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第1章 绪论1

1.1 测试技术概述1

1.2 测量方法及其分类1

1.3 测量仪表和测量系统3

1.3.1 测量仪表的功能与特性3

1.3.2 测量系统的组成与特点4

1.3.3 测量系统的主要技术性能指标5

1.4 测试技术在材料成形中的应用6

1.4.1 材料成形测试技术的任务6

1.4.2 材料成形测试技术经常测试的参数7

第2章 常用传感器及其变换原理8

2.1 概述8

2.1.1 传感器的定义8

2.1.2 传感器的分类9

2.1.3 传感器的命名法10

2.1.4 传感器的性能及要求11

2.1.5 传感器的发展趋势15

2.2 电阻式传感器15

2.2.1 电阻应变片16

2.2.2 热电阻及热敏电阻24

2.2.3 压阻式传感器30

2.2.4 气敏电阻31

2.2.5 光敏电阻31

2.3 电容式传感器32

2.3.1 电容式传感器的工作原理32

2.3.2 电容式传感器的测量转换电路36

2.3.3 电容式传感器的特点36

2.3.4 电容式传感器的应用36

2.4 电感式传感器37

2.4.1 电感式传感器的工作原理37

2.4.2 电感计算及特性分析39

2.4.3 测量电路和传感器灵敏度44

2.5 压磁式传感器48

2.5.1 压磁效应48

2.5.2 压磁式传感器的结构及工作原理48

2.5.3 冲片形状49

2.5.4 激励安匝数的选择50

2.5.5 压磁式传感器的特点及应用50

2.6 压电式传感器50

2.6.1 压电效应与压电材料50

2.6.2 压电元件常用的结构形式51

2.6.3 压电式传感器及其等效电路52

2.7 磁电式传感器52

2.7.1 恒磁通式传感器52

2.7.2 变磁通式传感器53

2.8 光电式传感器54

2.8.1 光电效应及光电器件54

2.8.2 光电式传感器的形式56

2.8.3 光电式传感器的应用56

2.9 霍尔元件传感器57

2.10 激光式传感器59

2.10.1 激光式传感器简介59

2.10.2 激光式传感器的应用59

2.10.3 激光式传感器的发展前景59

2.11 CCD图像传感器59

2.11.1 CCD的主要特性60

2.11.2 像增强器与CCD的耦合60

2.11.3 CCD图像传感器的发展趋势61

习题62

第3章 传感器接口电路63

3.1 传感器输出信号的特点及处理方法63

3.1.1 传感器输出信号的特点63

3.1.2 传感器输出信号的处理方法64

3.2 传感器与检测电路的一般结构形式64

3.3 阻抗匹配器65

3.4 电桥电路66

3.4.1 直流电桥67

3.4.2 交流电桥69

3.5 放大电路70

3.5.1 反相放大器70

3.5.2 同相放大器71

3.5.3 差动放大器71

3.5.4 电荷放大器72

3.5.5 传感器与放大电路配接示例73

3.6 传感器信号中噪声的抑制75

3.6.1 噪声产生的原因75

3.6.2 噪声的抑制方法75

3.7 传感器与微型计算机的连接78

3.7.1 传感器与微型计算机结合的重要性78

3.7.2 检测信号在输入微型计算机前的处理78

3.7.3 A/D接口电路80

3.7.4 模拟多路转换器与采样保持电路82

3.7.5 电压／频率转换电路82

3.7.6 动态应变数据采集分析系统83

习题84

第4章 力参数的测量85

4.1 应力应变的测量85

4.1.1 应力应变的关系85

4.1.2 单一变形时应变的测量87

4.1.3 复合变形时某一应变成分的测量92

4.2 轧制压力的测量94

4.2.1 应力测量法95

4.2.2 传感器测量法97

4.3 金属塑性变形抗力的测量107

4.3.1 热变形抗力的测量107

4.3.2 冷变形抗力的测量108

4.4 扭矩的测量108

4.4.1 对集电装置的技术要求109

4.4.2 拉线式集电装置109

4.4.3 电刷式集电装置110

4.4.4 采用集电装置时的组桥111

4.4.5 扭矩的标定112

4.5 其他力学参数的测量114

4.5.1 轧件张力的测量114

4.5.2 挤压力的测量117

4.5.3 拉拔力的测量117

4.5.4 残余应力的测量118

4.5.5 压力机机身应力的测量119

习题120

第5章 电动机电参数和转速的测量121

5.1 直流电动机电参数的测量121

5.1.1 直流电动机的结构和工作原理121

5.1.2 直流电动机电压、电流的测量122

5.1.3 直流电动机功率的测量126

5.2 交流电动机电参数的测量127

5.2.1 交流电动机的结构和工作原理127

5.2.2 交流电动机电压、电流的测量127

5.2.3 交流电动机功率的测量129

5.3 电动机转速的测量130

5.3.1 日光灯法测速131

5.3.2 闪频法测速131

5.3.3 光电数字测速132

5.3.4 电容式转速传感器测速137

5.3.5 示波器测速138

习题139

第6章 温度的测量140

6.1 温度测量方法140

6.1.1 温标140

6.1.2 温度的标定141

6.1.3 温度测量方法的分类142

6.2 热电偶温度计143

6.2.1 热电偶测温原理143

6.2.2 热电偶测温基本定律145

6.2.3 冷端补偿方法147

6.2.4 常用热电偶的种类和结构149

6.2.5 热电动势的测量方法153

6.2.6 热电偶安装使用的注意事项154

6.3 辐射温度计154

6.3.1 热辐射的基本概念155

6.3.2 热辐射的基本定律156

6.3.3 辐射温度计的分类及应用158

6.4 红外温度计159

6.5 光导纤维温度计159

6.5.1 物性型光导纤维温度计160

6.5.2 结构型光导纤维温度计160

6.6 材料成形生产中的温度测量161

习题162

第7章 轧制过程在线检测163

7.1 带钢厚度的检测163

7.1.1 射线式测厚仪的工作原理163

7.1.2 X射线测厚164

7.1.3 β射线测厚165

7.1.4 γ射线测厚166

7.2 带钢宽度的检测166

7.2.1 热轧带钢板宽度的测定方法166

7.2.2 冷轧带钢板宽度的测定方法167

7.3 带钢长度的检测169

7.3.1 激光测长仪的结构和原理169

7.3.2 激光测长仪的应用170

7.4 带钢板形的检测170

7.4.1 带钢板形的概念及缺陷171

7.4.2 板形检测技术174

7.5 辊缝的检测177

7.5.1 概述177

7.5.2 SGF型辊缝测量仪的工作原理178

7.6 轧件位置的检测179

7.7 板材切头形状的检测181

7.8 带钢表面缺陷的检测182

7.8.1 带钢表面检测系统182

7.8.2 带钢表面缺陷的测定和分类方法185

7.9 型钢生产过程中的自动检测186

7.9.1 轧件尺寸的在线检测186

7.9.2 轧件位置的检测191

习题191

第8章 成形件的无损检测192

8.1 射线探伤192

8.1.1 射线探伤的分类192

8.1.2 射线探伤的原理192

8.1.3 射线探伤设备192

8.1.4 X射线照相检测技术193

8.1.5 应用实例194

8.2 超声波探伤195

8.2.1 超声波探伤的分类195

8.2.2 超声波探伤的原理195

8.2.3 超声波探伤设备195

8.2.4 超声波探伤仪的校准195

8.2.5 应用实例198

8.3 磁力探伤199

8.3.1 磁力探伤的分类199

8.3.2 磁粉探伤的原理199

8.3.3 工件的磁化及退磁方法200

8.3.4 磁粉探伤设备的选择201

8.3.5 磁粉检测方法201

8.3.6 应用实例201

8.4 渗透探伤202

8.4.1 渗透探伤的分类202

8.4.2 渗透探伤的原理及步骤202

8.4.3 渗透探伤设备202

8.4.4 应用实例203

8.5 涡流探伤203

8.5.1 涡流探伤的原理203

8.5.2 涡流探伤设备204

8.5.3 涡流探伤的特点204

8.5.4 应用实例204

习题204

参考文献205