检测技术

中国水利水电出版社

【作者】程瑛方彦军编著

【I S B N 】978-7-5170-2875-8

【责任编辑】宋俊娥

【适用读者群】高职高专

【出版时间】2015-02-13

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】320

【千字数】490

【印张】20

【定价】￥39

【丛书】21世纪高等学校精品规划教材

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检测技术是一门集电子技术、通信技术、仪表技术、计算机技术、网络技术，以及误差理论、信号处理、信号与系统等于一体的跨学科的专业技术课程。

本书系统、深入地介绍了现代检测技术与系统方面的知识。全书分为8章，主要内容包括绪论、检测系统基本特性、测量与误差、参数检测技术、信号调理电路、检测系统的过程通道、检测中数字信号分析与处理、检测系统抗干扰技术。

本书适用于高校信息类及相关专业本科生和研究生，也适用于工矿企事业单位从事检测技术与系统研究、开发、设计、服务、维护等方面的工程技术人员。

前言

检测技术是一门集电子技术、通信技术、仪表技术、计算机技术、网络技术，以及误差理论、信号处理、信号与系统等学科于一体的综合学科的专业技术课程。在当今信息化时代，人们所从事的生产和科研活动可归结为对信息资源的开发、传输、处理和获取。作为信息技术三大支柱之一的检测技术，其重要性已越来越被人们所重视，并深深地渗透到人类的科学研究、工程实践和日常生活的各个方面。“科学是从测量开始的”、“没有检测技术就没有现代科学技术”已被人们所共识，检测技术与系统的研究已日益成为工程界和科学界所普遍关注的重要问题。因此，了解和熟悉检测技术与系统的工作原理、设计方法、发展方向等都是十分重要和必要的。

目前，系统、深入地介绍现代检测技术与系统的书籍并不多，为此，作者对多年来从事检测技术与系统的教学与科研成果进行整理，并充实了一些新成果与新技术，撰写了本书，以满足广大读者学习现代检测技术与系统的愿望。

本书内容共分8章。第1章为绪论，主要介绍检测技术的基本概念与发展趋势；第2章介绍检测技术与系统的静态和动态特性；第3章介绍测量误差理论；第4章介绍工程中常见参数的检测方法；第5章介绍经传感检测后电信号的各种调理电路；第6章介绍检测系统中的各种不同信号的输入输出电路；第7章介绍检测系统中数字信号分析与处理的常用方法；第8章介绍检测系统中的抗干扰技术。

由于作者水平有限，且本书涉及内容面宽广，很多理论和实践的问题还在不断的发展中，并且有待进一步探讨，因此书中错误和不足之处在所难免，希望读者批评指正。

作者

2014年8月

前言

第1章绪论 1
1.l 检测技术的作用 1
1.2 检测系统的组成 2
1.3 检测系统的分类 4
1.4 检测系统的发展过程 7
1.5 检测技术与系统的发展趋势 8
第2章检测系统基本特性 11
2.1 概述 11
2.2 检测系统的静态特性 12
2.2.1 静态数学模型 12
2.2.2 线性度 13
2.2.3 灵敏度 14
2.2.4 重复性 14
2.2.5 迟滞性 15
2.2.6 准确度 16
2.2.7 分辨率 16
2.2.8 漂移 17
2.2.9 量程及测量范围 17
2.3 检测系统的静态标定 17
2.4 检测系统的动态特性 18
2.4.1 动态数学模型 19
2.4.2 典型检测系统的动态特性 20
2.4.3 动态特性参数的测定 26
2.5 检测系统无失真测试条件 28
2.6 动态误差修正 29
2.6.1 频域修正方法 29
2.6.2 时域修正方法 30
第3章测量与误差 31
3.1 测量误差的综述 31
3.1.1 测量的几个名词术语 31
3.1.2 测量误差的定义 32
3.1.3 测量误差的来源 33
3.1.4 测量误差的分类 33
3.1.5 测量的方法 34
3.2 随机误差分析 36
3.2.1 随机误差的统计特性和概率分布 36
3.2.2 等精度测量随机误差的数据处理 37
3.2.3 不等精度测量随机误差的数据处理 41
3.3 系统误差分析 43
3.3.1 系统误差的产生原因 43
3.3.2 系统误差的消除方法 44
3.4 粗大误差分析 45
3.5 测量误差的合成 47
3.5.1 系统误差的合成 47
3.5.2 随机误差的合成 49
3.5.3 综合误差的合成 50
3.5.4 测量结果的表示 51
第4章参数检测技术 52
4.1 温度检测 52
4.1.1 测温方法及温标 52
4.1.2 热电偶测温 54
4.1.3 热电阻测温 61
4.1.4 其他测温方法 66
4.2 压力检测 71
4.2.1 概述 72
4.2.2 弹性式压力检测 73
4.2.3 电测式压力检测 76
4.2.4 测压仪表的使用 82
4.3 物位检测 83
4.3.1 物位检测方法和分类 84
4.3.2 静压式物位检测 84
4.3.3 浮力式物位检测 88
4.3.4 其他物位检测 89
4.4 流量检测 95
4.4.1 流量检测方法和分类 95
4.4.2 体积流量检测方法 97
4.4.3 质量流量检测方法 114
4.5 成分检测 119
4.5.1 热导式气体分析仪 120
4.5.2 氧分析仪 123
4.5.3 红外线气体分析器 129
4.5.4 色谱分析仪 131
4.6 机械量检测 134
4.6.1 位移检测 135
4.6.2 转速检测 140
4.6.3 加速度与振动检测 142
第5章信号调理电路 146
5.1 测量电桥 146
5.1.1 电桥的分类 147
5.1.2 直流电桥 148
5.1.3 交流电桥 155
5.1.4 双电桥 161
5.2 信号转换电路 162
5.2.1 电容与电压的转换 162
5.2.2 电流与电压的相互转换 166
5.2.3 电压与频率的相互转换 170
5.3 放大电路 175
5.3.1 电荷放大电路 175
5.3.2 仪器放大电路 178
5.3.3 程控放大器 180
5.3.4 隔离放大电路 184
5.4 滤波电路 187
5.4.1 滤波器的分类 188
5.4.2 模拟有源滤波器 192
5.4.3 开关电容滤波器 197
5.5 非线性校正电路 202
5.5.1 模拟量的非线性校正法 202
5.5.2 模拟非线性校正环节的实现 206
5.6 调制与解调 213
5.6.1 幅度调制和解调 213
5.6.2 频率调制与解调 219
第6章检测系统过程通道 222
6.1 模拟量输入通道 222
6.1.1 采样/保持 222
6.1.2 多路模拟开关 226
6.1.3 程控增益放大器 230
6.1.4 模数转换电路及参数设计和选择 235
6.1.5 模数转换电路应用举例 239
6.2 模拟量输出通道 239
6.2.1 输出保持器 239
6.2.2 滤波电路 241
6.2.3 D/A转换电路及参数设计和选择 242
6.2.4 模拟量输出通道应用举例 250
6.3 开关量输入输出通道 251
6.3.1 开关量输入输出通道的结构 251
6.3.2 开关量输入输出单元电路 252
6.3.3 开关量输入去抖动 254
6.4 频率量检测通道 257
6.4.1 频率量检测的基本方法 257
6.4.2 多路频率量检测 260
6.5 多路温度检测通道 262
6.5.1 热电阻多路温度检测 263
6.5.2 热电偶多路温度检测 266
第7章检测系统中数字信号分析与处理 270
7.1 量程转换 270
7.2 标度变换 273
7.3 零位和增益误差校正 273
7.4 非线性校正 275
7.4.1 查表法 276
7.4.2 插值法 276
7.4.3 拟合法 279
7.5 数字滤波 282
7.5.1 限幅滤波 282
7.5.2 中位值滤波 283
7.5.3 平均滤波 284
7.5.4 低通滤波 286
7.5.5 复合滤波 287
第8章检测系统中的抗干扰技术 289
8.1 干扰的形成 289
8.1.1 干扰的分类 289
8.1.2 干扰的耦合 290
8.2 硬件抗干扰措施 293
8.2.1 接地技术 294
8.2.2 屏蔽技术 298
8.2.3 共模干扰及其抑制 299
8.2.4 串模干扰的抑制 301
8.2.5 其他抗干扰措施 301
8.3 软件抗干扰措施 302
8.3.1 软件冗余技术 302
8.3.2 软件陷阱 303
8.3.3 “看门狗”技术 306
8.3.4 故障自动恢复程序 307
参考文献 310

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