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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