机电试卷材料分类合并.doc

1.一个机电一体化系统通常由那几部分组成？其核心是什么（3分）1 一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？8、机电一体化系统包括_、_、信息处理技术、_、_、总体等相关技术。机电一体化系统的五种内部功能：主功能：动力功能：检测功能：控制功能：构造功能2、机电一体化系统一般由_、_、接口、_、_、_等部分组成。.4、机电一体化是从系统的观点出发，将_、_、_、机械技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统_而建立的一门新的科学技术。 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？3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（）1 下表是一种铂电阻在不同温度下的电阻值：电阻（）100138.5175.83温度（）0100200现采用该材料制作温度传感器，其量程为0200。假设该传感器在量程范围内具有线性特性，它在100时的非线性误差是多少？2 试列出3种能用来测位移用的元器件并简述测量原理。（3分）3 光电耦合器的主要作用是什么？为什么能起到这样的作用？（3分）4 利用电阻和运算放大器设计一个运算放大电路满足如下条件：输入电压信号为0100mV，输出为05V。画出其原理图，并给出所用电阻阻值。（5分）5 衡量传感器静态特性的主要性能指标有哪些？（要求至少写出3个）并简述传感器的线性度的定义。（4分） 一个旋转式差动变压器（RVDT）的指标如下：量 程： ，满量程线性误差； ，满量程线性误差；灵敏度： ；阻 抗： 初级，次级2000。当用RVDT的量程式时，其读数为40，该测量误差是多少？当输入电压为3V时，每发生1度位移相应的输出电压是多少？6 什么是A/D转换器的分辨率？一个满量程为100mV的8位A/D转换器的分辨率是多少？试求其量化单位q？（5分）2.灵敏度 4分辨力4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_。4.某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( )A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm 2. 在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: ； ； 三种形式。 8. 测量某加热炉温度范围为1001124，线性温度变送器输出420mA, 控制器 S7-200 PLC。问显示10000时，对应温度值，接线图1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。 4、模拟式传感器信号处理过程包括哪些环节？ 1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。 电源： DC24V三、下图是步进电机双电压驱动电路原理图，（1）说明该电路的工作原理。（2）二极管和分别起什么作用？（3）当低压断开时，电感中的储能通过哪个回路进行释放？说明放电电流的方向。(5分)2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（ ）4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（ ）5、步进电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、和相数的变换。（ ） 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?矩频1. 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?8. 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13. 实现步进电动机通电14. 环形分配的三种常用方法是：1） ，2） ，3） 。7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:已知：步距角，脉冲数 N ，频率 f ，丝杠导程 p ，传动比i，试求执行部件:位移量 L= ? 移动速度 V=? 1.三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少?(2)要求电动机转速为100r/min，单拍制通电，输入脉冲频率为多少? 4、执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为 _、液压式和气动式等。A 电气式 B 电磁式C 磁阻式 D 机械式5、步进电动机，又称电脉冲马达，是通过 _ 决定转角位移的一种伺服电动机。A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比例2:步进电动机步距角=1.5(三相三拍)，齿轮1的齿数Z1=30，齿轮2的齿数Z2=60，丝杠的基本导程L0=6 mm，工作台负载F=210N，采用三相六拍工作方式,求：1、脉冲当量=？； 2、如工作台速度为V=6m/s，步进电动机脉冲频率为多少？1. 刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？2. 有一脉冲信号，通过环形分配器将脉冲分配给三相六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100个齿，求： 1）步进电机的步距角； 2）脉冲电源的频率。1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过 决定转角位移的一种伺服电动机。A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比传动机构的基本要求： 在不影响系统刚度的条件下，传动机构的质量和转动惯量要小； 刚度越大，伺服系统动力损失越小；刚度越大，机器的固有频率越高，不易振动；刚度越大，闭环系统的稳定性越高。 机械系统产生共振时，系统中阻尼越大，最大振幅就越小，且衰减越快；但阻尼大会使系统损失动量，增大稳态误差，降低精度，故应选合适阻尼。 静摩擦力要小，动摩擦力要小的正斜率；或者会出现爬行。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。为确保机械系统的传动精度和响应要快、工作稳定性，提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。采取措施：1)低摩擦 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；2)短传动链 缩短传动链，提高传动与支承刚度；3)最佳传动比 选用最佳传动比，达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力；4)反向死区误差小 缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施； 5)高刚性 改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。 机电一体化机械系统的三大结构 传动机构：考虑与伺服系统相关的精度、稳定性、快速响应等伺服特性 导向机构：考虑低速爬行现象 执行机构：考虑灵敏度、精确度、重复性、可靠性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1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式： _，_。1. 直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（）2. 滚珠丝杆不能自锁。（）2斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？2. 分析下图中传动大负载时消除齿侧齿侧间隙的原理1、6小齿轮 2、5大齿轮 3齿轮 4预载装置 7齿条7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（）（4）温度误差是影响传动精度的因素（） 2直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？2. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变3. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( )A.内循环插管式 B.外循环反向器式 C.内、外双循环 D.内循环反向器式五、综合应用题 (每小题15分，共30分)1.分析下图调整齿侧间隙的原理1、4锥齿轮 2、3键 5压簧 6螺母 7轴 2、周向弹簧调整法 2. 采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统1) 按钮x1为A电磁阀打开，按钮x2为A电磁阀关闭 (输出y1);2) 按钮x3为B电磁阀打开，按钮x4为B电磁阀关闭 (输出y2);3) 只有B电磁阀在工作中，A电磁阀才能工作。要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。10应用于工业控制的计算机主要有：1） ，2） ，3） 等类型。4、什么是PLC的扫描工作原理?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？ 7.开环步进电动机控制系统，主要由 、 和 等组成。5、 接口的基本功能主要有_、放大、_。6、 机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有_、_、质量最小原则。 例：某步进电机有80个齿, 采用3相6拍方式驱动, 经丝杠螺母副驱动工作台做直线运动, 丝杠的导程L为6mm。求:1、步进电机的步矩角。2、当脉冲当量要求为0.01mm时,试设计此传动系统 1、k=6/3=2,= 360/mzk =360/3802=0.75。 2、i=Z2/Z1=L/360,=0.756/3600.01=2/1,可选Z1=20，Z2=40，模数=1.5的齿轮传动副例 将改造一台C620车床，其纵向丝杠的螺距t=12mm，采用110BF003型步进电动机，步距=0.75，系统规定的纵向步进当量 =0.01mm，计算步进电动机与纵向丝杠之间的联接传动比。解：根据式可选，模数m=1.5的齿轮传动副。当i为小数时，则可采用挂轮。 例：三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少?(2)要求电动机转速为100r/min，