《材料工程计算机测控与仿真》第一讲 概述

材料工程计算机测控 与仿真 讲者:王振清 工作室:(四)312 电话:82317112

材料工程计算机测控 与仿真 讲者：王振清 工作室：（四）312 电话：82317112

概述 教材绪论部分 计算机应用概述 测量定义与意义 三材料工程中的测控问题 四.测控中的计算机应用 五.本课程的主要内容、要求及考试方法

概述 教材绪论部分 一. 计算机应用概述 二. 测量定义与意义 三.材料工程中的测控问题 四. 测控中的计算机应用 五. 本课程的主要内容、要求及考试方法

计算机在材料工程中的应用概述 1参数的数值计算与仿真:热力学、动力学问题的数值 解;材料设计及过程仿真 2.材料工程的测控与自动化:材料研究的性能表征;工 艺过程及参数的测量、控制与仿真 3.办公自动化(offi与多媒体技术)计算机材料辅助设 计;计算机工艺辅助设计。计算机辅助教学(学习 4.人工智能:体力的延伸:机器人及机械手(脏、重 繁等重复性劳动) 脑力的延伸:专家系统(热工艺工艺师,材料设计师, 失效分析及寿命估算等专家系统

一 .计算机在材料工程中的应用概述 1.参数的数值计算与仿真：热力学、动力学问题的数值 解；材料设计及过程仿真。 2. 材料工程的测控与自动化：材料研究的性能表征；工 艺过程及参数的测量、控制与仿真。 3. 办公自动化（offic与多媒体技术）计算机材料辅助设 计；计算机工艺辅助设计。计算机辅助教学（学习） 4. 人工智能：体力的延伸：机器人及机械手（脏、重、 繁等重复性劳动） 脑力的延伸：专家系统（热工艺工艺师，材料设计师， 失效分析及寿命估算等专家系统

测量的定义与意义 ●测量:是人类对宇宙万物的探索与掌握;用于交 流;体现发展 探索不仅为自然科学,也包括社会科学的“调查 研究” **何谓“用于交流,体现发展” 1.原始的定性测试-(感官作用与形容词的出现) 几何:大小,高低,长短;距离:远近; 亮度(色度):明暗,赤、橙、黄、绿、青、蓝 紫 以上靠“视觉(观感)

二. 测量的定义与意义 ⚫ 测量：是人类对宇宙万物的探索与掌握；用于交 流；体现发展。 *探索不仅为自然科学，也包括社会科学的“调查 研究” **何谓“用于交流，体现发展” 1. 原始的定性测试----（感官作用与形容词的出现） 几何：大小，高低，长短；距离：远近； 亮度（色度）：明暗，赤、橙、黄、绿、青、蓝、 紫--------以上靠“视觉（观感）

味觉(口感):酸、甜、苦、辣、咸、麻辛,(鼻 感):香、臭(异味)。 触觉(手(皮)感):滑塞(光洁度),冷热(温 度)。 2定性细分--副词: 很,特别,较,更,最 3.初步定量(用于交流、交换) 早期标(准)(刻)度 中国尺:两抓 中国丈:两步 英尺:当时英国(女)皇鞋的长度 刻度:大部分为10进制:分,厘,毫,(丝)微, 呐。 以上可以看出标准特点?人木

味觉（口感）：酸、甜、苦、辣、咸、麻辛，（鼻 感）：香、臭（异味）。 触觉（手（皮）感）：滑塞（光洁度），冷热（温 度）。 2 .定性细分----副词： 很，特别，较，更，最 3. 初步定量（用于交流、交换） 早期标（准）（刻）度： 中国尺：两抓 中国丈：两步 英尺：当时英国（女）皇鞋的长度 刻度：大部分为10进制：分，厘，毫，（丝）微， 纳。 以上可以看出标准特点？人体本身

4.现代测量标度(S|国际基本单位) 前期:以地球物理为基础 米:地球赤道的148060000 秒:地球自转一周的1/24X60X60 改进:以量子力学为基础 米:氪-86原子的2p10和5d3能级之间跃迁所 对应的辐射在真空中的165076373个波长的长 度 秒:铯-133原子基态的两个超精细能级之间 跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持 续时间 千克:国际原器质量 发展特点:越来越精细、严格、稳定、科学

4. 现代测量标度 （SI 国际基本单位） 前期：以地球物理为基础 米：地球赤道的 1/48060000 秒：地球自转一周的 1/24X60X60 改进：以量子力学为基础 米：氪-86原子的2p10和5d3能级之间跃迁所 对应的辐射在真空中的1650763.73个波长的长 度。 秒：铯-133原子基态的两个超精细能级之间 跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持 续时间 千克：国际原器质量 发展特点：越来越精细、严格、稳定、科学

材料工程中的测控 材料工程测控的两个大的方面: 1.材料研究中的性能表征:内部组织结构, 与使用相关的各种物理、化学等性能的测 试及其设备控制 2.材料加工的参数及过程的测量与控制 *具体测控项目:温度,压力,流量,气氛 (力、位移,电流、压、阻、容、感,磁, 声,光,振等物理及各种化学参数)

三.材料工程中的测控 (一) .材料工程测控的两个大的方面： 1. 材料研究中的性能表征：内部组织结构， 与使用相关的各种物理、化学等性能的测 试及其设备控制 2. 材料加工的参数及过程的测量与控制 * 具体测控项目：温度，压力，流量，气氛 （力、位移，电流、压、阻、容、感，磁， 声，光，振等物理及各种化学参数）

(二).测试仪表:把一些物理量及化学量呈现为 可以共感的标准、标识信号 1.传感器(一次仪表):把非电的物理量和化 学量转换为可测的电量(V、I、R、C、L 也称换能器 2.变送器(二次仪表(含指示器):把经传感 器得到的电信号变换为标准可识别的信号(包 括信号放大、补偿电路及指示标度表盘等) 3.控制(执行)器(三次仪表):在指示的游 动途径中,装入“伺服”控制装置(接触、非 接触触点),以实现闭环控制

(二). 测试仪表：把一些物理量及化学量呈现为 可以共感的标准、标识信号 1. 传感器（一次仪表）：把非电的物理量和化 学量转换为可测的电量（V、I、R、C、L） 也称换能器。 2. 变送器（二次仪表（含指示器）：把经传感 器得到的电信号变换为标准可识别的信号（包 括信号放大、补偿电路及指示标度表盘等） 3. 控制（执行）器（三次仪表）：在指示的游 动途径中，装入“伺服”控制装置（接触、非 接触触点），以实现闭环控制

动圈仪表电路、指示示意图 变送器 传感器(放大与补偿) 热电偶) 悬丝 磁鼓 动圈 实际参数指针 标度指示盘 0123456789 X100°C 设定指针

动圈仪表电路、指示示意图

四材料工程中的计算机测控 (课程作业之一) (一)配置特点:1.与实际工程(工业)设备连接 2.AD、DA、O接口 机械到位 河控空目标 机械动作 信号传感 施能 倍号变送 功率调节 A/D RAM ROM D/A 转专换 转 计算机CPU I接口 驱动力 输入测 输出控制 显示,键盘等“人机界面

四.材料工程中的计算机测控 （课程作业之一） （一）配置特点：1. 与实际工程（工业）设备连接 2. A/D、D/A、I/O接口