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| 內容簡介： |
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本书对特殊环境信息检测技术的概念、传感技术、微弱信号检测、系统干扰抑制、系统设计与防护等方面进行了系统阐述。全书共分为 7章，主要内容包括：特殊环境下的传感技术、微弱信号检测技术、特殊环境下的检测系统干扰抑制技术、特殊环境信息检测系统的设计与防护，以及两个特殊环境信息检测系统设计案例。本书可作为高等院校机电一体化、自动化技术、测控技术与仪器、智能感知等专业研究生与高年级本科生的教材，也可作为从事相关专业的工程技术人员的参考书。
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| 目錄：
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第1章 绪论 001
1.1 信息检测技术 001
1.1.1 信息检测技术概述 001
1.1.2 信息检测系统结构形式 002
1.2 特殊环境信息检测技术的形成 007
1.2.1 强干扰环境 007
1.2.2 微弱检测信号条件 008
1.2.3 强腐蚀环境 008
1.2.4 高温环境 009
1.2.5 高压环境 010
1.2.6 强振动环境 011
1.3 特殊环境信息检测的意义与任务011
1.3.1 特殊环境信息检测的意义011
1.3.2 特殊环境信息检测的任务012
1.4 特殊环境信息检测系统的基本功能012
1.4.1 模拟信号处理013
1.4.2 数字信号处理013
1.4.3 开关信号处理013
1.4.4 数据采集013
1.4.5 二次数据计算013
1.4.6 屏幕显示013
1.4.7 数据存储013
1.4.8 打印输出014
1.4.9 人机联系014
1.4.10 适应特殊环境014
1.5 特殊环境信息检测技术的工程应用014
1.5.1 数控加工014
1.5.2 自动驾驶汽车015
1.5.3 机器人 015
1.5.4 海域目标检测 017
1.5.5 月面巡视探测 018
1.5.6 旋转导向系统 019
1.5.7 海洋立体观测系统 020
第2章 特殊环境下的传感技术 023
2.1 传感器的基本概念 023
2.1.1 传感器的定义 023
2.1.2 传感器的分类 024
2.2 新型传感器技术 026
2.2.1 新型传感效应 026
2.2.2 新型敏感材料 033
2.2.3 新加工工艺 040
2.3 特殊环境下的新型传感器 051
2.3.1 光纤传感器 051
2.3.2 红外传感器 056
2.3.3 超声波传感器 060
2.4 特殊环境下的传感器选型 069
2.4.1 基于测量对象进行选择 070
2.4.2 基于传感器使用环境进行选择 070
2.4.3 基于灵敏度进行选择 070
2.4.4 基于频率响应特性进行选择 070
2.4.5 基于传感器稳定性进行选择 071
2.4.6 基于传感器的线性范围进行选择 071
2.4.7 传感器的量程和精度之间的平衡 071
2.4.8 传感器对被测对象的影响小 071
2.5 特殊环境下的传感器设计 071
2.5.1 传感器设计的一般内容及步骤 072
2.5.2 传感器设计需要考虑的指标 074
2.5.3 传感器设计举例 075
2.6 特殊环境下的传感器发展趋势 077
2.6.1 微型化 078
2.6.2 智能化 078
2.6.3 集成化、多功能 079
2.6.4 无线网络化 079
第3章 微弱信号检测技术 080
3.1 概述 080
3.2 信号检测中的噪声 081
3.2.1 随机噪声 082
3.2.2 电子系统内部固有噪声 085
3.2.3 元器件噪声 086
3.2.4 外部干扰噪声 089
3.3 仪用放大电路设计 090
3.3.1 仪用放大器工作原理 090
3.3.2 仪用放大器主要性能指标 092
3.3.3 仪用放大器集成芯片 093
3.3.4 仪用放大器的使用 094
3.4 调制放大与解调电路设计 095
3.4.1 幅值调制放大与解调 096
3.4.2 频率调制与解调 097
3.5 锁定放大电路设计 098
3.5.1 锁定放大器的频谱迁移 098
3.5.2 相敏检测器 099
3.5.3 锁定放大器的组成及部件 101
3.5.4 锁定放大器的性能指标与动态范围、动态协调 103
3.5.5 锁定放大器的分类与应用 106
3.6 其他微弱信号检测技术 110
3.6.1 常规小信号检测技术 110
3.6.2 新型微弱信号检测技术 112
第4章 特殊环境下的检测系统干扰抑制技术 114
4.1 特殊环境下的检测系统中常见的干扰与分类 114
4.1.1 从干扰的来源划分 114
4.1.2 按干扰出现的规律划分 115
4.1.3 按干扰产生和传播的方式划分 115
4.1.4 以干扰与输入信号的关系划分 117
4.1.5 软件方面的干扰源 118
4.2 供电系统的干扰抑制 118
4.2.1 采用噪声隔离变压器 118
4.2.2 采用电源低通滤波器 119
4.2.3 采用性能好的稳压电源 119
4.2.4 采用电源模块单独供电 121
4.2.5 供电系统馈线要合理布置 121
4.2.6 采用 DC-DC变换器 121
4.3 接地系统的干扰抑制 121
4.3.1 接地线的种类 121
4.3.2 干扰抑制接地技术 124
4.4 模拟信号检测端的干扰抑制 125
4.4.1 隔离技术干扰抑制 125
4.4.2 串、共模干扰抑制 127
4.4.3 长线传输信号的干扰抑制 128
4.4.4 印刷电路板的干扰抑制 129
4.5 检测系统软件干扰抑制技术 133
4.5.1 数字滤波 133
4.5.2 用软件消除多路开关的抖动 137
4.5.3 用软件消除采样数据中的零电平漂移 137
第5章 特殊环境信息检测系统的设计与防护 138
5.1 特殊环境信息检测系统设计原则 138
5.1.1 环节最少原则 138
5.1.2 精度匹配原则 139
5.1.3 阻抗匹配原则 139
5.1.4 经济原则 139
5.1.5 可扩展原则 139
5.2 特殊环境信息检测系统设计步骤 139
5.2.1 分析问题和确定任务 139
5.2.2 确定采样周期 140
5.2.3 系统总体设计 140
5.2.4 硬件和软件的设计 140
5.2.5 系统联调 142
5.2.6 特殊环境防护设计 142
5.3 特殊环境防护设计 142
5.3.1 防振设计 142
5.3.2 防压设计 143
5.3.3 防高温设计 145
5.3.4 防腐蚀设计 147
5.3.5 防爆设计 148
5.3.6 可靠性设计 149
第6章 油基泥浆电成像仪微弱信号检测系统设计 151
6.1 油基泥浆电成像仪微弱信号检测系统设计要求 151
6.2 油基泥浆电成像仪微弱信号检测系统设计原则及指标 151
6.3 油基泥浆电成像仪信号采集模块设计 152
6.3.1 油基泥浆电成像仪信号采集模块方案设计 152
6.3.2 信号采集模块模拟电路设计 153
6.3.3 信号采集模块数字逻辑设计 163
6.4 采集模块实验测试与分析 175
6.4.1 阻容网络实验 175
6.4.2 小电流实验 177
6.4.3 实地测井结果 178
第7章 相关检测的电磁流量测量系统设计 179
7.1 相关检测的电磁流量测量原理 179
7.1.1 微弱信号检测的基本原理 179
7.1.2 流量测量互相关检测 180
7.2 相关检测的电磁流量测量系统硬件设计 181
7.2.1 系统硬件框架设计 181
7.2.2 矩形波励磁驱动电路设计 181
7.2.3 基于相关检测的电磁流量信号检测电路设计 183
7.2.4 DSP采集处理电路设计 189
7.2.5 电源电路设计 190
7.3 相关检测的电磁流量测量系统软件设计 191
7.3.1 系统功能要求与资源分配 191
7.3.2 软件总体设计框图 192
7.3.3 软件实现 193
7.4 电磁流量测量系统平台搭建与测试 195
7.4.1 现场测试装置 195
7.4.2 实验平台稳定性 196
7.4.3 相关检测电磁流量测量系统基本单元电路测试 197
7.4.4 锁相放大电路性能测试 200
7.5 清洁自来水流量校定实验 201
7.6 相关检测电磁流量测量系统测试与分析 202
7.7 测量系统在特殊情况下测试 205
7.7.1 低流速测试 205
7.7.2 外界强干扰下测试 207
7.7.3 浆液测试 207
7.8 差分式结构的相关检测方法实验 208
7.8.1 90°相位差的产生 209
7.8.2 差分式结构的低流速测试 209
7.8.3 差分式结构的强噪声测试 210
7.8.4 差分式结构的浆液测试 211
参考文献 212
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| 內容試閱：
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信息检测技术是将电子技术、光机电技术、计算机、信息处理、自动化﹑控制工程等多学科融为一体并综合运用的复合技术 ，被广泛应用于交通、电力、冶金、石油、化工、机械加工等各领域中的自动化装备及生产自动化测控系统。随着科学技术 ，尤其是微电子、计算机和通信技术的迅速发展 ，以及新材料、新工艺的不断涌现 ，检测技术在建立检测理论的基础上不断向着数字化、网络化和智能化方向发展。如何提高检测装置的精度、分辨率、稳定性和复杂环境适应性 ，如何开发现代化的检测系统和研究新的检测方法 ，是现代信息检测技术的主要课题和研究方向。
《特殊环境信息检测技术》针对研究生培养需要 ，强调基本理论、基本概念 ，突出软件与硬件结合 ，着重设计方法 ，偏重实际应用。本书附有大量工程现场应用实例 ，其中大部分是作者近年来科研工作中的经验总结 ，突出理论与实践的结合 ，具有内容新颖、实用和工程性强的特点。全书共分为 7章。
第1章绪论 ，讨论了信息检测技术的基本概念和形成 ，并在此基础上讲述了特殊环境下信息检测的意义与任务 ，并就一些关键的特殊环境下信息检测技术案例进行了介绍。
第2章特殊环境下的传感技术 ，主要讲述常规传感器及新型传感器原理 ，特殊环境下的传感器选型和设计 ，并说明特殊环境下信息检测传感器的发展趋势。
第3章微弱信号检测技术 ，主要讲述了信号检测中的噪声、仪用放大电路设计、调制放大与解调电路设计、锁定放大电路设计 ，以及其他微弱信号检测技术。
第4章特殊环境下的检测系统干扰抑制技术 ，主要讲述特殊环境下的供电系统的干扰抑制、接地系统的干扰抑制、模拟信号检测端的干扰抑制以及软件干扰抑制技术四个重点方面。
第5章特殊环境信息检测系统的设计与防护 ，主要讲述了特殊环境信息检测系统的设计原则和设计步骤 ，以及各种不同特殊环境下的防护设计。
第6章油基泥浆电成像仪微弱信号检测系统设计 ，包含了油基泥浆电成像仪微弱信号检测系统的设计要求、设计原则及指标、信号采集模块设计和实验测试与分析四个部分。
第7章相关检测的电磁流量测量系统设计 ，主要针对相关检测的电磁流量测量技术 ，对系统设计原理、系统硬件设计、系统软件设计以及系统测试与分析几个方面进行了介绍。
本书的主要目的是通过学习 ，让学生了解特殊环境信息检测系统的设计方法 ，掌握特殊环境信息检测技术的基本理论、基本概念 ，特殊环境下传感器设计及开发技术、微弱信号检测技术、干扰抑制技术、安全防护技术等知识 ，能够完成简单特殊环境信息检测系统软硬件的设计 ，为日后从事特殊环境信息检测系统设计与开发相关工作打下基础。
此外 ，本教材具有如下 4个方面的特色:(1)在内容的编排上易于理解和掌握 ，且内容难度适中；(2)与本科专业前期的课程内容重复少 ，有利于发挥课堂学时的最佳作用；(3)具有行业和专业特色 ，内容新 ，教材内容结合各个要素及设计环节进行系统全面的分析和展示 ，还包括实际工程应用的案例 ;(4)通过提升课程的配套资源质量 [资源涵盖配套在线微课及案例视频 (正文、封四处扫码可见 )]，紧跟国家教育步伐 ，满足创新人才培养的需求，适应网络时代多样化的教学需要。同时 ，配套在线课程《特殊环境信息检测技术》已在 “学堂在线 ”上线。
本书受到西南石油大学研究生教材建设项目 (20YJC18)及国家自然基金面上项目 (52374234)资助。感谢天津大学曾周末教授对本书的指导和帮助。
由于编者水平有限 ，书中难免存在不妥之处 ，殷切希望相关领域专家和广大读者批评指正。
编者
2023年12月
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