检测技术及仪表

第1章 绪论 1

1.1 发展中的测量技术 1

1.2 测量误差 2

1.2.1 误差的产生分类 2

1.2.2 测量误差的处理 5

1.3 检测技术基础 12

1.3.1 检测的基本概念 12

1.3.2 测量系统或仪表的基本技术性能和术语 16

思考题和习题 20

第2章 压力测量 21

2.1 压力的基本概念与检测方法 21

2.1.1 压力的定义与单位 21

2.1.2 压力的表示与检测方法 22

2.2 液柱式压力计 24

2.2.1 液柱式压力计的工作原理 24

2.2.2 液柱式压力计的使用 25

2.3 弹性式压力检测仪表 27

2.3.1 弹性元件 27

2.3.2 弹簧管压力表 30

2.4 电气式压力检测仪表 31

2.4.1 应变式压力传感器 32

2.4.2 压阻式压力传感器 35

2.4.3 压电式压力传感器 37

2.4.4 电容式压力传感器 40

2.4.5 霍尔式压力传感器 46

2.4.6 其他压力传感器 48

2.5 压力检测仪表的选择、校验和安装 51

2.5.1 压力检测仪表的选择 52

2.5.2 压力检测仪表的校验 54

2.5.3 压力检测仪表的安装 55

2.6 压力测量实例 57

2.6.1 应变式压力测量系统 57

2.6.2 电容式压力测量系统 58

思考题与习题 61

第3章 温度测量 63

3.1 温标及温度检测方法 63

3.1.1 温标与温标的传递 63

3.1.2 温度检测的方法 66

3.2 热电偶测温 67

3.2.1 热电偶测温原理 67

3.2.2 热电偶的材料与结构 71

3.2.3 热电偶冷端温度的处理 77

3.2.4 热电偶测温线路及误差分析 81

3.3 热电阻测温 83

3.3.1 热电阻测温原理 84

3.3.2 金属热电阻的材料与结构 86

3.3.3 半导体热电阻 90

3.4 其他接触式温度检测仪表 91

3.4.1 膨胀式温度计 91

3.4.2 PN结测温与集成温度传感器 93

3.5 非接触式温度检测仪表 96

3.5.1 辐射测温的物理基础 96

3.5.2 光学高温计与光电温度计 98

3.5.3 全辐射温度计及比色温度计 101

3.6 温度检测仪表的选用与安装 103

3.6.1 温度检测仪表的选用 103

3.6.2 温度检测仪表的安装 104

3.7 温度测量实例 106

3.7.1 配接K型热电偶的数字温度检测仪 106

3.7.2 基于AD590的数字温度计 108

思考题与习题 109

第4章 流量测量 112

4.1 流量基本概念 112

4.1.1 流量的定义 112

4.1.2 流动状态与流量测量 113

4.1.3 流体流动中的能量状态转换 114

4.1.4 流量检测主要方法及流量计分类 114

4.1.5 流量计的测量特性 116

4.2 容积式流量计 117

4.2.1 测量原理 117

4.2.2 常用仪表 117

4.3 节流式流量计 121

4.3.1 测量原理 123

4.3.2 流量特性 126

4.3.3 节流式流量计的使用特点 129

4.4 靶式流量计 129

4.4.1 测量原理 129

4.4.2 流量系数及压力损失 130

4.4.3 靶式流量计的特点 131

4.5 浮子式流量计 132

4.5.1 传感器的结构和测量原理 132

4.5.2 浮子流量计的工作特性 133

4.5.3 刻度换算 135

4.5.4 浮子流量计的使用特点 135

4.6 电磁式流量计 135

4.6.1 测量原理 136

4.6.2 变送器的结构及特性 136

4.6.3 变送器的信号处理 137

4.6.4 电磁流量计的特点 142

4.7 其他流量计 142

4.7.1 涡轮式流量计 142

4.7.2 漩涡式流量计 144

4.7.3 超声波流量计 146

4.7.4 质量流量计 149

4.8 流量计的选用 153

4.8.1 选用流量计应考虑的因素 153

4.8.2 流量计的选型步骤 157

4.9 流量测量实例 157

4.9.1 高浓度啤酒稀释装置流量检测 157

4.9.2 煤气（天然气）流量检测 158

思考题与习题 159

第5章 物位测量 160

5.1 浮力式液位计 160

5.1.1 浮子式液位计 160

5.1.2 变浮力式液位计 163

5.2 静压式液位计 164

5.2.1 静压法液位测量原理 164

5.2.2 压力式液位计 164

5.2.3 差压式液位计 165

5.3 电容式液位计 168

5.3.1 非导电介质的液位测量 169

5.3.2 导电介质的液位测量 170

5.3.3 固体料位的测量 171

5.4 非接触式物位测量 171

5.4.1 超声波物位计 172

5.4.2 光电式物位计 175

5.5 液位测量实例 179

5.5.1 油田注聚液液位检测 179

5.5.2 矿厂井下排水系统液位检测 180

思考题和习题 181

第6章 工业分析仪表 182

6.1 工业分析仪表简介 182

6.1.1 工业分析仪表的现状及发展趋势 182

6.1.2 工业分析仪表的分类及应用 183

6.1.3 工业分析仪表的基本组成 184

6.2 热导式气体分析仪 185

6.2.1 热导分析的基本原理 185

6.2.2 热导分析仪的检测器 187

6.2.3 热导分析仪的测量桥路 192

6.3 氧量分析仪 193

6.3.1 磁式氧分析仪 194

6.3.2 氧化锆氧量分析仪 199

6.4 pH值的自动测量 202

6.4.1 pH计的结构 202

6.4.2 电位式pH计 203

6.4.3 pH值测量及应用 204

6.5 湿度的自动测量 208

6.5.1 湿度的表示方法 209

6.5.2 干湿球湿度计 209

6.5.3 露点湿度计 210

6.5.4 电解式湿度计 212

6.5.5 电容式湿度计 214

6.5.6 压电晶体振荡式湿度计 215

6.5.7 电阻式湿度计 216

6.6 密度的自动测量 218

6.6.1 密度测量的基本概念 218

6.6.2 液体密度的测量 219

思考题与习题 230

第7章 测量显示仪表 232

7.1 模拟显示仪表 233

7.1.1 动圈式模拟显示仪表概述 233

7.1.2 动圈仪表的组成和工作原理 233

7.1.3 测量线路 237

7.1.4 自动平衡显示仪表 242

7.2 数字式显示仪表 244

7.2.1 数字显示仪表与模拟显示仪表的比较 244

7.2.2 数字显示仪表的组成 245

7.2.3 数字显示仪表的显示器件 248

7.3 微机化检测仪表 248

7.4 最新的检测技术 249

7.4.1 生物传感器 249

7.4.2 仿生传感器 251

7.4.3 一体化测量技术 254

7.4.4 网络化仪表和网络传感器 255

思考题和习题 259

附录 260

附录A 常用热电偶分度表 260

附录B 常用热电阻分度表 270

参考文献 274