本书以制造过程的信息化、智能化应用为背景，以实现装备、刀具、加工、装配、管理等关键制造环节的定量化检测为目标，围绕装备数字化控制、刀具及切削状态监测、加工与装配质量检测、车间级物流管理等关键制造环节的传感与检测需求，对制造过程各类新型传感器的工作原理及应用方法进行系统的介绍。本书编写的主要目的是使读者能够较全面地掌握现代智能制造系统中常用传感器的类型、原理、用途和应用特点，从总体上把握制造过程所用传感器的构成体系，扩展传感器选型设计的知识面。本书可作为机械制造及其自动化相关专业高年级本科生、研究生的参考用书，也可供从事智能制造装备与系统研发的科研开发人员使用。

第1章概述/1 1.1智能制造与智能传感器/2 1.1.1智能制造系统的结构/2 1.1.2 智能传感器的作用/2 1.2智能传感器概述/3 1.2.1智能传感器的概念/3 1.2.2智能传感器的功能与特点/5 1.2.3智能传感器的分类/6 1.3智能传感器的发展/9 1.3.1微型化/10 1.3.2多传感器数据融合/10 1.3.3无线传感器网络/10 1.4本书内容安排/11 第2章制造装备中的位移传感器/13 2.1光栅传感器/13 2.1.1光栅的基础知识/14 2.1.2光栅传感器的结构和工作原理/16 2.1.3光栅传感器信号检测与处理/19 2.1.4典型直线光栅传感器的结构/21 2.1.5角位移传感器/27 2.2磁栅传感器/31 2.2.1磁栅传感器的结构与工作原理/31 2.2.2磁栅传感器的信号处理方式/36 2.2.3磁栅传感器的应用/38 2.3容栅传感器/39 2.3.1容栅传感器的结构及工作原理/39 2.3.2容栅传感器的输出信号/42 2.3.3容栅传感器的特点/42 制造过程的智能传感器技术目录第3章切削力传感器/44 3.1切削力分析/44 3.2电��应变式切削力传感器/46 3.2.1应变式传感原理/46 3.2.2应变式测力仪/53 3.3压电式切削力传感器/56 3.3.1石英晶体压电转换机理/56 3.3.2测量电路/59 3.3.3压电式测力传感器/60 3.3.4切削力传感器的应用/65 第4章刀具状态监测传感器/75 4.1切削刀具的状态变化特性/75 4.1.1刀具磨损/75 4.1.2刀具磨损类型/76 4.1.3刀具磨损过程/77 4.2刀具状态监测的目的和基本方法/78 4.2.1刀具状态监测目的/78 4.2.2刀具状态监测基本方法/79 4.3刀具状态监测的实现/82 4.3.1切削力感知式刀具/84 4.3.2振动感知式刀具 /88 4.3.3温度感知式刀具/92 4.3.4声发射感知式刀具/92 4.3.5智能刀具概述/98 4.4刀具编码传感器/104 4.4.1刀具类型及编码方式/104 4.4.2典型刀具编码传感器/105 4.4.3刀具管理系统的基本功能/108 第5章加工表面质量检测传感器/110 5.1高精度位移传感器/110 5.1.1电感式位移传感器/111 5.1.2激光位移传感器/121 5.1.3电容式微位移传感器/127 5.2零件三维形状及表面轮廓测量/131 5.2.1概述/131 5.2.2测量仪器的构成原理/135 5.2.3接触式形状测量传感器/138 5.2.4非接触式形状测量传感器/143 5.2.5大尺寸三维形貌测量方法 /154 第6章加工表层质量检测传感器/160 6.1表层残余应力及其检测/160 6.1.1表层残余应力产生的原因及影响/161 6.1.2残余应力的测量方法/162 6.2加工硬化及其检测/163 6.2.1表面加工硬化产生的原因 /164 6.2.2表面加工硬化评价指标/164 6.2.3硬度的测量方法/165 6.3微观组织特征及其检测/167 6.3.1微观组织特征/168 6.3.2已加工表层的微观检测方法/168 6.4磁探伤检测/170 6.4.1涡流检测方法/170 6.4.2漏磁检测方法/173 6.4.3磁弹法/173第7章装配力学性能检测传感器/176 7.1装配过程力测量原理/177 7.1.1直接测力/177 7.1.2部分力测量/178 7.1.3间接测力/178 7.2典型装配力的测量/179 7.2.1螺栓预紧力测量/179 7.2.2压装力测量/180 第8章车间智能物流传感器/181 8.1车间物流概述/181 8.1.1制造车间物流系统架构/181 8.1.2自动化物流设备/183 8.1.3智能物流常用传感器/185 8.2激光测量传感器/187 8.2.1激光传感原理/187 8.2.2激光雷达/195 8.2.3AGV导引传感器/202 8.3车间物流常用传感器/209 8.3.1光电传感器/209 8.3.2光纤传感器/214 8.3.3光幕传感器/219 8.3.4颜色传感器/222 8.3.5RFID传感器/227 8.4车间无线传感器网络/230 8.4.1无线传感器网络概述/230 8.4.2车间无线传感器网络的构成/232 8.4.3无线传感器节点数据处理/235 8.5车间物联网传感器信息处理/235 8.5.1物联网的概念/235 8.5.2车间物联网数据采集/238 参考文献/243