POLECAMY
Redakcja:
Wydawca:
Format:
pdf, ibuk
Publikacja Wydawnictwa WNT, dodruk Wydawnictwo Naukowe PWN
Pomiary są obszerną dziedziną wiedzy wykorzystywaną w codziennej pracy niemal w każdym zawodzie inżynierskim. Od ich dokładności i wiarygodności zależy jakość materiałów oraz produkowanych z nich wyrobów, a także organizacja procesów produkcyjnych. Rozwój elektroniki, informatyki i telekomunikacji umożliwia ciągłe doskonalenie technik pomiarowych oraz aparatury, która jest już prawie niezawodna, łatwa w obsłudze, a co najważniejsze bardzo dokładna również w ekstremalnych warunkach. Równie ważna jak możliwości techniczne jest wiedza na temat technik pomiarowych różnych wielkości fizycznych.
Lektura tej książki przybliży Czytelnikowi zagadnienia związane z:
- metodami pomiarów: temperatury, ciśnienia, poziomu przepływu, drgań, wstrząsów, hałasu, składu chemicznego oraz wilgotności,
- podstawowymi błędami pomiarów i sposobami ich wyznaczania,
- niedokładnościami wyników pomiarów i sposobami ich oceniania,
- układami przetwarzania i przesyłania sygnałów pomiarowych,
- współczesną aparaturą pomiarową i jej właściwościami,
- czynnościami metrologicznymi,
- obowiązującymi przepisami prawnymi.
Rok wydania | 2017 |
---|---|
Liczba stron | 609 |
Kategoria | Chemia fizyczna |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-19288-4 |
Numer wydania | 2 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Wstęp | 13 |
1. Wprowadzenie | 15 |
1.1. Definicja pomiaru i terminów z nim związanych | 15 |
1.2. Podstawowe pojęcia | 19 |
1.2.1. Aparatura pomiarowa | 19 |
1.2.2. Przyrząd pomiarowy | 19 |
1.2.3. Systemy pomiarowe | 22 |
1.2.4. Definicje błędów | 23 |
1.3. Przetwarzanie wielkości | 28 |
1.3.1. Czujniki i przetworniki analogowe | 28 |
1.3.2. Próbkowanie wielkości | 29 |
1.3.3. Kwantowanie wielkości | 31 |
1.3.4. Stopień zliczania, przetwornik A/C do pomiaru czasu lub częstotliwości | 33 |
1.3.5. Przetworniki C/A napięcia | 36 |
1.3.6. Przetworniki A/C kompensacyjne | 38 |
1.3.7. Przetworniki A/C całkujące | 41 |
1.3.8. Przetworniki A/C z pojedynczym całkowaniem | 42 |
1.3.9. Przetworniki A/C z podwójnym całkowaniem | 44 |
1.4. Modulacja i przesył sygnałów | 46 |
1.4.1. Sygnał | 46 |
1.4.2. Modulacja szerokości impulsów | 48 |
1.4.3. Sieć pomiarowa | 52 |
1.4.4. Pętla prądowa | 54 |
1.4.5. Protokół HART | 55 |
1.4.6. Inne magistrale obiektowe | 57 |
1.4.7. Standard IEEE 1451 | 58 |
1.4.8. Interfejs IEC-625 | 61 |
1.4.9. Bezprzewodowa transmisja sygnałów pomiarowych | 63 |
1.5. Właściwości metrologiczne aparatury pomiarowej | 63 |
1.6. Czynności metrologiczne | 69 |
Literatura | 73 |
2. Pomiary temperatury | 75 |
2.1. Skale temperatury | 75 |
2.1.1. Wprowadzenie | 75 |
2.1.2. Termodynamiczna skala temperatury | 75 |
2.1.3. Międzynarodowa Skala Temperatury MST-90 | 78 |
2.2. Termometry nieelektryczne | 81 |
2.2.1. Wprowadzenie | 81 |
2.2.2. Termometry szklane | 81 |
2.2.3. Termometry dylatacyjne i bimetalowe | 85 |
2.2.4. Termometry ciśnieniowe | 86 |
2.3. Termometry rezystancyjne | 87 |
2.3.1. Ogólna charakterystyka | 87 |
2.3.2. Czujniki rezystancyjne metalowe | 88 |
2.3.3. Układy pomiarowe czujników rezystancyjnych metalowych | 91 |
2.3.4. Termistory | 97 |
2.3.5. Rezystancyjne czujniki krzemowe | 100 |
2.4. Termometry termoelektryczne | 102 |
2.4.1. Budowa termometru termoelektrycznego | 102 |
2.4.2. Zasada działania termoelementów | 102 |
2.4.3. Budowa termoelementów | 104 |
2.4.4. Rodzaje termoelementów i ich właściwości | 106 |
2.4.5. Termoelementy nieznormalizowane | 108 |
2.4.6. Korekcja błędów od temperatury zimnych końców | 109 |
2.4.7. Automatyczna korekcja błędu temperaturowego | 111 |
2.5. Półprzewodnikowe czujniki temperatury | 113 |
2.5.1. Czujniki diodowe | 113 |
2.5.2. Czujniki scalone | 114 |
2.6. Pirometry | 115 |
2.6.1. Zasada działania pirometru | 115 |
2.6.2. Obiekt pomiaru | 117 |
2.6.3. Detektory promieniowania | 120 |
2.6.4. Budowa pirometrów | 122 |
2.6.5. Eliminacja błędu metody pirometrów | 124 |
2.6.6. Termografia | 129 |
2.7. Inne rodzaje termometrów | 130 |
2.7.1. Termometry szumowe | 130 |
2.7.2. Termometry luminescencyjne | 131 |
2.7.3. Termometr światłowodowy typu ,,ciało czarne” | 132 |
2.7.4. Termometry ultradźwiękowe | 133 |
2.8. Technika pomiarów temperatury i źródła błędów | 134 |
2.8.1. Ogólna charakterystyka technik | 134 |
2.8.2. Odprowadzanie ciepła przez czujnik pomiarowy | 134 |
2.8.3. Wpływ promieniowania na temperaturę czujnika | 136 |
2.8.4. Pomiar temperatury ciał w ruchu | 137 |
2.9. Błędy dynamiczne | 138 |
2.9.1. Model matematyczny czujnika temperatury | 138 |
2.9.2. Wyznaczanie właściwości dynamicznych termometrów | 141 |
2.10. Wzorcowanie termometrów | 144 |
2.10.1. Zasady wzorcowania termometrów | 144 |
2.10.2. Podstawowe wyposażenie laboratorium wzorcowania termometrów | 145 |
2.10.3. Układy pomiarowe stanowisk wzorcowania | 149 |
2.10.4. Wzorcowanie pirometrów | 151 |
2.10.5. Ocena niedokładności wzorcowania | 151 |
Literatura | 160 |
3. Pomiary ciśnienia | 162 |
3.1. Zagadnienia ogólne | 162 |
3.1.1. Wstęp | 162 |
3.1.2. Definicje | 163 |
3.1.3. Jednostki ciśnienia | 164 |
3.1.4. Rodzaje mierzonego ciśnienia | 165 |
3.1.5. Zakresy mierzonych ciśnień | 167 |
3.1.6. Różne metody pomiaru ciśnienia – podział ciśnieniomierzy | 168 |
3.2. Czujniki sprężyste | 171 |
3.2.1. Elementy sprężyste ciśnieniomierzy | 171 |
3.2.2. Czujniki piezorezystancyjne | 174 |
3.2.3. Korekcja błędów piezorezystancyjnych czujników ciśnienia | 181 |
3.2.4. Czujniki pojemnościowe | 192 |
3.2.5. Czujniki indukcyjnościowe | 194 |
3.3. Czujniki z przetwarzaniem ciśnienia na siłę | 196 |
3.3.1. Czujniki piezoelektryczne | 196 |
3.3.2. Czujniki rezonansowe | 199 |
3.4. Czujniki optyczne | 206 |
3.5. Procesowe przetworniki ciśnienia i instalacje pomiarowe | 209 |
3.5.1. Funkcje i właściwości przetworników klasycznych i inteligentnych | 209 |
3.5.2. Charakterystyki metrologiczne | 214 |
3.5.3. Charakterystyki funkcjonalne i użytkowe ważne przy doborze przetworników | 217 |
3.5.4. Przetworniki wieloparametrowe | 221 |
3.6. Kalibratory ciśnienia i kalibracja | 223 |
3.6.1. Wprowadzenie | 223 |
3.6.2. Manometry hydrostatyczne | 224 |
3.6.3. Manometry obciążnikowo–tłokowe | 227 |
Literatura | 235 |
4. Pomiary poziomu | 237 |
4.1. Wprowadzenie | 237 |
4.2. Podział metod pomiaru poziomu | 237 |
4.3. Ręczne pomiary poziomu | 238 |
4.3.1. Poziomomierz wziernikowy | 238 |
4.3.2. Poziomomierz prętowy | 239 |
4.3.3. Poziomomierz sondujący | 240 |
4.4. Pomiary ciągłe poziomu | 240 |
4.4.1. Poziomomierz pływakowy | 240 |
4.4.2. Poziomomierz wyporowy | 242 |
4.4.3. Poziomomierz hydrostatyczny | 243 |
4.4.4. Poziomomierz piezometryczny | 245 |
4.4.5. Poziomomierz wagowy | 246 |
4.4.6. Poziomomierz oporowy | 246 |
4.4.7. Poziomomierz pojemnościowy | 247 |
4.4.8. Poziomomierz z tłumieniem promieniowania | 249 |
4.4.9. Poziomomierze akustyczne i ultradźwiękowe | 251 |
4.4.10. Poziomomierze radarowe | 253 |
4.5. Sygnalizatory poziomu | 254 |
4.5.1. Wprowadzenie | 254 |
4.5.2. Sygnalizator wibracyjny | 255 |
4.5.3. Sygnalizator z ruchomym elementem | 255 |
4.5.4. Sygnalizator izotopowy | 255 |
4.6. Dobór i eksploatacja poziomomierzy | 256 |
Literatura | 257 |
5. Pomiary prędkości i przepływu płynów | 258 |
5.1. Wprowadzenie | 258 |
5.2. Pomiary prędkości płynów | 263 |
5.2.1. Rurki spiętrzające | 263 |
5.2.2. Anemometry elektryczne | 268 |
5.2.3. Prędkościomierze turbinowe | 273 |
5.2.4. Pomiary prędkości na zasadzie Dopplera | 274 |
5.3. Przepływomierze | 279 |
5.3.1. Wprowadzenie | 279 |
5.3.2. Przepływomierze zwężkowe | 281 |
5.3.3. Rotametry | 296 |
5.3.4. Przepływomierze turbinowe | 298 |
5.3.5. Przepływomierze wirowe | 303 |
5.3.6. Przepływomierze na zasadzie zjawiska Coriolisa | 305 |
5.3.7. Przepływomierze elektromagnetyczne | 308 |
5.3.8. Przepływomierze ultradźwiękowe | 312 |
5.3.9. Inne przepływomierze | 319 |
5.4. Liczniki objętości płynów | 322 |
5.4.1. Licznik a przepływomierz | 322 |
5.4.2. Liczniki gazów | 322 |
5.4.3. Liczniki cieczy | 324 |
5.5. Pomiary przepływu w kanałach otwartych | 327 |
5.5.1. Rodzaje kanałów otwartych | 327 |
5.5.2. Przelewy | 328 |
5.5.3. Koryta pomiarowe | 331 |
5.5.4. Inne metody | 333 |
5.6. Wzorcowanie przepływomierzy | 337 |
5.6.1. Wprowadzenie | 337 |
5.6.2. Stanowiska wzorcownicze | 338 |
5.6.3. Legalizacja przepływomierzy | 342 |
Literatura | 342 |
6. Pomiary drgań i wstrząsów | 345 |
6.1. Wprowadzenie | 345 |
6.2. Model dynamiczny akcelerometru | 346 |
6.3. Akcelerometry z kompensacją siły | 349 |
6.4. Czułości poprzeczna | 351 |
6.5. Akcelerometry piezoelektryczne | 352 |
6.5.1. Zjawisko piezoelektryczne | 352 |
6.5.2. Model elektryczny czujnika piezoelektrycznego | 354 |
6.5.3. Czujniki z wyjściem ładunkowym o dużej impedancji wyjściowej | 355 |
6.5.4. Czujniki z wyjściem napięciowym o małej impedancji wyjściowej | 357 |
6.5.5. Konstrukcja mechaniczna akcelerometrów piezoelektrycznych | 358 |
6.6. Akcelerometry pojemnościowe | 361 |
6.7. Akcelerometry piezorezystancyjne | 363 |
6.8. Akcelerometry termiczne | 364 |
6.9. Akcelerometry dwu- i trzyosiowe | 366 |
6.10. Montaż akcelerometrów | 366 |
6.11. Wzorcowanie czujników przyspieszenia | 368 |
6.12. Sejsmometry | 370 |
6.13. Wybrane dziedziny zastosowań czujników drgań | 374 |
6.13.1. Diagnostyka wibroakustyczna maszyn | 374 |
6.13.2. Analiza modalna konstrukcji | 379 |
6.13.3. Motoryzacja | 382 |
6.13.4. Sejsmologia górnicza | 384 |
Literatura | 386 |
7. Pomiary hałasu | 387 |
7.1. Wprowadzenie | 387 |
7.2. Drgania akustyczne i dźwięk | 387 |
7.3. Równanie falowe | 388 |
7.4. Pole akustyczne | 389 |
7.4.1. Charakterystyka ogólna | 389 |
7.4.2. Płaskie fale akustyczne | 390 |
7.4.3. Kuliste fale akustyczne | 391 |
7.5. Wielkości akustyczne | 392 |
7.5.1. Natężenie dźwięku | 392 |
7.5.2. Moc akustyczna | 393 |
7.5.3. Poziom wielkości akustycznych | 394 |
7.5.4. Głośności dźwięku | 394 |
7.6. Mikrofony | 395 |
7.6.1. Klasyfikacja | 395 |
7.6.2. Mikrofony ciśnieniowe | 396 |
7.6.3. Mikrofony gradientowe | 397 |
7.6.4. Mikrofony ciśnieniowo-gradientowe | 397 |
7.6.5. Charakterystyki mikrofonów | 398 |
7.6.6. Membrany mikrofonów | 399 |
7.6.7. Mikrofony stykowe | 400 |
7.6.8. Mikrofony magnetoelektryczne | 401 |
7.6.9. Mikrofony elektromagnetyczne | 402 |
7.6.10. Mikrofony elektrostatyczne | 402 |
7.6.11. Mikrofony elektretowe | 404 |
7.6.12. Mikrofony piezoelektryczne | 405 |
7.6.13. Mikrofony krzemowe | 406 |
7.7. Kalibracja mikrofonów | 407 |
7.7.1. Wprowadzenie | 407 |
7.7.2. Kalibracja z wykorzystaniem pobudników tłokowych | 408 |
7.7.3. Kalibracja metodą porównawczą | 408 |
7.8. Pomiary wielkości akustycznych | 409 |
7.8.1. Mikrofony pomiarowe | 409 |
7.8.2. Pomiary poziomu ciśnienia akustycznego | 410 |
7.8.3. Pomiary poziomu natężenia dźwięku | 413 |
7.9. Wybrane dziedziny pomiarów hałasu | 414 |
7.9.1. Wprowadzenie | 414 |
7.9.2. Pomiary hałasu w środowisku | 415 |
7.9.3. Pomiary hałasu w pomieszczeniach | 416 |
7.9.4. Pomiary hałasu maszyn i urządzeń | 417 |
Literatura | 420 |
8. Pomiary składu chemicznego | 422 |
8.1. Wprowadzenie | 422 |
8.2. Pomiary składu chemicznego na podstawie przemiany materii | 427 |
8.2.1. Chemiczne przemiany materii | 427 |
8.2.2. Elektrochemiczne przemiany materii | 437 |
8.3. Pomiary składu z zastosowaniem promieniowania | 467 |
8.3.1. Wprowadzenie | 467 |
8.3.2. Spektrometria atomowa: emisyjna i absorpcyjna | 468 |
8.3.3. Spektrometria rentgenowska | 489 |
8.3.4. Spektrometria molekularna (cząsteczkowa) | 495 |
8.3.5. Spektrometria rezonansu paramagnetycznego EPR | 506 |
8.3.6. Spektrometria rezonansu magnetycznego NMR | 509 |
8.4. Chromatografia | 515 |
8.4.1. Wprowadzenie | 515 |
8.4.2. Chromatografia gazowa | 515 |
8.4.3. Chromatografia cieczowa | 528 |
8.5. Zagadnienia wybrane | 531 |
8.5.1. Pobieranie próbek do analizatorów o działaniu dyskretnym | 531 |
8.5.2. Analizatory wstrzykowe | 536 |
8.5.3. Pobieranie próbek do analizatorów o działaniu ciągłym | 537 |
8.5.4. Analizatory termokonduktometryczne | 540 |
8.5.5. Przemysłowe analizatory tlenu w gazach | 545 |
8.5.6. Analizatory gazu na zasadzie absorpcji w podczerwieni | 548 |
8.5.7. Wzorcowanie analizatorów | 551 |
Literatura | 556 |
9. Pomiary wilgotności | 558 |
9.1. Pomiary wilgotności powietrza | 558 |
9.1.1. Podstawowe definicje i wzory | 558 |
9.1.2. Higrometr włosowy | 562 |
9.1.3. Psychrometr Assmana | 563 |
9.1.4. Higrometr punktu rosy (z chłodzonym lustrem) | 564 |
9.1.5. Higrometry elektrolityczne z chlorku litu | 566 |
9.1.6. Impedancyjne czujniki (sensory) higrometryczne | 568 |
9.1.7. Higrometry spektrometryczne | 569 |
9.1.8. Higrometry kulometryczne | 570 |
9.1.9. Wzorcowanie higrometrów i wzorce wilgotności | 570 |
9.2. Pomiary wilgotności ciał stałych | 576 |
9.2.1. Podstawowe definicje, pojęcia i wzory | 576 |
9.2.2. Metoda grawimetryczna | 579 |
9.2.3. Metoda oparta na zmianie pojemności cieplnej materiału | 583 |
9.2.4. Metoda oparta na zmianie rezystancji materiału | 584 |
9.2.5. Pomiar na podstawie właściwości dielektrycznych | 586 |
9.2.6. Techniki oparte na zastosowaniu promieniowania podczerwonego | 591 |
9.2.7. Mikrofalowy pomiar zawartości wilgoci | 593 |
9.2.8. Rozpraszanie jądrowe | 595 |
9.2.9. Podsumowanie | 596 |
Literatura | 598 |
Skorowidz | 600 |