第1章 绪论 1
1.1 测试技术概述 1
1.2 测量方法及其分类 1
1.3 测量仪表和测量系统 3
1.3.1 测量仪表的功能与特性 3
1.3.2 测量系统的组成与特点 4
1.3.3 测量系统的主要技术性能指标 5
1.4 测试技术在材料成形中的应用 6
1.4.1 材料成形测试技术的任务 6
1.4.2 材料成形测试技术经常测试的参数 7
第2章 常用传感器及其变换原理 8
2.1 概述 8
2.1.1 传感器的定义 8
2.1.2 传感器的分类 9
2.1.3 传感器的命名法 10
2.1.4 传感器的性能及要求 11
2.1.5 传感器的发展趋势 15
2.2 电阻式传感器 15
2.2.1 电阻应变片 16
2.2.2 热电阻及热敏电阻 24
2.2.3 压阻式传感器 30
2.2.4 气敏电阻 31
2.2.5 光敏电阻 31
2.3 电容式传感器 32
2.3.1 电容式传感器的工作原理 32
2.3.2 电容式传感器的测量转换电路 36
2.3.3 电容式传感器的特点 36
2.3.4 电容式传感器的应用 36
2.4 电感式传感器 37
2.4.1 电感式传感器的工作原理 37
2.4.2 电感计算及特性分析 39
2.4.3 测量电路和传感器灵敏度 44
2.5 压磁式传感器 48
2.5.1 压磁效应 48
2.5.2 压磁式传感器的结构及工作原理 48
2.5.3 冲片形状 49
2.5.4 激励安匝数的选择 50
2.5.5 压磁式传感器的特点及应用 50
2.6 压电式传感器 50
2.6.1 压电效应与压电材料 50
2.6.2 压电元件常用的结构形式 51
2.6.3 压电式传感器及其等效电路 52
2.7 磁电式传感器 52
2.7.1 恒磁通式传感器 52
2.7.2 变磁通式传感器 53
2.8 光电式传感器 54
2.8.1 光电效应及光电器件 54
2.8.2 光电式传感器的形式 56
2.8.3 光电式传感器的应用 56
2.9 霍尔元件传感器 57
2.10 激光式传感器 59
2.10.1 激光式传感器简介 59
2.10.2 激光式传感器的应用 59
2.10.3 激光式传感器的发展前景 59
2.11 CCD图像传感器 59
2.11.1 CCD的主要特性 60
2.11.2 像增强器与CCD的耦合 60
2.11.3 CCD图像传感器的发展趋势 61
习题 62
第3章 传感器接口电路 63
3.1 传感器输出信号的特点及处理方法 63
3.1.1 传感器输出信号的特点 63
3.1.2 传感器输出信号的处理方法 64
3.2 传感器与检测电路的一般结构形式 64
3.3 阻抗匹配器 65
3.4 电桥电路 66
3.4.1 直流电桥 67
3.4.2 交流电桥 69
3.5 放大电路 70
3.5.1 反相放大器 70
3.5.2 同相放大器 71
3.5.3 差动放大器 71
3.5.4 电荷放大器 72
3.5.5 传感器与放大电路配接示例 73
3.6 传感器信号中噪声的抑制 75
3.6.1 噪声产生的原因 75
3.6.2 噪声的抑制方法 75
3.7 传感器与微型计算机的连接 78
3.7.1 传感器与微型计算机结合的重要性 78
3.7.2 检测信号在输入微型计算机前的处理 78
3.7.3 A/D接口电路 80
3.7.4 模拟多路转换器与采样保持电路 82
3.7.5 电压／频率转换电路 82
3.7.6 动态应变数据采集分析系统 83
习题 84
第4章 力参数的测量 85
4.1 应力应变的测量 85
4.1.1 应力应变的关系 85
4.1.2 单一变形时应变的测量 87
4.1.3 复合变形时某一应变成分的测量 92
4.2 轧制压力的测量 94
4.2.1 应力测量法 95
4.2.2 传感器测量法 97
4.3 金属塑性变形抗力的测量 107
4.3.1 热变形抗力的测量 107
4.3.2 冷变形抗力的测量 108
4.4 扭矩的测量 108
4.4.1 对集电装置的技术要求 109
4.4.2 拉线式集电装置 109
4.4.3 电刷式集电装置 110
4.4.4 采用集电装置时的组桥 111
4.4.5 扭矩的标定 112
4.5 其他力学参数的测量 114
4.5.1 轧件张力的测量 114
4.5.2 挤压力的测量 117
4.5.3 拉拔力的测量 117
4.5.4 残余应力的测量 118
4.5.5 压力机机身应力的测量 119
习题 120
第5章 电动机电参数和转速的测量 121
5.1 直流电动机电参数的测量 121
5.1.1 直流电动机的结构和工作原理 121
5.1.2 直流电动机电压、电流的测量 122
5.1.3 直流电动机功率的测量 126
5.2 交流电动机电参数的测量 127
5.2.1 交流电动机的结构和工作原理 127
5.2.2 交流电动机电压、电流的测量 127
5.2.3 交流电动机功率的测量 129
5.3 电动机转速的测量 130
5.3.1 日光灯法测速 131
5.3.2 闪频法测速 131
5.3.3 光电数字测速 132
5.3.4 电容式转速传感器测速 137
5.3.5 示波器测速 138
习题 139
第6章 温度的测量 140
6.1 温度测量方法 140
6.1.1 温标 140
6.1.2 温度的标定 141
6.1.3 温度测量方法的分类 142
6.2 热电偶温度计 143
6.2.1 热电偶测温原理 143
6.2.2 热电偶测温基本定律 145
6.2.3 冷端补偿方法 147
6.2.4 常用热电偶的种类和结构 149
6.2.5 热电动势的测量方法 153
6.2.6 热电偶安装使用的注意事项 154
6.3 辐射温度计 154
6.3.1 热辐射的基本概念 155
6.3.2 热辐射的基本定律 156
6.3.3 辐射温度计的分类及应用 158
6.4 红外温度计 159
6.5 光导纤维温度计 159
6.5.1 物性型光导纤维温度计 160
6.5.2 结构型光导纤维温度计 160
6.6 材料成形生产中的温度测量 161
习题 162
第7章 轧制过程在线检测 163
7.1 带钢厚度的检测 163
7.1.1 射线式测厚仪的工作原理 163
7.1.2 X射线测厚 164
7.1.3 β射线测厚 165
7.1.4 γ射线测厚 166
7.2 带钢宽度的检测 166
7.2.1 热轧带钢板宽度的测定方法 166
7.2.2 冷轧带钢板宽度的测定方法 167
7.3 带钢长度的检测 169
7.3.1 激光测长仪的结构和原理 169
7.3.2 激光测长仪的应用 170
7.4 带钢板形的检测 170
7.4.1 带钢板形的概念及缺陷 171
7.4.2 板形检测技术 174
7.5 辊缝的检测 177
7.5.1 概述 177
7.5.2 SGF型辊缝测量仪的工作原理 178
7.6 轧件位置的检测 179
7.7 板材切头形状的检测 181
7.8 带钢表面缺陷的检测 182
7.8.1 带钢表面检测系统 182
7.8.2 带钢表面缺陷的测定和分类方法 185
7.9 型钢生产过程中的自动检测 186
7.9.1 轧件尺寸的在线检测 186
7.9.2 轧件位置的检测 191
习题 191
第8章 成形件的无损检测 192
8.1 射线探伤 192
8.1.1 射线探伤的分类 192
8.1.2 射线探伤的原理 192
8.1.3 射线探伤设备 192
8.1.4 X射线照相检测技术 193
8.1.5 应用实例 194
8.2 超声波探伤 195
8.2.1 超声波探伤的分类 195
8.2.2 超声波探伤的原理 195
8.2.3 超声波探伤设备 195
8.2.4 超声波探伤仪的校准 195
8.2.5 应用实例 198
8.3 磁力探伤 199
8.3.1 磁力探伤的分类 199
8.3.2 磁粉探伤的原理 199
8.3.3 工件的磁化及退磁方法 200
8.3.4 磁粉探伤设备的选择 201
8.3.5 磁粉检测方法 201
8.3.6 应用实例 201
8.4 渗透探伤 202
8.4.1 渗透探伤的分类 202
8.4.2 渗透探伤的原理及步骤 202
8.4.3 渗透探伤设备 202
8.4.4 应用实例 203
8.5 涡流探伤 203
8.5.1 涡流探伤的原理 203
8.5.2 涡流探伤设备 204
8.5.3 涡流探伤的特点 204
8.5.4 应用实例 204
习题 204
参考文献 205