他機械式檢測元件31

2.2.3機械式檢測元件的應用32

2.3電阻式檢測元件33

2.3.1應變式檢測元件33

2.3.2熱電阻檢測元件39

2.3.3其他電阻式檢測元件42

2.4電容式檢測元件44

2.4.1電容檢測元件的工作原理45

2.4.2電容元件的結構和特性45

2.4.3電容式檢測元件的溫度補償及抗干擾問題48

2.4.4電容式檢測元件的應用50

2.5熱電式檢測元件50

2.5.1熱電偶檢測元件50

2.5.2晶體管溫度檢測元件54

2.6壓電式檢測元件55

2.6.1壓電效應與壓電材料55

2.6.2壓電式檢測元件的等效電路及連接方式57

2.6.3壓電式檢測元件的誤差58

2.6.4壓電式檢測元件的應用59

2.7光電式檢測元件60

2.7.1光電效應60

2.7.2光電器件的基本特性60

2.7.3光敏元件及特性61

2.7.4光電式檢測元件的應用65

2.8磁電式檢測元件66

2.8.1磁電感應式檢測元件66

2.8.2霍爾檢測元件70

2.9磁彈性式檢測元件73

2.9.1磁彈性效應73

2.9.2磁彈性式檢測元件的結構及工作原理74

2.10核輻射式檢測元件77

2.10.1放射源77

2.10.2探測器79

2.10.3核輻射式檢測元件的應用84

2.11紅外傳感器84

2.11.1紅外傳感器的分類85

2.11.2紅外傳感器的基本特性86

2.11.3紅外輻射的基本定律87

2.11.4紅外傳感器的結構88

2.11.5紅外傳感器的應用88

2.12超聲波傳感器89

2.12.1超聲波90

2.12.2超聲波的傳播特性91

2.12.3超聲波的激發與接收93

2.12.4超聲探頭的頻率特性與指向性94

2.12.5超聲波傳感器工作原理96

2.12.6誤差影響因素97

2.12.7超聲波傳感器的應用97

思考題與習題97

參考文獻98



3檢測儀錶100

3.1檢測儀錶的構成和設計方法100

3.1.1檢測儀錶的組成100

3.1.2檢測儀錶的設計方法101

3.1.3檢測儀錶中常見的信號變換方法110

3.1.4檢測儀錶常用非線性補償方法126

3.1.5檢測儀錶常用信號傳輸方式和標準128

3.2溫度檢測儀錶131

3.2.1概述131

3.2.2熱電偶溫度計133

3.2.3熱電阻溫度計139

3.2.4其他接觸式溫度檢測儀錶141

3.2.5非接觸式溫度檢測儀錶145

3.2.6溫度檢測儀錶的使用148

3.3壓力檢測儀錶150

3.3.1概述150

3.3.2液體壓力計151

3.3.3彈性式壓力檢測儀錶153

3.3.4電遠傳式壓力檢測儀錶155

3.3.5物性型壓力傳感器162

3.3.6壓力檢測儀錶的使用165

3.4物位檢測儀錶170

3.4.1概述170

3.4.2靜壓式液位計171

3.4.3浮力式液位計174

3.4.4電容式物位計175

3.4.5超聲波物位計177

3.4.6射線式物位計180

3.4.7微波物位計181

3.4.8磁致伸縮式液位計183

3.4.9物位檢測的使用184

3.5流量檢測儀錶185

3.5.1概述185

3.5.2節流式流量計187

3.5.3轉子流量計195

3.5.4渦街流量計197

3.5.5電磁流量計200

3.5.6容積式流量計203

3.5.7質量流量計205

3.5.8渦輪流量計207

3.5.9超聲波流量計208

3.5.10多相流流量測量方法209

3.5.11流量檢測儀錶的使用212

3.6氣體成分分析儀錶214

3.6.1概述214

3.6.2氧量分析儀215

3.6.3熱導式氣體分析儀217

3.6.4紅外式氣體分析儀219

3.6.5色譜儀221

3.6.6氣體成分分析儀錶的使用224

3.7顯示裝置與儀錶226

3.7.1概述226

3.7.2模擬顯示儀錶228

3.7.3數字式顯示儀錶235

思考題與習題238

參考文獻239



4現代檢測技術240

4.1軟測量技術240

4.1.1軟測量技術的概念240

4.1.2軟測量技術的數學描述241

4.1.3軟測量的結構和實現步驟242

4.1.4影響軟測量技術的因素242

4.1.5軟測量模型建模方法244

4.1.6軟測量技術應用舉例基於相關分析的軟測量251

4.2機器視覺系統及其圖像處理技術254

4.2.1概述254

4.2.2機器視覺系統的構成255

4.2.3數字圖像處理技術260

4.2.4過程層析成像270

4.3多傳感器數據融合技術276

4.3.1概述276

4.3.2多傳感器數據融合技術的類別278

4.3.3多傳感器數據融合算法282

4.3.4多傳感器數據融合的應用285

思考題與習題286

參考文獻287



附錄1熱電偶的分度表288



附錄2主要熱電偶的參考函數和逆函數303



附錄3熱電阻分度表306



附錄4壓力單位換算表310



附錄5節流件和管道常用材質的熱膨脹係數311