宁波大学机电一体化设计基础考试题及答案
机电一体化技术基本试题及答案
一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、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θ=0.001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_____________。
7. 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。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是 ( )A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 ( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 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 ( )A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部分。
机电一体化系统设计基础试题及答案
机械专业机电一体化系统设计基础试题一、判断题(判断下列所述是否正确，正确填入“+”。
错误则填“一”号。
每题2分，共24分)1．接口技术是系统技术中的一个方面，它的功能是实现系统各部分的可靠连接。
( ) 2．数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制及信息处理单元，而电机和主轴箱则属于系统的驱动部分。
( )3．机电一体化产品的变参数设计是指改变部分结构尺寸而形成系列产品的设计。
( )4．驱动元件的选择及动力计算是机电一体化产品开发过程理论分析阶段的工作之一。
( )5．传动轴在单向回转时，回程误差对传动精度没有影响。
( )6．按输出轴的转角误差最小原则，减速链传动中，从输入到输出端的各级传动比应按“前大后小”分配。
( )7．与交流同步伺服电机一样，笼型交流异步伺服电机也可由PWM变频技术实现速度的调节。
( )8．微机系统中，在任何给定时刻，数据流都允许沿数据总线双向传输。
( )9．STD总线可采用总线复用技术，但不支持多处理机系统。
( )10．TTL电平接口不能用于驱动带电气隔离的继电器。
( )11．重复性是传感器静态特性指标之一，反映传感器输入量按同一方向做全量程连续多次变动时，输出输入特性曲线的不一致性。
( )12．增量式光电编码器的输出量为脉冲信号，可以同时用于位置和速度测量。
( )二、简答题(每题6分。
共30分)1．机电一体化系统的基本结构要素有哪些?喷漆机器人的电液伺服系统和手臂手腕分别属于其中的哪个结构要素?2．影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些?3．什么是步进电机的步距角?它是由哪些参数确定的?4．简述开关量输入模板的基本组成。
5．工业PC机与个人计算机的主要差别是什么?三、分析题(15分)系统如图昕示．试分析齿轮机构、传感器及丝杠螺母机构的误差对输出精度的影响。
四、计算题(15分)伺服电机驱动系统如图所示，已知齿轮减速比i=5；丝杠螺距气t s=5mm；丝杠直径d=20mm；工作台的质量为m=200kg；工作台最大线速度v=0．025m／s；最大加速度a=10m／s2，工作台与导轨之间的摩擦系数为f=0．1，传动效率η=0·7。
机电一体化考试答案
机电一体化考试答案(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《机电系统设计》复习题一、填空1、机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、传感检测系统（传感器）、动力系统、执行元件系统等五个子系统组成。
2、机电一体化系统（产品）的设计类型大致有开发型设计、适应性设计和变异性设计等三种。
3、常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等。
4、导向支承部件的作用是支撑和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。
5、执行元件根据使用能量的不同，可以分为电动势、液压式和气压式等类型。
6、步进电动机是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。
从励磁相数来分有三相、四相、五相、六相等步进电动机。
7、单片机应用系统中，常使用 LED(发光二级管) 、 CRT 和LCD(液晶显示器)作为显示器件。
8、工业机器人一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成。
9、CNC机床按工艺用途分类可分为普通数控机床、机械加工中心、多坐标数控机床。
10、机电一体化系统设计的一般方法包括机电互补法、融合（结合）法、组合法。
11、机座或机架既起支承作用，承受其它零部件的重量及在其上保持相对的运动，又起基准作用，确保部件间的相对位置。
12、对伺服系统的基本要求有精度要求更高、可靠性更好、响应速度更快。
13、交流伺服电机消除“自转”现象的解决办法是。
14、两相交流伺服电动机的控制方法有三种：①幅值控制；②相位控制；⑧幅值—相位控制。
机电一体化系统中应用较多的控制方法是。
15、步进电机步距角是指在一个脉冲作用下（即一拍）电动机转子转过的角位移，失调角是指转子轴上袈加一负载转矩时转子齿中心线与定子齿中心线所错过的电度角，最大静转矩是指失调角=正负90度。
16、按照校正装置在系统中的联接方法，可把校正分为有源校正和无源校正。
机电一体化系统设计考试试题及答案
《机电一体化系统设计》课程试卷1参考答案一.填空1.通常一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、执行机构、传感与检测部分和控制与信息处理五部分。
2.结构设计中的自增强原则是指在正常工作条件下，辅助效应与初始效应的作用方向相同，总效应为两者之和；在力传递原则中，力流路线越短，零件的结构刚性__越好__；卸荷皮带轮就是结构设计中应用任务分配原则的实例。
3.系统的传递函数定义为当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
4.传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和分辨力等。
5.电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。
6.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋副轴向间隙的调整。
7.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。
8.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发生器。
9.直流伺服电机的优点是稳定性好、可控性好、响应迅速和转矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好等。
二、简述题1.在机电一体化产品的设计中常常引入现代设计方法，简述你所熟悉的一种现代设计方法的基本思想。
2.比较滚珠丝杠副中单圆弧型滚道与双圆弧型滚道的优缺点。
3.简述机电一体化产品方案设计中黑箱法的基本原理。
答案：1、例如可靠性设计。
可靠性指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
可靠性设计作为一种新的设计方法，只是常规设计方法的深化和发展，所以机械设计等相关课程所阐明的计算原理、方法和基本公式，对可靠性设计仍然适用。
但其又有别于传统设计方法，主要表现在以下几点：①可靠性设计法认为作用在零部件上的载荷（广义的）和材料性能等都不是定值，而是随机变量，具有明显的离散性质，在数学上必须用分布函数来描述；②由于载荷和材料性能等都是随机变量，所以必须用概率统计的方法求解；③可靠性设计法认为所设计的任何产品都存在一定的失效可能性，并且可以定量地回答产品在工作中的可靠程度，从而弥补了传统设计方法的不足。
机电一体化系统设计基础试题
机电一体化系统设计基础试题一、填空题1.控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件电路接口组成。
2.机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、半工机电一体化和产业机电一体化产品。
3.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行设计质量评审三个方面。
4.市场预测主要包括定期预测和定量预测方法。
5.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应等方面的要求。
6.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守先小后大原则。
7.当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。
8.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种。
二、简答题1.机电一体化系统中，传感测试部分的作用是什么？传感测试部分的作用是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，变为可识别的信号，使输到信息处理单元。
经分析处理后产生控制信息。
2.简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）拟定产品开发目标和技术规范，收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济型分析，总体方案设计，总体方案的评审和评价，详细设计，方案的评审和评价，试制样机，样机实验测试，技术评价与审定，小批量生产，试销，正常生产，销售。
3.为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？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。
4.影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些？系统的负载变化、传动系统的惯性、传动系统的固有频率、传动系统中的摩擦与润滑。
5.转动惯量对传动系统有哪些影响？在传动系统中，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。
6.为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施？适当提高零部件本身的精度，合理设计传动链，减小零部件制造、装配误差对传动精度的影响，采用消隙机构以减小或消除回程误差。
机电一体化系统设计试题答案汇总(完整版)
机电一体化系统设计考试资料1.机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并将机械装置与电子设备以以及软件等有机结合而成的系统的总称。
2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。
4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。
（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。
（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。
6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的系统。
（2）适应性设计：是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械机构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
（3）变异性设计：是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。
9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。
10.绿色设计：在新产品的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。
(最新整理)~机电一体化设计基础复习题及答案
~机电一体化设计基础复习题及答案编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（~机电一体化设计基础复习题及答案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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复习题一、是非判断1、机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高,而传动性能稳定性降低。
（×）2、莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。
(√)3、滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小，使用寿命长、不能自锁。
（×）4、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
（√)5、动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为行扫描.（×)6、分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述,与输入数字量的位数有关。
8位数的分辨率为1/256，10位数的分辨率为1/1024。
（√）7、在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统一定是闭环的。
（×）8、无源滤波器常采用LC谐振电路或RC网络作为滤波器件。
（√）9、机电产品转动惯量大可使机械负载变大，灵敏度下降，但是不影响机械系统的响应速度。
（×）10、执行机构运动循环图可以表明各机构间的配合协调关系. (√）11、机电产品结构设计是从：定量到定性，具体到抽象，粗略到精细的过程结构设计满足的目标:保证功能、提高性能、降低成本。
(×）12、双频激光干涉仪是同一激光器发出的光分成幅值不同的两束光产生干涉。
机电一体化习题和答案
机电⼀体化习题和答案<机电⼀体化复习题和答案>⼀.填空1. 通常⼀个较完善的机电⼀体化系统包含：动⼒、执⾏器、传感器、计算机和传动机构五部分。
2 传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞度、分辨⼒和重复度等。
3. 电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。
4.滚珠丝杠副中采⽤双螺母是为了便于螺旋弧轴向间隙的调整。
5.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放⼤作⽤。
6.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发⽣器。
7.直流伺服电机的优点是稳定性好、可靠性好、响应速度快和扭矩⼤等；⽆刷直流伺服电动机的优点是_____⽆换向器、可控性好和稳定性好__等。
8. 机电⼀体化技术是机械与微电⼦的结合；10. 传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时，输出量的变化量与输⼊量的变化量的⽐值。
11. 电容式位移传感器是将被测物理量转换为电容变化的装置。
12. 滚珠丝杠副中滚珠的循环⽅式有内循环和外循环两种。
13. 测速发电机的负载电阻越⼤，其线性度越好。
14.步进电机的步距⾓指在电脉冲的作⽤下，电机转⼦转过的⾓位移。
15.直流伺服电机的机械特性指当电枢电压⼀定时，转矩与转速之间的关系；调节特性指在负载转矩⼀定时，电枢电压与转速之间的关系。
16.滚珠丝杆副中滚珠的循环⽅式有内循环和外循环两种17. 在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、谐波发⽣器主动、刚轮从动，则主、从动件转向相同。
18. 传感器的迟滞特性是指输⼊量在增加和减少的过程中，同⼀输⼊量下其输出量的差别。
19、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产⽣的电荷量与加速度成正⽐。
20、若max ?是传感器的最⼤⾮线性误差、FS y 为输出量的满刻度值，则传感器的线性度可表⽰为max ?⁄FS y 。
21、在机电⼀体化产品的功能原理⽅案设计中，其功能元的组合⽅式常⽤的有串联结构、并联结构和环形三种形式。
22、在单圆弧型螺纹滚道的滚珠丝杠副中，其接触⾓β会随轴向载荷⼤⼩的变化⽽变化。
机电一体化理论题
《机电一体化系统设计基础》理论题一、判断题（每题3分，会考10题）1.(×)自动控制技术是机电一体化六个相关技术之一，而接口技术是自动控制技术中的一个方面。
2.(×)接口技术是自动控制技术中的一个方面，它和计算机与信息处理技术密切相关。
3.(×)工业PC机与个人计算IBM PC机的最大差异是换了工业电源。
4.(×)机电一体化产品适应性设计是指改变部分结构尺寸而形成系列产品的设计。
5.(×)在机电一体化产品开发性设计是在保持原理方案不变的条件下，对产品功能及结构的重新设计。
6.(×)喷漆机器人的开发设计过程中，详细设计完成后即可进行样机的试制。
7.(×)在全自动洗衣机产品的设计过程中，控制系统软件的设计是理论分析阶段的任务之一。
8.(×)减少系统的阻尼系数可以提高闭环系统的稳定性。
9.(×)进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
10.(×)机械系统的刚度越大，固有频率越小。
11.(×)传动机构的转动惯量取决于机构中传动件的质量、转速和尺寸参数。
12.(×)传动机构的转动惯量取决于机构中传动件的质量和转速。
13.(×)滚珠丝杠副具有自锁功能。
14.(×)传动轴在单向回转时回程误差对传动精度没有影响。
15.(×)按输出轴的转角误差最小原则，减速链传动中，从输入端到输出端的各级传动比应按“前大后小”分配。
16.(×)在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之后的环节，其误差的低频分量对输出精度基本无影响。
17.(×)驱动装置中同一环节的误差，其高频分量和低频分量，对系统输出精度的影响应是一致的。
18.(×)直流伺服电机的驱动电路中，脉宽调制放大器由于管耗大，因而多用于小功率系统。
2020-2021本科《机电一体化系统设计基础》期末试题及答案（试卷号1118）
2020-2021本科《机电一体化系统设计基础》期末试题及答案（试卷号1118）2020-2021本科《机电一体化系统设计基础》期末试题及答案（试卷号1118）一、单选题（每小题3分，共24分）1．以下产品属于机电一体化产品的是( )。
A．游标卡尺 B．移动电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．影响机电一体化系统中传动机构动力学特性的因素不包含下列哪项？( )A. 负载 B．系统惯性C．传动比 D．固有频率3．下列哪个不是传感器的动态特性？( )A. 幅频特性 B．临界频率C．相频特性 D．分辨率4．在传感器的使用中，模拟式传感器与计算机进行接口必须用的器件为( )。
A. A/D转换器 B．D/A转换器C．缓冲器 D．隔离器5．闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的( )。
A.回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度B．传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度C．回程误差和传动误差都不会影响输出精度D．回程误差和传动误差都会影响输出精度6．以下可实现交流伺服电动机调速的方法是( )。
A．改变供电电压的大小 B．改变电动机的供电频率C．改变三相电压的相位差 D．改变电动机转子绕组匝数7．以下( )不属于系统功能结构图的基本结构形式。
A．串联结构 B．平行结构C．星形结构 D．环形结构8．HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的( )。
A．能源部分 B．测试传感部分C．驱动部分 D．执行机构二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）9．机电一体化是以数学和物理学为主的多门学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。
( )。
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）2.系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。
（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。
（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺B．电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（A ）。
(完整版)机电一体化系统设计试题与答案
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、、、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、________________。
二、简答题（每题5分,共30分）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？3、简述PWM脉宽调速原理。
4、简述香农采样定理。
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路中功率放大电路有哪几种类型?三、计算题（共20分）(将本题答案写在答题纸上）（一）、（10分）三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电,要求电动机转速为120r/min ，输入脉冲频率为多少？步距角为多少?（二)、（10分） 光栅传感器,刻线数为100线/mm,设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位 移是多少毫米?若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？ 四、综合分析题(共30分)（一)、分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。
(二）、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?一、填空题（每空1分，共20分)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、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 变参数设计二、简答(每题5分,共30分）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。
机电一体化考试试题
机电一体化考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 机电一体化系统的基本组成包括以下哪些部分？A. 机械结构B. 电气控制C. 信息技术D. 所有以上选项2. 在机电一体化系统中，传感器的主要作用是什么？A. 执行命令B. 传递信息C. 处理数据D. 供电3. 以下哪种控制方式不属于机电一体化系统的控制方式？A. 开环控制B. 闭环控制C. 线性控制D. 模糊控制4. 机电一体化系统中，执行器的主要功能是什么？A. 转换能量B. 传递信息C. 控制运动D. 存储数据5. 以下哪个不是机电一体化设计的主要原则？A. 系统集成B. 功能优化C. 成本控制D. 复杂性增加6. 机电一体化系统的设计过程中，通常采用哪种方法进行系统建模？A. 物理建模B. 数学建模C. 计算机建模D. 所有以上选项7. 在机电一体化系统中，PLC的主要作用是什么？A. 动力供应B. 逻辑控制C. 数据存储D. 机械传动8. 以下哪个不是机电一体化系统的优点？A. 高效率B. 高精度C. 低能耗D. 操作复杂9. 机电一体化系统中，通常使用哪种类型的电机作为执行元件？A. 直流电机B. 交流电机C. 步进电机D. 所有以上选项10. 在机电一体化系统中，信息技术的主要应用是什么？A. 数据采集B. 远程控制C. 故障诊断D. 所有以上选项二、填空题（每题2分，共20分）1. 机电一体化系统的设计目标是实现系统的__________、__________和__________。
2. 在机电一体化系统中，__________是实现精确控制的关键技术之一。
3. 为了提高系统的可靠性，机电一体化系统的设计中通常会采用__________和__________技术。
4. 机电一体化系统中的传感器可以分为__________传感器、__________传感器和__________传感器。
5. 在机电一体化系统中，__________是实现人机交互的重要界面。
宁波大学机电一体化设计基础考试题及答案
机电一体化设计基础考试题1.什么是机电一体化？机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
2。
机电一体化产品由哪些基本要素构成？机械本体（机床）、动力源(电、液压等）、检测与传感装置（各种传感器等）、控制与信息处理装置（伺服系统、cnc等)、执行机构（电机、丝杆、导轨、刀架等)3。
机电一体化有哪些共性关键技术？机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术4.什么是机电一体化总体设计？应用系统总体技术，从整体目标出发，综合分析产品的性能要求及各机、电组成单元的特性，选择最合理的单元组合方案，实现机电一体化产品整体优化设计的过程.5.什么是特征指标、优化指标、寻常指标?其作用各是什么？这些指标可否在一定条件下相互转化？特征指标:决定产品功能和基本性能的指标，是设计中必须设法达到的指标。
优化指标：在产品优化设计中用来进行方案对比的评价指标。
寻常指标：产品设计中作为常规要求得一类指标，一般不定量描述。
可以相互转化。
寻常指标有较为固定的范畴，而特征指标和优化指标的选定则应根据具体产品的设计要求进行.一种产品设计中的特征指标，可能是另一种产品设计中的优化指标。
某些指标在要求较为严格、必须经过周密设计才能达到时，应选为特征指标，而在要求较为宽松的情况下，可选为优化指标。
6.什么是等效性、互补性、可比性？等效性、互补性、可比性分析对机电一体化设计有何意义？等效性：具有等效性的功能可有多种具体实现形式，如滤波功能可由多种滤波器实现。
可以互相替代的机械、电子硬件或软件方案必然在某个层次上可实现相同的功能，因而称这些方案在实现某种功能上具有等效性。
产品各组成环节的特性是相互关联的，而且共同影响系统的性能，这种机、电环节互相关联、相辅相成为互补性。
可比性,它是指被评价的方案之间在基本功能、基本属性及强度上要有可比性。
机电一体化设计基础复习题及答案
复习题一、是非判断1、机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高，而传动性能稳定性降低。
（×）2、莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。
（√）3、滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小，使用寿命长、不能自锁。
（×）4、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
（√）5、动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为行扫描。
（×）6、分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。
8位数的分辨率为1/256，10位数的分辨率为1/1024。
（√）7、在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统一定是闭环的。
（×）8、无源滤波器常采用LC谐振电路或RC网络作为滤波器件。
（√）9、机电产品转动惯量大可使机械负载变大，灵敏度下降，但是不影响机械系统的响应速度。
（×）10、执行机构运动循环图可以表明各机构间的配合协调关系。
（√）11、机电产品结构设计是从：定量到定性，具体到抽象，粗略到精细的过程结构设计满足的目标：保证功能、提高性能、降低成本。
（×）12、双频激光干涉仪是同一激光器发出的光分成幅值不同的两束光产生干涉。
得到的是按幅值变化的交流调频信号，信噪比高，可实现高分辨率测量。
（×）13、滚珠丝杠传动中，当丝杠改变转动方向时，间隙会使运动产生空程，从而影响机构的传动精度。
（√）14、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
（√）15、键码识别就是判断闭合键的代码，通常有2种方法，一种是静态检测法——称为编码键盘；另一种是动态检测法——成为非编码键盘。
（×）16、选用D/A芯片时位数愈多精度愈高，其转换的时间愈长。
机电一体化技术考试题（有答案）
机电一体化技术考试题（有答案）填空题1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。
2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。
3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。
4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。
5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。
6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。
8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。
9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。
10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。
11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。
12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。
13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。
14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。
15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。
16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。
17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。
机电一体化系统设计试题及答案
一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_内旋换和外循环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θ=0.001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_____________。
7. 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。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 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( )A. 单片机B. 2051C. PLC5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。
《机电一体化系统设计》试卷及答案
《机电一体化系统设计》一、填空题（每空1分，共20分）1. 机电一体化可靠性是指，系统（产品）在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
2.机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称3. 工业三大要素指物质、能量、信息。
4. 机电一体化系统传动机构的作用传递转矩和转速。
5. 机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求：精密化，高速化，小型、轻量化。
6. 轴系部件设计的基本要求有：①旋转精度②刚度③抗震性④热变形⑤轴上零件的布置二、判断题（每题2分，共10分）1.机电一体化系统的接口功能有一种是变换、调整，另一种是输入/输出。
(√)2.谐波齿轮传动的波发生器相当于行星轮系的转臂，柔轮相当于行星轮，刚轮则相当于中心轮。
（√）3.比例-积分（PI）调节克服了单纯比例环节有调节误差的缺点又避免了积分环节响应慢的弱点，既能改善系统的稳定性能能，又能改善其动态性能。
（√）4.组合法它是将结合法制成的专用或通用功能部件（子系统）、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品），故称组合法。
（√）5.机电互补法又称取代法。
该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统）中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。
√三、解释（每题3分，共9分）1． MCS一般将配有系统软件、外围设备、系统总线接口的微型计算机系统2． CPU微处理机简称 CPU，它是一个大规模集成电路器件或超大规模集成电路器件，器件中有数据有数据通道、多个寄存器、控制逻辑和运算逻辑部件，有的器件还含有时钟电路，为器件工作提供定时信号。
3．MC微型计算机简称MC。
它是以微处理机为中心，加上只读存储器，随机存取存储器，输入|输出接口电路、系统总线及其他支持逻辑电路组成的计算机。
四、简答题（每题6分，共36分）1．机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么答: 1 惯量小、动力大 2 体积小、重量轻3 便于维修、安装4 易于微机控制2．直流伺服电机控制方式的基本形式是什么答: 直流伺服电机为直流供电，为调节电动机的转速和方向，需要对其直流电压的大小和方向进行控制。
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机电一体化设计基础考试题1.什么是机电一体化？机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
2.机电一体化产品由哪些基本要素构成？机械本体（机床）、动力源（电、液压等）、检测与传感装置（各种传感器等）、控制与信息处理装置（伺服系统、cnc等）、执行机构（电机、丝杆、导轨、刀架等）3.机电一体化有哪些共性关键技术？机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术4.什么是机电一体化总体设计？应用系统总体技术，从整体目标出发，综合分析产品的性能要求及各机、电组成单元的特性，选择最合理的单元组合方案，实现机电一体化产品整体优化设计的过程。
5.什么是特征指标、优化指标、寻常指标？其作用各是什么？这些指标可否在一定条件下相互转化？特征指标：决定产品功能和基本性能的指标，是设计中必须设法达到的指标。
优化指标：在产品优化设计中用来进行方案对比的评价指标。
寻常指标：产品设计中作为常规要求得一类指标，一般不定量描述。
可以相互转化。
寻常指标有较为固定的范畴，而特征指标和优化指标的选定则应根据具体产品的设计要求进行。
一种产品设计中的特征指标，可能是另一种产品设计中的优化指标。
某些指标在要求较为严格、必须经过周密设计才能达到时，应选为特征指标，而在要求较为宽松的情况下，可选为优化指标。
6.什么是等效性、互补性、可比性？等效性、互补性、可比性分析对机电一体化设计有何意义？等效性：具有等效性的功能可有多种具体实现形式，如滤波功能可由多种滤波器实现。
可以互相替代的机械、电子硬件或软件方案必然在某个层次上可实现相同的功能，因而称这些方案在实现某种功能上具有等效性。
产品各组成环节的特性是相互关联的，而且共同影响系统的性能，这种机、电环节互相关联、相辅相成为互补性。
可比性，它是指被评价的方案之间在基本功能、基本属性及强度上要有可比性。
等效性是可以进行机电一体化设计的充分条件之一。
互补性，是机电一体化设计的另一充分条件。
7.试结合等效性与互补性阐述机电一体化优化设计的条件。
机电一体化优化设计要在具有等效性的功能中和具有互补性的环节中进行机械、电子、软件等技术之间的比较和权衡。
首先找出它们具有可比性的表达形式，用具有相同量纲的优化指标(如成本、可靠度、相对精度等)对各方案进行比较。
8.目前大多采用什么方法进行机电一体产品的总体设计？其具体含义是什么？多方案优化的方法：在满足约束条件（特征指标）的前提下，采用不同原理及不同品质的组成环节构成多种可行方案，用优化指标对这些方案进行比较、优选，从而获得满足特征指标要求，且优化指标最合理的总体设计方案。
9.多目标规划的求解策略有哪些？含义分别是什么？降维法：用一个其主要作用的指标作为目标函数，而将其它优化指标转化为约束条件，从而使多目标优化问题转化为单目标优化问题。
顺序单目标法：首先对各优化指标按重要程度排序，按单目标优化方法依序求出每个指标所对应的最优解，然后对这些单目标优化解进行折衷处理，从而得到整体最优解。
评价函数法：首先将各优化指标依一定关系进行组合，从而构造出一个单目标问题的目标函数，被称为评价函数，然后依据这个评价函数对各种方案进行评价，最终确定出最优方案。
10.为何在机电一体化总体方案设计时要进行功能分配和性能指标分配? 如何进行功能分配和性能指标分配？性能指标分配目的：总体方案中一般有多个环节对同一性能指标产生影响，需要合理地限定这些环节对总体性能指标的影响程度。
为保证以最佳的结构方案实现产品性能。
功能分配时应首先把这些形式尽可能的全部列出来，用这些具体实现形式构成不同的结构方案，采用适当的优化指标对这些方案进行比较，选出最优或较优的方案。
性能分配时，首先要把各互补环节对性能指标可能产生的影响作用范围琢一列出，对于不可比较的变量应先变换成相同量纲的变量，在满足约束的条件下，采用不同的分配方法将性能指标分配给各互补环节，构成多个可行方案，进一步选择适当的优化指标，对这些可行方案进行评价，选出最优方案。
11.基本转换电路的作用是什么？基本转换电路有哪些种？其具体作用各是什么？作用：将传感器输入的电参数形式的信号转换成电量形式。
分压电路：差动电路：用于差动式传感器信号的转换。
非差动桥式电路：调频电路：脉冲调宽电路：12.减小放大器噪声及提高放大器工作稳定性的措施有哪些？抑制放大器噪声的措施：（1）压缩放大器带宽，滤除通带以外的各种噪声信号；（2）减少信号源电阻，并尽量使其与放大器的等效噪声电阻相等，以实现噪声阻抗匹配；（3）选用低噪声放大器件，以减少噪声的产生；（4）减少接线电缆电容的影响以及各种干扰因素的影响。
提高放大器稳定性的措施：（1）采用具有高稳定度的无源元件或引入直流负反馈来稳定静态工作点；（2）采用集成运算放大器及深度负反馈来稳定放大倍数；（3）采用电容和电阻进行相位补偿，以消除由寄生电容或其他寄生耦合所引起的自激震荡；（5）采取散热与均热措施，以保证温度稳定，减小热漂移。
13.高输入阻抗放大器、高共模抑制比放大器的作用是什么？高输入阻抗放大器：与传感器电路或基本转换电路相匹配，希望放大器具有较高的输入阻抗。
高共模抑制比放大器：在对两被测信号的差值进行放大的同时，抑制来自环境的共模干扰。
14.在检测系统中，为何常对传感器信号进行调制？常用的调制方法有哪些？其含义分别是什么？在检测系统中，进入检测电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。
而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是检测系统的一项重要任务。
为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋予一定特征，因此进行调制。
信号调制就是用一个信号（调制信号）去控制另一作为载体的信号（载波信号），【或者将基带信号加载到载波信号上的过程】让后者的某一参数（幅值、频率、相位、脉冲宽度等）按前者的值变化。
目的：把信号加载到载波上发送出去幅值调制：让一个具有特定角频率的高频信号的幅值随被测量x而变化。
高频信号为载波信号，被测量x为调制信号。
相位调制：让一个具有特定角频率的高频载波信号的相位随着被测量x而变化。
频率调制：让一个高频震荡的载波信号的频率随着被测量x而变化。
15.什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调制信号？调制信号：被测信号载波信号：用一个频率较高、波长较短的正弦信号作为发射基带信号的载体，该信号称为载波信号。
已调制信号：调制之后的信号，即携带有调制信号的载波信号，其幅值、相位、频率随被测信号变化的信号。
16.对调幅波进行解调的方法有哪几种？各是如何实现的？包络检波：利用二极管等具有单向导电性能的器件，截去条幅信号的下半部，再用滤波器滤除其高频成分，从而得到按调幅波包络线变化的调制信号。
相敏检波：包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。
第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。
对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
17.什么是低通、高通、带通、带阻滤波器？各自的通频带如何？带宽如何确定？对于低通滤波器，带宽指其通频带宽度；对于高通或带阻滤波器，带宽指其阻带宽度。
18.滤波器的基本参数有哪些？分别是什么含义？提高滤波器的阶次会带来什么好处和问题？19.图示RC低通、高通、带通滤波器，给出它们的传递函数及幅相频率特性。
20.什么是增量码信号？什么是细分？什么是辨向？增量码信号：指信号变化的周期数与被测位移成正比的信号。
将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，每一个脉冲都进行增量计算。
细分，需要测量比栅距更小的位移量，为了提高分辨率。
辨向，根据传感器的输出信号判别移动的方向，即判断是正向移动还是反向移动，是顺时针旋转还是逆时针旋转。
21.什么是伺服系统？图示说明伺服系统的构成。
伺服系统有哪些种类？伺服系统：能够跟踪输入的指令信号动作，从而获得精确的位置、速度、或力输出的自动控制系统。
位置/速度/力伺服系统电气/液压/气动伺服系统开环/闭环/半闭环伺服系统22.试从结构、成本、稳定性和精度方面，分析开环、闭环和半闭环控制的伺服系统的特点及应用场合？开环伺服系统中无检测反馈元件，结构简单，但精度低。
闭环伺服系统直接对输出量进行检测和反馈，并根据输出量对输入量的实际偏差进行控制，因而精度高，但结构复杂、成本高。
半闭环伺服系统的检测反馈元件位于机械执行装置的中间某个部位，将大部分机械构件封闭在反馈控制环之外，性能介于开环和闭环伺服系统之间。
23.伺服系统的性能指标有哪些？分别是什么含义？这些性能指标的好坏各受哪些因素影响？各是如何影响的？稳定性：当作用在系统上的扰动信号小时候，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行，或者在输入的指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能力。
伺服系统的稳定性是系统本身的一种特性，取决于系统的结构及组成元件的参数（如惯性、刚度、阻尼、增益等），与外界作用信号（包括指令信号和扰动信号）的性质或形式无关。
精度：指其输出量复现输入指令信号的精确程度。
伺服系统工作过程中存在三种误差，动态误差、稳态误差、静态误差。
影响精度因素很多，就系统的组成元件本身误差来讲，有传感器的灵敏度和精度、伺服放大器的零点漂移和死区误差、机械装置中的反向间隙和传动误差、各元器件的非线性因素等。
从构成原理讲，无论多么精密的元器件都存在稳态误差。
快速响应性，一指动态响应过程中，输出量跟随输入指令信号变化的快速程度，二指动态响应过程结束的快速程度。
取决于阻尼比，阻尼比小则响应快。
24.伺服系统动态误差、稳态误差、静态误差的含义分别是什么？影响这些误差的因素各有哪些？动态响应过程中输出量与输入量之间的偏差称为系统的动态误差。
在动态响应过程结束后，即在振荡完全衰减之后，输出量对输入量的偏差可能会继续存在，这个偏差称为系统的稳态误差。
静态误差指由系统组成元件本身的误差及干扰信号所引起的系统输出量对输入量的偏差。
25.步进电动机有哪几种？每种是如何构成的？各有何特点？步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。
它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。