機電一體化與測量系統（原書第4版）

《機電一體化與測量系統（原書第4版）》是2018年7月機械工業出版社出版的圖書，作者是（美）戴維 G.阿爾恰托雷（David G. Alciatore）、（美）麥可 B.希斯坦德。

基本介紹

• 中文名：機電一體化與測量系統（原書第4版）
• 作者：（美）戴維 G.阿爾恰托雷（David G. Alciatore）、（美）麥可 B.希斯坦德
• ISBN：9787111601463
• 定價：99元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2018年7月
• 開本：16開

內容簡介

本書在對機電一體化各個領域的基礎知識進行精闢全面的介紹之外，系統論述了有關微控制器編程、數據採集、感測器、執行器以及機電一體化系統的控制體系等方面的問題，增加了機電系統架構及案例內容。書中每章都引入了課堂討論項目和設計實例，有利於讀者對所學內容的深入思考和運用。本書可作為高等院校現代儀器和測量、電氣和機械工程以及機電一體化等相關專業的教材及教學參考書，同時也可供從事相關專業技術工作的廣大工程技術人員閱讀參考。

圖書目錄

出版者的話

譯者序

前言

第1章　引言1

1.1　機電一體化1

1.2　測量系統3

1.3　漸進設計實例4

參考文獻7

第2章　電路和元器件8

2.1　引言8

2.2　基本電氣元件10

2.2.1　電阻10

2.2.2　電容12

2.2.3　電感13

2.3　基爾霍夫定律14

2.3.1　串聯電阻電路15

2.3.2　並聯電阻電路16

2.4　電壓源、電流源和儀表18

2.5　戴維南和諾頓等效電路21

2.6　交流電路的分析22

2.7　電路中的功率26

2.8　變壓器27

2.9　阻抗匹配28

2.10　注意事項29

2.10.1　電容信息29

2.10.2　麵包板和原型建議30

2.10.3　電壓和電流的測量32

2.10.4　焊接32

2.10.5　示波器34

2.10.6　接地和電氣干擾35

2.10.7　電氣安全37

問題和練習38

參考文獻42

第3章　半導體電子器件43

3.1　引言43

3.2　半導體物理是理解電子器件的基礎43

3.3　結型二極體44

3.3.1　齊納二極體47

3.3.2　穩壓器50

3.3.3　光敏二極體51

3.3.4　二極體電路分析52

3.4　雙極型電晶體53

3.4.1　雙極型電晶體物理特性53

3.4.2　共射極電晶體電路54

3.4.3　雙極型電晶體開關57

3.4.4　雙極型電晶體的封裝59

3.4.5　達林頓電晶體59

3.4.6　光敏電晶體和光隔離器59

3.5　場效應電晶體60

3.5.1　場效應電晶體的特性61

3.5.2　場效應電晶體的符號表示62

3.5.3　MOSFET的套用63

問題和練習64

參考文獻68

第4章　系統回響69

4.1　系統回響簡介69

4.2　幅值線性度70

4.3　信號的傅立葉級數表示70

4.4　頻寬和頻率回響73

4.5　相位線性度76

4.6　信號失真76

4.7　系統的動態特性77

4.8　零階系統78

4.9　一階系統79

4.10　二階系統81

4.10.1　二階系統的階躍回響83

4.10.2　系統的頻率回響84

4.11　系統建模與分析88

問題和練習91

參考文獻94

第5章　使用運算放大器的模擬信號處理95

5.1　引言95

5.2　放大器96

5.3　運算放大器96

5.4　運算放大器的理想模型97

5.5　反相放大器99

5.6　同相放大器100

5.7　加法器102

5.8　差分放大器102

5.9　測量放大器103

5.10　積分器104

5.11　微分器105

5.12　採樣和保持電路105

5.13　比較器106

5.14　實際的運算放大器106

問題和練習113

參考文獻116

第6章　數字電路117

6.1　引言117

6.2　數字表示118

6.3　組合邏輯與邏輯分類120

6.4　時序圖122

6.5　布爾代數122

6.6　邏輯網路設計124

6.6.1　用文字定義問題124

6.6.2　寫出偽邏輯語句125

6.6.3　寫出布爾表達式125

6.6.4　邏輯與實現125

6.6.5　繪製電路圖125

6.7　確定真值表對應的布爾表達式126

6.8　時序邏輯128

6.9　觸發器128

6.9.1　觸發器的觸發129

6.9.2　異步輸入130

6.9.3　D觸發器130

6.9.4　JK觸發器131

6.10　觸發器的套用132

6.10.1　消除開關抖動132

6.10.2　數據暫存器133

6.10.3　二進制計數器和分頻器133

6.10.4　串列和並行接口134

6.11　TTL和CMOS積體電路134

6.11.1　使用製造商IC數據手冊136

6.11.2　數字積體電路的輸出配置139

6.11.3　TTL和CMOS器件的接口139

6.12　專用數字積體電路140

6.12.1　十進制計數器140

6.12.2　施密特觸發器143

6.12.3　555定時器143

6.13　積體電路系統設計146

問題和練習149

參考文獻154

第7章　微控制器編程和接口155

7.1　微處理器和微型計算機155

7.2　微控制器157

7.3　PIC16F84微控制器159

7.4　PIC編程161

7.5　PicBasic Pro165

7.5.1　PicBasic Pro編程基礎165

7.5.2　PicBasic編程示例171

7.6　使用中斷179

7.7　連線常見的PIC外圍設備182

7.7.1　數字鍵盤182

7.7.2　液晶顯示器184

7.8　與PIC的連線187

7.8.1　PIC數字輸入的連線188

7.8.2　PIC的數字輸出190

7.9　基於微控制器系統的設計方法190

7.10　實際套用的注意事項210

7.10.1　PIC項目的調試過程211

7.10.2　PIC的電源211

7.10.3　電池特性213

7.10.4　其他項目原型和設計方面的注意事項214

問題和練習215

參考文獻216

第8章　數據採集217

8.1　引言217

8.2　量化理論220

8.3　模數轉換221

8.3.1　引言221

8.3.2　模數轉換器223

8.4　數模轉換225

8.5　虛擬儀器、數據採集和控制227

8.6　實際套用中的注意事項228

8.6.1　LabVIEW程式概述229

8.6.2　USB 6009數據採集卡230

8.6.3　創建一個VI和採樣音樂232

問題和練習235

參考文獻235

第9章　感測器236

9.1　引言236

9.2　位置和速度測量237

9.2.1　接近感測器和開關237

9.2.2　電位器239

9.2.3　線性可變差動變壓器239

9.2.4　數字光電編碼器241

9.3　應力與應變測量246

9.3.1　電阻應變計246

9.3.2　採用惠斯頓電橋測量電阻的變化249

9.3.3　應變計測量不同狀態下的應力251

9.3.4　負載感測器測力254

9.4　溫度測量255

9.4.1　玻璃管液體溫度計256

9.4.2　雙金屬片256

9.4.3　電阻溫度計256

9.4.4　熱電偶256

9.5　振動和加速度測量260

9.6　壓力和流量測量265

9.7　半導體感測器和微機電裝置265

問題和練習266

參考文獻268

第10章　執行器269

10.1　引言269

10.2　電磁原理270

10.3　電磁線圈和繼電器270

10.4　電動機271

10.5　直流電動機275

10.5.1　直流電動機的電氣方程276

10.5.2　永磁直流電動機的動態方程277

10.5.3　永磁直流電動機電氣控制278

10.6　步進電動機282

10.7　選擇電動機289

10.8　液壓系統292

10.8.1　液壓閥293

10.8.2　液壓執行器295

10.9　氣動系統295

問題和練習296

參考文獻297

第11章　機電一體化系統——控制架構和案例研究298

11.1　引言298

11.2　控制架構299

11.2.1　模擬電路299

11.2.2　數字電路299

11.2.3　可程式序邏輯控制器299

11.2.4　微控制器和數位訊號處理器300

11.2.5　單板計算機301

11.2.6　個人計算機301

11.3　控制理論簡介301

11.3.1　電樞可控直流電動機301

11.3.2　開環回響303

11.3.3　直流電動機的反饋控制303

11.3.4　控制器經驗設計306

11.3.5　控制器的實現306

11.3.6　結論307

11.4　案例研究1——肌電控制機械手臂308

11.5　案例研究2——硬幣計數器的設計316

11.6　案例研究3——機器人步行機的機電一體化設計323

11.7　各種機電一體化系統的示例327

問題和練習327

參考文獻327

附錄A　測量基礎328

附錄B　物理原理337

附錄C　材料力學340