9787122092526 傳感器與測試技術(郭雷) 化學工業齣版社 郭雷 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭雷 著

圖書標籤:

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• 測量技術
• 儀器儀錶
• 9787122092526
• 工程技術

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齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122092526

商品編碼：29563197520

包裝：平裝

齣版時間：2010-09-01

基本信息

書名：傳感器與測試技術(郭雷)

定價：19.00元

作者：郭雷

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2010-09-01

ISBN：9787122092526

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.259kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地介紹瞭各類傳感器的基本原理與應用方麵的知識，以及典型工程參數測試方麵的知識。主要內容包括傳感器與測試技術概述、傳感器基礎理論、各種常用傳感器的原理與應用、計算機在感測係統中的應用、典型工程參數測試、係統抗乾擾技術等。
本書通俗易懂、圖文並茂、內容豐富、技術實用，符閤高職高專學生的特點。
本書可作為高職高專院校、成人高校、廣播電視大學的機電類相關專業“傳感器與測試技術”及相近課程的教材，也可作為相關工程技術人員的參考用書。

目錄

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章 傳感器與測試技術概述
1.1 傳感器與測試技術的地位和作用
1.2 測試技術的概念
1.3 測試係統的組成
1.4 傳感器與測試技術的發展方嚮
第2章 傳感器基礎理論
2.1 非電量與非電量電測
2.2 傳感器的定義及分類
2.3 傳感器命名方法及代號
2.4 傳感器的靜態特性
2.5 傳感器的選用原則
思考題與習題
第3章 常用傳感器及其典型應用
3.1 電容式傳感器
3.2 電感式傳感器
3.3 電渦流式傳感器
3.4 電位器式傳感器
3.5 壓電式傳感器
3.6 熱電偶傳感器
思考題與習題
第4章 測試基礎知識
4.1 信號及其描述
4.2 測試裝置的基本特性
4.3 實現不失真測試的條件
思考題與習題
第5章 信號調理電路
5.1 測量電橋
5.2 信號放大電路
5.3 調製與解調電路
5.4 濾波器
思考題與習題
第6章 計算機在感測係統中的應用
6.1 感測係統的組成
6.2 傳感器與計算機的接口
思考題與習題
第7章 典型工程參數的測試
7.1 機械振動的測試
7.2 位移的測試
7.3 流體參量的測試
思考題與習題
第8章 測試係統的抗乾擾技術
8.1 乾擾的類型及來源
8.2 乾擾的耦閤方式
8.3 乾擾抑製技術
思考題與習題
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代化工生産過程控製係統》 內容梗概： 本書係統地闡述瞭現代化工生産過程控製係統的原理、設計、實現與應用。內容涵蓋瞭化工過程的建模與分析、傳感器技術在化工過程中的應用、執行器的工作原理與選型、控製算法的設計與優化、以及分布式控製係統（DCS）和可編程邏輯控製器（PLC）在化工生産中的具體應用。同時，本書還探討瞭過程控製中的先進技術，如模糊控製、神經網絡控製、模型預測控製等，並結閤實際案例分析，介紹瞭如何構建安全、高效、經濟的化工過程自動化係統，以滿足日益嚴苛的生産要求和環境保護標準。 詳細章節介紹： 第一章 化工過程的基本概念與控製需求 1.1 化工生産過程的特點與復雜性： 分析化工生産過程的多相性、強耦閤性、時變性、非綫性等典型特徵。 介紹化工反應、傳質、傳熱等基本單元操作的物理化學原理，以及它們如何構成復雜的化工流程。 強調化工過程的連續性、批量性生産模式及其對控製係統的影響。 闡述化工過程對安全、環保、經濟性以及産品質量的嚴格要求，由此引齣過程控製的重要性。 1.2 過程控製的目標與基本原理： 定義過程控製，並闡述其主要目標：穩定操作、優化性能、保證安全、提高産品質量、降低能耗。 介紹反饋控製、前饋控製、開環控製、閉環控製等基本控製結構。 解釋控製迴路的概念，包括測量、比較、控製、執行等環節。 引入過程變量（PV）、設定點（SP）、控製器輸齣（OP）等關鍵術語。 1.3 化工過程控製係統的層次結構： 概述從底層傳感器、執行器到中層控製器（DCS/PLC），再到高層生産管理係統（MES/ERP）的典型層次化結構。 介紹現場儀錶在數據采集中的作用，控製器在執行控製策略中的作用，以及上位係統在監控、優化和調度中的作用。 強調各層係統之間的信息交互與協同工作。 第二章 化工過程建模與分析 2.1 模型在過程控製中的作用： 闡述模型是理解和控製過程的基礎，用於分析過程特性、設計控製器、進行仿真與優化。 區分靜態模型與動態模型。 2.2 綫性模型與綫性化技術： 介紹綫性係統的基本概念，如疊加原理、時不變性。 分析非綫性化工過程如何通過泰勒級數展開等方法進行綫性化處理，使其在特定工作點附近可以用綫性模型描述。 舉例說明反應釜、換熱器等單元的綫性化模型推導。 2.3 動態模型的建立方法： 機理建模： 基於物質守恒、能量守恒、動量守恒等物理化學定律，推導偏微分方程組，進而簡化為常微分方程組或代數方程組。 實驗建模（黑箱/灰箱建模）： 脈衝響應法、階躍響應法： 通過對過程施加外部擾動，記錄響應，擬閤模型參數（如增益、時間常數、死區時間）。 最小二乘法、係統辨識算法： 利用曆史過程數據，通過優化算法辨識模型參數。 介紹比例、積分、微分（PID）控製器與一階、二階係統之間的一般關係。 2.4 過程動態特性的分析： 穩態分析： 確定係統的穩定工作點。 動態響應分析： 分析係統的響應速度、超調量、振蕩頻率等，評估係統的動態性能。 可控性與可觀性： 引入狀態空間方法，分析係統的可控性（能否通過控製輸入改變係統狀態）和可觀性（能否通過測量輸齣來估計係統狀態）。 第三章 傳感器在化工過程中的應用 3.1 傳感器的基本原理與分類： 介紹傳感器將物理量或化學量轉換為電信號的基本原理。 根據被測量物理量（溫度、壓力、流量、液位、成分、pH等）對傳感器進行分類。 根據輸齣信號類型（模擬、數字）對傳感器進行分類。 3.2 關鍵過程變量的測量技術： 溫度傳感器： 熱電偶（K、J、T、E型等）、熱電阻（Pt100、Cu50等）、紅外測溫儀。分析其適用範圍、精度、響應速度。 壓力傳感器： 壓力變送器（應變片式、陶瓷電容式、壓阻式）、絕對壓力計、差壓計。介紹其測量原理、過載保護。 流量傳感器： 容積式： 齒輪流量計、橢圓齒輪流量計。 速度式： 渦輪流量計、電磁流量計（適用於導電液體）、渦街流量計。 差壓式： 孔闆、文丘裏管、均速管配閤差壓變送器。 質量式： 科裏奧利質量流量計（直接測量質量流量，精度高，適用性廣）。 液位傳感器： 接觸式： 浮球液位開關、磁翻闆液位計、電阻式液位計、超聲波液位計。 非接觸式： 雷達液位計、激光液位計。 差壓式： 通過測量容器頂部和底部的壓力差計算液位。 成分分析儀： 氣體分析儀： 氧分析儀（順磁、氧化鋯）、紅外氣體分析儀、色譜儀。 液體分析儀： pH計、電導率儀、密度計、摺光儀。 其他傳感器： 濃度傳感器、粘度計、振動傳感器等。 3.3 傳感器的選型原則與安裝注意事項： 精度與穩定性： 根據過程控製精度要求選擇閤適的傳感器。 量程與分辨率： 確保傳感器能夠覆蓋過程變量的全部變化範圍，並提供足夠的分辨率。 響應速度： 考慮過程動態特性，選擇響應速度匹配的傳感器。 環境適應性： 考慮溫度、濕度、腐蝕性、爆炸性等環境因素。 可靠性與壽命： 選擇耐用、可靠的傳感器。 安裝位置與方式： 避免影響測量精度、易於維護。 信號輸齣與接口： 確保與控製係統兼容（4-20mA、HART、Fieldbus等）。 校準與維護： 考慮傳感器的定期校準和維護便利性。 第四章 執行器的工作原理與選型 4.1 執行器的作用與分類： 執行器是將控製器的輸齣信號轉換為改變被控變量的物理作用的設備。 根據能量轉換方式分類：電動執行器、氣動執行器、液壓執行器。 根據控製對象分類：閥門、泵、電機、加熱器等。 4.2 調節閥： 基本結構與工作原理： 閥體、閥芯、閥杆、執行機構。 執行機構類型： 氣動薄膜執行機構： 最常用，通過氣源壓力驅動膜片，産生推力或拉力。 電動執行機構： 通過電機驅動，輸齣扭矩。 液壓執行機構： 適用於高功率場閤。 閥門類型： 角閥： 截止閥、蝶閥、球閥（流路簡單，密封性好）。 直通閥： 閘閥（開關閥為主）。 隔膜閥： 適用於腐蝕性介質。 流量特性： 綫性、等百分比、快開等，選擇適閤控製需求的流量特性。 選型原則： 確定所需流量、壓力降、介質特性、密封要求、執行機構類型、控製信號等。 4.3 其他執行器： 變頻器（VFD）： 用於調節電動機轉速，從而控製泵、風機等的流量或壓力。 固態繼電器（SSR）： 用於無觸點開關控製加熱器等。 電磁閥： 用於快速開關控製。 4.4 執行器的選型與集成： 考慮執行器的推力/扭矩、行程、響應速度、可靠性、維護性。 確保執行器與控製係統的信號兼容。 集成到自動化控製迴路中。 第五章 控製算法與控製器設計 5.1 PID 控製算法： 比例（P）控製： 根據偏差大小進行比例控製，響應快，但穩態誤差無法消除。 積分（I）控製： 根據纍積偏差進行控製，可以消除穩態誤差，但會引入超調和降低動態響應速度。 微分（D）控製： 根據偏差變化率進行控製，可以預測趨勢，減小超調，提高響應速度，但對噪聲敏感。 PID 組閤控製： P+I、P+D、PI+D（即標準PID）及其各種變種。 PID 參數整定方法： 手動整定法： 經驗法，通過反復試驗調整參數。 臨界比例法（Ziegler-Nichols）： 根據係統的臨界增益和臨界周期計算參數。 反應麯綫法： 基於階躍響應麯綫推導參數。 自動整定（Auto-tuning）： 控製器內置的自動參數調整功能。 5.2 控製器結構與實現： 模擬控製器： 基於模擬電路實現。 數字控製器（DCS/PLC）： 基於微處理器實現，功能更強大，易於修改和擴展。 串級控製： 用於解決被控過程具有大滯後或強擾動的係統，例如用流量控製壓力。 前饋控製： 在擾動到達被控對象前進行預先補償，提高控製精度。 比值控製： 用於保持兩個流量或其他變量的比例恒定。 程序控製： 按照預設的程序執行一係列控製動作，常用於間歇操作。 5.3 控製係統的性能指標： 穩態精度： 穩態誤差的大小。 動態性能： 響應速度、超調量、調節時間、振蕩次數。 魯棒性： 係統對模型參數變化和外部擾動的適應能力。 穩定性： 係統在各種工況下是否保持穩定運行。 第六章 分布式控製係統（DCS）與可編程邏輯控製器（PLC） 6.1 DCS 係統架構與特點： 分散控製、集中管理： 控製功能分散在各個控製站，信息集中到監控中心。 係統組成： 操作員站、工程師站、曆史數據庫、報警係統、控製服務器、I/O模塊等。 冗餘設計： 關鍵設備（控製器、通信網絡）采用冗餘配置，提高係統可靠性。 網絡通信： 采用工業以太網、現場總綫等通信技術。 組態軟件： 提供圖形化的編程、組態和調試環境。 在化工中的應用： 大型連續生産裝置的全麵自動化控製。 6.2 PLC 係統架構與特點： 模塊化設計： CPU模塊、輸入模塊、輸齣模塊、通信模塊、功能模塊等。 編程語言： IEC 61131-3 標準（梯形圖、指令錶、功能塊圖、結構化文本、順序功能圖）。 響應速度快： 適用於需要快速響應的離散控製和順序控製。 成本效益高： 適用於中小型生産過程或特定單元的控製。 在化工中的應用： 間歇反應釜控製、包裝綫、安全聯鎖係統（SIS）等。 6.3 DCS 與 PLC 的選擇與集成： 根據生産規模、復雜程度、控製要求、投資預算等因素進行選擇。 介紹DCS與PLC在同一工廠中協同工作的可能性。 第七章 化工過程控製中的先進技術 7.1 模糊控製： 模糊邏輯原理： 模糊集閤、隸屬函數、模糊推理。 模糊控製器設計： 模糊化、模糊推理、解模糊。 在化工中的優勢： 適用於非綫性、模型不精確的係統，無需精確數學模型。 案例： 反應溫度控製、pH 控製。 7.2 神經網絡控製： 神經網絡基本原理： 感知器、多層前饋網絡、反嚮傳播算法。 神經網絡在過程控製中的應用： 係統建模、故障診斷、預測控製。 在化工中的優勢： 強大的學習和自適應能力。 案例： 復雜化學反應動力學建模。 7.3 模型預測控製（MPC）： 基本原理： 基於預測模型，在控製周期內優化未來一係列控製輸入，以最小化預測的成本函數。 MPC 的優勢： 能有效處理多變量、強耦閤、約束條件下的控製問題。 在化工中的應用： 煉油、乙烯裝置等復雜過程的優化控製。 7.4 過程監控與故障診斷： 基於模型的故障檢測： 利用過程模型檢測與預測值之間的偏差。 基於數據的故障診斷： 模式識彆、機器學習方法。 傳感器故障、執行器故障、控製器故障的診斷方法。 安全儀錶係統（SIS）： 介紹獨立於基本控製係統的安全保護係統，用於在發生危險情況時使裝置安全停車。 第八章 化工過程控製係統的設計、實施與維護 8.1 控製係統設計流程： 需求分析、係統規範製定、硬件選型、軟件開發、組態編程、係統集成。 詳細設計文檔的編寫。 8.2 係統實施與調試： 現場安裝、接綫、硬件調試。 軟件聯調、參數整定、試運行。 操作員培訓。 8.3 係統維護與優化： 日常巡檢、故障排除、備品備件管理。 定期性能評估、控製參數優化。 係統升級與改造。 8.4 化工過程控製的未來發展趨勢： 工業物聯網（IIoT）與大數據分析。 人工智能（AI）在過程優化中的應用。 更加智能化的傳感器與執行器。 綠色化工與可持續發展的過程控製。 本書特點： 理論與實踐相結閤： 既深入淺齣地講解瞭過程控製的理論基礎，又結閤瞭大量化工生産的實際應用案例。 內容全麵深入： 涵蓋瞭從基礎概念到先進技術的廣泛內容，為讀者提供瞭一個係統的知識體係。 側重實際應用： 強調傳感器、執行器、DCS/PLC 等實際設備的選型、安裝與應用，以及實際過程的建模與控製策略設計。 結構清晰，易於理解： 各章節邏輯嚴謹，語言通俗易懂，配有豐富的圖錶和實例，便於讀者學習和掌握。 適用讀者： 本書適用於從事石油化工、精細化工、製藥、環保等領域的研究生、本科生，以及從事化工過程設計、自動化、儀錶、操作、管理等工作的工程師、技術人員。對於希望深入瞭解現代化工過程控製技術的專業人士，本書將是一本寶貴的參考書。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我購買這本書主要是因為工作需要，我的崗位時不時會接觸到一些設備的數據異常分析。最初，我對這些復雜的測量係統感到頭疼，各種參數和公式讓人望而卻步。然而，郭雷教授的這本著作，仿佛為我打開瞭一扇新的窗戶。它最讓我稱贊的是其內容組織的高度係統性。從最基礎的傳感元件分類，到復雜的測量係統的動態特性分析，層次分明，層層遞進。我特彆喜歡其中對不同類型傳感器（比如光電式、電渦流式等）的工作原理對比分析，錶格和圖示的運用恰到好處，使得它們之間的異同點一目瞭然。更重要的是，書中後半部分對不確定度分析和誤差來源的剖析，非常詳盡和專業，這對於我們進行故障排查至關重要。我嘗試按照書中的步驟對幾個曆史數據進行迴溯分析，結果發現以前一直忽略的幾個微小誤差源，現在都能被精確地定位和量化。這本書的價值在於它提供瞭一種嚴謹的科學思維框架，而不僅僅是一堆知識點的堆砌。

評分☆☆☆☆☆

我是在準備一個重要的行業資格認證考試時接觸到這本書的。坦白說，市麵上關於傳感器技術的參考書汗牛充棟，但很多都過於偏重某一特定應用領域，缺乏一個宏觀的視角。而這本《傳感器與測試技術》，成功地搭建瞭一個全麵的知識體係。它不僅涵蓋瞭從原理到實現的各個環節，還非常注重測試係統集成和實際應用中的兼容性問題。讓我印象深刻的是，書中關於“虛擬儀器”和數據總綫技術在現代測試係統中的應用進行瞭專門的論述，這部分內容緊跟行業前沿，顯示齣作者緊密的學術視野。我將書中涉及到的所有案例和習題都進行瞭模擬操作，雖然有些地方需要藉助網絡資源來查找具體的軟件或硬件平颱信息，但書本身提供的理論基礎是堅不可摧的。如果把這本書比作一張地圖，它為我們指明瞭測試技術全景的方位，讓我在麵對復雜係統時，知道該從哪個點切入，如何逐步展開分析。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版質量本身就值得點贊。紙張的質感很好，印刷清晰，即便是長時間閱讀也不會感覺眼睛疲勞。作為一本技術類的專著，它的學術嚴謹性是毋庸置疑的，但有趣的是，作者在保持專業性的同時，也適當地穿插瞭一些曆史背景知識，讓整個閱讀過程顯得不那麼枯燥。比如，它迴顧瞭早期機械式測量技術的發展軌跡，這讓讀者能更好地理解現代電子傳感器的優越性所在。我個人最欣賞的地方在於，作者並沒有停留在“是什麼”的層麵，而是深入探討瞭“為什麼會這樣”以及“如何優化”。在討論傳感器動態響應時，它引入瞭頻域分析的概念，雖然初期需要查閱一些額外的信號處理資料來鞏固，但最終的理解深度是無可替代的。這本書無疑是為那些希望深入理解測試技術本質，而非僅僅停留在“會用”層麵的工程師或學生量身定做的。它鼓勵讀者去質疑和探索，而不是被動接受。

評分☆☆☆☆☆

從一個長期從事工業自動化領域的老兵的角度來看，這本書的價值在於其對“可靠性”的強調。在我們的實踐中，傳感器往往是係統中最脆弱的一環，環境因素（溫度、濕度、振動）對其性能的影響是巨大的。這本書在環境適應性、長期漂移分析以及如何設計冗餘測量方案等方麵，給齣瞭非常寶貴且實用的指導意見。它不像有些教材那樣隻羅列公式，而是將理論分析與實際工程限製緊密地結閤起來。特彆是對測量鏈中各個環節誤差的傳遞和纍積效應的分析，簡直是教科書級彆的範例。讀完這本書，我重新審視瞭我們車間裏幾個老舊測量點的設置，發現瞭一些過去被忽視的係統性缺陷。這本書的語言風格沉穩、大氣，邏輯推導嚴密，非常適閤需要進行係統設計和驗證的專業人士。它不是一本能讓你快速“上手”的速成指南，而是一本能讓你“精通”的工具書，需要投入時間和精力去細細品味。

評分☆☆☆☆☆

這本《9787122092526 傳感器與測試技術(郭雷) 化學工業齣版社 郭雷》給我帶來瞭很多驚喜，雖然我不是科班齣身，但對這個領域一直抱有濃厚的興趣。這本書的排版和設計非常人性化，即便是像我這樣的初學者，也能很快找到閱讀的切入點。作者在講解基礎概念時，深入淺齣，沒有過多的晦澀術語，而是大量采用生活中的實例來輔助說明，這極大地降低瞭理解門檻。特彆是關於信號采集和數據處理的那幾個章節，作者的講解邏輯清晰，步驟詳盡，讓人有一種“原來如此”的豁然開朗之感。我花瞭大約兩周時間，每天晚上集中精力閱讀，感覺自己對傳感器的工作原理和基本的測試流程有瞭係統性的認識。它不僅僅是一本教科書，更像是一位耐心的導師，在引導我探索這個充滿奧秘的技術世界。我對書中關於抗乾擾措施的討論印象尤其深刻，那部分內容非常實用，直接觸及瞭實際工程應用中的痛點，提供瞭切實可行的解決方案。這本書的深度適中，既保證瞭理論的嚴謹性，又兼顧瞭讀者的接受度，是一本非常值得推薦的入門或進階讀物。