材料成形过程检测及控制-上海理工大学课程中心展示系统.doc

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1、上海理工大学 本科理论类课程教学大纲材料成形过程检测及控制课程负责人：程宏斌开课部门：材料学院编写时间： 2010年5月课程代码26000060学分3总学时48理论学时42实验(实践)学时6上机学时0课程英文名称Process System Identification and Simulation课程性质通识课程 学科基础 专业课程面向对象材料成形与控制工程专业前修课程 或要求电工学、自动控制理论、工程数学等一、课程内容简介金属及非金属材料的加工过程是一个复杂的物理、化学过程。在这个过程中，尤其是在热加工过程中，常常伴随着温度、压力、转速、位移、真空度、磁场、电流、电压等多种物理参数的变化。

2、在加工过程中，准确地检测和控制这些物理参数的变化，以保证产品质量的稳定，是材料加工过程的主要目的之一。本课程共分十章，前五章分别介绍了温度的检测、力与应变的测量、真空度的测量、位移及转速的测量、磁场的测量；第六章讲述检测信号微机处理系统的输入输出； 第七章主要介绍材料加工控制系统的执行机构；第八、第九章分别介绍了材料加工过程的单片机控制和可编程控制器控制；最后介绍检测与控制系统的电磁骚扰与兼容。二、教学目标通过本课程的学习，使学生掌握材料加工工艺过程检测与控制的基础理论、基本知识、基本方法及相关的实验技能，使其能够根据材料加工工艺过程的要求，正确检测温度、力、真空度、位移、转速以及磁场等相关的

3、物理量，并对工艺过程进行自动控制。三、教学方式利用多媒体教学方式，提高学生的理解和学习兴趣。配以形象生动的立体图形讲授教学内容，以板书和多媒体结合的方式，加深学生印象，增强理解。四、学时分配教学内容讲课实验(实践)上机其它小计一1温度的检测44二2力与应变的测量44三3真空度的测量22四4位移及转速的测量44五5磁场的测量22六6检测信号微机处理系统的输入与输出44七7材料加工控制系统的执行机构44八8材料加工过程的单片机控制66九9材料加工过程的PLC控制66十10.材料加工过程的智能控制44十一11检测控制系统的电磁骚扰与兼容22温度检测实验22应力应变测量实验22温度调节与控制实验22合

4、计42648五、教学内容与要求通过本课程的学习，应达到以下基本要求：1温度的检测了解温度测量的理论基础，掌握热电偶、热电阻测温技术，了解辐射测温，温度检测电路及测温仪表，智能仪表测温原理。2力与应变的测量了解应变式传感器、压阻式传感器、压电式传感器、压磁式传感器测量电路，了解应力与应变的测量方法。3真空度的测量了解真空系统测量技术、真空测漏技术和仪器，了解真空系统及参数。4位移及转速的测量掌握位移测量的方法，掌握转速测量的方法。5磁场的测量熟悉磁传感器的基本原理及类型，了解霍尔元件传感器及其检测电路，磁敏电阻传感器及其检测电路，磁敏晶体管传感器及其检测电路。6检测信号微机处理系统的输入与输出

5、了解输入、输出通道的基本结构，了解输入、输出通道的基本电路，熟悉A/D转换电路。7材料加工控制系统的执行机构了解材料加工控制系统中加热系统的执行机构，了解加压系统的执行机构，了解真空系统及调速系统的执行机构。8材料加工过程的单片机控制 了解单片机结构与控制系统的组成，了解交流电阻点焊单片机、气体渗碳炉单片机、燃气加热炉温度的单片机控制。9材料加工的可编程控制器控制了解可编程控制器的编程方式和语言，了解钣金成形、锻压成形、铸造成形、粉末成形、自动点焊中的PLC控制。10. 材料加工过程的智能控制 了解专家系统、模糊控制和神经网络控制的基本方式，了解智能控制在焊接、塑性成形及热处理过程中的控制方法

6、。10检测与控制系统的电磁骚扰与兼容了解电磁骚扰及耦合途径，了解有源器件的选择与印刷电路板的设计原则，了解系统地线及接地技术，了解电磁屏蔽及电源系统的抗骚扰设计技术。六、实验（上机）内容及要求1.实验一，应力应变测量实验应力应变测试技术，学习应变仪的基本原理及使用方法。测试得到应变参数，计算得到应力参数。2实验二，温度测量实验温度测试技术，学习热电偶测温及直流电位差计使用方法。应用热电偶及直流电位差计进行测温，获得电加热炉的温度参数。3实验三，温度调节与控制实验电加热炉温度调节与控制技术，学习高温箱式电阻炉构造及仪表XCT-101控温原理。实验记录炉温调节与控制过程中的温度变化数据、相应的电炉

7、加热、停止加热的情况。七、考核与成绩评定根据教学大纲内容要求出考试试卷，进行闭卷（或开卷）考试，考试成绩占总成绩的70，实验成绩占总成绩的30。八、教材及参考资料1、指定用书1 杨思乾，李付国，张建国主编，材料加工工艺过程的检测与控制，西北工业大学出版社，20062、参考书1 卢本，王君主编，材料成形过程的测量与控制，机械工业出版社，2005.32 吴丰顺 等编著，材料成形装备控制技术，机械工业出版社，20083 李晨希 等编著，材料成形检测技术，化工出版社，2007.54 李成羲 等，材料成型检测技术，化学工业出版社，20075 张发启，江勇，现代测试技术及应用，西安电子科技大学出版社，2005