机电一体化填空题问答题

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1、1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和J并 行 通信。2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括 模拟输入通道 模拟输出通道、字输出通道四种通道。3.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和 精度并尽量高伺服系统的响应速度。4.般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式 液压式气四大类型。5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三角波,而调制波是正弦波6. 异步交流电动机变频调速：A）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩 调速方式。b）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率调速方式。7. 开环步进电动机控制系统，主要

2、由.环形分配器 功率驱动器步进电机等组成。8. 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1 ）计算机软件2 ）硬件分配,3 ）专用环形分配器9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1 ）操作指导控制系统2）直接控制系统3 ）监督计算机控制系统4 ）分级计算机控制系统10应用于工业控制的计算机主要有：1 ）单片机2）PLC, 3）总线工控机等类型。11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以_电压或电流的形式，通过金属导体传递。12.抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离滤波接地合理布局和软件抗干扰技术。13.电场屏蔽一一通常用铜、铝等导电性能良好的金属材

3、料作屏蔽体，并应保持良好接地。14根据频率特性解释下列滤波器的作用：1 ）低通滤波器：只让低频成分通过，而高于截止频率成分受到抑制、衰减，不让通过。2）带通滤波器：只让某一频带内的成分通过，而低于上截止频率成分和 高于_下截止频率成分的成分抑制,不让通过。一、填空（每空2分，共20分）1. 机电一体化产品按用途可以划分为 和2 控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。3在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守 原则。4 典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。5传感器的静态特性能数主要有、迟滞和重复精度。一、填空每空2分，共20分）1. 办公机电一体

4、化产品产业机电一体化产品 民用机电一体化产品2控制软件 硬件接口3刖小后大4电源输入/输出接口5灵敏度线性度二、填空题1、电感式传感器是一种把微小位移变化量转变成电感变化量的位移传感器。2、光电编码器根据结构可分为增量式和绝对式。3、热电阻温度传感器的工作原理是基于金属的热电阻效应。4、热电偶温度传感器的工作原理是基于物体的热电效应。5、对伺服系统的技术要求是系统精度、稳定性、响应特性、工作频率。6、液压系统一般包括动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分。7、典型的气动驱动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成。8、机电控制系统的机械装置主要包括传动机构、导向机构和执行器三个

5、部 分。9、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计、动态设计。10、欠电流继电器利用其常开触点串接在被控线路中起欠流保护。11、过电流继电器利用其常闭触点串接在被控线路中起过流保护。12、接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络。13、伺服系统的基本组成包括控制器、执行环节、检测装置、比较环节。14、工作接地分为一点接地、多点接地。15、机电一体化产品按用途可以划分为办公机电一体化产品、产业机电一 体化产品和民用机电一体化产品。16、典型的可编程控制器由编程器、微处理器、存储器、电源和输入/输 出接口等部分构成。17、S7-200 PLC 的控制程序通常由用户程序、数据块和

6、参数组成。18、PLC根据数据传输方式分为并行和串行通信通信方式。19、PLC 的串行通信接口有 RS232C、RS485、RS422。20、S7-200的通信协议为PPI协议。21、交-直-交变频器的内部电路主要由整流电路、直流中间电路、逆变电 路和控制电路组成。22、机电一体化系统常用的能源有电力源、液压源和气压源。二、填空题 （每小题 2 分，共 20 分）1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式： ，。2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 ， ，3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用。4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角0=0.0

7、0孤度，则莫尔条纹的宽度是5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的 ，使它们同步协调到达目标点。 6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为O7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数8. 累计式定时器工作时有9. 复合控制器必定具有。10. 钻孔、点焊通常选用类型。1. 内循环 外循环2. 性能指标 系统功能 使用条件 经济效益3. PLC 4. 20mm 5.位置和速度6. 0.02 7.增加而减小8. 2 9.前馈控制器10. 简单的直线运动控制二、填空题（每小题2分，共20分）1、 计算机在控制中的应用方式主要有。

8、2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类： 。3、应用于工业控制的计算机主要有 等类型4. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括5、可编程控制器主要由 等其它辅助模块组成6. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用。7、 现在常用的总线工控制机有PC总线工业控制机和CAN总线工业控制机等。8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种 9、某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角0=0.00孤度，则莫尔条纹的宽度是。10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“”。1、操作指导控制系统 分级计算机控制系统监督计算机控制系统（SCC ）直接数字控制系统2外循环插管式内循环

9、反向器式3、单片机PLC总线工控机4.性能指标系统功能 使用条件 经济效益。5、CPU存储器接口模块6. PLC 7、STD总线工业控制机8、变压器隔离光 电隔离 9. 20mm 10. 模拟信号存储器三、选择题 （每小题 1分，共 40分）1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：通信和通信。2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括、四种通道。3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的和，并尽量高伺服系统的响应速度。4. 般来说，伺服系统的执行元件主要分为、和其它 等四大类型。5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是,而调制波是。6. 异步交流电动机变

10、频调速：1）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于调速方式。2）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于调速方式。7. 开环步进电动机控制系统，主要由、和等组成。8实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1 ） ,2 ）, 3 ）。9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1 ), 2 ),3 ), 4 )。10 应用于工业控制的计算机主要有：1 ), 2 ), 3 )等类型。11. 干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以或的形式，通过金属导体传递。12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、合理布局和软件抗干扰技术。13. 电场屏蔽-通常用的金属材料

11、作屏蔽体，并应保持良好。14根据频率特性解释下列滤波器的作用：1 )低通滤波器：只让通过，而高于受到抑制、衰减，不让通过。2 )带通滤波器：只让通过，而高于部分。A换向结构B转换电路 C存储电路D检测环节1. 串行通信 并行通信2. 模拟量输入通道 模拟量输出通道 数字量输入通道 数字量输出通道3. 稳定性和精度4. 电磁式 液压式 气压式5. 等腰三角波 正弦波6. 恒转矩 恒功率7. 环形分配器 功率驱动器 步进电机8. 计算机软件 硬件分配 专用环形分配器9. 操作指导控制系统 直接控制系统 监督计算机控制系统 分级计算机控制系 统10 单片机PLC总线工控机11. 电压 电流12. 隔

12、离 滤波 接地13. 铜 铝等导电性能良好 接地14 1 ） 低频成分 截止频率成分2）某一频带内的成分 上截止频率成分 下截止频率成分一、填空题（每空1分，共20分）1 滚珠丝杆中滚珠的循环方式有、两种。2 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括括 、3在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的，并尽量高伺服系统的响应速度。4. 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是 、 、 。5 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、_合理布局和软件抗干扰技术。6 机电一体化系统一般由接口、 等部分组成。7 机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为适应性设计、 。1、内循环、外循环 2、性能

13、指标 系统功能 使用条件 经济效益 3、稳定 性 4、1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配器 5、隔离 滤波 接地 6、机械本体 动力与驱动 执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分 7、开发性设计 变参数设计问答题：1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。2. 试述可编程控制器的工作原理。3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?6. 伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？六、 解答题 （每小题

14、5 分，共 40分） 1简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素。2直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？ 3简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。4. 简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式。5简述伺服系统的结构组成。6DAC0832 有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？7. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min ,已知转子有24个齿，求：1）步进电机的步距角； 2）脉冲电源的频率。8.测某加热炉温度范围为1001124丈，线性温度变送器输岀05V,用ADC0809 转

15、换器输入到微机控制系统中，试求测量该温度环境的分辨率和精度。1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴（或与被测轴相连接 的输入轴）上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。光源发生 的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。当缝隙圆盘随被测轴转动 时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光 电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数 N， 则可测出转速为n60 NZt式中 z圆盘上的缝隙数；n 转速 （r min） ；t测量时间（S）。2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN ）和停止（STOP ）状态。不管是在哪

16、种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PLC停机。在每次循 环中，若处于运行（RUN ）状态，可编程控制器完成5个阶断，如图所示。若处 于停止（STOP ）状态，PLC也要循环进行内部处理和通信服务。RUNSTOP内部处理 通信服务 输入处理 程序执石 输出处理3. 由于任何一种 A/D 转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作，因此， 在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转换精度。采样/保持 器（SamPLE/Hold ）就是使在A/D转换时，保证输入A/D转换器的模拟量不发生 变化。模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。当输入的模拟量信号变化缓慢时， 也可省去采样/保

17、持器。4. （ 1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（ 2）系统内的机床工艺能力上是 相互补充和相互替代的；（ 3）可混流加工不同的零件；（ 4）系统局部调整或 维修不中断整个系统的运作；（ 5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（ 6）可进行三班无人干预生产。5. 步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电 动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流交流电动机组成的开环控制 系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路 实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工 作，提供的足够功率的控制信号。6. 伺服控制系统一般

18、包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节 等个五部分。比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入 间的偏差信号，通常由专门的电路或计算机来实现； 控制器通常是计算机或 PID 控制电路；其主要任务是对比较元件输出的偏差信 号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被 控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服 机构等。被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传 动系统、执行装置和负载；检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲

19、的装置，一 般包括传感器和转换电路。六、 解答题 （每小题5 分，共 40分）1 1）机械本体 2）动力与驱动；3）传感测试部分；4）执行机构5）控制及信息处理单元21）、偏心轴套调整法 2）、双片薄齿轮错齿调整法3 对机械系统的基本要求：高精度；快速响应；良好的稳定性。机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构。4. 程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。独立编址；与储存器统一编址。5 1） 比较环节；2） 控制器；3） 执行环节；4） 被控对象；5） 检测环节。6输入工作方式：（1）直通方式 （2）单缓冲方式（3）双缓冲方式输出工作方式：（1）单极性输出（2）双极性输出7. 1

20、）K=2; M=5, Z=24; a =360/2*5*24=1.52）f=400Hz8. 4 C ;+2e1为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?2机电一体化相关技术有哪些? 3转动惯量对传动系统有哪些影响?4简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。 5简述 AD、DA 接口的功能。1答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受 力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校 正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。2答：机电一体化相关技术有：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术， 白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动

21、技术e3答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降 低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。4答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设计； 控制系统设计：程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样；产品出厂及使用 文件的设计。5 答：A/D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。D / A接口是将二进制数字量转换成电压信号。1. 机电一体化系统的基本构成要素有哪些？答：一个较完整的机电一体化控制系统，包括以下几个基本要素：机械本 体、动力源、传感装置、驱动执行机构、控制器等，各要素和环节之间通过接 口

22、相联系。2. 测试传感部分的作用答：测试传感部分的作用：对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种 参数及状态进行检测，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。3. 传感器是如何分类的？答：传感器的分类方法有如下几种：按用途、工作原理、变换原理、输出 信号性质分类。4. 简述步进电动机驱动电路的组成。答：步进电动机的驱动电路由脉冲信号发生器、分频器、脉冲分配器和脉 冲放大器组成。5. 简述直流伺服电机两种控制方式的特点。答：直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制，即在 定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动 机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场

23、控制，即通过改变励磁电流的大小来 改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。采用电枢电压控制方式时，由于定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到 额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调 速方式。而采用励磁磁场控制方式时，由于电动机在额定运行条件下磁场已接 近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。由于电枢电流不 允许超过额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降， 输出功率保持不变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。6. 为什么说接触器自锁线路具有欠压和失压的保护作用？当失压和欠压时，接触器线圈的电磁吸引力消失或不足，接触器触点释

24、放断开控制线路，从而使电动机主电路断开。7. 简述PLC系统与继电器接触器控制系统的区别。答：1）控制方式：继电器控制系统的控制是采用硬件接线实现的，是利用 继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑， 只能完成既定的逻辑控制。PLC控制系统采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序 方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。2）工作方式：继电器控制系统采用并行的工作方式， PLC 控制系统采用串 行工作方式。3）控制速度：继电器控制系统控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制， 工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC控制系统是由程序指令控制 半导体电路来

25、实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。4）定时与计数控制：继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时 控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。继电器控 制系统不具备计数功能。PLC控制系统用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲 由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。另外PLC系统具 备计数功能。5）可靠性和维护性：继电器控制系统可靠性较差，线路复杂，维护工作量 大，PLC控制系统可靠性较高，外部线路简单，维护工作量小。8. PLC 交流开关量输入模块和直流开关量输入模块分别适用什么场合？答：由于交流输入模块电路中增加了限流、滤波和整流三个环节，因此，

26、输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长，但由于其输入端是高电压，因 此输入信号的可靠性要比直流输入电路要高。一般来说，交流输入方式用于有 油雾、粉尘等恶劣环境，对系统响应要求不高的场合，而直流输入模块用于环 境较好，电磁干扰轻，对系统响应要求较高的场合。9. PLC 开关量输出模块有哪几种类型？各能驱动何种负载？答：PLC的输出模块有三种：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。继 电器输出型既可用于交流输出，也用于直流输出。晶体管输出型用于直流输出。 双向晶闸管输出型用于控制外部交流负载10. PWM 脉宽调速原理。答： PWM 是英文 Pulse Width Modulation（ 脉冲宽度

27、调制 ）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。11. 控制系统接地的目的。答：将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低 阻抗的连接，称之谓接地。接地的目的有两个：一是为了安全，例如把电子设 备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称 为安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位 点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。称为工作接地。工作接地包括一点接 地和多点接地两种方式。12. 机电一体化系统设计的指标主要包括哪些方面？答：主要包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。13为什么采用机电一体

28、化技术可以提高系统的精度?答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及 受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校 正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。14机电一体化相关技术有哪些?答：机电一体化相关技术有：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术。15述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设 计；控制系统设计；程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样； 产品出厂及使用文件的设计。16简述A/D、D/A接口的功能

29、。答：A/D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流 等信号转换为数字量。D / A接口是将二进制数字量转换成电压信号。17. 机电一体化产品对机械传动系统有哪些要求？答：机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应 性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。18. S7-200 PLC 有哪些硬件资源，如何对他们寻址？答：S7-200 PLC的硬件资源包括输入输出映像寄存器区（I/Q ）、标志位 存储器区（M ）、特殊标志位存储器区（SM ）、定时器存储器区（T ）、计数器 存储器区（C ）、顺序控制标志位区（S ）、变量存储器区（V ）、局

30、部存储器区（L ）、累加器（AC ） /高速计数器（HC ）、模拟量输入输出寄存器（AI/AQ ）等， S7-200 PLC的寻址方式有立即数寻址、直接寻址和间接寻址三大类。1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?2. 什么是步进电机的使用特性?3. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?1. 单电源驱动电路 双电源驱动电路 斩波限流驱动电路2. 步距误差 步距误差直接影响执行部件的定位精度。最大静转矩 是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能 承受的最大外加转矩，亦即所能输出的最大电磁转矩，它反映了步进电动机的 制动能力和低速步进运行时的负载能力。启动矩一频特性 空载

31、时步进电动机由静止突然启动，并不失步地进入稳速 运行所允许的最高频率称为最高启动频率。启动频率与负载转矩有关。运行矩频特性 步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频 率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。最大相电压和最大相电流 分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大 电源电压和流过的最大电流。3. 应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？ 3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？1、软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除

32、干扰信号的方法，称为 软件滤波软件“陷井”软件“看门狗”(WATCHDOG )就是用硬件(或软件)的办法要求使用监 控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检查这段程序或 接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通过软件进行系统复位或按 事先预定方式运行。2、如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形， 则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两 个螺母1和 2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之 前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形， 从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常

33、用的调整预紧方法有下列三种。 垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式3、（1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的 损坏。（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号（电压或电流）进行准确、安全的 测量。利用光电耦合方式实现载波调制，可获得10kHz带宽，但其隔离性能不如变压 器耦合。1什么叫传感器？传感器的功用是什么？它是由哪几部分组成的？各部分的作 用及相互关系如何？2. 试简述采样/保持器原理。3. 工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？1. 传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确

34、定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。传感器的功用是：一感二传。组成：传感器一般是由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。敏感元件：直接可以感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的元件。转换元件：敏感元件的输出就是转换元件的输入，它把输入转换成电路参量。 基本转换电路：上述的电路参量进入基本转换电路中，就可以转换成电量输出 传感器只完成被测参数到电量的基本转换。2. 采样/保持由存储电容C ,模拟开关S等组成，如图所示。当S接通时，输出 信号跟踪输入信号，称采样阶段。当S断开时，电容C二端一直保持断开的电 压，称保持阶段。由此构成一个简单采样/保持器。实际上为使采样/保持器具有

35、足够的精度，一般在输 入级和输出级均采用缓冲器，以减少信号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗。在电容选择时，使其大小适宜，以保证其时间常数适中，并选用漏泄小的电容。3. 工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器（PLC ）、总 线工控机等类型。根据机电一体化系统的大小和控制参数的复杂程度，选用不 同的微型计算机。单片机或可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少量数据信息的模拟 量的小系统。对于数据处理量大的系统，则往往采用基于各类总线结构的工控 机，如STD总线工控机、IBM-PC总线工控机、Multibus工控机等。对于多层 次、复杂的机电一体化系统，则要采用分级分步式控制系统，在

36、这种控制系统 中，根据各级及控制对象的特点，可分别采用单片机、可编程控制器、总线工 控机和微型机来分别完成不同的功能。1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。2. 试述可编程控制器的工作原理。3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采 用采样/保持器？为什么？4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?6. 伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴（或与被测轴相连接的 输入轴）上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。光源发生的光通 过缝隙圆盘和指

37、示缝隙照射到光电器件上。当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于 圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N，则可测出转速n 60 NZt式中Z圆盘上的缝隙数；n转速（r / min）；t测量时间（s）。2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（ RUN）RUNSTCF内部处理 通信服务输入处理程序执行输出处理和停止（STOP ）状态。不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直 至PLC停机。在每次循环中，若处于运行（RUN ）状态，可编程控制器完成5 个阶断，如图所示。若处于停止（STOP ）状态，PLC也要

38、循环进行内部处理和 通信服务。3. 由于任何一种 A/D 转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作，因此， 在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转换精度。采样/保持 器（SamPLE/Hold ）就是使在A/D转换时，保证输入A/D转换器的模拟量不发 生变化。模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。当输入的模拟量信号变化缓慢 时，也可省去采样/保持器。4. （ 1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（ 2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；（ 3）可混流加工不同的零件；（ 4）系统局部调整 或维修不中断整个系统的运作；（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网； （6

39、）可进行三班无人干预生产。5. 步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电 动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流交流电动机组成的开环控制 系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路 实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工 作，提供的足够功率的控制信号。6. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环 节等个五部分。比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与 输入间的偏差信号，通常由专门的电路或计算机来实现；控制器通常是计算机或PID控制电路；其主要任务是对比较元件输

40、出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱 动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动 伺服机构等。被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包 括传动系统、执行装置和负载；检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲的装置， 一般包括传感器和转换电路。1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些？2、什么是三相六拍通电方式？简述PWM脉宽调速原理。述香农采样定理。5、什么叫传感器？它是由哪几部分组成的？6、步进电动机常用驱动电

41、路中功率放大电路有哪几种类型?1. （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的 损坏。（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号（电压或电流）进行准确、安全的 测量。2. 如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如Af ABf Bf BCf C f CAf3. 在一个周期T内闭合的时间为t，则一个外加的固定直流电压U被按一定的 频率开闭的开关 S 加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号， 其高度为U、宽度为T，如右图所示。电枢两端的平均电压为：U =丄 I TUdt =二 U = p Ud T 0 T式中 p = T /T=Ud/u，(0 p 1) p为导通率(或称占空比)。当T不变时，只要改变导通时间T，就可以改变电枢两端的平均电压Ud。当t从 0T 改变时， Ud 由零连续增大到 U。4. 采样频率大于 2 倍的信号频率，才能正确复现原信号。5传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。敏感元件、转换元件、基本电路。6. 单电压、双电压、斩波恒流、恒流源