智能传感器理论基础及应用
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作者宋凯
出版社电子工业
ISBN9787121402517
出版时间2022-08
装帧平装
开本16开
定价79.8元
货号31523214
上书时间2023-10-18
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作者简介
宋凯，哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院专职教师，硕士生导师；哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室博士后，先后讲授《智能仪器设计基础》、《基于DSP的智能仪器设计》等课程。
目录
目 录
第1 章 绪论 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.1
1.1 传感器技术概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.1
1.2 现代传感器技术 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.2
1.2.1 现代传感器技术特征 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.2
1.2.2 集成/固态传感器的特点 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.2
1.3 智能传感器概述 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.3
1.3.1 智能传感器的定义 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.3
1.3.2 智能传感器的特点 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.5
1.3.3 智能传感器的组成 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.6
1.3.4 智能传感器的形式 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.7
1.3.5 传感器智能化的途径 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.8
1.3.6 智能传感器的发展及趋势??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.8
1.3.7 智能传感器的开发重点 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.9
1.4 智能传感器中的软件方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.9
1.4.1 软件子模块 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.10
1.4.2 预处理 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.10
1.4.3 状态监测与故障检测模块 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.11
1.5 智能传感器的实现方式 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.12
1.5.1 非集成化智能传感器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.12
1.5.2 集成化智能传感器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.12
1.5.3 智能传感器混合集成 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.13
参考文献 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.14
第2 章 智能传感器智能化功能及其实现技术 ?????????????????????????????????????????????????????????????.15
2.1 智能传感器的基本功能 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.15
2.1.1 智能传感器的自检技术 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.15
2.1.2 智能传感器的自动校准技术 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????.20
2.1.3 智能传感器的量程自动转换技术????????????????????????????????????????????????????????????????????????.23
2.1.4 智能传感器的标度变换技术 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.26
2.2 智能传感器测量数据处理 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.28
2.2.1 测量数据的非数值处理 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.28
2.2.2 系统误差的数据处理 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.33
2.2.3 随机误差的数据处理 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.42
参考文献 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.45
第3 章 智能传感器信息处理技术 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.46
3.1 概述 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.46
3.2 预测滤波器 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.46
3.2.1 多项式预测滤波器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.46
3.2.2 灰色预测滤波器 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.47
3.3 时C频分析法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.50
3.3.1 小波包分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.50
3.3.2 经验模态分解 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.51
3.3.3 集合经验模态分解 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.52
3.3.4 互补集合经验模态分解 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.54
3.4 数据驱动法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.55
3.4.1 主成分分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.55
3.4.2 动态主成分分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.57
3.4.3 独立成分分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.58
3.4.4 核主成分分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.59
3.4.5 非负矩阵分解 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.61
3.4.6 稀疏非负矩阵分解 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.63
3.5 熵方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.66
3.5.1 能量熵 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.67
3.5.2 样本熵 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.68
3.5.3 排列熵 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.71
3.5.4 多尺度熵 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.72
3.6 模式识别法 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.73
3.6.1 k 最近邻域 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.73
3.6.2 层次支持向量多分类机 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????.74
3.6.3 多分类相关向量机 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.77
3.6.4 随机森林分类器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.79
3.6.5 稀疏表示分类器 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.80
参考文献 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.82
第4 章 自确认传感器技术 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.85
4.1 概述 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.85
4.2 自确认传感器原理 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.86
4.2.1 自确认传感器功能结构模型 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????.86
4.2.2 自确认传感器的输出参数 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.88
4.2.3 自确认传感器的研究内容 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.89
4.3 常用的自确认传感器方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????.93
4.3.1 传感器故障检测与隔离方法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????.93
4.3.2 传感器故障诊断方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.95
4.3.3 传感器故障恢复方法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.97
4.3.4 传感器测量质量评估方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.102
4.4 自确认传感器结构 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.107
参考文献 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.110
第5 章 智能声发射传感器及其应用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????.115
5.1 声发射信号 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.115
5.1.1 声发射源 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.115
5.1.2 声发射信号基本概念 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.116
5.1.3 声发射信号特征及表征参数 ????????????????????????????????????????????????????????????????.117
5.2 智能声发射传感器概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.119
5.2.1 智能声发射传感器分类 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.119
5.2.2 智能声发射传感器原理 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.120
5.2.3 智能声发射传感器结构 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.121
5.3 智能声发射传感器检测技术 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.122
5.3.1 声发射技术原理 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.122
5.3.2 声发射信号处理方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.123
5.3.3 声发射无损检测技术的优势及应用 ?????????????????????????????????????????????????????????????.125
5.4 智能声发射传感器在滚动轴承故障检测中的应用 ??????????????????????????????????????????????????.126
5.4.1 故障滚动轴承的声发射信号 ????????????????????????????????????????????????????????
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