机电一体化期末考试

机电一体化总结

一、名词解释

1.机电一体化技术是从系统工程观点出发，应用机械，电子信息等有关技术，对它们进行有机组织与综合，实现了整体的最挂化。

2.RS触发器：是具有同步输入端子C，置位S和复位R端子的RS触发器。

3.多路模拟开关：是一种在数字信号控制下将模拟信号接通或断开的元件或电路。

4.数模：把数字信号转换成模拟信号的装置称为数/摸转换器，简称D/A转换器。

5.模数：将模拟信号转换成数字信号的装置叫做摸/数转换器，简称A/D转换器。

6.传感器：是凡接受外界刺激并能产生输出信号，即可定义为传感器。

7.压电效应：强介质加压力时产生极化或电位差的现象。

8.压阻效应：外力作用在半导体材料上(金属材料)，使材料的电阻发生变化的现象。

9.感应同步器是一种检测机械角位移或者直线位移的精密传感器。

10.光栅：由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件成为光栅 。

二、填空题

1.机电一体化系统的组成：（计算机），（传感器），（动力），（执行机构），（机械结构）。

2.机械系统的组成：（传动机构），（导向机构），（执行机构）。

3.丝杠循环方式：（外循环）与（内循环）。

4.计算机控制系统分类：⑴根据计算机在控制系统中的作用 ①过程控制系统；②伺服系统；③顺序控制系统；④数字控制系统。 ⑵根据计算机在控制中的应用方式 ①操作指导控制系统；②直接数字控制系统；③监督计算机控制系统；④分级计算机控制系统。

三、简答题

1.滚珠丝杠消除间隙与调整预紧措施：①垫片式；②螺纹式；③齿差式三种。

齿轮传动间隙的消除措施：⑴圆柱齿轮传动：①偏心轴套调整法；②轴向垫片调整法；③双片薄齿轮错齿调整法。 ⑵斜齿轮传动齿侧隙的消除方法：①垫片调整法；②轴向压簧调整法。 ⑶锥齿轮齿隙调整：①轴向压簧调整法；②轴向弹簧调整法。

2.光电耦合器的概念和作用：光耦合器件是一种光电结合的器件。硅光敏三极管为受光部分，砷化镓发光二极管为发光部分构成光耦合器件。工作时，把电信号加到输入电两次转换，通过光进了输入端和输出端之间的耦合。光耦合器件有透光型与反射型两种。

3.接触抗干扰的措施：⑴供电系统的抗干扰措施：①增加电子交流稳压器；②增加低通滤波器；③加入隔离变压器；④选用供电比较稳定的进线电源；⑤在可靠性要求很高的地方。 ⑵接口电路的抗干扰措施： 首先是采取吸收的方式，抑制其产生，然后采取隔离的方法，阻断其传导。①强电干扰吸收电路；②驱动接口的隔离；③变送接口的隔离。 ⑶接地系统的抗干扰措施：①单点接地；②并联接地；③光电隔离。 ⑷针对辐射干扰的抗干扰措施：防止辐射干扰的主要方法是屏蔽和接地。

4.非接触式传感器四种位置开关：①高频振荡式接近开关，可以检测的材质是金属体；②静电电容式接近开关，可以检测的材质是金属，塑料纸，玻璃，水，油，溶液，木材等；③光电传感器，可以检测的材质是不透明物体，和可以反射光的物体；④霍尔开关，可以检测的材质是磁性物件。

5.增量式光电编码器的工作原理：输入轴转角分成一系列位着的增量，敏感元件对这些增量向应，每当出现一个单位增量时，敏感元件就向计数器发出一个脉冲，计数器把这些计数脉冲累加起来，并以各种进制的代码形式在输出端给出所需要的输入角度瞬时值的信息。

四、论述题

1.滚珠丝杠消除间隙与调整预紧措施：①垫片式 调整方法：调整垫片2的厚度，使螺母1产生轴向位移，以消除轴向间隙和达到预紧的目的； ②螺纹式 调整方法：采用两个螺母2调紧，旋转螺母即可调整轴向间隙和预紧； ③齿差式 调整方法：调整时先取下内齿轮，将螺母1和4向同一方向旋转一定的齿数，然后把内齿轮复

位固定。

齿轮传动间隙的消除措施：⑴圆柱齿轮传动：①偏心轴套调整法；②轴向垫片调整法；③双片薄齿轮错齿调整法。 ⑵斜齿轮传动齿侧隙的消除方法：①垫片调整法；②轴向压簧调整法。 ⑶锥齿轮齿隙调整：①轴向压簧调整法；②轴向弹簧调整法。

2.JK触发器的结构、功能和工作原理：JK触发器在C1触发沿操作下，根据输入信号J、K值的不同，凡是具有置0、置1、翻转和保持功能的电路称为JK触发器。 JK触发器，采用与或非电路结构，它的工作原理为：CP为0时，触发器处于一个稳态；CP由0变1时，触发器不翻转，做好接收输入信号的准备；CP由1变0时触发器翻转；JK触发器在CP下降沿前接受信息，在下降沿触发翻转，在下降沿后触发器被封锁。

3.光栅、莫尔条纹的结构组成与工作原理： 光栅位置检测装置由光源，长光，短光栅，光电元件等组成。标尺光栅和指示光栅都是由窄矩形不透明的线纹和与其等宽的透明间隔所组成的。常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理

进行工作的。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个区域出现暗带。这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的。

4.数/模（DAC)转换器基本原理:是用电阻网络将数字量按每位数码的权值转换成相应的模拟信号，然后用运算放大器求和电路将这些模拟量想家就完成了数/模转换。根据电阻网络的构成不同，构成了不同形式的数/模转换器。根据电路结构的不同，目前的数/模转换方法主要有：权电阻法、T型和倒T型电阻网络、权电流法等方法。为了了解数模转化的基本原理，本书主要重点介绍权电阻网络DAC.

模/数（ADC)转换器的基本原理:是通过比较的方法来实现的。若按比较的不同方法

区分，归根结底只有两种类型：直接比较型和间接比较型。直接比较型是将出入模拟信号直接与参考电压比较，进而转换为输出的数字量。属于这种类型的有并行比较型ADC和反馈比较型ADC。间接比较型是将输入信号与参考电压比较，转换为某个中间物理量再进行比较转换为输出的数字量，其中间变量有时间，频率，属于这种类型的有V/T型ADC和V/F型ADC。

5.计算机控制系统分类：①过程控制系统；②伺服系统；③顺序控制系统；④数字控制系统。 ⑵根据计算机在控制中的应用方式 ①操作指导控制系统→在操作指导系统中，计算机不直接用来控制生产对象，而是对生产过程的参数进行采集，然后根据一定的控制算法计算出供操作人员参考、选择的操作方案和最佳方案； ②直接数字控制系统→它是用一台计算机对多个被控参数进行巡回检测，检测结果与给定值进行比较，并按预定的数学模型进行运算，其输出直接控制被控对象，使被控参数稳定在给定值上。不需要改变硬件，只需要改变程序就可以实现多种较为复杂的控制规律； ③监督计算机控制系统→在这个系统中，计算机根据工艺参数和过程参数的检测值，按照所设定的控制算法进行计算，得出最佳设定值并直接传递给常规的模拟调节器或者DDC计算机，最后由拟调节器或者DDC计算机控制生产过程； ④分级计算机控制系统→在生产过程中即存在控制问题，也存在大量的管理问题。这种系统的特点是功能分散，用多台计算机分别执行不同的控制功能，即能实现控制又能实现管理。

总结者：阿卜杜杰力力 2014·12·06