机电一体化(1)

第三章

1、码盘式编码器主要有哪几种？各有什么特点？

（1）增量型：就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号，然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。

（2）绝对值型：就是对应一圈，每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

2、传感器有哪几部分组成？每部分起什么作用？

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.

3、莫尔条纹是怎样产生的？它具有哪些特性？

把两光栅刻线面相对,中间留有很小的间隙相叠合,将其置于光源和透镜形成的平行光束的光路中,若两光栅栅线之间有很小的夹角,则由于两光栅的栅线相互挡光作用的结果,在近似垂直于栅线方向上显现出比栅距宽很多的明暗相间的莫尔条纹。

莫尔条纹具有运动有严格对应关系、位移放大作用和误差平均效应等特点。

4、试述光栅传感器的工作原理及特点。

光栅式传感器是利用光栅的莫尔条纹进行测量测。光栅式传感器一般由光源、标尺光栅、指示光栅和光电器件组成。测量时取两块光栅常数相同的光栅,其中一块用作标尺光栅,它可以移动(或固定不动),另一块用作指示光栅,它固定不动(或可以移动),两者刻线面相对,中间留有很小的间隙相叠合,组成光栅副。将其置于光源和透镜形成的平行光束的光路中,若两光栅栅线之间有很小的夹角,则在近似垂直于栅线方向上显现出比栅距宽很多的明暗相间的莫尔条纹,当标尺光栅沿垂直于栅线方向每移过一个栅距时,莫尔条纹近似沿栅线方向移过一个条纹间距。用光电器件接收莫尔条纹信号,经电路处理后用计数器计数,可得到标尺光栅移过的距离,实现测量位移的目的。

5简述电阻计的作原理，它的基本组成结构是什么？

利用某种金属丝导体的“应变电阻效应”，即这种金属丝的电阻值随着某机械变形而变化的物理特性。结构：电阷应变计主要由电阷敏感栅、基底呾面胶（戒覆盖层）、粘结剂、引出线五部分组成。

6、传感器的发展方向是什么？

•开展基础研究，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；

•实现传感器的集成化与智能化

开发新型传感器开发新材料新工艺的采用集成化、多功能化智能化、模拟多路开关和采样保持电路的作用是什么？

模拟多路开关的作用为分别或依次把各传感器输出的模拟量与A/D接通，以便进行A/D转换。采

样保持电路在A/D转换之前，是为A/D进行转换期间，保持输入信号不变而设置的

8、试问数字滤波较一般模拟滤波有何优点？

功能：减少虚假信号的影响，提高信号的可靠性。

优点：1.数字滤波是用程序实现的。 2.可以对频率很低的信号实现滤波。 3.灵活性好。

4、作业题

1、举例说明接口技术解决的主要问题。

（1）信号电平（2）数据传输（3）信号类型（4）数据格式

2、阐述总线的分类，说明衡量总线能力的指标。

总线的分类内部总线：是微机内部外围芯片与处理器之间的总线，用于芯片一级的互联；

系统总线：是微机中各个功能部件之间相互联结的总线，也叫板级总线；

外部总线：是计算机系统之间互联的通信总线。

3个主要指标来衡量：（1）总线宽度：指总线能同时传送的数据位数。（2）总线频率：总线每秒钟传输的数据次数。（3）总线带宽：指单位时间内总线上可传送的数据量；总线宽度越宽，频率越高，带宽就越大。

、比较ISA，VESA，PCI总线的特点，说明PCI总线的优势。

ISA总线采用独立于CPU的总线时钟

VESA通过局部控制的判断，将高速I/O直接挂在CPU的总线上，实现CPU与高速外设之间的高速数据交换。PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小，其功能比VESA、ISA有极大的改善，支持突发读写

操作，最大传输速率为132MB/s，可同时支持多组外围设备。

、说明STD总线的主要特点。

STD总线采用小板结构，高度模块化，是一种以小尺寸插板结合 LSI技术建立的一种以功能模块的方法来迚行面向控制的系统总线。

5、阐述人机接口与机电接口的区别。

人机接口是检测与仪器系统不可缺少的重要组

成部分，它是操作者与机电一体化系统之间进

行信息交换的接口。

机电接口是指机电一体化产品中的机械装置与控制微机间

的接口。同人机接口一样。按照信息的传递方向可

以将机电接口分为信息采集接口(传感器接口)与控

制量输出接口。

6、人机接口与机电接口各有那些分类？并举说明。

答：人机接口分为输入接口和输出接口两大类；

输入接口：简单开关输入接口，键盘输入接口；输出接口：LED,CRT显示器，LCD显示器机电接口分为信息采集接口（传感器接口）和控制量输出接口。

信息采集接口：A/D转换接口；控制量输出接口：D/A转换接口

第五章作业题

1、解释下列名词术语：自动控制系统、被控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。

自动控制:控制装置+受控过程。

被控对象:控制系统中的客体，或者说，受控制的设备、装置、系统等。

扰动是指对地基土的结构原状进行的人为破坏

给定值控制系统的输入，给定的被控制量目标值.

参考输入：给定范围参考值，

反馈（feedback）是系统与环境相互作用的一种形式。在系统与环境相互作用过程中，系统的输出成

2、试举出几个日常生活中的开环控制系统和闭环控制系统的实例，并说明它们的工作原理。