目 录
出版者的话
译者序
前言
第一部分 概述
第1章 机械电子学导论1
1.1 什么是机械电子学1
1.1.1 机电一体化系统实例1
1.1.2 嵌入式系统2
1.2 设计流程2
1.2.1 传统的机械电子学设计3
1.3 系统4
1.3.1 系统建模4
1.3.2 连接系统5
1.4 测量系统5
1.5 控制系统6
1.5.1 反馈6
1.5.2 开环与闭环系统7
1.5.3 闭环系统的基本要素8
1.5.4 模拟和数字控制系统11
1.5.5 顺序控制器14
1.6 可编程逻辑控制器15
1.7 机电一体化系统的例子16
1.7.1 数码相机与自动对焦16
1.7.2 发动机管理系统17
1.7.3 MEMS和汽车安全气囊18
本章小结18
习题19
第二部分 传感器与信号调理
第2章 传感器和变送器21
2.1 传感器和变送器简介21
2.1.1 智能传感器21
2.2 性能术语22
2.2.1 静态和动态特性24
2.3 位移、位置和接近25
2.3.1 电位器传感器25
2.3.2 应变片26
2.3.3 电容元件27
2.3.4 差动变压器29
2.3.5 涡流式接近传感器30
2.3.6 电感式接近开关30
2.3.7 光学编码器30
2.3.8 气动传感器32
2.3.9 接近开关32
2.3.10 霍尔效应传感器33
2.4 速度和运动34
2.4.1 增量式编码器34
2.4.2 测速发电机34
2.4.3 热释电传感器35
2.5 力36
2.5.1 应变式称重传感器36
2.6 流体压力36
2.6.1 压电传感器38
2.6.2 触觉传感器39
2.7 液体流动39
2.7.1 孔板39
2.7.2 涡轮流量计40
2.8 液位40
2.8.1 浮块40
2.8.2 压差40
2.9 温度40
2.9.1 双金属片41
2.9.2 电阻温度检测器41
2.9.3 热敏电阻41
2.9.4 热敏二极管和晶体管42
2.9.5 热电偶42
2.10 光敏传感器44
2.11 传感器的选择45
2.12 通过开关输入数据45
2.12.1 消抖46
2.12.2 键盘47
本章小结47
习题47
第3章 信号调理50
3.1 信号调理简介50
3.1.1 信号调理流程50
3.2 运算放大器51
3.2.1 反相放大器51
3.2.2 同相放大器52
3.2.3 加法放大器52
3.2.4 积分和微分放大器53
3.2.5 差分放大器54
3.2.6 对数放大器56
3.2.7 比较器57
3.2.8 实际放大器58
3.3 保护59
3.4 滤波60
3.5 惠斯通电桥61
3.5.1 温度补偿62
3.5.2 热电偶补偿64
3.6 脉冲调制64
3.7 与信号相关的问题65
3.7.1 接地65
3.7.2 电磁干扰66
3.8 功率输送67
本章小结67
习题68
第4章 数字信号69
4.1 数字信号简介69
4.1.1 二进制数69
4.2 模拟信号和数字信号69
4.2.1 采样定理71
4.2.2 数模转换71
4.3 数模转换器和模数转换器71
4.3.1 DAC71
4.3.2 ADC73
4.3.3 采样和保持放大器76
4.4 多路复用器77
4.4.1 数字多路复用器77
4.4.2 时分多路复用78
4.5 数据采集78
4.5.1 数据精度79
4.5.2 错误检测的奇偶校验方法79
4.6 数字信号处理80
本章小结81
习题81
第5章 数字逻辑82
5.1 数字逻辑简介82
5.2 逻辑门82
5.2.1 AND门82
5.2.2 OR门83
5.2.3 NOT门84
5.2.4 NAND门84
5.2.5 NOR门85
5.2.6 XOR门85
5.2.7 逻辑门的组合86
5.2.8 逻辑系列与集成电路87
5.3 逻辑门的应用88
5.3.1 校验位发生器88
5.3.2 数字比较器88
5.3.3 编码器89
5.3.4 译码器89
5.4 时序逻辑93
5.4.1 触发器93
5.4.2 同步系统94
5.4.3 JK触发器95
5.4.4 D触发器96
5.4.5 寄存器97
5.4.6 555定时器97
本章小结98
习题98
第6章 数据显示系统100
6.1 显示方式100
6.1.1 负载效应100
6.2 数据显示元件101
6.2.1 模拟仪表和数字仪表101
6.2.2 模拟图记录仪101
6.2.3 阴极射线示波器101
6.2.4 视觉显示单元102
6.2.5 打印机103
6.3 磁记录104
6.3.1 磁记录码105
6.3.2 磁盘107
6.4 光学记录107
6.5 显示器108
6.5.1 发光二极管109
6.5.2 液晶显示器110
6.6 数据采集系统111
6.6.1 计算机与插件板111
6.6.2 数据记录器113
6.7 测量系统114
6.7.1 用于检测提起重量的称重传感器114
6.7.2 温度警报系统115
6.7.3 滑轮的角位置115
6.7.4 温度测量的二进制输出116
6.8 测试和校准116
6.8.1 校准117
本章小结118
习题118
第三部分 驱动
第7章 气动与液压驱动系统121
7.1 驱动系统121
7.2 气动与液压系统121
7.2.1 液压系统121
7.2.2 气动系统123
7.2.3 阀124
7.3 方向控制阀124
7.3.1 阀的符号125
7.3.2 先导阀126
7.3.3 单向阀127
7.4 压力控制阀127
7.5 缸体128
7.5.1 缸的顺序控制130
7.6 伺服和比例控制阀132
7.7 过程控制阀132
7.7.1 阀体和阀芯133
7.7.2 控制阀的尺寸计算135
7.7.3 流体控制系统举例135
7.8 旋转驱动器136
本章小结136
习题137
第8章 机械驱动系统139
8.1 机械系统139
8.2 运动类型139
8.2.1 自由度和约束140
8.2.2 负载141
8.3 运动链141
8.3.1 四杆链141
8.3.2 滑块曲柄机构142
8.4 凸轮143
8.5 齿轮145
8.5.1 齿轮系146
8.5.2 转动和平动的转换147
8.6 棘轮和棘爪147
8.7 带传动和链传动147
8.7.1 带的类型148
8.7.2 链传动149
8.8 轴承149
8.8.1 径向滑动轴承149
8.8.2 球轴承和滚柱轴承150
8.8.3 轴承的选择151
本章小结151
习题151
第9章 电气驱动系统153
9.1 电气系统153
9.2 机械开关153
9.2.1 继电器153
9.3 固态开关154
9.3.1 二极管155
9.3.2 晶闸管和三端双向可控硅元件155
9.3.3 双极型晶体管157
9.3.4 MOSFET159
9.4 螺线管159
9.5 直流电动机160
9.5.1 有刷直流电动机161
9.5.2 含励磁线圈的有刷直流电动机162
9.5.3 有刷直流电动机的控制163
9.5.4 无刷永磁直流电动机165
9.6 交流电动机167
9.7 步进电动机168
9.7.1 步进电动机技术参数169
9.7.2 步进电动机控制170
9.7.3 步进电动机的选择172
9.8 电动机选择173
9.8.1 惯量匹配173
9.8.2 转矩要求174
9.8.3 功率要求175
本章小结175
习题176
第四部分 微处理器系统
第10章 微处理器和微控制器177
10.1 控制177
10.2 微处理器系统177
10.2.1 总线177
10.2.2 微处理器179
10.2.3 存储器181
10.2.4 输入/输出183
10.2.5 系统示例184
10.3 微控制器186
10.3.1 摩托罗拉M68HC11187
10.3.2 Intel 8051191
10.3.3 Microchip微控制器193
10.3.4 Atmel AVR微控制器和Arduino198
10.3.5 选择微控制器200
10.4 应用200
10.4.1 温度测量系统201
10.4.2 家用洗衣机201
10.5 编程202
10.5.1 伪代码202
本章小结203
习题204
第11章 汇编语言205
......
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