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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