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本書介紹程序控制中各種常見變數的檢測和控制技術，以及相應的儀錶、電腦控制系統及裝置，並結合測控技術的發展，介紹一些新的應用方法。在過程測量儀錶方面主要介紹溫度、壓力、流量、物位、成分分析的檢測技術和儀錶，以及過程變數顯示記錄儀錶。在程序控制儀錶方面主要介紹變送器、執行器、控制器。在電腦控制系統及裝置方面主要介紹可編程式控制器、電腦監督控制系統、集散控制系統和現場匯流排。此外還介紹了軟測量技術、多感測器資料融合技術、虛擬儀器以及無線感測器網路技術等過程測控新技術。
本書將基本原理介紹與實際應用相結合，可作為高等院校自動化專業、測控技術與儀器專業以及其他涉及過程測量與控制的專業（如石油、石化、化工、製藥、食品、冶金、紡織、輕工等）教材使用，也可用於過程自動化專業技術培訓，供相關工程技術人員參考。
孫自強，華東理工大學，自動化系主任，教授，從事自動化和測控儀錶裝置教學和科研工作。
負責國家特色專業----自動化專業建設，負責《測控技術與儀器儀錶概論》的課程建設。科研方面，主持或參加多個專案，包括國家863專案、國家自然科學基金專案等，以及橫向科研合作專案。內容涉及過程建模、優化和控制，新型檢測技術，智慧化儀錶開發等。
第1章緒論
1.1過程測控儀錶在自動控制系統中的作用和發展狀況1
1.1.1過程測控儀錶在自動控制系統中的作用1
1.1.2過程測控儀錶發展狀況2
1.2測控儀錶主要相關基礎知識4
1.2.1儀錶主要性能指標5
1.2.2測量誤差6
1.2.3測量誤差與儀錶精度等級的關係7
1.3化工過程生產安全防爆技術簡介8
思考題與習題9
第2章溫度檢測
2.1溫度檢測方法10
2.2熱電偶11
2.2.1熱電偶工作原理11
2.2.2熱電偶種類12
2.2.3熱電偶結構13
2.2.4補償導線14
2.2.5熱電偶參比端溫度補償14
2.2.6熱電偶串、並聯線路16
2.3熱電阻16
2.3.1金屬熱電阻16
2.3.2半導體熱敏電阻17
2.4熱電偶、熱電阻的選用18
2.4.1選擇18
2.4.2安裝18
2.4.3使用19
2.5輻射式測溫儀錶19
2.6光纖溫度感測器21
思考題與習題21
第3章壓力檢測
3.1壓力單位和壓力檢測方法22
3.1.1壓力的單位22
3.1.2壓力的表示方法23
3.1.3壓力的檢測方法23
3.2常用壓力檢測儀錶23
3.2.1彈性式壓力錶23
3.2.2液柱式壓力計25
3.2.3負荷式壓力計25
3.2.4壓力感測器25
3.2.5壓力開關28
3.3壓力錶的選用29
思考題與習題29
第4章流量檢測
4.1流量基本概念和檢測方法30
4.1.1流量基本概念30
4.1.2流量檢測的主要方法31
4.2體積式流量計32
4.2.1差壓流量計32
4.2.2電磁流量計42
4.2.3轉子流量計45
4.2.4渦輪流量計47
4.2.5旋渦流量計47
4.2.6超聲流量計48
4.2.7容積流量計48
4.3品質流量計50
4.3.1寇里奧利品質流量計50
4.3.2熱式品質流量計52
4.3.3間接式品質流量計54
4.4流量測量儀錶現場校驗54
4.4.1零點校驗55
4.4.2示值校驗55
4.5流量檢測儀錶的選用57
4.5.1儀錶選型步驟57
4.5.2按儀錶性能方面選用59
4.5.3按流體特性方面選用60
4.5.4安裝條件方面61
4.5.5環境條件方面62
4.5.6經濟方面63
思考題與習題64
第5章物位檢測
5.1物位檢測方法65
5.2常用物位檢測儀錶66
5.2.1浮力式液位計66
5.2.2差壓式液位計66
5.2.3電容式物位計68
5.2.4超聲波物位計69
5.2.5核輻射式物位計70
5.2.6雷達物位計70
5.2.7伺服液位計71
5.2.8磁致伸縮液位計72
5.2.9物位元開關72
5.3物位檢測儀錶的選用73
思考題與習題74
第6章成分分析儀錶
6.1成分分析方法75
6.1.1熱導式氣體成分檢測75
6.1.2磁導式含氧量檢測76
6.1.3氧化鋯分析器77
6.1.4紅外線成分檢測77
6.1.5電導式濃度監測78
6.1.6色譜分析78
6.1.7酸度（pH）檢測80
6.1.8濕度檢測81
6.1.9密度檢測81
6.1.10水質濁度計82
6.1.11溶解氧分析儀82
6.1.12微量氧分析儀83
6.1.13可燃氣體及有毒氣體報警器84
6.2成分、物性檢測的靜態特性84
6.3成分、物性檢測的動態特性85
思考題與習題86
第7章顯示儀錶
7.1類比式顯示儀錶88
7.1.1電子電位差計88
7.1.2電子自動平衡電橋90
7.2數位式顯示儀錶91
7.2.1數顯儀錶的分類91
7.2.2數顯儀錶的主要技術指標91
7.2.3數顯儀錶的基本組成92
7.3新型顯示儀錶95
7.3.1顯示儀錶發展動態96
7.3.2無紙記錄儀97
7.3.3虛擬顯示儀錶97
思考題與習題98
第8章變送器
8.1變送器的構成99
8.1.1類比變送器的構成99
8.1.2智慧變送器的構成100
8.1.3量程調整、零點調整和零點遷移101
8.2差壓變送器102
8.2.1電容式差壓變送器102
8.2.2壓阻式差壓變送器111
8.2.3智能式差壓變送器113
8.3溫度變送器114
8.3.1類比式溫度變送器114
8.3.2一體化溫度變送器126
8.3.3智慧式溫度變送器127
思考題與習題128
第9章執行器
9.1執行器的基本概念129
9.1.1執行器的組成129
9.1.2執行器的作用方式129
9.2電動執行機構130
9.3氣動執行機構130
9.3.1薄膜式131
9.3.2活塞式132
9.4控制閥133
9.4.1控制閥結構133
9.4.2控制閥類型133
9.4.3控制閥的流量特性135
9.5閥門定位器139
9.5.1氣動閥門定位器139
9.5.2電氣閥門定位器140
9.5.3智能閥門定位器141
9.6控制閥的選用142
9.6.1控制閥結構形式及材質的選擇142
9.6.2控制閥流量特性的選擇144
9.6.3控制閥口徑的確定145
9.7自力式調節閥146
9.7.1自力式壓力調節閥146
9.7.2自力式溫度調節閥147
9.7.3自力式流量調節閥148
9.8數位閥和智慧控制閥148
9.8.1數字閥148
9.8.2智慧控制閥149
思考題與習題149
第10章控制器
10.1控制器的基本概念150
10.1.1控制規律150
10.1.2PID控制規律及其特點151
10.2PID演算法實現156
10.2.1類比PID演算法實現156
10.2.2離散PID演算法實現157
10.2.3採用離散PID演算法與連續PID演算法的性能比較158
10.3基型控制器158
10.3.1原理方框圖159
10.3.2線路分析159
10.3.3基型控制器的使用168
10.4數字式控制器169
10.4.1數位式控制器的主要特點169
10.4.2數位式控制器的基本構成170
思考題與習題173
第11章可程式設計控制器
11.1概述174
11.1.1可程式設計控制器174
11.1.2可程式設計控制器基本結構175
11.1.3可程式設計控制器工作原理177
11.1.4可程式設計控制器的程式設計語言178
11.2常見可程式設計控制器及其應用185
11.2.1西門子S7系列PLC概述185
11.2.2西門子S7系列PLC的應用舉例187
思考題與習題189
第12章電腦監督控制系統
12.1電腦監督控制系統組成結構191
12.1.1電腦監督控制系統硬體組成191
12.1.2電腦監督控制系統軟體組成195
12.2典型的組態軟體197
12.2.1iFix組態軟體197
12.2.2組態王200
思考題與習題203
第13章集散控制系統和現場匯流排
13.1概述204
13.2集散控制系統205
13.2.1集散控制系統組成205
13.2.2集散控制系統通信網路207
13.2.3典型集散控制系統及其應用210
13.3現場匯流排219
13.3.1幾種常見的現場匯流排219
13.3.2即時工業乙太網技術223
13.3.3現場匯流排控制系統227
思考題與習題229
第14章現代測控技術與儀錶
14.1軟測量技術230
14.1.1軟測量的概念230
14.1.2軟測量技術的實現方法231
14.1.3軟測量建模技術232
14.2多感測器資料融合技術233
14.2.1概述233
14.2.2多感測器資料融合結構234
14.2.3多感測器資料融合方法235
14.3虛擬儀器236
14.3.1概述236
14.3.2虛擬儀器結構和硬體模組237
14.3.3虛擬儀器的軟體技術238
14.4無線感測器網路技術239
14.4.1無線感測器網路的概念和特點239
14.4.2無線感測器網路的結構240
14.4.3無線感測器網路的關鍵技術241
思考題與習題242
參考文獻
