第一章 机电一体化概述 1
第一节 机电一体化的基本概念 1
一、机电一体化的定义 1
二、机电一体化的产生 1
三、机电一体化的内容 2
四、机电一体化产品的特点 2
五、机电一体化的组成 2
第二节 机电一体化的相关技术 3
一、机械技术 3
二、检测与传感器技术 3
三、信息处理技术 3
四、自动控制技术 4
五、伺服驱动技术 4
六、接口技术 4
七、监控与诊断技术 5
八、柔性制造系统(FMS) 5
九、系统总体技术 5
第三节 机电一体化产品 5
一、数控机械类 6
二、电子设备类 6
三、机电结合类 6
四、电液伺服类 6
五、信息控制类 6
第四节 机电一体化产品的开发设计 6
一、开发新产品的意义 6
二、机电一体化产品的基本设计思路 7
三、方案的市场调查与论证 7
四、机电一体化产品的设计原则与方法 8
五、整机与部件的设计 15
六、样机试制与试验 16
七、设计定型 16
第五节 机电一体化的现状与发展 16
一、机电一体化的现状 16
二、机电一体化的发展前景 17
第二章 误差测量分析处理 20
第一节 测量误差 20
一、误差测量中的基本概念 20
二、测量误差分类 22
三、误差的表示方法 24
四、容许误差 26
第二节 测量误差产生的原因 27
一、仪器误差 27
二、使用误差 28
三、环境误差 28
四、人身误差 28
五、方法误差 28
第三节 测量数据处理 29
一、有效数字 29
二、数字舍入原则 30
三、测量结果的表示法 30
四、有效数字运算 30
第四节 随机误差分析 31
一、随机误差测量数据的有关计算公式 32
二、随机误差的正态分布 33
三、随机误差的特性 33
四、置信区间与置信概率 33
第五节 系统误差分析 34
一、系统误差的分类及产生原因 34
二、系统误差的判断 35
三、系统误差的消除方法 36
四、消除系统误差的典型测量电路 37
第六节系统误差合成 38
一、随机误差的合成 38
二、系统误差的合成 38
三、随机误差与系统误差的合成 40
四、误差结果表示法 40
第三章 电量测量仪器仪表 42
第一节 电量测量仪器仪表的基础知识 42
一、电量测量仪表的分类 42
二、指示仪表 42
第二节 磁电系仪表 45
一、磁电系测量机构的一般结构 45
二、磁电系测量机构的工作原理 46
三、磁电系电压表与电流表 46
第三节 电磁系仪表 47
一、电磁系测量机构的结构 47
二、电磁系测量机构的工作原理 48
第四节 电动系仪表 49
一、电动系测量机构的结构 49
二、电动系测量机构的工作原理 49
三、电动系电压表、电流表和功率表 50
第五节 万用表 52
一、500型指针式万用表 53
二、HT2008型数字万用表 58
第六节低频信号发生器 60
一、低频信号发生器 60
二、信号源参考电路 61
第七节 毫伏表 62
一、概述 62
二、主要技术性能 63
三、使用说明 64
第四章 电量的测量 66
第一节 概述 66
一、测量的概念 66
二、测量的内容与特点 66
三、测量的方法与选择原则 67
第二节 时间的测量 68
一、时间的定义与标准 68
二、时间的测量 69
第三节 频率与周期的测量 70
一、频率的定义与标准频率 70
二、频率测量 70
第四节 电压与电流的测量 74
一、电压测量 74
二、电流测量 77
第五节 相位差的测量 78
一、测量原理与方法 78
二、示波器测量相位差 79
第六节 功率的测量 79
一、单相功率的测量 79
二、三相功率的测量 80
三、负载的功率因数测量 81
第七节 阻抗的测量 81
一、伏安法测量阻抗 81
二、电桥法测量阻抗 82
三、谐振法测量阻抗 83
第五章 非电量检测常用传感器 85
第一节 传感器的组成与分类 85
一、传感器的组成 85
二、传感器的分类 86
第二节 热电式传感器 87
一、热电阻 87
二、铂电阻 88
三、铜电阻 89
四、其他热电阻 89
五、热敏电阻 89
六、热电偶 92
第三节 压力传感器 96
一、电阻应变式传感器 96
二、电容式传感器 98
三、压电式传感器 100
四、电感式传感器 104
第四节 气敏传感器 108
一、气敏传感器分类与特点 108
二、气敏传感器的转换机理 110
三、气敏传感器的主要参数 111
四、气敏传感器检测应用举例——有害气体检测报警器 112
五、气敏元件应用注意事项 113
第五节 湿敏传感器 113
一、概述 113
二、半导体陶瓷湿敏传感器 114
三、高分子湿敏传感器 116
四、湿敏传感器的应用举例 117
第六节 机械式传感器 118
一、机械式传感器的类型及作用 118
二、压力位移机械式传感器 118
三、微型探测开关传感器 119
四、接近开关传感器及在工业检测控制中的应用 119
第七节 智能传感器 121
一、智能传感器概述 121
二、智能传感器的功能与特点 123
三、智能传感器实现的途径与发展研究方向 123
四、智能传感器的应用 126
第六章 非电量参数的测量 128
第一节 压力的测量 128
一、概述 128
二、压力敏感元件 129
三、压力的测量 130
第二节 流量的测量 131
一、概述 131
二、差压式流量计测量 131
三、转子流量计测量 132
四、涡轮流量计测量 133
五、核辐射流量计 134
第三节 物位的测量 134
一、概述 134
二、浮力式液位测量仪表 135
三、沉筒式液位变送器 135
四、电学式物位检测仪 135
第四节 温度的测量 137
一、温度测量基础 137
二、测温仪表与测温方式 138
三、温度测量举例 138
第五节 湿度的测量 139
一、湿度检测器 139
二、粮食湿度检测器 139
三、湿度测量报警器 140
第六节 气体烟雾检测器 141
一、工作原理 141
二、元器件选择 142
三、安装调试 142
第七章 现代检测技术 143
第一节 现代检测技术概述 143
一、概述 143
二、测量方法 144
三、测量系统 147
第二节 核辐射检测技术 149
一、核辐射源 149
二、核辐射的特性 150
三、核辐射传感器 152
四、应用举例——核辐射测厚仪 154
第三节 超声波检测技术 154
一、超声波的传播特性 155
二、超声波的物理特性 156
三、超声波传感器 157
四、超声波传感器的基本特性 159
五、超声波检测举例 160
第四节 红外辐射检测技术 161
一、红外线 161
二、红外辐射的三大定律 162
三、红外线探测器 163
四、人体红外探测器 164
第五节 激光检测技术 164
一、激光产生的机理 164
二、激光的特性 165
三、激光器的类型 166
四、激光的用途 166
五、激光探测器的应用举例 167
六、激光测云仪 169
第六节 光导纤维检测技术 169
一、光导纤维的结构和分类 169
二、光纤传感器类型与原理 171
三、光纤传感器调制原理 172
四、光纤传感器的特点 173
五、光导纤维传感器检测技术应用 174
第八章 机电一体化接口技术 176
第一节 机电一体化接口的分类特点 176
一、接口的分类 176
二、接口的功能 177
三、接口的特点 177
第二节 常用接口电路 178
一、纸带阅读机接口 178
二、键盘及其接口 179
三、LED显示器及其接口 180
四、机床I/O接口 182
五、异步通信接口 183
第三节 计算机与接口技术 184
一、MCS-51单片机 185
二、MCS-51单片机的系统总线及接口技术 187
第四节 A/D转换与计算机接口 188
一、A/D转换 188
二、A/D转换与计算机接口 191
第五节 D/A转换与计算机接口 193
一、D/A转换 193
二、D/A转换器与计算机接口 195
第六节 开关量I/O接口 198
一、开关信号输入接口 198
二、开关信号输出接口 199
第九章 电动机控制技术 201
第一节 三相交流异步电动机 201
一、三相异步电动机的结构 201
二、三相异步电动机的工作原理 201
三、三相异步电动机的使用 202
第二节 元器件选择与参数计算 203
一、熔断器的选择 203
二、三相交流电动机的选择 204
三、交流接触器的选择 205
四、热继电器的选择 205
五、按钮的选择 205
六、时间继电器的选择 206
七、行程开关的选择 206
第三节 三相异步电动机点动与连续运行控制 206
一、电路中常用元器件介绍 206
二、电路控制原理 207
第四节 三相异步电动机顺序控制 208
一、电路组成 208
二、顺序控制原理 208
第五节 三相异步电动机的正反转控制电路 209
一、电路组成 209
二、正、反转控制原理 210
三、双重互锁控制电路 210
第六节 三相异步电动机行程控制 210
一、行程开关 211
二、行程控制电路原理 211
第七节 三相异步电动机时间控制 211
一、单台电动机时间控制电路 212
二、两台电动机延时控制电路 212
第八节 三相异步电动机降压启动控制 213
一、定子串电阻降压启动控制 213
二、Y-△降压启动控制电路 214
第九节 三相异步电动机制动控制 215
一、电动机制动控制的分类 215
二、制动控制电路 215
第十节 交流电动机的调速控制 217
一、交流调速原理 217
二、交流调速方法 217
三、交流调速应用举例 219
第十一节 直流电动机 220
一、直流电动机的结构 220
二、直流电动机的工作原理 220
第十二节 直流电动机的正反转控制 221
一、控制原理 221
二、直流电动机的正反转控制 221
第十三节 直流电动机的调速控制 222
一、调速原理 222
二、调速指标 223
三、直流电动机调速控制 223
四、直流电动机调速举例 225
第十四节 步进电动机及其控制 226
一、步进电动机的工作原理 226
二、步进电动机的控制举例 228
三、控制过程原理 229
第十章 机电一体化控制技术 230
第一节 机电一体化控制技术概述 230
一、电气自动控制 230
二、PID控制技术 231
三、计算机控制技术 232
四、可编程序控制 232
第二节 PID控制技术 233
一、比例(P)控制 233
二、比例、积分(PI)控制 234
三、比例、积分、微分(PID)控制 234
四、PID控制应用举例 235
第三节 计算机控制技术 237
一、计算机控制的一般概念 237
二、计算机控制系统的组成 238
三、计算机控制系统的特点 239
四、计算机控制系统的类型 240
第四节 工业控制计算机 241
一、工业控制计算机的特点 241
二、工业控制计算机的分类 242
三、STD总线控制及应用举例 243
四、PC/AT总线工业控制计算机 247
第五节 可编程序控制器 251
一、可编程序控制器组成 252
二、可编程序控制器的主要功能 253
三、性能指标 254
四、可编程序控制器的特点 254
五、可编程序控制器的基本原理 256
六、编程原则 256
七、编程语言 258
八、编程方法 260
九、应用举例 261
第十一章 机电一体化检测与控制技术应用举例 264
第一节 具有语音功能的气敏传感器测试系统 264
一、气敏传感器 264
二、测量原理 264
三、系统硬件设计 265
四、系统软件设计 265
五、语音功能的实现 267
第二节 红外光火灾探测器 267
一、探测器的外形结构 267
二、发射电路 268
三、接收电路 268
四、探测器的参数 269
第三节 10路温度巡回检测控制电路 269
一、电路组成 269
二、检测控制原理 270
第四节 食物腐败变质的检测 270
一、食物腐败变质的机理 271
二、检测仪电路 271
三、检测方法与检测结果 273
第五节 台板套色印花机 273
一、产品用途 273
二、主要规格及技术特征 274
三、主要组成部分 274
四、电动机规格容量 274
五、机器操作与运行 274
六、电路工作原理分析 276
第六节 简易数控车床 279
一、数控机床概述 280
二、C620型简易数控车床简介 283
三、C620型数控车床编程 284
四、C620型数控车床的进给系统 290
五、本进给系统的优点 298
第七节 工业生产装配自动线 298
一、自动生产线概述 298
二、SMT表面贴装工艺生产自动线组成与特点 299
三、表面组装技术的工艺流程 300
四、SMT的装配与焊接工艺 303
五、污染物的清洗技术 308
六、焊接检测环节 310
第十二章 机电一体化机器人技术 312
第一节 机器人概述 312
一、机器人的类型 312
二、机器人的特征 313
三、机器人的进化过程 313
第二节 机器人传感器 317
一、视觉传感器 317
二、听觉传感器 317
三、接触觉传感器319
四、压觉传感器 319
五、力觉传感器 320
六、接近觉传感器 321
七、滑觉传感器 322
八、感觉传感器 323
九、半导体彩色传感器 323
十、陀螺传感器 324
第三节 机器人的驱动与控制 324
一、控制系统 325
二、有线控制 325
三、无线遥控 326
四、机器人驱动 326
五、电源 327
第四节 机器人的应用 328
一、机器人给社会、生活、工作带来了革命性的变化 328
二、用于服务行业 329
三、防盗防火机器人 329
四、家政服务机器人 329
五、医疗福利机器人 330
六、消防灭火机器人 330
七、捕鱼机器人 330
八、摘果机器人 331
九、游戏机器人 331
第五节 工业机器人 331
一、工业机器人的结构与动作原理 331
二、机器人与自动化设备 332
三、工业机器人类型 333
第六节 工业机器人的应用 334
一、从繁重的体力劳动中把人解放出来 334
二、取件机器人 334
三、高温作业机器人 335
四、冲压机器人 335
五、焊接机器人 335
六、喷漆机器人 336
七、切削加工机器人 336
八、装配机器人 336
九、检查、测定机器人 337
十、测距机器人 338
习题与思考题339
主要参考文献3432100433B
