機(jī)電一體化期末考試.doc

機(jī)電一體化總結(jié)一、名詞解釋1.機(jī)電一體化的概念:機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)用機(jī)械，電子信息等有關(guān)技術(shù)，對(duì)它們進(jìn)行有機(jī)組織與綜合，實(shí)現(xiàn)了整體的最掛化。2.RS觸發(fā)器：是具有同步輸入端子C，置位S和復(fù)位R端子的RS觸發(fā)器。3.多路模擬開關(guān)：是一種在數(shù)字信號(hào)控制下將模擬信號(hào)接通或斷開的元件或電路。4.數(shù)模：把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的裝置稱為數(shù)/摸轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器。5.模數(shù)：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的裝置叫做摸/數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器。6.傳感器：是凡接受外界刺激并能產(chǎn)生輸出信號(hào)，即可定義為傳感器。7.壓電效應(yīng)：強(qiáng)介質(zhì)加壓力時(shí)產(chǎn)生極化或電位差的現(xiàn)象。8.壓阻效應(yīng)：外力作用在半導(dǎo)體材料上(金屬材料)，使材料的電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象。9.感應(yīng)同步器：感應(yīng)同步器是一種檢測(cè)機(jī)械角位移或者直線位移的精密傳感器。10.光柵：由大量等寬等間距的平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)器件成為光柵 。二、填空題1.機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成：（計(jì)算機(jī)），（傳感器），（動(dòng)力），（執(zhí)行機(jī)構(gòu)），（機(jī)械結(jié)構(gòu)）。2.機(jī)械系統(tǒng)的組成：（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），（導(dǎo)向機(jī)構(gòu)），（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）。3.絲杠循環(huán)方式：（外循環(huán)）與（內(nèi)循環(huán)）。4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分類：根據(jù)計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用 過(guò)程控制系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)；順序控制系統(tǒng)；數(shù)字控制系統(tǒng)。根據(jù)計(jì)算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控制系統(tǒng)；監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。三、簡(jiǎn)答題1.滾珠絲杠消除間隙與調(diào)整預(yù)緊措施：墊片式；螺紋式；齒差式三種。齒輪傳動(dòng)間隙的消除措施：圓柱齒輪傳動(dòng)：偏心軸套調(diào)整法；軸向墊片調(diào)整法；雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法。 斜齒輪傳動(dòng)齒側(cè)隙的消除方法：墊片調(diào)整法；軸向壓簧調(diào)整法。 錐齒輪齒隙調(diào)整：軸向壓簧調(diào)整法；軸向彈簧調(diào)整法。2.光電耦合器的概念和作用：光耦合器件是一種光電結(jié)合的器件。硅光敏三極管為受光部分，砷化鎵發(fā)光二極管為發(fā)光部分構(gòu)成光耦合器件。工作時(shí)，把電信號(hào)加到輸入電兩次轉(zhuǎn)換，通過(guò)光進(jìn)了輸入端和輸出端之間的耦合。光耦合器件有透光型與反射型兩種。3.接觸抗干擾的措施：供電系統(tǒng)的抗干擾措施：增加電子交流穩(wěn)壓器；增加低通濾波器；加入隔離變壓器；選用供電比較穩(wěn)定的進(jìn)線電源；在可靠性要求很高的地方。 接口電路的抗干擾措施： 首先是采取吸收的方式，抑制其產(chǎn)生，然后采取隔離的方法，阻斷其傳導(dǎo)。強(qiáng)電干擾吸收電路；驅(qū)動(dòng)接口的隔離；變送接口的隔離。 接地系統(tǒng)的抗干擾措施：?jiǎn)吸c(diǎn)接地；并聯(lián)接地；光電隔離。 針對(duì)輻射干擾的抗干擾措施：防止輻射干擾的主要方法是屏蔽和接地。4.非接觸式傳感器四種位置開關(guān)：高頻振蕩式接近開關(guān)，可以檢測(cè)的材質(zhì)是金屬體；靜電電容式接近開關(guān)，可以檢測(cè)的材質(zhì)是金屬，塑料紙，玻璃，水，油，溶液，木材等；光電傳感器，可以檢測(cè)的材質(zhì)是不透明物體，和可以反射光的物體；霍爾開關(guān)，可以檢測(cè)的材質(zhì)是磁性物件。5.增量式光電編碼器的工作原理：輸入軸轉(zhuǎn)角分成一系列位著的增量，敏感元件對(duì)這些增量向應(yīng)，每當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)單位增量時(shí)，敏感元件就向計(jì)數(shù)器發(fā)出一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器把這些計(jì)數(shù)脈沖累加起來(lái)，并以各種進(jìn)制的代碼形式在輸出端給出所需要的輸入角度瞬時(shí)值的信息。四、論述題1.滾珠絲杠消除間隙與調(diào)整預(yù)緊措施：墊片式 調(diào)整方法：調(diào)整墊片2的厚度，使螺母1產(chǎn)生軸向位移，以消除軸向間隙和達(dá)到預(yù)緊的目的； 螺紋式 調(diào)整方法：采用兩個(gè)螺母2調(diào)緊，旋轉(zhuǎn)螺母即可調(diào)整軸向間隙和預(yù)緊； 齒差式 調(diào)整方法：調(diào)整時(shí)先取下內(nèi)齒輪，將螺母1和4向同一方向旋轉(zhuǎn)一定的齒數(shù)，然后把內(nèi)齒輪復(fù)位固定。齒輪傳動(dòng)間隙的消除措施：圓柱齒輪傳動(dòng)：偏心軸套調(diào)整法；軸向墊片調(diào)整法；雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法。 斜齒輪傳動(dòng)齒側(cè)隙的消除方法：墊片調(diào)整法；軸向壓簧調(diào)整法。 錐齒輪齒隙調(diào)整：軸向壓簧調(diào)整法；軸向彈簧調(diào)整法。2.JK觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理：JK觸發(fā)器在C1觸發(fā)沿操作下，根據(jù)輸入信號(hào)J、K值的不同，凡是具有置0、置1、翻轉(zhuǎn)和保持功能的電路稱為JK觸發(fā)器。JK觸發(fā)器，采用與或非電路結(jié)構(gòu)，它的工作原理為：CP為0時(shí)，觸發(fā)器處于一個(gè)穩(wěn)態(tài)；CP由0變1時(shí)，觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，做好接收輸入信號(hào)的準(zhǔn)備；CP由1變0時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)；JK觸發(fā)器在CP下降沿前接受信息，在下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，在下降沿后觸發(fā)器被封鎖。3.光柵、莫爾條紋的結(jié)構(gòu)組成與工作原理： 光柵位置檢測(cè)裝置由光源，長(zhǎng)光，短光柵，光電元件等組成。標(biāo)尺光柵和指示光柵都是由窄矩形不透明的線紋和與其等寬的透明間隔所組成的。常見光柵的工作原理都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進(jìn)行工作的。當(dāng)使指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋成一角度來(lái)放置兩光柵尺時(shí)，必然會(huì)造成兩光柵尺上的線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點(diǎn)近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊，因而遮光面積最小，擋光效應(yīng)最弱，光的累積作用使得這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶。相反，距交叉點(diǎn)較遠(yuǎn)的區(qū)域，因兩光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來(lái)越少，不透明區(qū)域面積逐漸變大，即遮光面積逐漸變大，使得擋光效應(yīng)變強(qiáng)，只有較少的光線能通過(guò)這個(gè)區(qū)域透過(guò)光柵，使這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)暗帶。這些與光柵線紋幾乎垂直，相間出現(xiàn)的亮、暗帶就是莫爾條紋。莫爾條紋是由若干條光柵線紋共同干涉形成的。4.數(shù)/模（DAC)轉(zhuǎn)換器基本原理:是用電阻網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字量按每位數(shù)碼的權(quán)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)，然后用運(yùn)算放大器求和電路將這些模擬量想家就完成了數(shù)/模轉(zhuǎn)換。根據(jù)電阻網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成不同，構(gòu)成了不同形式的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同，目前的數(shù)/模轉(zhuǎn)換方法主要有：權(quán)電阻法、T型和倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)、權(quán)電流法等方法。為了了解數(shù)模轉(zhuǎn)化的基本原理，本書主要重點(diǎn)介紹權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC.模/數(shù)（ADC)轉(zhuǎn)換器的基本原理:是通過(guò)比較的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。若按比較的不同方法區(qū)分，歸根結(jié)底只有兩種類型：直接比較型和間接比較型。直接比較型是將出入模擬信號(hào)直接與參考電壓比較，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字量。屬于這種類型的有并行比較型ADC和反饋比較型ADC。間接比較型是將輸入信號(hào)與參考電壓比較，轉(zhuǎn)換為某個(gè)中間物理量再進(jìn)行比較轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字量，其中間變量有時(shí)間，頻率，屬于這種類型的有V/T型ADC和V/F型ADC。5.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分類：根據(jù)計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用 過(guò)程控制系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)；順序控制系統(tǒng)；數(shù)字控制系統(tǒng)。根據(jù)計(jì)算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)在操作指導(dǎo)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)不直接用來(lái)控制生產(chǎn)對(duì)象，而是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)進(jìn)行采集，然后根據(jù)一定的控制算法計(jì)算出供操作人員參考、選擇的操作方案和最佳方案； 直接數(shù)字控制系統(tǒng)它是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)多個(gè)被控參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與給定值進(jìn)行比較，并按預(yù)定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，其輸出直接控制被控對(duì)象，使被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值上。不需要改變硬件，只需要改變程序就可以實(shí)現(xiàn)多種較為復(fù)雜的控制規(guī)律； 監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝參數(shù)和過(guò)程參數(shù)的檢測(cè)值，按照所設(shè)定的控制算法進(jìn)行計(jì)算，得出最