現(xiàn)代檢測技術(shù)

前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在人類進(jìn)入21世紀(jì)的同時，世界多數(shù)國家紛紛加快本國信息化建設(shè)步伐，以增強(qiáng)綜合國力和提高本國在激烈國際競爭中的地位。一個國家、一個地區(qū)的發(fā)達(dá)程度通常由其自動化、信息化水平來衡量，而現(xiàn)代檢測技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)自動化、信息化的基礎(chǔ)與前提?！　】茖W(xué)技術(shù)，特別是現(xiàn)代傳感技術(shù)、新材料、大規(guī)模集成電路技術(shù)、先進(jìn)的檢測方法和網(wǎng)絡(luò)、信息化技術(shù)的迅速發(fā)展，不斷給傳統(tǒng)檢測技術(shù)帶來新的變化。本書是針對自動化、測控技術(shù)與儀器、電氣工程與自動化、環(huán)境工程等專業(yè)而編寫的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。　　本書汲取了國內(nèi)外同類教材的長處，并針對按傳感器分類編排的不足，采用按被測量參量（即按計(jì)量學(xué)分類法）進(jìn)行分類編排的方法。重點(diǎn)講述各種物理量和常見成分量的檢測原理、方法與技術(shù)，這些方法和技術(shù)的特點(diǎn)、適用場合，如何選用合適的傳感器、設(shè)計(jì)與之配套的信號調(diào)理電路和相應(yīng)檢測儀器、檢測系統(tǒng)等。這種分類編排方法更加貼近工程應(yīng)用實(shí)際，便于教學(xué)與工程技術(shù)人員自學(xué)，學(xué)用結(jié)合緊密，實(shí)用性強(qiáng)。本教材內(nèi)容包含的檢測參量廣，能較好地滿足多類專業(yè)的寬口徑教學(xué)需要?！　”緯卜?章，第1章緒論；第2章檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識；第3章電參量測量技術(shù)；第4章力學(xué)量檢測技術(shù)；第5章運(yùn)動量檢測技術(shù)；第6章溫度檢測技術(shù)；第7章物位檢測技術(shù)；第8章流量測量技術(shù)；第9章環(huán)境及污染源的自動檢測技術(shù)。本教材著重講述上述工程重要參量的常用檢測方法和已成功應(yīng)用的新穎、先進(jìn)的檢測方法與技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)理、工作原理和這些檢測方法的應(yīng)用特點(diǎn)與適用場合。在介紹各被測參量檢測技術(shù)的第4～9章有關(guān)章節(jié)中設(shè)計(jì)和提供了該參量常用測量方法及相應(yīng)測量儀器的應(yīng)用特點(diǎn)匯總表，這樣不僅便于教學(xué)，而且使有關(guān)科技人員在工程實(shí)際應(yīng)用時能以極短時間獲得該參量現(xiàn)有各種檢測技術(shù)與相應(yīng)測量設(shè)備特點(diǎn)全貌，為進(jìn)一步合理選擇或?qū)W習(xí)研究提供入門捷徑?！　”緯窃谥苄御i、仇國富、王壽榮、操家順編著的普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材——《現(xiàn)代檢測技術(shù)》（高等教育出版社，2004）的基礎(chǔ)上修訂的。修訂后的教材在原教材基礎(chǔ)上新增了反映現(xiàn)代檢測技術(shù)中熱點(diǎn)新技術(shù)和應(yīng)用實(shí)例；對運(yùn)動量測量一章進(jìn)行了重新編寫，大幅度增加了目前工業(yè)和其他行業(yè)通用檢測技術(shù)，大幅壓縮和刪除了針對某些特定行業(yè)的運(yùn)動量檢測技術(shù)，以擴(kuò)大此章讀者的受益面；考慮到國內(nèi)高校相關(guān)專業(yè)設(shè)置的“檢測技術(shù)”課程通常為48學(xué)時，為方便課程主講老師安排和組織教學(xué)，刪除了原教材“振動測量技術(shù)”一章，部分相關(guān)內(nèi)容并入運(yùn)動量檢測一章中。合并原教材“水環(huán)境與水污染檢測技術(shù)”和“環(huán)境空氣與大氣污染檢測技術(shù)”兩大章，改寫成適合機(jī)電類師生教與學(xué)的“環(huán)境及污染源的自動檢測技術(shù)”一章。設(shè)置這一章是為了配合我國開展節(jié)能減排工作，亦為針對目前我國環(huán)保行業(yè)中環(huán)保自動化方面工程技術(shù)人才奇缺的嚴(yán)峻局面所做的積極探索與嘗試?！　”緯ㄎ粶?zhǔn)確，與相關(guān)各類專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的其他課程配合、銜接好，不會產(chǎn)生交叉重復(fù)。本書力求體現(xiàn)內(nèi)容全面、系統(tǒng)、取材新、技術(shù)先進(jìn)、理論緊密聯(lián)系工程實(shí)際，便于開展素質(zhì)教學(xué)、加，強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和學(xué)以致用。

內(nèi)容概要

　　《現(xiàn)代檢測技術(shù)（第2版）》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。主要介紹現(xiàn)代檢測技術(shù)的基礎(chǔ)知識和各種物理與化學(xué)成分參量檢測的原理、方法和技術(shù)。《現(xiàn)代檢測技術(shù)（第2版）》采用貼近工程應(yīng)用實(shí)際、便于教學(xué)與自學(xué)，按被測參量（即按計(jì)量學(xué)分類法）進(jìn)行分類的方法編排，著重講述上述工程重要參量的常用檢測方法和已成功應(yīng)用的新穎、先進(jìn)的檢測方法與技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)理、工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)?！　榕浜衔覈_展節(jié)能減排工作和基于我國經(jīng)濟(jì)與社會可持續(xù)發(fā)展對環(huán)境保護(hù)與污染治理的強(qiáng)大需求及我國環(huán)保行業(yè)目前嚴(yán)重缺乏從事環(huán)保自動化方面工程技術(shù)人才的被動局面，《現(xiàn)代檢測技術(shù)（第2版）》設(shè)置了同類教材通常沒有的“電參量測量技術(shù)”和“環(huán)境及污染源的自動檢測技術(shù)”兩章?！　　冬F(xiàn)代檢測技術(shù)（第2版）》內(nèi)容包含的檢測參量廣，能較好地滿足多類專業(yè)的寬口徑教學(xué)需要，也可供從事相關(guān)專業(yè)的科技和自動化工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

　　周杏鵬，教授，博士生導(dǎo)師，國家精品課程“檢測技術(shù)”課程負(fù)責(zé)人。1982年1月南京工學(xué)院（現(xiàn)為985高校——東南大學(xué)）自動控制系研究生畢業(yè)（獲工學(xué)碩士學(xué)位）后留校工作至今。1992年－2002年擔(dān)任東南大學(xué)檢測技術(shù)與系統(tǒng)教研室主任，2002年至今擔(dān)任東南大學(xué)檢測技術(shù)與自動化裝置學(xué)科帶頭人、博士點(diǎn)負(fù)責(zé)任人，東南大學(xué)教學(xué)委員會委員，東南大學(xué)控制科學(xué)與工程一級學(xué)科學(xué)術(shù)委員會委員、學(xué)位委員會委員，國務(wù)院學(xué)位辦學(xué)位授權(quán)通信評審、人事部博士后基金評審、教育部博士點(diǎn)基金評審、教育部推薦國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎評審專家，江蘇省科技咨詢專家，江蘇省儀器儀表學(xué)會智能化儀器儀表專業(yè)委員會主任；現(xiàn)任東南大學(xué)檢測技術(shù)與自動化裝置研究所所長，東南大學(xué)電儀控制學(xué)部委員，兼任《測控技術(shù)》期刊編委?！　〗陙?，主持完成了國家、省、市級重點(diǎn)科研項(xiàng)目十余項(xiàng)（均被評價為國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平），企業(yè)委托新型智能化儀器、嵌入式系統(tǒng)、自動化與信息化系統(tǒng)研發(fā)科研課題8項(xiàng)；獲國家發(fā)明專利6項(xiàng)、實(shí)用新型專利2項(xiàng)；獲國家教學(xué)成果二等獎1項(xiàng)、江蘇省教學(xué)成果一等獎2項(xiàng)、省級科技進(jìn)步獎2項(xiàng)。主編的普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材《現(xiàn)代檢測技術(shù)》（高等教育出版社2004-.1出版）被評為江蘇省精品教材；發(fā)表國內(nèi)外核心科技論文30余篇。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 檢測技術(shù)的地位與作用1.2 現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的組成1.3 現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的分類1.4 檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢習(xí)題與思考題第2章 檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識2.1 檢測系統(tǒng)誤差分析基礎(chǔ)2.1.1 誤差的基本概念2.1.2 誤差的表示方法2.1.3 檢測儀器的精度等級與工作誤差2.1.4 測量誤差的分類2.2 系統(tǒng)誤差處理2.2.1 系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)及常見變化規(guī)律2.2.2 系統(tǒng)誤差的判別和確定2.2.3 減小和消除系統(tǒng)誤差的方法2.3 隨機(jī)誤差處理2.3.1 隨機(jī)誤差的分布規(guī)律2.3.2 測量數(shù)據(jù)的隨機(jī)誤差估計(jì)2.4 粗大誤差處理2.5 測量不確定度的評定2.5.1 測量不確定度的主要術(shù)語2.5.2 不確定度的評定2.5.3 測量結(jié)果的表示和處理方法2.6 檢測系統(tǒng)特性分析基礎(chǔ)2.6.1 概述2.6.2 檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性方程與特性曲線2.6.3 檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性的主要參數(shù)2.7 檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性2.7.1 測量系統(tǒng)的（動態(tài)）數(shù)學(xué)模型2.7.2 一階和二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2.7.3 一階和二階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)習(xí)題與思考題第3章 電參量測量技術(shù)3.1 頻率、時間和相位的測量3.1.1 頻率的測量3.1.2 時間間隔的數(shù)字測量3.1.3 相位差的數(shù)字測量3.2 電壓和電流的測量3.2.1 電壓的測量3.2.2 電流的測量3.3 阻抗的測量3.3.1 概述3.3.2 直流電阻測量3.3.3 交流阻抗及L、C的測量習(xí)題與思考題第4章 力學(xué)量檢測技術(shù)4.1 壓力的測量4.1.1 壓力的基本概念4.1.2 常用壓力檢測儀表4.1.3 壓力檢測儀表的校準(zhǔn)4.1.4 動態(tài)壓力檢測的管道效應(yīng)4.1.5 壓力檢測儀表的選擇與安裝4.2 力的測量4.2.1 力的基本概念4.2.2 力的測量方法4.2.3 測力傳感器4.3 轉(zhuǎn)矩測量4.3.1 轉(zhuǎn)矩的概念4.3.2 傳遞法轉(zhuǎn)矩測量習(xí)題與思考題第5章 運(yùn)動量檢測技術(shù)5.1 位移檢測5.1.1 位移檢測方法5.1.2 線位移檢測5.1.3 角位移檢測5.2 速度檢測5.2.1 速度檢測方法5.2.2 線速度檢測5.2.3 轉(zhuǎn)速檢測5.3 加速度檢測5.3.1 加速度檢測原理5.3.2 位移式加速度傳感器5.3.3 應(yīng)變式加速度傳感器5.3.4 微機(jī)電系統(tǒng)加速度計(jì)5.4 機(jī)械振動檢測5.4.1 概述5.4.2 振動的基本知識5.4.3 振動檢測系統(tǒng)5.4.4 振動參量的檢測5.4.5 振動測試的應(yīng)用實(shí)例習(xí)題與思考題第6章 溫度檢測技術(shù)6.1 溫標(biāo)與標(biāo)定6.1.1 溫標(biāo)6.1.2 標(biāo)定6.2 測溫方法分類及其特點(diǎn)6.3 熱膨脹式測溫方法6.3.1 壓力溫度計(jì)6.3.2 雙金屬溫度計(jì)6.4 熱阻式測溫方法6.4.1 鉑電阻測溫6.4.2 銅電阻和熱敏電阻測溫6.5 熱電式測溫方法6.5.1 熱電偶測溫6.5.2 集成溫度傳感器AD5906.6 輻射法測溫6.6.1 輻射測溫的基本原理6.6.2 光譜輻射溫度計(jì)6.6.3 比色高溫計(jì)6.6.4 紅外測溫6.6.5 紅外成像測溫儀6.7 新型溫度傳感器及其測溫技術(shù)6.7.1 石英晶體溫度傳感器及其測溫技術(shù)6.7.2 光纖測溫6.7.3 數(shù)字化溫度傳感器DS18820及其應(yīng)用習(xí)題與思考題第7章 物位檢測技術(shù)7.1 液位檢測方法7.1.1 力學(xué)法檢測液位7.1.2 電學(xué)法和電磁法檢測液位7.1.3 熱學(xué)法檢測液位7.1.4 聲學(xué)與光學(xué)法檢測液位7.1.5 核輻射法檢測液位7.2 料位檢測方法7.2.1 重錘探測法測料位7.2.2 稱重法測料位7.2.3 電學(xué)法測料位7.2.4 聲學(xué)法測料位7.2.5 光學(xué)法測料位7.2.6 微波法測料位7.3 相界面的檢測7.3.1 分段式電容法檢測油水相界面7.3.2 超聲波檢測液－液相界面7.3.3 磁致伸縮性相界面測量技術(shù)7.4 物位儀表分類與選用習(xí)題與思考題第8章 流量測量技術(shù)8.1 流量測量的基礎(chǔ)知識8.1.1 流量和流量計(jì)8.1.2 流體的物理性質(zhì)與管流基礎(chǔ)知識8.1.3 流量測量方法與流量儀表的分類8.2 流量測量儀表8.2.1 差壓式流量計(jì)8.2.2 容積式流量計(jì)8.2.3 速度式流量計(jì)8.2.4 質(zhì)量流量計(jì)8.3 流量計(jì)的校準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)裝置8.3.1 流量計(jì)的校準(zhǔn)方法8.3.2 液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置8.3.3 氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置習(xí)題與思考題第9章 環(huán)境及污染源的自動檢測技術(shù)9.1 水環(huán)境質(zhì)量與水污染的自動檢測技術(shù)9.1.1 概述9.1.2 常規(guī)五參數(shù)及其自動檢測技術(shù)9.1.3 水質(zhì)綜合指標(biāo)及其自動檢測技術(shù)9.1.4 特定物質(zhì)指標(biāo)及其自動檢測技術(shù)9.1.5 生物指標(biāo)及其自動檢測技術(shù)9.1.6 地表水自動監(jiān)測系統(tǒng)9.1.7 水污染源自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)9.2 大氣環(huán)境與大氣污染源的自動檢測技術(shù)9.2.1 概述9.2.2 大氣環(huán)境主要指標(biāo)及其自動檢測技術(shù)9.2.3 空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)9.2.4 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)習(xí)題與思考題附錄附錄1 標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻分度表附表1 Pt100鉑熱電阻分度表（ZBY301-85）附表2 Pt10鉑熱電阻分度表（ZBY301-85）附表3 Cu100銅熱電阻分度表（JJG229-87）附表4 Cu50銅熱電阻分度表（JJG229-87）附錄2 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶分度表附表1 鉑銠30－鉑銠6熱電偶分度表（B型）附表2 鉑銠10－鉑熱電偶分度表（S型）附表3 鉑銠13－鉑熱電偶分度表（R型）附表4 鎳鉻－鎳硅熱電偶分度表（K型）附表5 鎳鉻－康銅熱電偶分度表（E型）附表6 鐵－康銅熱電偶分度表（J型）附表7 鐵－康銅熱電偶分度表（T型）附表8 鎳鉻硅－鎳硅熱電偶分度表（N型）附錄3 鎢錸熱電偶分度表附表1 鎢錸5－鎢錸20熱電偶分度表附表2 鎢錸3－鎢錸25熱電偶分度表附表3 鎢錸5－鎢錸26熱電偶分度表附表4 鎢－鎢錸26熱電偶分度表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1檢測技術(shù)的地位與作用　　檢測是指在生產(chǎn)、科研、試驗(yàn)及服務(wù)等各個領(lǐng)域，為及時獲得被測、被控對象的有關(guān)信息而實(shí)時或非實(shí)時地對一些參量進(jìn)行定性檢查和定量測量。　　對工業(yè)生產(chǎn)而言，采用各種先進(jìn)的檢測技術(shù)對生產(chǎn)全過程進(jìn)行檢查、監(jiān)測，對確保安全生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品合格率，降低能源和原材料消耗，提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益是必不可少的。　　中國有句古話：“工欲善其事，必先利其器”，用這句話來說明檢測技術(shù)在我國現(xiàn)代化建設(shè)中的重要性是非常恰當(dāng)?shù)?，今天我們所進(jìn)行的“事”就是現(xiàn)代化建設(shè)大業(yè)，而“器”則是先進(jìn)的檢測手段?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步、制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展、軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)的大量需求，促進(jìn)了檢測技術(shù)的發(fā)展，而先進(jìn)的檢測手段也可提高制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的自動化、信息化水平和勞動生產(chǎn)率，促進(jìn)科學(xué)研究和國防建設(shè)的進(jìn)步，提高人民的生活水平。　　“檢測”是測量，“計(jì)量”也是測量，兩者有什么區(qū)別？一般說來，“計(jì)量”是指用精度等級更高的標(biāo)準(zhǔn)量具、器具或標(biāo)準(zhǔn)儀器，對被測樣品或樣機(jī)進(jìn)行考核性質(zhì)的測量。這種測量通常具有非實(shí)時及離線和標(biāo)定的性質(zhì)，一般在規(guī)定的具有良好環(huán)境條件的計(jì)量室、實(shí)驗(yàn)室采用比被測樣品或樣機(jī)更高精度的并按有關(guān)計(jì)量法規(guī)和定期校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)量具、器具或標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行。而“檢測”通常是指在生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)場，利用某種合適的檢測儀器或綜合測試系統(tǒng)對被測對象進(jìn)行在線、連續(xù)的測量?！　z測技術(shù)是自動化和信息化的基礎(chǔ)與前提。如在石化行業(yè)，為了保證化工生產(chǎn)過程正常、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，需要對生產(chǎn)過程中諸如溫度、壓力、流量等重要工藝參數(shù)進(jìn)行在線優(yōu)化控制，而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的前提是必須配置比控制精確度更高的溫度、壓力、流量檢測系統(tǒng)。

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