机电一体化检测与控制技术PDF电子书下载

第一章　机电一体化概述 1

第一节　机电一体化的基本概念 1

一、机电一体化的定义 1

二、机电一体化的产生 1

三、机电一体化的内容 2

四、机电一体化产品的特点 2

五、机电一体化的组成 2

第二节　机电一体化的相关技术 3

一、机械技术 3

二、检测与传感器技术 3

三、信息处理技术 3

六、接口技术 4

五、伺服驱动技术 4

四、自动控制技术 4

七、监控与诊断技术 5

八、柔性制造系统（FMS） 5

九、系统总体技术 5

第三节　机电一体化产品 5

一、数控机械类 6

二、电子设备类 6

三、机电结合类 6

四、电液伺服类 6

五、信息控制类 6

第四节　机电一体化产品的开发设计 6

一、开发新产品的意义 6

三、方案的市场调查与论证 7

二、机电一体化产品的基本设计思路 7

四、机电一体化产品的设计原则与方法 8

五、整机与部件的设计 15

六、样机试制与试验 16

七、设计定型 16

第五节　机电一体化的现状与发展 16

一、机电一体化的现状 16

二、机电一体化的发展前景 17

第二章　误差测量分析处理 20

第一节　测量误差 20

一、误差测量中的基本概念 20

二、测量误差分类 22

三、误差的表示方法 24

四、容许误差 26

第二节　测量误差产生的原因 27

一、仪器误差 27

二、使用误差 28

三、环境误差 28

四、人身误差 28

五、方法误差 28

第三节　测量数据处理 29

一、有效数字 29

二、数字舍入原则 30

三、测量结果的表示法 30

四、有效数字运算 30

第四节　随机误差分析 31

一、随机误差测量数据的有关计算公式 32

二、随机误差的正态分布 33

三、随机误差的特性 33

四、置信区间与置信概率 33

第五节　系统误差分析 34

一、系统误差的分类及产生原因 34

二、系统误差的判断 35

三、系统误差的消除方法 36

四、消除系统误差的典型测量电路 37

第六节　系统误差合成 38

一、随机误差的合成 38

二、系统误差的合成 38

四、误差结果表示法 40

三、随机误差与系统误差的合成 40

第三章　电量测量仪器仪表 42

第一节　电量测量仪器仪表的基础知识 42

一、电量测量仪表的分类 42

二、指示仪表 42

第二节　磁电系仪表 45

一、磁电系测量机构的一般结构 45

二、磁电系测量机构的工作原理 46

三、磁电系电压表与电流表 46

第三节　电磁系仪表 47

一、电磁系测量机构的结构 47

二、电磁系测量机构的工作原理 48

二、电动系测量机构的工作原理 49

第四节　电动系仪表 49

一、电动系测量机构的结构 49

三、电动系电压表、电流表和功率表 50

第五节　万用表 52

一、500型指针式万用表 53

二、HT2008型数字万用表 58

第六节　低频信号发生器 60

一、低频信号发生器 60

二、信号源参考电路 61

第七节　毫伏表 62

一、概述 62

二、主要技术性能 63

三、使用说明 64

第四章　电量的测量 66

第一节　概述 66

一、测量的概念 66

二、测量的内容与特点 66

三、测量的方法与选择原则 67

第二节　时间的测量 68

一、时间的定义与标准 68

二、时间的测量 69

第三节　频率与周期的测量 70

一、频率的定义与标准频率 70

二、频率测量 70

一、电压测量 74

第四节　电压与电流的测量 74

二、电流测量 77

第五节　相位差的测量 78

一、测量原理与方法 78

二、示波器测量相位差 79

第六节　功率的测量 79

一、单相功率的测量 79

二、三相功率的测量 80

三、负载的功率因数测量 81

第七节　阻抗的测量 81

一、伏安法测量阻抗 81

二、电桥法测量阻抗 82

三、谐振法测量阻抗 83

第五章　非电量检测常用传感器 85

第一节　传感器的组成与分类 85

一、传感器的组成 85

二、传感器的分类 86

第二节　热电式传感器 87

一、热电阻 87

二、铂电阻 88

三、铜电阻 89

四、其他热电阻 89

五、热敏电阻 89

六、热电偶 92

一、电阻应变式传感器 96

第三节　压力传感器 96

二、电容式传感器 98

三、压电式传感器 100

四、电感式传感器 104

第四节　气敏传感器 108

一、气敏传感器分类与特点 108

二、气敏传感器的转换机理 110

三、气敏传感器的主要参数 111

四、气敏传感器检测应用举例——有害气体检测报警器 112

五、气敏元件应用注意事项 113

第五节　湿敏传感器 113

一、概述 113

二、半导体陶瓷湿敏传感器 114

三、高分子湿敏传感器 116

四、湿敏传感器的应用举例 117

第六节　机械式传感器 118

一、机械式传感器的类型及作用 118

二、压力位移机械式传感器 118

三、微型探测开关传感器 119

四、接近开关传感器及在工业检测控制中的应用 119

第七节　智能传感器 121

一、智能传感器概述 121

二、智能传感器的功能与特点 123

三、智能传感器实现的途径与发展研究方向 123

四、智能传感器的应用 126

一、概述 128

第一节　压力的测量 128

第六章　非电量参数的测量 128

二、压力敏感元件 129

三、压力的测量 130

第二节　流量的测量 131

一、概述 131

二、差压式流量计测量 131

三、转子流量计测量 132

四、涡轮流量计测量 133

五、核辐射流量计 134

第三节　物位的测量 134

一、概述 134

四、电学式物位检测仪 135

二、浮力式液位测量仪表 135

三、沉筒式液位变送器 135

第四节　温度的测量 137

一、温度测量基础 137

二、测温仪表与测温方式 138

三、温度测量举例 138

第五节　湿度的测量 139

一、湿度检测器 139

二、粮食湿度检测器 139

三、湿度测量报警器 140

第六节　气体烟雾检测器 141

一、工作原理 141

三、安装调试 142

二、元器件选择 142

第七章　现代检测技术 143

第一节　现代检测技术概述 143

一、概述 143

二、测量方法 144

三、测量系统 147

第二节　核辐射检测技术 149

一、核辐射源 149

二、核辐射的特性 150

三、核辐射传感器 152

四、应用举例——核辐射测厚仪 154

第三节　超声波检测技术 154

一、超声波的传播特性 155

二、超声波的物理特性 156

三、超声波传感器 157

四、超声波传感器的基本特性 159

五、超声波检测举例 160

第四节　红外辐射检测技术 161

一、红外线 161

二、红外辐射的三大定律 162

三、红外线探测器 163

四、人体红外探测器 164

第五节　激光检测技术 164

一、激光产生的机理 164

二、激光的特性 165

四、激光的用途 166

三、激光器的类型 166

五、激光探测器的应用举例 167

六、激光测云仪 169

第六节　光导纤维检测技术 169

一、光导纤维的结构和分类 169

二、光纤传感器类型与原理 171

三、光纤传感器调制原理 172

四、光纤传感器的特点 173

五、光导纤维传感器检测技术应用 174

第八章　机电一体化接口技术 176

第一节　机电一体化接口的分类特点 176

一、接口的分类 176

三、接口的特点 177

二、接口的功能 177

第二节　常用接口电路 178

一、纸带阅读机接口 178

二、键盘及其接口 179

三、LED显示器及其接口 180

四、机床I/O接口 182

五、异步通信接口 183

第三节　计算机与接口技术 184

一、MCS-51单片机 185

二、MCS-51单片机的系统总线及接口技术 187

第四节　A/D转换与计算机接口 188

一、A/D转换 188

二、A/D转换与计算机接口 191

一、D/A转换 193

第五节　D/A转换与计算机接口 193

二、D/A转换器与计算机接口 195

第六节　开关量I/O接口 198

一、开关信号输入接口 198

二、开关信号输出接口 199

第九章　电动机控制技术 201

第一节　三相交流异步电动机 201

一、三相异步电动机的结构 201

二、三相异步电动机的工作原理 201

三、三相异步电动机的使用 202

第二节　元器件选择与参数计算 203

一、熔断器的选择 203

二、三相交流电动机的选择 204

三、交流接触器的选择 205

四、热继电器的选择 205

五、按钮的选择 205

六、时间继电器的选择 206

七、行程开关的选择 206

第三节　三相异步电动机点动与连续运行控制 206

一、电路中常用元器件介绍 206

二、电路控制原理 207

第四节　三相异步电动机顺序控制 208

一、电路组成 208

二、顺序控制原理 208

一、电路组成 209

第五节　三相异步电动机的正反转控制电路 209

二、正、反转控制原理 210

三、双重互锁控制电路 210

第六节　三相异步电动机行程控制 210

一、行程开关 211

二、行程控制电路原理 211

第七节　三相异步电动机时间控制 211

一、单台电动机时间控制电路 212

二、两台电动机延时控制电路 212

第八节　三相异步电动机降压启动控制 213

一、定子串电阻降压启动控制 213

二、Y-△降压启动控制电路 214

二、制动控制电路 215

一、电动机制动控制的分类 215

第九节　三相异步电动机制动控制 215

第十节　交流电动机的调速控制 217

一、交流调速原理 217

二、交流调速方法 217

三、交流调速应用举例 219

第十一节　直流电动机 220

一、直流电动机的结构 220

二、直流电动机的工作原理 220

第十二节　直流电动机的正反转控制 221

一、控制原理 221

二、直流电动机的正反转控制 221

一、调速原理 222

第十三节　直流电动机的调速控制 222

三、直流电动机调速控制 223

二、调速指标 223

四、直流电动机调速举例 225

第十四节　步进电动机及其控制 226

一、步进电动机的工作原理 226

二、步进电动机的控制举例 228

三、控制过程原理 229

第十章　机电一体化控制技术 230

第一节　机电一体化控制技术概述 230

一、电气自动控制 230

二、PID控制技术 231

四、可编程序控制 232

三、计算机控制技术 232

第二节　PID控制技术 233

一、比例（P）控制 233

二、比例、积分（PI）控制 234

三、比例、积分、微分（PID）控制 234

四、PID控制应用举例 235

第三节　计算机控制技术 237

一、计算机控制的一般概念 237

二、计算机控制系统的组成 238

三、计算机控制系统的特点 239

四、计算机控制系统的类型 240

一、工业控制计算机的特点 241

第四节　工业控制计算机 241

二、工业控制计算机的分类 242

三、STD总线控制及应用举例 243

四、PC/AT总线工业控制计算机 247

第五节　可编程序控制器 251

一、可编程序控制器组成 252

二、可编程序控制器的主要功能 253

三、性能指标 254

四、可编程序控制器的特点 254

五、可编程序控制器的基本原理 256

六、编程原则 256

七、编程语言 258

八、编程方法 260

九、应用举例 261

第十一章　机电一体化检测与控制技术应用举例 264

第一节　具有语音功能的气敏传感器测试系统 264

一、气敏传感器 264

二、测量原理 264

三、系统硬件设计 265

四、系统软件设计 265

五、语音功能的实现 267

第二节　红外光火灾探测器 267

一、探测器的外形结构 267

二、发射电路 268

三、接收电路 268

一、电路组成 269

四、探测器的参数 269

第三节　10路温度巡回检测控制电路 269

二、检测控制原理 270

第四节　食物腐败变质的检测 270

一、食物腐败变质的机理 271

二、检测仪电路 271

三、检测方法与检测结果 273

第五节　台板套色印花机 273

一、产品用途 273

四、电动机规格容量 274

五、机器操作与运行 274

三、主要组成部分 274

二、主要规格及技术特征 274

六、电路工作原理分析 276

第六节　简易数控车床 279

一、数控机床概述 280

二、C620型简易数控车床简介 283

三、C620型数控车床编程 284

四、C620型数控车床的进给系统 290

五、本进给系统的优点 298

第七节 工业生产装配自动线 298

一、自动生产线概述 298

二、SMT表面贴装工艺生产自动线组成与特点 299

三、表面组装技术的工艺流程 300

四、SMT的装配与焊接工艺 303

五、污染物的清洗技术 308

六、焊接检测环节 310

第十二章　机电一体化机器人技术 312

第一节　机器人概述 312

一、机器人的类型 312

二、机器人的特征 313

三、机器人的进化过程 313

第二节　机器人传感器 317

一、视觉传感器 317

二、听觉传感器 317

三、接触觉传感器 319

四、压觉传感器 319

五、力觉传感器 320

六、接近觉传感器 321

七、滑觉传感器 322

八、感觉传感器 323

九、半导体彩色传感器 323

十、陀螺传感器 324

第三节　机器人的驱动与控制 324

一、控制系统 325

二、有线控制 325

三、无线遥控 326

四、机器人驱动 326

五、电源 327

一、机器人给社会、生活、工作带来了革命性的变化 328

第四节　机器人的应用 328

二、用于服务行业 329

三、防盗防火机器人 329

四、家政服务机器人 329

五、医疗福利机器人 330

六、消防灭火机器人 330

七、捕鱼机器人 330

八、摘果机器人 331

九、游戏机器人 331

第五节　工业机器人 331

一、工业机器人的结构与动作原理 331

二、机器人与自动化设备 332

三、工业机器人类型 333

第六节　工业机器人的应用 334

一、从繁重的体力劳动中把人解放出来 334

二、取件机器人 334

三、高温作业机器人 335

四、冲压机器人 335

五、焊接机器人 335

六、喷漆机器人 336

七、切削加工机器人 336

八、装配机器人 336

九、检查、测定机器人 337

十、测距机器人 338

习题与思考题 339

主要参考文献 343