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第1章 电测量的基础知识 1

1．1 测量的基本概念 3

1．2 测量误差 3

1．2．1 测量误差的分类 3

1．2．2 测量误差的表示方法 4

1．2．3 测量结果的评定指标 6

1．3 常见信号及分类 7

1．3．1 常见信号类型 7

1．3．2 信号的传递形式 8

1．3．3 信号的标准化 8

1．4 电测量系统的分类和组成 8

1．4．1 单参数电测量系统 9

1．4．2 多参数电测量系统 9

1．4．3 遥测系统 9

1．5 电测量系统的基本特性 10

1．5．1 电测量系统的静态特性 10

1．5．2 电测量系统的动态特性 14

1．5．3 电测量系统的动态性能指标 16

1．6 常用测量电路 17

1．6．1 电桥电路 17

1．6．2 放大器 20

1．6．3 滤波电路 22

1．6．4 电流／电压转换电路 22

1．6．5 相敏检波电路 23

小结 24

综合习题 24

第2章 常用传感器 26

2．1 传感器概述 28

2．1．1 传感器的定义及组成 28

2．1．2 传感器的分类 29

2．1．3 对传感器的要求 30

2．1．4 传感器的发展方向 30

2．2 电阻式传感器 31

2．2．1 电位器式传感器 31

2．2．2 电阻应变式传感器 35

2．2．3 电阻式传感器应用举例 41

2．3 电容式传感器 42

2．3．1 电容式传感器的工作原理 42

2．3．2 电容式传感器的基本类型 42

2．3．3 电容式传感器的测量电路 45

2．4 电感式传感器 47

2．4．1 自感式传感器 47

2．4．2 互感式传感器 50

2．4．3 涡流式传感器 54

2．5 电动势式传感器 55

2．5．1 磁电式传感器 55

2．5．2 压电式传感器 57

2．5．3 光电式传感器 63

2．6 霍尔传感器 66

2．6．1 霍尔效应 66

2．6．2 霍尔元件的结构及测量电路 67

2．6．3 霍尔元件的主要特性参数 68

2．6．4 霍尔元件的误差及补偿 68

小结 69

综合习题 71

第3章 温度测量技术 73

3．1 温度测量技术概述 75

3．1．1 温度与温标 75

3．1．2 温度计标定 76

3．1．3 测温传感器分类 77

3．2 热膨胀式温度计 78

3．3 热电偶测温技术 79

3．3．1 热电偶的测温原理 80

3．3．2 热电偶测温的基本定律 81

3．3．3 热电偶的冷端温度补偿方法 83

3．3．4 热电偶的类型和结构 85

3．3．5 热电偶测温的线路连接方式 91

3．3．6 热电偶的安装和使用注意事项 92

3．4 热电阻测温技术 94

3．4．1 热电阻测温的基本原理 94

3．4．2 常用热电阻 96

3．4．3 热电阻的接线方式 97

3．5 辐射式测温技术 98

3．5．1 辐射测温的物理基础 98

3．5．2 辐射式测温仪表 99

3．6 集成温度传感器 104

小结 106

综合习题 107

第4章 常用显示和记录仪表 109

4．1 磁电动圈式仪表 111

4．1．1 磁电动圈式仪表的结构和工作原理 112

4．1．2 动圈式仪表使用时应注意的问题 115

4．2 直流电位差计 115

4．2．1 直流电位差计的组成和工作原理 116

4．2．2 直流电位差计的线路 116

4．2．3 直流电位差计的分类及精度等级 118

4．3 自动平衡记录仪 118

4．3．1 自动平衡记录仪的结构和工作原理 118

4．3．2 自动平衡记录仪的测量电路 119

4．3．3 自动平衡记录仪的校验 121

4．4 数字式显示仪表 121

4．4．1 数字式显示仪表的组成和原理 122

4．4．2 数字式显示仪表举例 123

4．4．3 微机化数字显示仪表 123

4．5 无纸记录仪 124

4．5．1 无纸记录仪的基本结构 124

4．5．2 记录仪的界面显示 125

小结 126

综合习题 127

第5章 流体流量及压力检测技术 128

5．1 流体流量及流量计的分类 129

5．1．1 流量的概念 129

5．1．2 流量计分类 130

5．2 常用流量计 131

5．2．1 毕托管流量计 131

5．2．2 涡街流量计 132

5．2．3 涡轮流量计 132

5．2．4 电磁流量计 133

5．2．5 浮子流量计 134

5．3 流量计的选用 135

5．4 流体压力及压力测量方法分类 135

5．4．1 压力的概念 135

5．4．2 压力测量方法分类 136

5．5 常用压力计 136

5．5．1 液柱式压力计 136

5．5．2 活塞式压力计 137

5．5．3 弹性压力计 139

5．5．4 真空计 140

5．6 压力计的选择和使用 143

小结 144

综合习题 145

第6章 热分析测试技术 147

6．1 概述 149

6．2 铸造热分析法 150

6．2．1 铸造热分析法的基本原理 150

6．2．2 铸造热分析测试装置的基本构成 151

6．2．3 铸造热分析法的应用 153

6．3 热重法 155

6．3．1 热重法的基本原理 155

6．3．2 影响热重曲线的因素 157

6．3．3 热重法的应用 159

6．4 差热分析 160

6．4．1 差热分析的基本原理 160

6．4．2 影响DTA曲线的因素 163

6．4．3 差热分析的应用 165

6．5 差示扫描量热法 168

6．5．1 差示扫描量热法的基本原理 168

6．5．2 影响差示扫描量热曲线的因素 169

6．5．3 差示扫描量热法的应用 169

小结 172

综合习题 173

第7章 微机检测系统的输入／输出通道 175

7．1 输入通道 177

7．1．1 输入通道的基本结构 177

7．1．2 输入通道的基本电路 178

7．2 输出通道 186

7．2．1 输出通道的基本结构 186

7．2．2 输出通道的基本电路 188

7．3 微机检测系统输入／输出通道设计实例 193

7．3．1 设计要求 193

7．3．2 主计算机的选择 193

7．3．3 输入通道的设计 193

7．3．4 输出通道设计 195

小结 195

综合习题 196

第8章 自动控制系统基础 198

8．1 自动控制系统的组成 200

8．2 自动控制系统的分类 201

8．3 自动控制系统的工作过程 202

8．3．1 开环控制系统 202

8．3．2 闭环控制系统 203

8．3．3 复合控制系统 204

8．4 自动控制系统的过渡过程和品质指标 204

8．4．1 自动控制系统的静态与动态 204

8．4．2 自动控制系统的过渡过程 205

8．4．3 自动控制系统的品质指标 206

8．4．4 影响过渡过程品质指标的主要因素 207

8．5 对自动控制系统的要求 207

小结 208

综合习题 208

第9章 控制规律和控制器 211

9．1 控制器的控制规律 213

9．1．1 位式控制规律 213

9．1．2 比例控制规律 214

9．1．3 积分控制和比例积分控制规律 216

9．1．4 微分控制和比例微分控制规律 218

9．1．5 模拟PID控制规律 220

9．1．6 数字PID控制算法 222

9．2 控制器的参数整定方法 226

9．2．1 临界比例度法 226

9．2．2 衰减曲线法 227

9．2．3 扩充响应曲线法 227

9．2．4 经验凑试法 228

9．3 PID控制实例——直线电动机的数字PID控制 229

9．3．1 控制系统的组成 229

9．3．2 PID控制算法的选取 230

9．3．3 PID参数的自整定 230

9．4 模拟控制器 231

9．4．1 模拟控制器的基本结构 231

9．4．2 DDZ—Ⅲ型电动控制器 232

9．5 数字控制器 237

9．5．1 数字控制器的主要特点 237

9．5．2 数字控制器的基本构成 238

9．5．3 KMM数字控制器简介 239

9．6 可编程逻辑控制器 241

9．6．1 PLC的基本组成 241

9．6．2 PLC的等效电路 243

9．6．3 PLC的基本工作原理 244

9．6．4 PLC的编程语言 245

9．6．5 PLC控制在铸造中的应用 246

小结 250

综合习题 251

第10章 执行器 254

10．1 气动执行器 256

10．1．1 气动执行器的结构和分类 256

10．1．2 控制阀的流量特性 258

10．1．3 控制阀的选择 260

10．2 电动执行器 262

10．3 气动阀门定位器 264

10．4 电-气转换器和电-气阀门定位器 265

小结 267

综合习题 267

第11章 热加工中的智能控制技术概论 269

11．1 智能控制简介 270

11．2 模糊控制 271

11．2．1 模糊控制系统的基本结构 272

11．2．2 模糊控制器的方法 273

11．2．3 模糊控制在热加工中的应用——炉温模糊控制系统 277

11．3 专家系统及专家控制系统 279

11．3．1 专家系统 280

11．3．2 专家控制系统 283

11．3．3 专家系统在铸造中的应用 285

11．4 神经网络控制 287

11．4．1 神经元模型 288

11．4．2 人工神经网络 289

11．4．3 人工神经网络的应用——型砂质量的控制 291

小结 293

综合习题 293

第12章 自动检测与控制技术在热加工领域中的应用 296

12．1 铸造过程的自动检测与控制 298

12．1．1 冲天炉熔炼过程的自动检测与控制 298

12．1．2 低压铸造过程自动控制 305

12．2 锻造过程的自动检测与控制 310

12．2．1 热模锻自动控制 310

12．2．2 自由锻造自动控制 314

12．3 焊接过程的自动检测与控制 319

12．3．1 脉冲GTAW过程的自动控制 319

12．3．2 TIG焊机的自动控制 322

12．4 热处理工艺参数的自动控制 324

12．4．1 温度的控制 324

12．4．2 可控气氛碳势的自动控制 326

小结 328

综合习题 329

附录 331

参考文献 348