定 價：40 元
叢書名：21世紀全國高等院校材料類創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材
- 作者：石德全 ，高桂麗 編
- 出版時間：2010/8/1
- ISBN：9787301176382
- 出 版 社：北京大學出版社
- 中圖法分類：TG3
- 頁碼：349
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《熱加工測控技術》對熱加工（鑄造、鍛造、焊接和熱處理）領域中的自動檢測和控制技術進行了系統(tǒng)的介紹，全書共分12章，第1～7章為熱加工領域中常用檢測技術，第8～11章為自動控制技術，第12章以實例的形式給出了自動檢測與控制技術在熱加工領域中的應用，具體包括電測量的基礎知識、常用傳感器、溫度測量技術、常用顯示和記錄儀表、流體流量及壓力檢測技術、熱分析測試技術、微機檢測系統(tǒng)的輸入／輸出通道、自動控制系統(tǒng)基礎、控制規(guī)律和控制器、執(zhí)行器、熱加工中的智能控制技術概論及自動檢測與控制技術在熱加工領域中的應用。在《熱加工測控技術》編寫過程中，編者力求理論聯(lián)系實際，突出實際應用，通過大量工程實際應用案例對理論加以闡述，增強學生對相關知識點的理解和掌握；書中給出形式多樣的綜合習題和閱讀材料供學生參考，以便于學生鞏固所學知識，同時拓寬視野。
《熱加工測控技術》可作為全國高等院校材料成型與控制工程專業(yè)和金屬材料工程專業(yè)的本科教材；由于《熱加工測控技術》收集了很多實用性和工程性很強的應用實例，因此，也可作為從事熱加工測試與控制的工程技術人員的參考書。
新穎：編寫體例新穎：借鑒優(yōu)秀教材特別是國外精品教材的寫作思路和方法，圖文并茂，活潑新穎。書中設置導入案例、閱讀材料和應用案例等多種模塊，并配備大量實物圖和實景圖，并輔以示意圖進行介紹，增強教材的可讀性，激發(fā)學生的學習興趣。 知識內(nèi)容新穎：充分反映學科新理論、新技術、新材料和新工藝，體現(xiàn)最新教學改革成果，并將學科發(fā)展趨勢和前沿研究內(nèi)容以閱讀材料的方式介紹給學生，增強教材內(nèi)容的延展性，有效拓展學生的知識面。 實用：知識體系實用：以學生就業(yè)所需專業(yè)知識和操作技能為著眼點，著重講解應用型人才培養(yǎng)所需的技能。理論講解簡單實用，重視實踐環(huán)節(jié)，強化實際操作訓練，培養(yǎng)學生的職業(yè)意識和職業(yè)能力。讓學生學而有用，學而能用。 內(nèi)容編排實用：以學生為本，緊緊抓住學生專業(yè)學習的動力點，并充分考慮學生的認知過程，結合不同的工程實例深入淺出地進行講解，案例分析和習題設置注重啟發(fā)性，強調(diào)鍛煉學生的思維能力和運用知識解決問題的能力。
本書是為我國高等院校材料成型與控制工程專業(yè)和金屬材料工程專業(yè)本科生而編寫的創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材。編寫的指導思想是適當降低理論深度，增強實際應用，力求將熱加工領域中自動檢測與控制技術的相關理論與工程實際應用相結合，用更新、更準、更多的工程應用實例和科學研究結果來闡述問題。
熱加工測控技術主要研究熱加工（鑄造、鍛造、焊接和熱處理）過程中有關參量的檢測原理與方法，進而通過一定的控制算法使其參量保持在最佳狀態(tài)，達到最優(yōu)控制的目的。自動檢測與控制技術在熱加工領域中占有重要地位，測控技術的完善和發(fā)展將推動著熱加工技術的不斷進步。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，原鑄造、鍛造、焊接和熱處理等已自成體系，相對較為獨立，但以講授金屬材料熱加工成型內(nèi)容為主，包括各自的測控技術，學習知識面較窄。而進入21世紀，隨著我國高等教育的發(fā)展和高等教育的大眾化，為了滿足社會發(fā)展對人才的需求，新的材料成型與控制工程專業(yè)和金屬材料工程專業(yè)的知識內(nèi)容覆蓋了原鑄造、鍛造、焊接和熱處理等，并出現(xiàn)了多種培養(yǎng)人才的高等教育模式。其中，工程創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的課程體系改革的趨勢為縮減理論學時，強化實踐。因此，編寫適合于當前教學改革要求的“熱加工測控技術”教材，是培養(yǎng)工程創(chuàng)新應用型人才的迫切之需。
本書吸收了編者長期進行工程創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的教學與教改實踐經(jīng)驗，參考了大量的文獻、工程應用實例及科學研究成果，注重理論聯(lián)系實際，結合工程應用實例和科研成果來闡述理論。
全書共分12章。第1章主要介紹電測量的基礎知識，為學習以后知識打下基礎。第2章主要闡述了熱加工領域中常用的傳感器，重點對應變式傳感器、差動電感式傳感器、壓電式傳感器和霍爾傳感器進行了介紹。第3章主要介紹溫度測量技術，這是本書的重點，因此，獨立成章介紹。其中熱電偶和熱電阻測溫技術是熱加工領域中最為重要也是最為常用的測溫方法，該章對這兩種方法進行了重點闡述。除此之外，該章還對其他測溫方法（膨脹式、輻射測溫和集成溫度傳感器測溫）進行了闡述。第4章主要介紹常用的顯示和記錄儀表，包括磁電動圈式儀表、直流電位差計、自動平衡記錄儀、數(shù)字式顯示儀表和無紙記錄儀。第5章主要介紹流體流量及壓力的檢測技術，分別闡述了畢托管流量計、渦街流量計、渦輪流量計、電磁流量計和浮子流量計，并介紹了流量計的選用原則；根據(jù)壓力計的不同分類分別闡述了活塞壓力計、彈性壓力計和真空計（壓縮式、熱傳導式和電離式）。第6章主要介紹熱分析測試技術，主要闡述了鑄造熱分析法、熱重法、差熱分析和差示掃描量熱法。第7章主要介紹微機檢測系統(tǒng)的輸入／輸出通道的組成和基本電路，同時闡述了A／D和D／A轉(zhuǎn)換器的工作原理。第8章主要介紹自動控制系統(tǒng)基礎知識，包括組成、工作過程、過渡過程和評價指標以及對自動控制系統(tǒng)的要求。
第1章 電測量的基礎知識
1.1 測量的基本概念
1.2 測量誤差
1.2.1 測量誤差的分類
1.2.2 測量誤差的表示方法
1.2.3 測量結果的評定指標
1.3 常見信號及分類
1.3.1 常見信號類型
1.3.2 信號的傳遞形式
1.3.3 信號的標準化
1.4 電測量系統(tǒng)的分類和組成
1.4.1 單參數(shù)電測量系統(tǒng)
1.4.2 多參數(shù)電測量系統(tǒng)
1.4.3 遙測系統(tǒng)
1.5 電測量系統(tǒng)的基本特性
1.5.I電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性
1.5.2 電測量系統(tǒng)的動態(tài)特性
1.5.3 電測量系統(tǒng)的動態(tài)性能指標
1.6 常用測量電路
1.6.1 電橋電路
1.6.2 放大器
1.6.3 濾波電路
1.6.4 電流／電壓轉(zhuǎn)換電路
1.6.5 相敏檢波電路
小結
綜合習題
第2章 常用傳感器
2.1 傳感器概述
2.1.1 傳感器的定義及組成
2.1.2 傳感器的分類
2.1.3 對傳感器的要求
2.1.4 傳感器的發(fā)展方向
2.2 電阻式傳感器
2.2.1 電位器式傳感器
2.2.2 電阻應變式傳感器
2.2.3 電阻式傳感器應用舉例
2.3 電容式傳感器
2.3.1 電容式傳感器的工作原理
2.3.2 電容式傳感器的基本類型
2.3.3 電容式傳感器的測量電路
2.4 電感式傳感器
2.4.1 自感式傳感器
2.4.2 互感式傳感器
2.4.3 渦流式傳感器
2.5 電動勢式傳感器
2.5.1 磁電式傳感器
2.5.2 壓電式傳感器
2.5.3 光電式傳感器
2.6 霍爾傳感器
2.6.1 霍爾效應
2.6.2 霍爾元件的結構及測量電路
2.6.3 霍爾元件的主要特性參數(shù)
2.6.4 霍爾元件的誤差及補償
小結
綜合習題
第3章 溫度測量技術
3.1 溫度測量技術概述
3.1.1 溫度與溫標
3.1.2 溫度計標定
3.1.3 測溫傳感器分類
3.2 熱膨脹式溫度計
3.3 熱電偶測溫技術
3.3.1 熱電偶的測溫原理
3.3.2 熱電偶測溫的基本定律
3.3.3 熱電偶的冷端溫度補償方法
3.3.4 熱電偶的類型和結構
3.3.5 熱電偶測溫的線路連接方式
3.3.6 熱電偶的安裝和使用注意事項
3.4 熱電阻測溫技術
3.4.1 熱電阻測溫的基本原理
3.4.2 常用熱電阻
3.4.3 熱電阻的接線方式
3.5 輻射式測溫技術
3.5.1 輻射測溫的物理基礎
3.5.2 輻射式測溫儀表
3.6 集成溫度傳感器
小結
綜合習題
第4章 常用顯示和記錄儀表
4.1 磁電動圈式儀表
4.1.1 磁電動圈式儀表的結構和工作原理
4.1.2 動圈式儀表使用時應注意的問題
4.2 直流電位差計
4.2.1 直流電位差計的組成和工作原理
4.2.2 直流電位差計的線路
4.2.3 直流電位差計的分類及精度等級
4.3 自動平衡記錄儀
4.3.1 自動平衡記錄儀的結構和工作原理
4.3.2 自動平衡記錄儀的測量電路垂
4.3.3 自動平衡記錄儀的校驗
4.4 數(shù)字式顯示儀表
4.4.1 數(shù)字式顯示儀表的組成原理
4.4.2 數(shù)字式顯示儀表舉例
4.4.3 微機化數(shù)字顯示儀表
4.5 無紙記錄儀
4.5.1 無紙記錄儀的基本結構
4.5.2 記錄儀的界面顯示
小結
綜合習題
第5章 流體流量及壓力檢測技術
5.1 流體流量及流量計的分類
5.1.1 流量的概念
5.1.2 流量計分類
5.2 常用流量計
5.2.1 畢托管流量計
5.2.2 渦街流量計
5.2.3 渦輪流量計
5.2.4 電磁流量計
5.2.5 浮子流量計
5.3 流量計的選用
5.4 流體壓力及壓力測量方法分類
5.4.1 壓力的概念
5.4.2 壓力測量方法分類
5.5 常用壓力計
5.5.1 液柱式壓力計
5.5.2 活塞式壓力計
5.5.3 彈性壓力計
5.5.4 真空計
5.6 壓力計的選擇和使用
小結
綜合習題
第6章 熱分析測試技術
6.1 概述
6.2 鑄造熱分析法
6.2.1 鑄造熱分析法的基本原理
6.2.2 鑄造熱分析測試裝置的基本構成
6.2.3 鑄造熱分析法的應用
6.3 熱重法
6.3.1 熱重法的基本原理
6.3.2 影響熱重曲線的因素
6.3.3 熱重法的應用
6.4 差熱分析
6.4.1 差熱分析的基本原理
6.4.2 影響DTLA曲線的因素
6.4.3 差熱分析的應用
6.5 差示掃描量熱法
6.5.1 差示掃描量熱法的基本原理
6.5.2 影響差示掃描量熱曲線的因素
6.5.3 差示掃描量熱法的應用
小結
綜合習題
第7章 微機檢測系統(tǒng)的輸入／輸出通道
7.1 輸入通道
7.1.1 輸入通道的基本結構
7.1.2 輸入通道的基本電路
7.2 輸出通道
7.2.1 輸出通道的基本結構
7.2.2 輸出通道的基本電路
7.3 微機檢測系統(tǒng)輸入／輸出通道設計實例
7.3.1 設計要求
7.3.2 主計算機的選擇
7.3.3 輸入通道的設計
7.3.4 輸出通道設計
小結
綜合習題
第8章 自動控制系統(tǒng)基礎
8.1 自動控制系統(tǒng)的組成
8.2 自動控制系統(tǒng)的分類
8.3 自動控制系統(tǒng)的工作過程
8.3.1 開環(huán)控制系統(tǒng)
8.3.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)
8.3.3 復合控制系統(tǒng)
8.4 自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標
8.4.1 自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)
8.4.2 自動控制系統(tǒng)的過渡過程
8.4.3 自動控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標
8.4.4 影響過渡過程品質(zhì)指標的主要因素
8.5 對自動控制系統(tǒng)的要求
小結
綜合習題
第9章 控制規(guī)律和控制器
9.1 控制器的控制規(guī)律
9.1.1 位式控制規(guī)律
9.1.2 比例控制規(guī)律
9.1.3 積分控制和比例積分控制規(guī)律
9.1.4 微分控制和比例微分控制規(guī)律
9.1.5 模擬PID控制規(guī)律
9.1.6 數(shù)字PID控制算法
9.2 控制器的參數(shù)整定方法
9.2.1 臨界比例度法
9.2.2 衰減曲線法
9.2.3 擴充響應曲線法
9.2.4 經(jīng)驗湊試法
9.3 PID控制實例——直線電動機的數(shù)字PID控制
9.3.1 控制系統(tǒng)的組成
9.3.2 PID控制算法的選取
9.3.3 PID參數(shù)的自整定
9.4 模擬控制器
9.4.1 模擬控制器的基本結構
9.4.2 DDZ一Ⅲ型電動控制器
9.5 數(shù)字控制器
9.5.1 數(shù)字控制器的主要特點
9.5.2 數(shù)字控制器的基本構成
9.5.3 KMM數(shù)字控制器簡介
9.6 可編程邏輯控制器
9.6.1 PLC的基本組成
9.6.2 PLC的等效電路
9.6.3 PLC的基本工作原理
9.6.4 PLC的編程語言
9.6.5 PI￡控制在鑄造中的應用
小結
綜合習題
第10章 執(zhí)行器
10.1 氣動執(zhí)行器
10.1.1 氣動執(zhí)行器的結構和分類
10.1.2 控制閥的流量特性
10.1.3 控制閥的選擇
10.2 電動執(zhí)行器
10.3 氣動閥門定位器
10.4 電一氣轉(zhuǎn)換器和電一氣閥門定位器
小結
綜合習題
第11章 熱加工中的智能控制技術概論
11.1 智能控制簡介
11.2 模糊控制
11.2.1 模糊控制系統(tǒng)的基本結構
11.2.2 模糊控制器的沒計方法
11.2.3 模糊控制在熱加工中的應用——爐溫模糊控制系統(tǒng)
11.3 專家系統(tǒng)及專家控制系統(tǒng)
11.3.1 專家系統(tǒng)
11.3.2 專家控制系統(tǒng)
11.3.3 專家系統(tǒng)在鑄造中的應用
11.4 神經(jīng)網(wǎng)絡控制
11.4.1 神經(jīng)元模型
11.4.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡
11.4.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡的應用型砂質(zhì)量的控制
小結
綜合習題
第12章 自動檢測與控制技術在熱加工領域中的應用
12.1 鑄造過程的自動檢測與控制
12.1.1 沖天爐熔煉過程的自動檢測與控制
12.1.2 低壓鑄造過程自動控制
12.2 鍛造過程的自動檢測與控制
12.2.1 熱模鍛自動控制
12.2.2 自由鍛造自動控制
12.3 焊接過程的自動檢測與控制
12.3.1 脈沖GTAW過程的自動控制
12.3.2 TIG焊機的自動控制
12.4 熱處理工藝參數(shù)的自動控制
12.4.1 溫度的控制
12.4.2 可控氣氛碳勢的自動控制
小結
綜合習題
附錄
參考文獻
所謂信號，是指為了傳遞信息而使用的量。其中包括實際存在于自然界中的各種物理量，也包括為了傳遞信息而人工設置的各種信號（如文字、標記等）。
在熱加工測控技術中僅需考慮那些利用電、磁、光、聲、熱、輻射、流體、機械以及各種化學能來傳遞信息的信號。根據(jù)信息一能量理論，在測量裝置中傳遞信息的工具是能量流。如果沒有能量進入測量裝置的輸入端，則測量信息的傳遞過程是不可能實現(xiàn)的。在工業(yè)檢測中，攜帶有被測信息的被測信號，可能具有各種各樣的能量形式。如熱氣，一般是非電量，其進入測量裝置的輸人端后，必須轉(zhuǎn)變成便于測量、轉(zhuǎn)換、傳輸和顯示的能量形式。也就是說，在測量系統(tǒng)中流動的信號，并不是原始的被測信號，而是與被測信號呈一定單值函數(shù)關系的信號，兩者的能量形式很可能是不相同的�，F(xiàn)將測量系統(tǒng)中流動的常見信號種類和傳遞形式簡要介紹如下。1.3.1 常見信號類型
作用于測量裝置輸入端的被測信號，通常要轉(zhuǎn)換成以下幾種便于傳輸和顯示的信號。
1.位移信號
位移信號包括直線位移和角位移兩種形式，它屬于一種機械信號。在測量力、壓力、質(zhì)量、振動等物理量時，通常都首先把它們轉(zhuǎn)換成位移量，然后再做進一步處理。如當被測參數(shù)是力或壓力時，可以通過適當?shù)膹椥栽D(zhuǎn)換成位移。在測量系統(tǒng)中，位移信號可利用杠桿、齒輪副等機構進行機械放大和傳送，也可以利用一定的元件轉(zhuǎn)換為氣壓信號或轉(zhuǎn)換成為電信號。
2.壓力信號
壓力信號包括氣壓信號和液壓信號，熱加工過程中主要是氣壓信號。在氣動檢測系統(tǒng)中，以凈化的恒壓空氣為能源，氣動傳感器將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為與之相適應的氣壓信號。在測量系統(tǒng)中，氣壓信號可以通過氣動功率放大器放大，也可通過氣動計算單元進行加、減、乘、除、開方等數(shù)學運算，還可輸送給顯示單元進行指示、記錄、報警或用于自動調(diào)節(jié)，采用氣一電轉(zhuǎn)換器，可將氣壓信號轉(zhuǎn)換成電信號。
3.電氣信號
常用的電氣信號有電壓信號、電流信號、阻抗信號和頻率信號。
電氣信號可以遠距離傳遞，便于和計算機連接，易于實現(xiàn)檢測自動化，而且響應速度快。因此，將被測的非電參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號進行測量的方法應用越來越廣，并已逐漸形成一個重要分支。將被測參數(shù)的變化直接或間接地轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器，近年來也發(fā)展很快。
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