基本信息
- 原书名：Introduction to Mechatronics and Measurement Systems, Fourth Edition
- 作者： （美）戴维·G.阿尔恰托雷（David G. Alciatore） （美）迈克尔·B.希斯坦德（Michael B. Histand）
- 译者： 贾民平 许飞云 胡建中
- 丛书名： 国外工业控制与智能制造丛书
- 出版社：机械工业出版社
- ISBN：9787111601463
- 上架时间：2018-6-28
- 出版日期：2018 年7月
- 开本：16开
- 版次：1-1
- 所属分类：工业技术 > 机械/仪表 > 自动控制、检测 > 机电一体化
内容简介
本书在对机电一体化各个领域的基础知识进行精辟全面的介绍之外，系统论述了有关微控制器编程、数据采集、传感器、执行器以及机电一体化系统的控制体系等方面的问题，增加了机电系统架构及案例内容。书中每章都引入了课堂讨论项目和设计实例，有利于读者对所学内容的深入思考和运用。本书可作为高等院校现代仪器和测量、电气和机械工程以及机电一体化等相关专业的教材及教学参考书，同时也可供从事相关专业技术工作的广大工程技术人员阅读参考。
目录
出版者的话
译者序
前言
第1章 引言1
1.1 机电一体化1
1.2 测量系统3
1.3 渐进设计实例4
参考文献7
第2章 电路和元器件8
2.1 引言8
2.2 基本电气元件10
2.2.1 电阻10
2.2.2 电容12
2.2.3 电感13
2.3 基尔霍夫定律14
2.3.1 串联电阻电路15
2.3.2 并联电阻电路16
2.4 电压源、电流源和仪表18
2.5 戴维南和诺顿等效电路21
2.6 交流电路的分析22
译者序
前言
第1章 引言1
1.1 机电一体化1
1.2 测量系统3
1.3 渐进设计实例4
参考文献7
第2章 电路和元器件8
2.1 引言8
2.2 基本电气元件10
2.2.1 电阻10
2.2.2 电容12
2.2.3 电感13
2.3 基尔霍夫定律14
2.3.1 串联电阻电路15
2.3.2 并联电阻电路16
2.4 电压源、电流源和仪表18
2.5 戴维南和诺顿等效电路21
2.6 交流电路的分析22
译者序
伴随着集成电路和计算机的出现，传统工程学科的界限已经变得越来越模糊，机械与电子工程领域尤为明显。机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术有机地结合起来，并综合应用到实际中的综合技术。工业生产由“机械电气化”迈入“机电一体化 ”阶段。
工业4.0受益于多学科交叉的机电一体化技术，可以降低不断融合的信息技术和运营技术的复杂性。通过简化设计、调试和运行，机电一体化可以开发出更好的设备。通过让机械设备制造商来调试、编程和连接设备，机械的自我优化、选型合适的先进电动机和变频器系统可以使生产制造和供应链自动化更灵活、效率更高。
本书为学生提供测量理论、电子电路、计算机接口、传感器、执行器及机电整合系统的分析、设计和综合跨学科知识与方法，这种跨学科方法对学生是很有价值的，因为几乎所有新设计的工程产品都属于某一种机电一体化系统。在内容编排上，本书从基础层面向应用层面逐渐深化，初学者可以边学边用，循序渐进。书中提供的大量课堂讨论项目与实际示例，为读者掌握本课程提供了非常有用的帮助。
正是本书的独特性，使我们决定翻译并奉献给读者，希望能为涉及机电一体化专业的本科生提供学习和参考教材，也为从事机电一体化开发应用的工程师提供帮助。
本书由东南大学的贾民平、许飞云、胡建中翻译，其中贾民平负责前言、网络资源的补充材料、第5～8章以及附录的翻译，许飞云负责第1、2、3、9章的翻译，胡建中负责第4、10、11章的翻译。博士生朱林、张菀、鄢小安参与了部分章节的翻译工作。由于时间紧张和译者的水平有限，难免存在偏差和失误，恳请读者批评指正。
工业4.0受益于多学科交叉的机电一体化技术，可以降低不断融合的信息技术和运营技术的复杂性。通过简化设计、调试和运行，机电一体化可以开发出更好的设备。通过让机械设备制造商来调试、编程和连接设备，机械的自我优化、选型合适的先进电动机和变频器系统可以使生产制造和供应链自动化更灵活、效率更高。
本书为学生提供测量理论、电子电路、计算机接口、传感器、执行器及机电整合系统的分析、设计和综合跨学科知识与方法，这种跨学科方法对学生是很有价值的，因为几乎所有新设计的工程产品都属于某一种机电一体化系统。在内容编排上，本书从基础层面向应用层面逐渐深化，初学者可以边学边用，循序渐进。书中提供的大量课堂讨论项目与实际示例，为读者掌握本课程提供了非常有用的帮助。
正是本书的独特性，使我们决定翻译并奉献给读者，希望能为涉及机电一体化专业的本科生提供学习和参考教材，也为从事机电一体化开发应用的工程师提供帮助。
本书由东南大学的贾民平、许飞云、胡建中翻译，其中贾民平负责前言、网络资源的补充材料、第5～8章以及附录的翻译，许飞云负责第1、2、3、9章的翻译，胡建中负责第4、10、11章的翻译。博士生朱林、张菀、鄢小安参与了部分章节的翻译工作。由于时间紧张和译者的水平有限，难免存在偏差和失误，恳请读者批评指正。
前言
方法
伴随着集成电路和计算机的出现，传统工程学科的典型界限已经变得模糊。在机械与电气工程领域尤为明显，今天的产品包含着相互依存的电气组件和机械组件之间的装配关系。机电一体化领域扩大了传统机电领域的范围。机电一体化的定义为涉及系统分析、设计、合成和选择的研究领域，其中系统把现代控制和微处理器与电子和机械组件相结合。
本书可用于以下课程的教学：（1）现代仪表测量课程；（2）取代传统电路和仪器的混合机电工程的课程；（3）独立的机电一体化课程；（4）机电一体化的第一门课程。第二门课程（即混合课程）有助于减少典型的机械工程课程的课时。第三、四门课程可能包括新的跨学科的课程和发展课程。
目前，许多学科不包括机电一体化课程，但包括其他元素和一些更传统的课程。机电一体化课程的目的是为学生提供一个集中的跨学科体验，其中包括传统课程的重要部分以及现代电子和计算机控制技术的发展。重要的传统部分包括测量理论、电子电路、计算机接口、传感器、执行器及机电一体化系统的分析、设计和合成。这种跨学科的方法对学生是有价值的，因为几乎所有新的工程产品都属于机电一体化系统。
第4版中的新增内容
本书对前一版进行了改进、更新与补充：
●新增部分实际考虑了机电系统的设计和实现，包括电路结构、电气测量、电源选择、通用集成电路的设计及PIC微控制器的电路设计。
●扩展了LabVIEW数据采集部分，包括一个完整的音乐采样示例（具有网络资源）。
●更多的网站资源，包括整本书引用及描述的网络链接和在线视频演示。
●可编程序逻辑控制器(PLC)的扩展部分，包括带有基本示例的梯形逻辑。
●与课堂讨论项目所对应的图像可以帮助激发学生的想象力，使学生产生兴趣并提高本书的视觉效果。
●章末的附加问题将给老师和学生提供更多作业和实践的选择。
●本书进行了修正和许多小的改进。
主要内容
第1章介绍了机电一体化和测量系统的术语。第2章对基本的电气关系、电气元件和电路分析进行了回顾。第3章主要涉及半导体电子产品。第4章介绍分析机电一体化和测量系统响应特征的方法。第5章涵盖了模拟信号处理的基本原理及运算放大器电路的设计与分析。第6章介绍了基本的数字设备和集成电路的使用。第7章介绍了微控制器的编程和接口，特别介绍了PIC微控制器和PicBasic Pro编程。第8章介绍了数据获取以及如何将计算机与测量系统连接起来。第9章介绍了机电一体化系统中许多常见的传感器。第10章介绍了用于驱动机电一体化系统的设备。最后，第11章介绍了机电一体化系统的控制架构，并给出了研究案例。同时，第11章还介绍了控制理论及其在机电一体化系统设计中的作用。附录部分回顾了单位系统的基础知识、数据统计、误差分析及材料力学，用以支持和补充书中测量系统的主题。
在本书的编写和修改过程中难免存在错误，尽管作者、编辑和其他相关人员在很大程度上已经注意到这些。发现错误时，他们会把错误注明在本书的网站：www.mechatronics.colostate.edu/book/corrections_4th_edition.html。读者购书后可访问这个页面来查看本书是否有任何修正记录。另外，如果读者对本书未来版本的改进有一些建议和请求，请让我们知道。作者邮箱：David.Alciatore@colostate edu。
学习工具
关于本书教辅资源，只有使用本书作为教材的教师才可以申请，需要的教师可向麦格劳·希尔教育出版公司北京代表处申请，电话010-5799 7618/7600，传真010-5957 5582，电子邮件instructorchina@mheducation.com 。——编辑注
本书中所包含的课堂讨论(CDI)可供学生练习，并指导了课堂上的合作学习。每一章后面的练习也可以作为课外作业的补充。很多提示和CDI的部分答案都可以在网站www.mechatronics.colostate.edu中找到。在本书中提供的分析和例子可以提高学生的应用能力。为了加强学生的学习，伴随本书精心设计了实验室练习及配合讲座。补充的实验室练习手册也出于这一目的(有关更多信息，请参见www.mechatronics.colostate.edu/lab_book. html)。课堂讨论、设计实例及实验室练习的结合可以给学生提供一个实用方法，为未来的设计工作提供一个有用的框架。
本书除了分析实例和设计实例以外，还包括渐进设计实例。实例包括微控制器、输入和输出设备、传感器、执行器、电子支持产品和软件的机电一体化系统。相关的设计材料覆盖了全书。这样可以让学生利用“分而治之”的方法看到一个复杂设计的创建过程。此外，渐进设计帮助学生联系并感受本书前面部分提出的电路原理和系统响应的价值。第1章的有趣实例应用可以帮助学生了解“整体的框架”。
伴随着集成电路和计算机的出现，传统工程学科的典型界限已经变得模糊。在机械与电气工程领域尤为明显，今天的产品包含着相互依存的电气组件和机械组件之间的装配关系。机电一体化领域扩大了传统机电领域的范围。机电一体化的定义为涉及系统分析、设计、合成和选择的研究领域，其中系统把现代控制和微处理器与电子和机械组件相结合。
本书可用于以下课程的教学：（1）现代仪表测量课程；（2）取代传统电路和仪器的混合机电工程的课程；（3）独立的机电一体化课程；（4）机电一体化的第一门课程。第二门课程（即混合课程）有助于减少典型的机械工程课程的课时。第三、四门课程可能包括新的跨学科的课程和发展课程。
目前，许多学科不包括机电一体化课程，但包括其他元素和一些更传统的课程。机电一体化课程的目的是为学生提供一个集中的跨学科体验，其中包括传统课程的重要部分以及现代电子和计算机控制技术的发展。重要的传统部分包括测量理论、电子电路、计算机接口、传感器、执行器及机电一体化系统的分析、设计和合成。这种跨学科的方法对学生是有价值的，因为几乎所有新的工程产品都属于机电一体化系统。
第4版中的新增内容
本书对前一版进行了改进、更新与补充：
●新增部分实际考虑了机电系统的设计和实现，包括电路结构、电气测量、电源选择、通用集成电路的设计及PIC微控制器的电路设计。
●扩展了LabVIEW数据采集部分，包括一个完整的音乐采样示例（具有网络资源）。
●更多的网站资源，包括整本书引用及描述的网络链接和在线视频演示。
●可编程序逻辑控制器(PLC)的扩展部分，包括带有基本示例的梯形逻辑。
●与课堂讨论项目所对应的图像可以帮助激发学生的想象力，使学生产生兴趣并提高本书的视觉效果。
●章末的附加问题将给老师和学生提供更多作业和实践的选择。
●本书进行了修正和许多小的改进。
主要内容
第1章介绍了机电一体化和测量系统的术语。第2章对基本的电气关系、电气元件和电路分析进行了回顾。第3章主要涉及半导体电子产品。第4章介绍分析机电一体化和测量系统响应特征的方法。第5章涵盖了模拟信号处理的基本原理及运算放大器电路的设计与分析。第6章介绍了基本的数字设备和集成电路的使用。第7章介绍了微控制器的编程和接口，特别介绍了PIC微控制器和PicBasic Pro编程。第8章介绍了数据获取以及如何将计算机与测量系统连接起来。第9章介绍了机电一体化系统中许多常见的传感器。第10章介绍了用于驱动机电一体化系统的设备。最后，第11章介绍了机电一体化系统的控制架构，并给出了研究案例。同时，第11章还介绍了控制理论及其在机电一体化系统设计中的作用。附录部分回顾了单位系统的基础知识、数据统计、误差分析及材料力学，用以支持和补充书中测量系统的主题。
在本书的编写和修改过程中难免存在错误，尽管作者、编辑和其他相关人员在很大程度上已经注意到这些。发现错误时，他们会把错误注明在本书的网站：www.mechatronics.colostate.edu/book/corrections_4th_edition.html。读者购书后可访问这个页面来查看本书是否有任何修正记录。另外，如果读者对本书未来版本的改进有一些建议和请求，请让我们知道。作者邮箱：David.Alciatore@colostate edu。
学习工具
关于本书教辅资源，只有使用本书作为教材的教师才可以申请，需要的教师可向麦格劳·希尔教育出版公司北京代表处申请，电话010-5799 7618/7600，传真010-5957 5582，电子邮件instructorchina@mheducation.com 。——编辑注
本书中所包含的课堂讨论(CDI)可供学生练习，并指导了课堂上的合作学习。每一章后面的练习也可以作为课外作业的补充。很多提示和CDI的部分答案都可以在网站www.mechatronics.colostate.edu中找到。在本书中提供的分析和例子可以提高学生的应用能力。为了加强学生的学习，伴随本书精心设计了实验室练习及配合讲座。补充的实验室练习手册也出于这一目的(有关更多信息，请参见www.mechatronics.colostate.edu/lab_book. html)。课堂讨论、设计实例及实验室练习的结合可以给学生提供一个实用方法，为未来的设计工作提供一个有用的框架。
本书除了分析实例和设计实例以外，还包括渐进设计实例。实例包括微控制器、输入和输出设备、传感器、执行器、电子支持产品和软件的机电一体化系统。相关的设计材料覆盖了全书。这样可以让学生利用“分而治之”的方法看到一个复杂设计的创建过程。此外，渐进设计帮助学生联系并感受本书前面部分提出的电路原理和系统响应的价值。第1章的有趣实例应用可以帮助学生了解“整体的框架”。
