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第1章　检测技术基础知识1

1.1　概述1

1.1.1　检测技术的含义、作用和地位1

1.1.2 自动检测系统的组成及结构形式1

1.1.3　非电学量电测法的特点3

1.1.4 自动检测技术的发展方向4

1.2　测量方法5

1.2.1　测量的基本概念5

1.2.2　测量的分类5

1.3.1　静态特性7

1.3 自动检测系统的基本特性7

1.3.2　动态特性10

1.4　误差13

1.4.1　误差的概念13

1.4.2　误差的处理方法14

1.4.3　减小和消除误差的方法17

1.4.4　粗大误差18

1.5　量程自动切换及标度变换19

1.5.1　量程自动切换19

1.5.2　标度变换21

思考与练习题24

2.1.1　模拟信号的传输方法25

2.1　检测信号的传输25

第2章　检测信号的传输与采集25

2.1.2　U/I变换器集成器件26

2.1.3　U/I变换器的应用27

2.1.4　数据通信基础28

2.1.5　现场总线31

2.2　检测信号的数据采集34

2.2.1　数据采集系统的基本组成单元34

2.2.2　数据采集系统的结构形式35

2.2.3　数据采集系统的主要构件36

2.2.4　数据采集系统的电气隔离45

2.2.5　ADμC8XX集成数据采集系统48

思考与练习题56

第3章　检测信号的干扰及其抑制技术57

3.1 电子测量系统的干扰与抑制57

3.1.1　干扰与防护的概念57

3.1.2　各种常见干扰及其抑制方法57

3.2　噪声源与噪声耦合方式58

3.2.1　噪声与信噪比58

3.2.2　噪声源59

3.2.3　噪声的叠加60

3.2.4　噪声耦合方式61

3.3.2　消除干扰源62

3.3.1　形成干扰的三要素62

3.3　形成干扰的三要素及抑制干扰的措施62

3.3.3　割断干扰耦合途径63

3.3.4　提高抗干扰能力63

3.4　差模干扰与共模干扰63

3.4.1　差模干扰63

3.4.2　共模干扰64

3.4.3　共模干扰抑制比65

3.5　屏蔽、接地、浮置与其他干扰抑制技术66

3.5.1　屏蔽技术66

3.5.2　接地技术69

3.5.3　浮置技术72

3.5.4　平衡电路73

3.5.5　滤波器73

3.5.6　光电耦合器75

3.5.7　脉冲电路的噪声抑制技术75

3.6　电源变压器与工频干扰78

3.6.1　电源变压器的屏蔽措施78

3.6.2　电源滤波器的构造及抗干扰特性80

3.6.3　铁氧体磁珠滤波器及浪涌吸收器81

3.7　软件抗干扰技术82

3.7.1　数字滤波技术83

思考与练习题85

3.7.3　软件陷阱技术85

3.7.2　指令冗余技术85

第4章　检测信号的线性化及温度补偿87

4.1　非线性特性的线性化87

4.1.1　非线性特性的处理方法87

4.1.2　非线性特性的硬件补偿90

4.1.3　非线性特性的软件补偿107

4.2　温度补偿技术112

4.2.1　温度补偿方法112

4.2.2　利用温度补偿环节进行自动补偿的原理114

4.2.3　温度补偿的实现117

思考与练习题122

第5章　特种测量技术124

5.1　数据采样与保持124

5.1.1　采样过程与采样定理124

5.1.2　采样—保持器的工作原理126

5.1.3　采样—保持器的工作过程分析127

5.1.4　采样保持器的构成原理129

5.2　峰值测量132

5.2.1　峰值测量的意义132

5.2.2　峰值保持器的工作原理133

5.2.3　峰值保持器举例134

5.3.2　有效值检测电路的工作原理136

5.3　有效值测量136

5.3.1　有效值测量的意义136

5.4　微弱信号检测138

5.4.1　元器件固有噪声及其规律139

5.4.2　低噪声放大器142

5.4.3　频域微弱信号检测146

5.4.4　时域微弱信号检测150

5.5　利用噪声进行信号检测154

5.5.1　概述154

5.5.2　相关测速154

5.5.3　噪声温度计158

5.6.1　反馈测量系统160

5.6　反馈测量技术160

5.6.2　逆传感器161

5.6.3　力平衡式测量系统163

5.6.4　温度平衡式测量系统164

5.6.5　热流量平衡式测量系统165

思考与练习题166

第6章　常用无损检测方法169

6.1　超声检测169

6.1.1　超声检测的基础知识169

6.1.2　超声场及介质的声参量简介172

6.1.3　超声波在介质中的传播特性175

6.1.4　由圆形压电晶片产生的声场简介179

6.1.5　超声波检测方法182

6.1.6　超声检测技术的应用188

6.2　射线检测190

6.2.1　射线检测的物理基础190

6.2.2　X射线检测的基本原理和方法195

6.2.3　X射线照相检测技术196

6.2.4　常见缺陷及其影像特征201

6.2.5　γ射线检测及中子射线检测简介205

6.2.6　射线的防护205

6.3.1　涡流检测的基本原理207

6.3　涡流检测207

6.3.2　涡流检测的阻抗分析法208

6.3.3　涡流检测的应用216

6.4　声发射检测219

6.4.1　声发射检测的原理及特点219

6.4.2　声发射检测定位方法225

6.4.3　声发射检测仪器228

6.4.4　声发射检测的应用230

6.5　红外检测231

6.5.1　红外无损检测技术的特点231

6.5.2　红外无损检测基础232

6.5.3　红外无损检测仪器234

6.5.4　红外无损检测技术的应用235

6.5.5　红外无损检测技术的发展237

6.6　激光全息检测237

6.6.1　激光全息检测的原理与特点237

6.6.2　激光全息检测方法240

6.6.3　激光全息检测的应用241

6.7　其他无损检测方法243

6.7.1　磁粉检测法243

6.7.2　微波检测法246

6.7.3　液体渗透检测法249

6.7.4　声振检测法252

思考与练习题254

第7章　软测量技术256

7.1　概述256

7.1.1　软测量技术的概念和分类256

7.1.2　影响软测量仪表性能的因素259

7.2　软测量方法261

7.2.1　基于回归分析的软测量方法261

7.2.2　基于状态估计的软测量方法265

7.2.3　基于模式识别的软测量方法269

7.2.4　基于人工神经网络的软测量方法274

7.2.5　基于模糊数学的软测量方法284

7.2.6　基于过程层析成像的软测量方法288

7.2.7　基于相关分析的软测量方法294

7.2.8　基于现代非线性信息处理技术的软测量方法296

思考与练习题300

第8章 智能测试系统设计及虚拟仪器301

8.1　被测信号的种类301

8.1.1　数字信号301

8.1.2　模拟信号302

8.2　智能测试系统的基本结构及功能302

8.2.1　系统硬件组成302

8.2.2　系统软件组成303

8.3　智能测试系统的设计原则305

8.3.1　组建测试系统的基本原则305

8.3.2　组建测试系统的基本方法305

8.4　虚拟仪器技术308

8.4.1　虚拟仪器的概念308

8.4.2　虚拟仪器的组成309

8.4.3　虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW311

8.4.4　构建一个简单的虚拟仪器318

8.4.5　虚拟仪器设计举例325

思考与练习题328

参考文献329