第1章 绪论 1
1.1 材料成形检测与控制的重要性 1
1.2 材料成形中经常检测与控制的物理量 1
1.3 本书的主要内容 2
第2章 材料成形及控制工程中常用的传感器 3
2.1 传感器的基本概念 3
2.1.1 传感器的定义与组成 3
2.1.2 传感器的分类 4
2.2 热电式传感器 5
2.2.1 热电偶 5
2.2.2 金属热电阻 10
2.2.3 热敏电阻 11
2.3 电阻式传感器 13
2.3.1 电位器式电阻传感器 13
2.3.2 应变式电阻传感器 15
2.4 电感式传感器 17
2.4.1 变磁阻式传感器 17
2.4.2 互感式传感器 19
2.4.3 电涡流式传感器 21
2.5 电容式传感器 22
2.5.1 基本工作原理 22
2.5.2 变间隙型电容式传感器 22
2.5.3 变极板面积型电容式传感器 23
2.5.4 变介质型电容式传感器 24
2.5.5 电容式传感器等效电路 24
2.6 压电式传感器 25
2.6.1 压电效应和压电材料 25
2.6.2 石英晶体的压电特性 26
2.6.3 压电陶瓷的压电现象 28
2.6.4 压电式传感器等效电路和测量电路 29
2.6.5 压电式传感器的应用 30
2.7 霍尔传感器 31
2.7.1 霍尔效应 31
2.7.2 霍尔元件的主要技术参数 33
2.7.3 霍尔传感器的应用 34
2.8 光电式传感器 34
2.8.1 光电效应传感器 35
2.8.2 CCD（电荷耦合器件）图像传感器 40
2.9 传感器的信号处理 42
2.10 传感器的适用原则 47
复习思考题 48
第3章 材料成形及控制工程中常用检测及显示技术 49
3.1 磁电动圈式仪表 49
3.1.1 磁电动圈式仪表的特点及分类 49
3.1.2 磁电动圈式仪表的结构及工作原理 49
3.1.3 磁电动圈式仪表的测量电路 53
3.1.4 磁电动圈式温度指示调节仪表的断偶保护电路 54
3.2 电位差计 55
3.2.1 手动平衡直流电位差计 56
3.2.2 自动平衡电子电位差计 59
3.3 温度的测量 62
3.3.1 测温方法的分类 62
3.3.2 热电偶测温 63
3.3.3 热电阻测温 71
3.4 电阻应变仪 77
3.4.1 电阻应变仪的分类 77
3.4.2 电阻应变仪的工作原理 78
3.4.3 电阻应变仪主要组成部分的作用及性能 79
3.4.4 常用电阻应变仪介绍 81
3.5 应力和应变的测量 83
3.5.1 应用应变片测量应力和应变 83
3.5.2 应变片的工作特性及其主要性能参数 84
3.5.3 应变片粘贴工艺 85
3.5.4 应用电阻应变片测试应力和应变 86
3.5.5 测点选择、布片和选片原则 90
3.6 数字式仪表 92
3.6.1 数字式仪表的特点及构成 92
3.6.2 数字式仪表构成环节的工作原理 93
3.6.3 虚拟仪器简介 96
复习思考题 97
第4章 材料成形及控制工程中常用的驱动控制技术 98
4.1 继电接触式控制系统 98
4.1.1 电气控制线路的图形符号和文字符号 98
4.1.2 电气原理图画法 101
4.1.3 笼型电动机的起动控制线路 101
4.1.4 电气控制线路设计基础 103
4.1.5 电气控制线路设计的基本规律 105
4.2 直流伺服电动机及其驱动控制技术 110
4.2.1 直流伺服电动机的分类及其结构 111
4.2.2 直流伺服电动机的特性 115
4.2.3 直流伺服电动机的转速控制方式 118
4.2.4 直流伺服电动机的驱动及调速 119
4.2.5 直流伺服电动机的选用 122
4.3 步进电动机及其驱动控制技术 123
4.3.1 反应式步进电动机的构造和工作原理 123
4.3.2 步进电动机的基本特性 127
4.3.3 步进电动机的驱动电源 133
4.3.4 步进电动机的选用 136
复习思考题 138
第5章 自动控制理论基础 139
5.1 自动控制系统的分类 139
5.1.1 按控制系统的工作原理来分类 139
5.1.2 按输入信号的变化规律来分类 140
5.1.3 按系统的特性来分类 140
5.1.4 按系统参数是否随时间而变化来分类 141
5.1.5 按系统信号的形式来分类 141
5.2 开环和闭环控制系统 142
5.3 控制系统的组成及对控制系统的要求 143
5.4 数学模型的分类及建立 145
5.4.1 数学模型的分类 145
5.4.2 数学模型的建立 146
5.5 拉普拉斯变换及传递函数的概念 147
5.5.1 拉普拉斯变换 147
5.5.2 传递函数的概念 151
5.6 典型环节及其传递函数 155
5.6.1 典型环节及其传递函数 155
5.6.2 机电系统 160
5.7 自动控制系统的框图及其变换 162
复习思考题 167
第6章 自动控制系统分析 170
6.1 自动控制系统时域分析 170
6.2 时域性能指标 172
6.3 一阶系统分析 173
6.3.1 一阶系统的数学模型 173
6.3.2 一阶系统的单位阶跃响应 173
6.4 二阶系统分析 176
6.4.1 二阶系统的数学模型 176
6.4.2 二阶系统的单位阶跃响应 179
6.5 稳定性与代数判据 183
6.6 稳态误差分析 188
6.6.1 误差及稳态误差的定义 188
6.6.2 典型外作用下系统的稳态误差分析 189
6.6.3 稳态误差与开环放大系数的关系 192
6.7 速度控制系统分析 193
6.7.1 开环调速系统 193
6.7.2 转速负反馈闭环调速系统 194
6.7.3 电压负反馈直流调速系统 196
6.7.4 电流正反馈和补偿控制规律 197
6.7.5 电流补偿控制直流调速系统的数学模型和稳定条件 200
6.8 焊接电弧控制系统分析 201
6.8.1 等速送丝焊接电弧控制系统 201
6.8.2 均匀调节电弧控制系统 204
复习思考题 206
第7章 液压传动元器件 208
7.1 液压传动的工作原理、系统组成 208
7.2 液压泵的工作原理、分类以及主要性能参数 210
7.2.1 液压泵的工作原理和分类 210
7.2.2 液压泵的性能参数 211
7.2.3 液压泵的实际工作压力 212
7.3 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵 213
7.3.1 齿轮泵 213
7.3.2 叶片泵 215
7.3.3 柱塞泵 217
7.4 双作用单、双活塞杆式液压缸 218
7.4.1 双作用单杆活塞液压缸的工作原理及特点 220
7.4.2 双作用双杆活塞液压缸 221
7.4.3 柱塞液压缸 221
7.5 单、双叶片式摆动液压缸及增压液压缸 222
7.5.1 单叶片摆动液压缸 222
7.5.2 双叶片摆动液压缸 222
7.5.3 增压液压缸 223
7.6 液压阀的分类 224
7.7 方向控制阀 224
7.7.1 单向阀 225
7.7.2 换向阀 226
7.8 压力控制阀 234
7.8.1 溢流阀 234
7.8.2 减压阀 237
7.8.3 顺序阀 238
7.8.4 平衡阀 239
7.8.5 卸荷阀 240
7.8.6 压力继电器 241
7.9 流量控制阀 241
7.9.1 节流口的形式 241
7.9.2 节流口的流量特性 243
7.9.3 调速阀 244
复习思考题 245
第8章 液压基本回路 247
8.1 压力控制回路 247
8.1.1 调压回路 247
8.1.2 保压回路 249
8.1.3 增压回路 250
8.1.4 减压回路 250
8.1.5 卸荷回路 251
8.2 速度控制回路 253
8.2.1 调速回路 253
8.2.2 增速回路 258
8.2.3 速度换接回路 260
8.3 多缸工作回路 261
8.3.1 同步回路 261
8.3.2 顺序动作回路 263
8.3.3 其他多缸回路 265
复习思考题 267
参考文献 268