機電接口技術(shù)復習題及答案

1、機電接口技術(shù)填空題1、常用接口的分類方法有：按變換和調(diào)整功能的特征分類和 根據(jù)接口輸入 一輸出的性質(zhì)分類。2、所謂集成穩(wěn)壓器，就是用半導體工藝和薄膜工藝將穩(wěn)壓電路中的二極管、三極管、電阻、電容等元件制作在同一半導體或絕緣基片上,形成具有穩(wěn)壓功能的集成電路。3、工業(yè)生產(chǎn)中的干擾一般以脈沖的形式進入控制系統(tǒng),干擾竄入系統(tǒng)的渠道主要有三條：即空間干擾（場干擾）、過程通道干擾、供電系統(tǒng)干擾。4、信號隔離是抵抗外界干擾的一個必要而有效手段,它可以實現(xiàn)以下兩個功能：隔斷外界 的共模電壓和隔斷從外界串引進來的電磁干擾。5、光電隔離是由光電耦合器件來完成。6、光電耦合器件根據(jù)受光元件的不同可分為晶體管輸出型和

2、晶閘管輸出型兩類，但從隔離方法的角度來看都是一樣的，即通過電一一光一一電這種轉(zhuǎn)換。7、固態(tài)繼電器根據(jù)使用場合分為交流型和直流型兩類,它們分別在交流或直流電源上做負載開關(guān)。8、固態(tài)繼電器按觸發(fā)形式可分為過零觸發(fā)型固態(tài)繼電器和隨機導通型固態(tài)繼電器。9、PID調(diào)節(jié)器由比例_、積分 和 微分 三部分組成。10、機電系統(tǒng)中常用的功率器件有晶閘管、晶體管和功率場效應(yīng)晶體管。11、直流電動機是一種將直流電轉(zhuǎn)換為機械能的裝置,它的最大優(yōu)點是調(diào)速性能好,可以在寬廣的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。12、改變電動機電樞電壓是常用的直流他勵電動機的調(diào)速方法。13、基本驅(qū)動捽制電路包括不可逆PWM變換器和可逆 PWM變換器。14

3、、步講電機的驅(qū)動電路包括單電壓電路、雙電壓電路、斬波電路、調(diào)頻調(diào)壓電路、細分功放電路等。15、步進電機的環(huán)形分配器有硬件和軟件兩獨方式。問答題1、機電接口技術(shù)的作用有哪些答：信號處理接口、信號隔離接口、調(diào)節(jié)器與濾波器、功率驅(qū)動電路、電機驅(qū)動控制電路。2、接地設(shè)計的目的是什么答：消除各電路電流流經(jīng)一公共地線阻抗時所產(chǎn)生的噪聲電壓； 避免磁場和地電位差的影響，即不使其形成地環(huán)路，如果接地方式處理不好，就會形成地環(huán)路，造成噪聲耦合。3、信號隔離的目的和實質(zhì)是什么如何答：信號隔離的目的在于從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使測控裝置與現(xiàn)場僅保持信號聯(lián)系，而不直接發(fā)生電的聯(lián)系。隔離的實質(zhì)是把引進

4、的干擾通道切斷，從而達到隔離現(xiàn)場干擾的目的。測控裝置與現(xiàn)場信號之間、弱電和強電之間，常用的隔離方式有光電隔離、繼電器隔離、變壓器隔離、隔離放大 器等。另外，在布線上也應(yīng)該注意隔離。實現(xiàn)抗干擾隔離可利用繼電器的線圈接受電氣信號，利用觸點發(fā)送和輸出信號，從而避免強電和弱電信號之間的直接接觸。4、光電耦合器具有三個特點是什么答：信號傳遞采取電-光-電的形式，能夠避免輸出端對輸入端可能產(chǎn)生的反饋和干擾，抑制噪聲干擾能力強； 具有耐用、可靠性高和速度快等優(yōu)點。5、簡述線性光電隔離放大器的特點。答：線性光電隔離放大器利用發(fā)光二極管的光反向送回輸入端，正向送至輸出端，從而提高了放大器的精度和線性度。放大器的

5、輸入端和輸出端是用光隔離的，所以不存在電氣連接。6、什么是固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器的主要性能特點有哪些答：固態(tài)繼電器（SOLIDESTATE RELAYS臍SSR利用電子元件（如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導體器件）的開關(guān)特性，可實現(xiàn)無觸點無火花地接通和斷開電路。固態(tài)繼電器按使用場合可以分為交流型（AC-SSR）和直流型（DC-SS砌類，它們分別在交流或直流電源上做負載的 開關(guān)，不能混用。固態(tài)繼電器的主要性能特點有： （1）無機械觸點，電路工作時不產(chǎn)生火花； （2）無機械和電 磁等噪聲；（3）抗干擾能力強；（4）驅(qū)動功率?。唬?）可靠性高；（6）承受浪涌電流大；（7） 對電源電壓的適應(yīng)能力強。7、有

6、源濾波器的分類答：有源濾波器的分類：低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。8、簡述步進電機含義和特點。答：步進電機是一種電磁式增量運動執(zhí)行元件，它可以將輸入的電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移。因輸入的是脈沖信號，運動是斷續(xù)的，又稱脈沖電機或階躍電機。三相步進電機的工作方式：三相步進電機一般有單三拍、六拍及雙三拍等工作方式。“單”、“雙”、“拍”的意思是：“單”指定子繞組每次切換前后只有一相通電；“雙”指每次有兩相定子繞組通電；“拍”指從一種通電狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種通電狀態(tài)。9、簡述環(huán)形分配器的主要功能。答：環(huán)形分配器的主要功能是把來自變頻信號源的脈沖序列按一定的規(guī)律分配后，經(jīng)過功率放

7、大器的放大加到步進電機驅(qū)動電源的各項輸入端，以驅(qū)動步進電機的轉(zhuǎn)動。同時步進電機有正反轉(zhuǎn)的要求，所以這種環(huán)形分配器的輸出既是周期的，又是可逆的。10、簡述直流電動機含義、特點和結(jié)構(gòu)。答：直流電動機是一種將直流電轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，它的最大優(yōu)點是調(diào)速性能好，可以在寬廣的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速；另外，它的起動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強。直流電動機由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間是空氣隙。三、分析題1、（1）對于圖1所示的4N25光電耦合器的接口電路圖，要求掌握其輸入端ui與輸出端uo之間的關(guān)系，即當輸入端 Ui分別為高、低電平時，輸出端的電平如何。再有就是電阻R的作用是什么，如何選擇。圖1 4N25的

8、光電耦合器的接口電路圖2晶閘管型光電耦合器應(yīng)用電路(2)圖2所示的是用4N40控制220V電燈的電路圖，要求掌握圖中單片機8031的引腳的狀態(tài)與電燈亮滅狀態(tài)的關(guān)系，以及4N40輸入端電阻Ri的作用和計算方法。2、應(yīng)會分析驅(qū)動電樞的電壓、電流波形及二極管、晶體管的導通關(guān)斷情況。分析時應(yīng)注意 電動機是電感性負載，同時本身還存在反電動勢以及二極管和晶體管的導通條件。有制動作用的不可逆 PWM變換電路電路圖如圖6-1 (a)所示。0ton T tton Tt(b)圖6-1有制動作用的不可逆PWM變換器電路(a)電路原理圖(b)電動狀態(tài)電壓和電流波形(c)輕載電動狀態(tài)電壓和電流波形在0WtWton期間(

9、ton為T1導通時間)，Ub1>0, Tl導通；Ub2<0 , T2截止。電動機電樞電壓為Us,電流id沿圖中所示的回路 1流通。tonWtWT期間，Ub1<0, Ub2>0, Tl截止，電動機電樞通過二極管D2沿回路2續(xù)流，由于晶體管T2兩端所加電壓為反向電壓故其不能導通。若負載較大，到t=T時，電流id>0,則T2始終不會導通。其電壓和電流波形見圖6-1(b)所示。若負載較輕，在t=t2時，id=0,T2得以導通，反電動勢E沿回路3送過反向電流一id,產(chǎn)生局部時間的能耗制動作用。t=T時，T2截止，id沿回路4經(jīng)D1續(xù)流，直到t=t4時衰減到零， T1才開始導

10、通。電流波形如圖 6-1 (c)所示。分析題1、(1)對于圖1所示的4N25光電耦合器的接口電路圖，要求掌握其輸入端Ui與輸出端uo之間的關(guān)系，即當輸入端 Ui分別為高、低電平時，輸出端的電平如何。再有就是電阻 R的 作用是什么，如何選擇。V12W4N25圖1 4N25的光電耦合器的接口電路圖2晶閘管型光電耦合器應(yīng)用電路(2)圖2所示的是用4N40控制220V電燈的電路圖，要求掌握圖中單片機 8031的引腳的狀態(tài)與電燈亮滅狀態(tài)的關(guān)系，以及4N40輸入端電阻R1的作用和計算方法。2、應(yīng)會分析驅(qū)動電樞的電壓、電流波形及二極管、晶體管的導通關(guān)斷情況。分析時應(yīng)注意電動機是電感性負載，同時本身還存在反電動勢以及二極管和晶體管的導通條件。有制動作用的不可逆 PWM變換電路電路圖如圖6-1 (a)所示。Ub1 -Ubton Tt圖6-1有制動作用的不可逆PWM變換器電路(a)電路原理圖(b)電動狀態(tài)電壓和電流波形(c)輕載電動狀態(tài)電壓和電流波形在OWtWton期間(ton為T1導通時間)，Ub1>0, Tl導通；Ub2<0 , T2截止。電動機電樞電 壓為Us,電流id沿圖中所示的回路1流通。tonWtWT期間，Ub1<0, Ub2>0, T1截止，電動機電樞通過二極管D2沿回路2續(xù)流，由于晶體管T2兩端所加電壓為反向電壓故其不能導通。