第一篇：機電一體化專業知識題庫

機電一體化專業知識題庫（277題）（注*的不適于中、初級職稱）

1、什么是機電一體化？

機電一體化技術是由機械技術、計算機技術、信息處理技術、自動控制技術、檢測技術、電力電子技術、接口技術及系統總體技術等群體技術，有機融合而成的一種綜合性技術。

2、什么是機械設計技術？

機械設計技術是機電一體化的基礎。機電一體化產品中的主功能和構造功能，往往是以機械技術為主實現的。

3、什么是計算機與信息處理技術？

信息處理技術包括信息的輸入、識別、變換、運算、存儲和輸出技術，它們大都倚靠計算機來進行，因此，計算機技術和信息處理技術是密且相關的。計算機技術包括計算機硬件技術和軟件技術、網絡通信技術、數據庫技術等。機電一體化系統中主要用工業控制機（包括PLC，單片機等）進行信息處理。機電一體化產品中，計算機和信息處理裝置指揮整個產品的運行。

4、什么是自動控制技術？

自動控制技術就是通過控制器使被控對象或過程自動地按照預定規律運行。自動控制技術的范圍很廣，包括自動控制理論、控制系統設計、系統仿真、現場調試、可靠運行等從理論到實踐的整個過程。機電一體化系統中的自動控制技術主要包括位置控制、速度控制、最優控制、模糊控制、自適應控制等，在實際運用中越來越多地與計算機控制技術聯系在一起，成為機電一體化中十分重要的關鍵技術。

5、什么是傳感與檢測技術？

傳感與檢測技術是機電一體化的關鍵技術，他將所測得的各種參數如：位移、位置、速度、加速度、力、溫度等和其他形式的信號等 轉換為統一規格的電信號輸入到信息處理系統中，并由此產生出相應的控制信號，以決定執行機構的運動形式和動作幅度。傳感器檢測的精度、靈敏度和可靠性將直接影響到機電一體化的性能。

6、什么是執行與驅動技術？

執行與驅動技術的主要研究對象是執行元件及其驅動裝置。執行元件分為電動、氣動、液壓等多種類型，機電一體化產品中多采用電動執行元件；驅動裝置主要指各種電動機的驅動電源電路，目前多采用電力電子器件及集成化的功能電路構成。

執行原件一方面通過電器接口與微型機相連，以接收微型機的控制指令；另一方面又通過機械接口與機械傳動和執行機構相連，以實現規定的動作。因此，執行與驅動技術是直接執行操作的技術，對機電一體化產品的動態性能，穩態精度、控制質量等具有決定性的影響。

7、什么是機電一體化總體設計技術？

系統總體技術是一種從整體目標出發，用系統工程的觀點和方法，將系統總體分解成相互有機聯系的若干功能單元，并以功能單元為子系統繼續分解，直至找到可實現的技術方案，然后再把功能和技術方案組合成總體設計方案，形成經過分析、評價和優選的綜合應用技術。

系統總體設計技術包含內容很多，其中接口技術是重要內容之一。接口技術將機電一體化產品的各個部分有機連成一體。

8、什么是溫度傳感器？分為幾類？

溫度傳感器是一種將溫度變化轉換為電學量變化的裝置，用于測量溫度和熱量，也叫做熱電式傳感器。一般分為兩大類：接觸式和非接觸式。

9、什么是光柵？常見的光柵有幾種？

光柵是一種高精度的直線位移傳感器，光柵是通過在玻璃或金屬基體上均勻刻劃很多等節距的線紋而制成的。常見的光柵種類有透射光柵、反射光柵和定向光柵。

10、什么是電阻應變計？

電阻式應變計是根據應變——電阻效應，將被測件的應變量轉換成電阻變化量的敏感元件，除直接作為應力、應變測量傳感器外，還可以與彈性元件組合構成力、壓力、稱重、位移、扭矩、振動、加速度等多種專用式傳感器。

11、什么是霍爾效應線位移傳感器？有什么特點？分為幾個種類？

霍爾效應線位移傳感器是利用霍爾效應實現磁電轉換的一種線位移傳感器。霍爾效應線位移傳感器具有靈敏度高、線性度好、穩定性高、體積小和耐高溫等特點。分為接觸式、差動式、非接觸式和位移式等類型。

12、什么是超聲波傳感器？

利用超聲波來測量距離的傳感器。

13、什么是信號調制？

為了解決緩變信號的放大和傳輸問題，需要對此信號進行調制與解調。先將微弱的緩變信號加載到高頻振蕩信號中，利用緩變信號控制、調解高頻振蕩信號的某個參數（幅值、頻率、相位），是其按照緩變信號的規律變化，這個過程就是調制。該緩變信號成為調制信號，高頻振蕩信號成為載波。載波被緩變信號調制后成為已調波。

14、什么是信號解調？

為了解決緩變信號的放大和傳輸問題，需要對此信號進行調制與解調。從調制后的已調波中取出緩變信號的過程就是解調。

15、機電一體化中接口是什么？

機電一體化系統通常都是由許多要素和子系統構成，為了確保各個要素與系統間能夠順利地進行信息、物質能量的傳輸與轉換，必須在他們之間建立一定的聯系條件，這些聯系條件統稱為接口。

16、什么是總線？

任何一個微處理器都要與一定數量的部件和外圍設備連接，為了簡化硬件電路設計和系統連接，常用一組線路，配置以適當的接口電路，與各部件和外圍設備連接，這組共用的連接線路被稱為總線。

17、什么是內部總線？

微機內部外圍芯片與處理器之間的總線，成為內部總線，用于芯片一級的互連。

18、什么是系統總線？

微機內部各個功能部件間相互連接的總線，稱為系統總線。

19、什么是外部總線？

計算機系統間相互連接的通信總線，成為外部總線。

20、什么是機電接口？

機電接口是指機電一體化產品中機械裝置與控制微機之間的接口。

21、什么是人機接口？

人機接口是操作者與機電一體化系統間進行信息交換的接口，是檢測與儀器系統不可缺少的重要組成部分。

22、什么是機電一體化中的伺服系統？

伺服系統是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度或力輸出的自動控制及驅動系統，也叫隨動系統。

23、什么是計算機網路？

計算機網絡就是將不同地理位置上的具有獨立工作能力的計算機、終端及其附屬設備用通訊信備和通信線路連接起來，并配置網絡軟件，以實現計算機資源共享的系統。

24、什么是共模干擾？

共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口斷的共有的信號干擾。如圖7-3所示檢測信號輸入A/D轉換器的兩個輸入端上的公有的電壓干擾

25、什么是屏蔽技術及其分類？

屏蔽是利用導電或導磁材料制成的盒狀或殼狀屏蔽體，將干擾源或干擾對象包圍起來從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。按需屏蔽的干擾場的性質不同，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。

26、什么是工頻干擾？ 工頻干擾是各類工控測量系統中最常見的一種干擾信號，對有用信號的檢測起著極大的妨礙作用。

27、什么是數控機床NCT？

數控機床（Numerical Control Tools）是采用數字化信號，通過可編程的自動控制工作方式，實現對設備運行及其加工過程產生的位置、角度、速度、力等信號進行控制的新型自動化機床。

28、什么是步進電機？

步進電機又稱電脈沖馬達，是伺服電機的一種，可按照輸入的脈沖指令一步步地旋轉，即可將輸入的數字脈沖信號轉換為相應的角位移。步進電機成本低，易于采用計算機控制，廣泛應用于開環控制的伺服系統中。

29、什么是PLC？

PLC是可編程邏輯控制器的英文縮寫，是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境而設計，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。30、什么是光電耦合器? 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發光源和受光器兩部分組成。把發光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。發光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發光源為發光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等。

31、什么是行程開關？

行程開關又稱為限位開關，用于機械設備的行程控制及限位保護，是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器，其作用原理與按鈕相似。

32、什么是接近開關？

接近快關是一種無須與運動部件進行機械接觸而可以操作的位置快關，當物體接近到開關的動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可以使開關動作，從而驅動交流或直流電器或給計算機裝置提供控制命令。

33、什么是LED數碼顯示器？

LED數碼顯示器也稱為LED數碼管，由多只條狀半導體發光二級管按照一定的連接方式組合而形成數字。

34、什么是液晶顯示器（LCD）？

液晶顯示器屬于被動型顯示器件，是利用液晶的光電效應、通過交流電場控制環境光在顯示部位的反射或投射來顯示的。它本身不發光，不能在光線黑暗的環境下顯示。

35、什么是智能傳感器？

將傳統的傳感器和微處理器及相關電路組成一體的結構就是智能傳感器。

36、何為數字濾波？

通過一定的計算機程序對采樣信號進行平滑加工，以便減少干擾在有用信號中的比重，提高信號的真實性，以保證計算機系統的可靠性。

37、電橋

電橋適用于電參量式傳感器中的轉換電路，作用是將被測物理量的變化引起的敏感元件電阻、電感或電容等參數的變化，轉換為電量（電壓、電流、電荷等）。

38、放大電路

放大電路通常由運算放大器、晶體管組成，用來放大來自傳感器的微弱信號。為得到高質量的模擬信號，放大電路要求具有抗干擾、高輸入阻抗等性能。

39、A/D與D/A轉換電路

在機電一體化系統中，傳感器輸出信號如果是連續變化的模擬量，為了滿足系統信息傳輸、運算處理、顯示和控制需要，應將模擬量轉化為數字量（A/D轉換），或將數字量轉換為模擬量（D/A轉換）。

40、什么是數學模型？

數學模型是描述元素之間、子系統之間、層次之間相互作用以及系統與環境之間相互作用的數學表達式。

41、計算機網絡的延遲

延遲表示從用戶發送分組開始到接收方用戶接收到該分組所花費時間，包括主機延遲和網絡延遲。

42、計算機網絡的主機延遲

網絡主機處理數據過程帶來的延遲，分為在緩沖區隊列等待延遲和CPU處理延遲。

43、計算機網絡的緩沖區隊列等待延遲

表現在緩沖區的不足而使得發送過程無法進行下去；

44、計算機網絡的CPU處理延遲

包括CPU速度太低或CPU調度的非實時性可造成數據幀的準備時間過長或接收時間過長，還包括對協議識別以及幀的劃分和重組等帶來的延遲。

45、計算機網絡的傳輸延遲

數據在計算機網中傳輸產生的延遲，分為線路延遲、介質訪問延遲和路由交換延遲。

45、計算機網絡的介質訪問延遲

由網絡接口卡上的訪問控制協議引起的延遲。

46、計算機網絡的線路延遲

線路本身的傳輸所需要時間及由于線路質量不好造成的數據幀重傳等延遲；

47、計算機網絡的路由交換延遲

在網絡路由和分組交換設備中因為路由、管理、信息過濾及包交換等帶來的延遲時間。

48、計算機網絡的吞吐率

單位時間內網絡傳輸的數據量，一般用b/s表示。

49、計算機網絡的丟失率

數據經源地址到達目的地址的過程中單位時間內丟失的數據。50、計算機網絡的抖動

表示發送和接收數據時吞吐率的變化，是吞吐率函數的導數。

51、計算機網絡的同步

兩種以上的多媒體數據流在傳輸時的時間關系。

52、計算機網絡協議

要實現多機網絡的通信，必須滿足網絡通信協議。計算機網絡通信協議主要是對信息傳輸的速率、傳輸代碼、傳輸控制步驟、出錯控制等做出規定，并規定出相應的標準。

53、網絡拓撲

網絡中通過傳輸線互連的點稱為站點或節點，節點間的物理連接結構稱為拓撲。

54、局域網中的線交換技術

在發送源節點和接收目的節點間建立一條固定的物理通道，該通道一直保持到通話結束。

55、局域網中的報文交換技術

把目的站名附加在報文上，從一個轉換節點傳送到另一個轉換節點，直到目的站。源節點和目的節點間無固定的物理通道。若某節點出現故障，則通過通過其他通道把保溫送到目的節點。

56、局域網中的分組交換技術

把報文分成若干個報文段并在每個報文段上附加傳送時所必需的控制信息。這些報文段經過不同的路徑分別傳送到目的節點后，再拼裝成一個完整的報文。這些報文段稱為報文分組，是分組交換中的基本單位。

57、構成機電一體化系統的5大要素？

計算機、動力源、傳感器、執行元件、機械機構。

58、機電一體化系統的5大要素對應的5個功能？

計算機——控制及信息處理功能、動力——動力功能、傳感器——傳感測試功能、執行元件——操作功能、機械結構——構造功能。

59、機電一體化關鍵技術的6大關鍵技術

機械設計技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、傳感與檢測技術、執行與驅動技術、機電一體化總體設計技術

60、機電一體化的智能化趨勢體現在哪些方面

（1）診斷過程的智能化、（2）人一機接口的智能化、（3）自動編程的智能化、（4）加工過程的智能化

61、機電一體化系統中的接口的作用

接口主要完成電平轉換、信號隔離、放大、濾波、速度匹配等

62、試簡述機電一體化系統的設計方法

機電一體化系統的設計過程中，一直要堅持貫徹機電一體化技術的系統思維方法，要從系統整體的角度出發分析研究各個組成要素間的有機聯系，從而確定系統各環節的設計方法，并用自動控制理論的相關手段，進行系統的靜態特性和動態特性分析，實現機電一體化系統的優化設計。63、機電一體化技術與自動控制技術的區別

自動控制技術的側重點是討論控制原理、控制規律、分析方法和自動系統的構造等。機電一體化技術是將自動控制原理及方法作為重要支撐技術，將自控部件作為重要控制部件。它應用自控原理和方法，對機電一體化裝置進行系統分析和性能測算。

64、機電一體化技術與計算機應用技術的區別

機電一體化技術只是將計算機作為核心部件應用，目的是提高和改善系統性能。計算機在機電一體化系統中的應用僅僅是計算機應用技術中一部分，它還可以作為辦公、管理及圖象處理等廣泛應用。機電一體化技術研究的是機電一體化系統，而不是計算機應用本身。

65、試簡述機電一體化技術與并行工程的區別。

機電一體化技術將機械技術、微電子技術、計算機技術、控制技術和檢測技術在設計和制造階段就有機結合在一起，十分注意機械和其他部件之間的相互作用。而并行工程是將上述各種技術盡量在各自范圍內齊頭并進，只在不同技術內部進行設計制造，最后通過簡單疊加完成整體裝置。66、試簡述機電一體化系統的設計步驟。

計步驟通常如下：設計預測一→信號分析一→科學類比一→系統分析設計一→創造設計一→選擇各種具體的現代設計方法（如相似設計法、模擬設計法、有限元法、可靠性設計法、動態分析法、優化設計法、模糊設計法等）一→機電一體化系統設計質量的綜合評價。67、如何保證機電一體化系統的高性能？

高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。

68、機電一體化對機械系統的基本要求是什么？

機電一體化系統的機械系統與一般的機械系統相比，除要求較高的制造精度外，還應具有良好的動態響應特性，即快速響應和良好的穩定性。69、機電一體化機械系統的三大主要機構是什么？

（1）傳動機構、（2）導向機構、（3）執行機構

70、機電一體化機械系統具有良好的伺服性能體現在哪幾方面？

1）精度高 2）快速響應性好 3）穩定性好

71、為實現機械系統的良好伺服性能，傳動機構應滿足那幾個條件？

1）轉動慣量小 2）剛度大 3）阻尼合適 4）摩擦力小 5）抗振性好 6）間隙小 7）動態特性要與伺服電機等其他環節的動態特性相匹配 72、傳動部件的主要功能

主要功能是傳遞轉矩和轉速

73、機電一體化的機械傳動部件設計上應注意哪些？

機械傳動部件對伺服系統的伺服性能有很大影響，特別是其傳動類型、傳動方式、傳動剛性及傳動可靠性，對機電一體化系統的精度、穩定性和快速響應性有重大影響，因此，應設計和選擇傳動間隙小、精度高、體積小、質量輕、運動平穩、傳遞轉矩大的傳動部件。74、機電系統的支撐部件包括哪些？ 1）導向支撐部件 2）軸系支撐部件 3）旋轉支撐部件 4）機座機架 75、試述機械性能參數對機械系統性能的影響

（1）阻尼的影響、（2）摩擦的影響、（3）彈性變形的影響（4）慣量的影響

76、如何理解質量最小原則

質量方面的限制常常是伺服系統設計應考慮的重要問題，特別是用于航空、航天的傳動裝置，按“質量最小”的原則來確定各級傳動比就顯得十分必要。77、簡析機電一體化中機械系統的制動的主要參考因素

(1)制動力矩

(2)制動時間

(3)制動距離（制動轉角）

78、機械系統的穩定性是什么含義？

機電一體化系統要求其機械裝置在溫度、振動等外界干擾的作用下依然能夠正常穩定的工作。既系統抵御外界環境的影響和抗干擾能力強。

79、簡述在機電一體化系統設計中，系統模型建立的意義。

機械系統的數學模型分析的是輸入（如電機轉子運動）和輸出（如工作臺運動）之間的相對關系。等效折算過程是將復雜結構關系的機械系統的慣量、彈性模量和阻尼（或阻尼比）等機械性能參數歸一處理，從而通過數學模型來反映各環節的機械參數對系統整體的影響。

80、滑動螺旋齒輪有那些傳動形式，各有什么特點? 1）螺母固定，螺桿轉動并移動。

這種傳動型式的螺母本身就起著支承作用，從而簡化了結構，消除了螺桿與軸承之間可能產生的軸向竄動，容易獲得較高的傳動精度。缺點是所占軸向尺寸較大（螺桿行程的兩倍加上螺母高度），剛性較差。因此僅適用于行程短的情況；

2）螺桿轉動，螺母移動:。

這種傳動型式的特點是結構緊湊（所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大小），剛度較大。適用于工作行程較長的情況。

81、常見的螺旋副零件與滑板連接結構主要有那些類型，各有什么特點和應用？

1）螺母固定，螺桿轉動并移動

這種傳動型式的螺母本身就起著支承作用，從而簡化了結構，消除了螺桿與軸承之間可能產生的軸向竄動，容易獲得較高的傳動精度。缺點是所占軸向尺寸較大（螺桿行程的兩倍加上螺母高度），剛性較差。因此僅適用于行程短的情況。

2）螺桿轉動，螺母移動

這種傳動型式的特點是結構緊湊（所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大小），剛度較大。適用于工作行程較長的情況。

3）差動螺旋傳動。

通過設計兩段螺紋的旋向，形成微動行程或快速螺旋，常用于各種微動裝置以及要求快速夾緊的夾具或鎖緊裝置中。

82、影響螺旋傳動精度的主要因素主要有那些？如何提高傳動精度？

1）螺紋參數誤差：螺紋的各項參數誤差中，影響傳動精度的主要是螺距誤差、中徑誤差以及牙型半角誤差；

2）螺桿軸向竄動誤差、偏斜誤差、溫度誤差。

為了提高傳動精度，應盡可能減小或消除這些誤差。可以通過提高螺旋副零件的制造精度來達到，但單純提高制造精度會使成本提高。因此，對于傳動精度要求較高的精密螺旋傳動，除了根據有關標準或具體情況規定合理的制造精度以外，可采取某些結構措施提高其傳動精度。

由于螺桿的螺距誤差是造成螺旋傳動誤差的最主要因素，因此采用螺距誤差校正裝置是提高螺旋傳動精度的有效措施之一。

83、驅動力和溫度對導軌間隙有什么影響？

設計導軌時，必須合理確定驅動力的方向和作用點，使導軌的傾復力矩盡可能小。否則，將使導軌中的摩擦力增大，磨損加劇，從而降低導軌運動靈便性和導向精度，嚴重時以至使導軌卡住而不能正常工作滑動摩擦導軌對溫度變化比較敏感。由于溫度的變化，可能使自封式導軌卡住或造成不能允許的過大間隙。

84、滑動摩擦導軌在工作時由于摩擦等原因要產生磨損，進而影響加工精度。試簡述提高導軌耐磨性的常用方法？ 1）合理選擇導軌的材料及熱處理 2）減小導軌面壓強 3）保證導軌良好的潤滑 4）提高導軌的精度

85、與滑動摩擦導軌相比，滾動摩擦導軌有什么樣的特點？

與滑動摩擦導軌比較，滾動導軌的特點是：①摩擦系數小，并且靜、動摩擦系數之差很小，故運動靈便，不易出現爬行現象；②定位精度高，一般滾動導軌的重復定位誤差約為0.1～0.2μm，而滑動導軌的定位誤差一般為10～20μm。因此，當要求運動件產生精確微量的移動時，通常采用滾動導軌；③磨損較小，壽命長，潤滑簡便；④結構較為復雜，加工比較困難，成本較高；⑤對臟物及導軌面的誤差比較敏感。

86、傳感器的組成? 通常傳感器由敏感元件、轉換元件和基本轉換電路三部分組成。

87、傳感器按被測物理量分為幾類？

按被測物理量可以分為：位移、速度、加速度、力和壓力、溫度、濕度和光度傳感器等。88、傳感器按工作原理分為幾類？

按工作原理分為：電阻式、電感式、磁電式、壓電式、電容式、光電式、熱電式、氣電式、機械式傳感器。

89、傳感器按輸出信號特征分為幾類？

分為：模擬式傳感器和數字式傳感器。90、傳感器按信號變換效應分為幾類？

分為：物理型、化學型和生物型。

91、傳感器的性能指標

1）靜態特性：測量范圍（量程）、滿量程輸出、線性范圍、線性度、靈敏度； 2）動態特性：精確度、分辨力、遲滯、穩定性、幅頻特性、相頻特性等； 3）環境溫度： 4）可靠性。92、模擬式傳感器信號處理過程包括哪些環節？

對轉換后的電信號進行測量，并進行放大、運算、轉換、記錄、指示、顯示等處理。

93、試簡述光電式轉速傳感器的測量原理

光電式轉速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當縫隙圓盤隨被測軸轉動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數相等的電脈沖，根據測量單位時間內的脈沖數N，則可測出轉速。94、試簡述加速度傳感器的測量原理

工作原理都是利用慣性質量受加速度所產生的慣性力而造成的各種物理效應，進一步轉化成電量，間接度量被測加速度。最常用的有應變式、壓電式、電磁感應式等。

95、描述傳感器靜態特性的主要技術指標是什么？

傳感器變換的被測量的數值處在穩定狀態時，傳感器的輸入/輸出關系稱為傳感器的靜態特性。描述傳感器靜態特性的主要技術指標是：線性度、靈敏度、遲滯、重復性、分辨率和零漂。40、檢測系統由哪幾部分組成？說明各部分的作用？

敏感元件：是一種能夠將被測量轉換成易于測量的物理量的預變換裝置

傳感元件：是將敏感元件輸出的非電物理量轉換成電信號（如電阻、電感、電容等）形式。基本轉換電路：將電信號量轉換成便于測量的電量，如電壓、電流、頻率等。96、簡述溫度檢測的主要性能指標以及常用的溫度測量設備方式？

范圍、精度和響應時間是溫度檢測的主要性能指標。常用的測量設備方式有熱電偶、熱敏電阻、紅外線和機械式等。

97、熱電偶的特點？

1）構造簡單；2）溫度測量范圍寬；3）使用方便；4）性能穩定、準確可靠； 5）信號可以遠 傳和記錄；6）響應速度快；7）承受熱、機械沖擊能力強。

98、簡述熱電偶的主要參數？

熱電偶的主要參數有熱響應時間、公稱壓力和熱電偶最小置入深度。

熱響應時間是指在溫度出現階躍變化時，熱電偶的輸出變化至階躍變化值的50%所需要的時間。公稱壓力一般是指在工作溫度下保護管所能承受的靜態外壓而不破裂； 熱電偶最小植入深度應不小于其保護管外景的8至10倍。99、半導體熱敏電阻按溫度特性可分為哪兩類？簡要說明。

可分為正溫度系數熱敏電阻和負溫度系數熱敏電阻。

正溫度系數熱敏電阻當溫度低時，電阻值較小；當溫度升高到居里點溫度時，表現為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達到居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢，具有恒溫、調溫和自動控溫的功能，使用壽命長，非常適用于電動機等電氣裝置的過熱探測；

負溫度系統熱敏電阻的類型很多，使用區分低溫、中溫和高溫三種，有靈敏度高、穩定性好、相應快、壽命長、價格低等優點，廣泛應用于需要定點測溫的溫度自動控制電路，如冰箱、空調等。100、機電一體化系統中，需要測試的常見物理量有哪些？舉例說明。

機電一體化系統中，檢測系統所測試的物理量一般包括：溫度、流量、功率、位移、速度、加速度、力等。

101、行程開關按結構可分為幾類？ 1）直動式；2）滾輪式；3）微動式。102、簡述微動開關的工作原理？

微動開關是一種施壓促動的快速開關，又叫靈敏開關。工作原理是外部的機械作用力通過傳動元件（按銷、按鈕、杠桿和滾輪等）將力作用于動作彈簧片上，并將能量積聚到臨界點后，產生瞬時動作，使彈簧片末端的動觸點與定觸點快速接通或斷開。當傳動元件上的作用力移去后，動作彈簧片產生反作用力，當傳動元件反向行程達到簧片的動作臨界點后，瞬時完成反向動作。103、簡述接近開關的特點？

接近開關是種開關型傳感器，既有行程開關、微動開關的特性，同時具有傳感型能，主要特點是：使用壽命長、工作可靠、重復定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪聲、抗振動能力強等。104、接近開關按工作原理可以分為幾種？用途如何？

接近開關按工作原理可以分為以下幾種類型： 1）高頻振蕩型接近開關：用于檢測各種金屬體；

2）電容性接近開關：用于檢測各種導電或不導電的液體或固體； 3）光敏型接近開關：用于檢測所有不透光物質；

4）超聲波接近開關：用于檢測不透過超聲波的物質； 5）電磁感應型接近開關：用于檢測導磁或不導磁金屬。

105、簡述常用的幾種位移測量傳感器的特點？

1）絕對式電阻線位移傳感器：一種新型的能夠提供直線移動部件任意位置的動、靜態絕對唯一信息的傳感器。可以進行位移量的絕對或相對測量、以及位置控制。應用于印刷機、折彎機等工況復雜的機械設備上；

2）柔性鉸鏈容柵位移傳感器：將容柵位移傳感器和柔性鉸鏈機械結構巧妙結合的一種組合型傳感器構件。現已廣泛用于數字顯示卡尺百分表等計量器具上；

3）光柵位移數字測量：一種測量精度很高的位移測量方法，特點是高精度、高速度。

4）靜磁柵位移傳感器：磁敏傳感技術在位移傳感器領域的應用之一，具有絕對編碼特性，有特別適用于惡劣工業環境。

106、電阻應變計的結構由哪幾部分組成？

電阻式應變計主要由電阻敏感柵、基底和面膠（或覆蓋層）、黏合劑、引出線等5部分組成。107、霍爾效應線位移傳感器有什么特點？

霍爾效應線位移傳感器具有靈敏度高、線性度好、穩定性高、體積小和耐高溫等特點。108、霍爾效應線位移傳感器分為幾個種類？

霍爾效應線位移傳感器分為接觸式、差動式、非接觸式和位移式等類型。109、激光測距儀的基本原理？

激光測距儀的基本原理可以歸結為測量光往返目標所需的時間，然后通過光速和大氣折射率計算出距離。由于直接測量時間比較困難，通常是測量連續波的相位，稱為測相式測距儀，也有脈沖式測距儀。

110、簡述共陽極LED數碼管的工作原理？

共陽極LED數碼管中各發光二極管的正極均連接在一起，作為公共陽極與電源正極相連，當筆段電極加驅動低電平時，相應的筆段會發光。111、簡述共陰極LED數碼管的工作原理？

共陽極LED數碼管中各發光二極管的負極均連接在一起，作為公共陰極與電源負極相連，當筆段電極加驅動高電平時，相應的筆段會發光。112、LED數碼管分幾類？

按發光和顏色分為：紅色、橙色、黃色和綠色等多種； 按發光強度分為：普通亮度LED數碼管和高亮度LED數碼管；

按顯示位數分為：一位LED數碼管、雙位LED數碼管和多位LED數碼管。113、試舉例說明幾種工業控制計算機的應用領域。

PLC PC 總線工控機 114、機電一體化對伺服系統的技術要求是什么？

機電一體化伺服系統要求具有精度高、響應速度快、穩定性好、負載能力強和工作頻率范圍大等基本要求，同時還要求體積小、重量輕、可靠性高和成本低等。

115、直流伺服電機與交流伺服電機在控制上有什么不同？

直流伺服電機具有良好的調速特性，較大的啟動轉矩和相對功率，易于控制及響應快等優點。盡管其結構復雜，成本較高，在機電一體化控制系統中還是具有較廣泛的應用。116、變流技術有哪幾種應用形式？舉出各種變流器的應用實例。

變流技術按其功能應用可分成下列幾種變流器類型：

整流器——把交流電變為固定的（或可調的）直流電。

逆變器——把固定直流電變成固定的（或可調的）交流電。

斬波器——把固定的直流電壓變成可調的直流電壓。

交流調壓器——把固定交流電壓變成可調的交流電壓。

周波變流器——把固定的交流電壓和頻率變成可調的交流電壓和頻率。117、簡述干擾的三個組成要素。

干擾的形成包括三個要素：干擾源、傳播途徑和接受載體.118、簡述電磁干擾的種類。

1）靜電干擾 2）磁場耦合干擾 3）漏電耦合干擾 4）共阻抗干擾 5）電磁輻射干擾

119、簡述干擾對機電一體化系統的影響。

在機電一體化系統的工作環境中，存在大量的電磁信號，如電網的波動、強電設備的啟停、高壓設備和開關的電磁輻射等，當它們在系統中產生電磁感應和干擾沖擊時，往往就會擾亂系統的正常運行，輕者造成系統的不穩定，降低了系統的精度；重者會引起控制系統死機或誤動作，造成設備損壞或人身傷亡。

120、分析在機電一體化系統中常用的抗干擾措施。

抑制干擾的措施很多，主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等方法 121、機電一體化中隔離方法有哪些？

隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法 122、什么是接地？ 將電路、設備機殼等與作為零電位的一個公共參考點（大地）實現低阻抗的連接，稱之謂接地。123、接地的目的是什么？

接地的目的有兩個：一是為了安全，例如把電子設備的機殼、機座等與大地相接，當設備中存在漏電時，不致影響人身安全，稱為安全接地；二是為了給系統提供一個基準電位，例如脈沖數字電路的零電位點等，或為了抑制干擾，如屏蔽接地等。稱為工作接地。

124、在機電一體化系統中怎樣利用軟件進行抗干擾？

用軟件來識別有用信號和干擾信號，并濾除干擾信號的方法，稱為軟件濾波。識別信號的原則有兩種：

（1）時間原則（2）空間原則（3）屬性原則

125、簡述在機電一體化系統中提高抗干擾的措施有哪些？

一、邏輯設計力求簡單可靠

二、硬件自檢測和軟件自恢復的設計

三、從安裝和工藝等方面采取措施以消除干擾

126、請解釋收音機（或電臺）的頻道（信號）接收工作原理。

選擇性電路的輸出是選出某個電臺的高頻調幅信號，利用它直接推動耳機（電聲器）是不行的，還必須把它恢復成原來的音頻信號，這種還原電路稱為解調，把解調的音頻信號送到耳機，就可以收到廣播。

127、什么是工頻干擾？工頻濾波原理是什么？

工頻干擾是各類工控測量系統中最常見的一種干擾信號，對有用信號的檢測起著極大的妨礙作用。濾除工頻干擾的原理采用自適應相干模板法，是根據工頻干擾的特點，從原始信號中得到工頻干擾的模板，再從原始信號中減去該模板，達到濾除工頻干擾的目的。

128、計算機控制系統中，如何用軟件進行干擾的防護?

“看門狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或軟件）的辦法要求使用監控定時器定時檢查某段程序或接口，當超過一定時間系統沒有檢查這段程序或接口時，可以認定系統運行出錯（干擾發生），可通過軟件進行系統復位或按事先預定方式運行。“看門狗”，是工業控制機普遍采用的一種軟件抗干擾措施。當侵入的尖鋒電磁干擾使計算機“飛程序”時，WATCHDOG能夠幫助系統自動恢復正常運行。

129、智能傳感器分為幾類？

具有判斷能力的傳感器、具有學習能力的傳感器、具有創造能力的傳感器。

130、智能傳感器具有哪些功能？

1）具有自校準功能。操作者輸入零值或某一標準量值后，自校準軟件可以自動地對傳感器進行在線校準；

2）具有自補償功能。智能傳感器在工作中可以通過軟件對傳感器的非線性、溫度漂移、相應時間等進行自動補償；

3）具有自診斷功能。接通電源后，可以對傳感器進行自檢，內部出現操作問題時，立即通知系統，通過輸出信號表明傳感器發生故障，并可診斷發生故障的部件；

4）具有數據處理功能。可以根據內部的程序自動處理數據；

5）具有雙向通信功能。智能傳感器的微處理器與傳感器間形成閉環，微處理器不但接收、處理傳感器的數據，還可以將信息反饋給傳感器，對測量過程進行調節和控制；

6）具有信息存儲和記憶功能； 7）具有數字信號輸出功能。131、智能傳感器按結構分為幾種？

1）模塊式智能傳感器 2）混合式智能傳感器 3）集成式智能傳感器

132、簡述模塊式智能傳感器的結構和特點？

模塊式智能傳感器是初級的智能傳感器，由許多相互獨立的模塊組成，將微型計算機、信號處理電路模塊、輸出電路模塊、顯示電路模塊和傳感器裝配在同一個殼體內。

特點：集成度不高，體積較大，但較為實用。133、簡述混合型智能傳感器的結構和特點。混合型傳感器將傳感器、微處理器和信號信號處理電路制作在不同的芯片上。目前，混合型智能傳感器作為智能傳感器的主要類型而被廣泛應用。

134、簡述集成式智能傳感器的結構和特點。

集成式智能傳感器是將一個或多個敏感元件與微處理器、信號處理電路集成在同一芯片上，結構一般為三維器件。這種傳感器的智能化程度是隨著集成化程度提高而不斷提高的。

135、簡述檢測信號的處理過程。

從傳感器信號（檢測數據）中提取有用信息，即檢測信號的處理，一般需要經過兩個處理過程。1）對傳感器的輸出信號進行模擬信號的處理：放大、運算、變換等；

2）通過A/D轉換將模擬信號轉換為數字信號，進行頻譜分析及相關分析等數字信號處理。136、簡述傳感信號的采樣/保持過程。

傳感器材及的數據需要進行模/數轉換，從一次變換的啟動到結束時數字量的輸出，需要一定的時間，即A/D轉換氣的孔徑時間。當輸入信號的頻率增大時，由于孔徑時間的存在，會造成很大的轉化誤差。為了防止此誤差，必須在A/D轉換的開始將信號的電平保持住，而在轉換后又能跟蹤數字信號的變化，對輸入信號進行采樣保持。

137、簡述數字信號處理的步驟及內容。

1）預處理：解調、輸入放大（或衰減）、抗頻混濾波、隔直流分量；

2）信號采集：將預處理后的模擬信號變為數字信號，并存入到指定位置，核心是A/D轉換器； 3）分析計算：對采集到的數字信號進行分析和計算；

4）顯示記錄：在屏幕上顯示、打印機打印、繪圖儀繪圖、轉存在磁盤等。138、常用的數字濾波方法及適用情況。

1）算術平均值法：適用于具有周期性干擾噪聲的信號； 2）加權平均值法：適用于純延遲較大的被控制對象；

2）中位值濾波法：特別適用于變化緩慢過程中的參數采集，不適用于變化較快的情況；

3）限幅濾波法：適用于有大的隨機干擾或采樣器不穩定造成采樣數據偏離實際值太遠的情況； 4）慣性濾波法：適用于高頻和低頻的干擾信號。139、簡述信號調幅與解調的原理和目的。

調幅是將一個高頻簡諧信號（載波信號）與測試信號（調制信號）相乘，使載波信號隨測試信號的變化而變化。其目的是為了便于緩變信號的放大和傳送，然后再通過解調，從放大的調制波中取出有用的信號。解調的目的是為了恢復被調制的信號。

140、簡述調頻與解調的原理和目的。

調頻是利用調制信號的幅值變化，控制和調節載波的頻率。通常，調頻可由一個振蕩來完成。振蕩器輸出一個振蕩頻率與調制信號幅值成正比的等幅波，即調制波。當調制信號為零時，調制波的頻率等于中心頻率。當調制信號為正值時，調頻波頻率升高，為負值時降低。

141、簡述A/D轉換器的技術指標

1）量化誤差與分辨率 2）轉換精度 3）轉換時間與轉換速率 4）失調（零點）溫度系數和增益溫度系數 5）對電源電壓變化的抑制比

142、簡述A/D轉換器的選擇原則

1）確定A/D轉換器的位數 2）根據信號對象的變化率及轉換精度要求，確定A/D轉換速率，以保證系統的實時性要求。3）考慮成本、資源、芯片是否流行等因素。

143、簡述機電一體化中接口設計的主要任務。

1）信號電平的轉換：系統總線與外設的電氣規范不一定一致，需要接口來完成點評的轉換； 2）數據傳輸：外設的工作速度通常遠遠小于控制主機CPU的運行速度，需要接口來完成數據緩沖，使兩者間的數據傳輸成為可能；

3）信號類型的轉換：系統采集的信號類型與控制信號不一定匹配，需要接口對原始信號進行放大、A/D轉換等處理，才能送到控制系統；

4）數據格式轉換：控制系統總線所傳送的數據代碼格式和數據長度不一定與外設一致，需要接口在兩者之間執行轉換功能。

144、簡述接口設計按照接口的變換和調整功能的特征分類。

1）零接口：不進行參數變換和調整的直接接口，如插座等； 2）被動接口：只對被動要素的參數進行變換和調整，如變壓器等；

3）主動接口：含有主動要素并能與被動要素進行匹配的接口，如放大器等；

4）智能接口：含有微處理器，可進行程序編制或適應條件變化的接口，如RS232串行接口等。145、簡述接口設計按照接口的輸入輸出功能性質分類。

1）信息接口（軟件接口）：受規格、標準、語言、符號等邏輯和軟件的約束，如ISA等； 2）機械接口：根據輸入輸出部位的形狀、尺寸、精度等進行機械連接，如軸承等； 3）物理接口：受接口部位物質、能量與信息的具體形態和物理條件約束的接口；

4）環境接口：對周圍環境條件（溫度、水、電磁場等）具有保護或隔離作用的接口，如防火開關等。

146、簡述接口設計中的硬件設計和軟件設計間的關系。

機電一體化系統的接口通常由接口電路（硬件）與配套驅動程序（軟件）組成。硬件是接口的骨架，用于實現被傳輸數據和信息在電氣上、時間上的匹配。接口程序是接口的中樞，完成接口數據的輸入輸出，傳送可編程接口器件的方式設定、中斷設定等控制信息，兩者是融為一體的。147、簡述機電一體化中對接口設計的要求。

1）信息采集（信號輸入）：傳感器接口要求傳感器與被測非電量信號源有直接關系，要使信號轉換和數學建模精確、可行；

2）驅動控制（信號輸出）：驅動控制接口要求應滿足接口的輸入端與主機系統的后向通道在電平上一致，接口的輸出端與功率驅動單元的輸入端電平匹配，同時阻抗也要匹配。

3）變送單元：變送接口應滿足傳感器輸出信號與主機前向通道電氣參數的匹配及遠距離信號傳輸的要求，接口的信號傳輸要求準確、可靠，抗干擾能力強，具有較低的噪聲容限。接口的輸入阻抗與傳感器的輸出阻抗相匹配。接口的輸出電平應與主機的電平相一致。接口的輸入信號與輸出信號的關系應為線性關系。

148、簡述總線的技術指標

1）總線寬度：總線一次能同時傳送的數據位數，總線寬度越寬，數據傳送能力越強； 2）總線頻率：每秒鐘傳送數據的次數，總線頻率越高，總線的傳送速度就越快； 3）總線帶寬：總線在單位時間能夠傳送的數據量，又稱為總線速度傳輸率。149、簡述總線的三個技術指標間的關系

總線的三個技術指標：寬度（位）、頻率（MHz）、帶寬（B/s）之間的關系： 總線帶寬=（總線寬度÷8）×總線頻率（B/s）總線寬度越寬、頻率越高，帶寬就越大。

150、簡述人機接口設計中應考慮的因素

1）根據機電一體化系統的具體情況設計。系統越復雜、資源就越龐大，適用操作起來就越困難，對人機接口的要求就越高；

2）充分考慮到微機與接口設備的速度匹配問題； 3）硬件與軟件相結合，二者缺一不可； 4）盡量利用計算機系統成熟的人機接口； 5）逐漸實現智能化；

6）在滿足系統功能的基礎上，設計時要以小型、廉價為原則，提高整體的性價比。151、當開關電路采用帶機械觸點的開關時，接口設計為什么要注意開關抖動問題

當開關電路使用帶機械觸點的開關時，在開關進行開、閉的瞬間，由于開關簧片的反彈會導致輸出信號的抖動，造成輸出信號產生不規則的波動，抖動時間的長短與機械特性有關。按鈕的穩定閉合期由操作員的按鍵動作決定，如果CPU在讀取開關狀態時正好發生開關的抖動，就可能導致數據的讀取錯誤，因此在接口設計時應考慮開關的抖動問題。152、簡述解決開關抖動問題的方法

1）硬件去抖：通過設計硬件電路去除抖動；

2）軟件去抖：通過程序對輸入的開關信號進行處理。

153、鍵盤輸入接口設計時，應解決哪些問題？解決方法如何。

1）鍵碼的識別：通常有兩種方法，一是通過硬件電路來識別，稱為編碼鍵盤；二是通過軟件方法識別，稱為非編碼鍵盤。目前的計算機控制系統非編碼鍵盤較為普遍；

2）消除鍵盤的抖動：兩種方法，一是通過硬件電路實現；二是通過軟件方法解決。154、簡述LED顯示器的結構和原理

LED顯示器（LED數碼管）由若干個發光二極管組成，當發光二極管導通時，相應的一個點或一個筆畫發亮，控制不同組合的二極管導通，就能顯示出各種字符。

155、簡述7段LED顯示器的結構和種類

七段LED顯示器在系統中比較常用。它由8個發光二極管組成，也稱為八段顯示器，其中7個發光二極管構成7筆字形“8”，一個發光二極管構成小數點。

七段LED顯示器分為共陰極和共陽極兩種。156、機電接口按照信息的傳遞方向可以分為哪幾類？

1）信息采集接口（傳感器接口）2）控制量輸出接口

157、簡述機電接口設計中信息采集接口的任務和特點

機電一體化產品中，控制微機要對機械裝置進行有效地控制，使其按照預定的規律運行，完成預定任務，就必須隨時對機械系統的運行狀態進行監控，隨時監測各種工作和運行參數，如位置、速度、轉矩等，因此在設計時，必須選用相應的傳感器將這些物理量轉換為電量，在經過信息采集接口的整形、放大、匹配、轉換，變成微機可以接收的信號傳遞給微機。針對傳感器不同的輸出信號，信息采集接口要對其進行不同的處理。同時，也要考慮抗干擾的設計。

158、簡述機電接口設計中控制輸出接口的任務和特點

控制微機通過信息接口采集接口檢測機械系統的狀態，經過運算處理，發出有關控制信息，經過控制輸出接口的匹配、轉換、功率放大、驅動執行元件去調節機械系統的運行狀態，使其按設計要求運行。執行元件的需求不同，控制接口的任務也不同，同時抗干擾設計也是應考慮的重要問題。159、簡述D/ A轉換器的技術指標

1）分辨率 2）轉換時間 3）精度 4）線性度

160、機電一體化控制系統設計的目的

1）對整個操作過程進行自動檢測和自動控制，提高控系統的性能，從而準確地實現規定的目的和功能；

2）根據操作條件的變化，根據目前常用的控制系統的性能特點，制定最佳的空置方案。161、簡述控制系統的組成

控制系統一般是由控制裝置、執行裝置、被測對象、傳感與檢測裝置所構成的一個整體。162、簡述控制系統按輸入量的特征分為幾類？各類的特點。

1）恒值控制系統：系統輸入量為恒定值。控制任務是保證在任何擾動作用下系統的輸出量為恒值。

2）程序控制系統：輸入量的變化規律預先確知，根據輸入的變化規律，發出控制指令，使被控制對象按照指令內容要求而運動。

3）隨動系統（伺服系統）：輸入量的變化規律不能預先確知，其控制要求是輸出量迅速、平穩地跟隨輸入量變化，并能排除各種干擾因素的影響，準確的復現輸入信號的變化規律。

163、簡述控制系統按系統中傳遞的信號性質分為幾類？各類的特點。

1）連續控制系統：系統中各部分傳遞的信號為隨時間變化的信號。通常采用微分方程描述； 2）離散（數字）控制系統：系統中某一處或多處的信號為脈沖序列或數字量傳遞的系統。通常采用差分方程描述。

164、簡述控制系統按系統構成分為幾類？各類的特點

1）開環系統：當一個系統以所需要的方框圖表示而沒有反饋回路時，成為開環系統；優點是簡單、穩定、可靠。

2）閉環系統：當一個系統以所需要的方框圖表示而存在反饋回路時，成為閉環系統；優點是精度高、對外部擾動和系統參數變化不敏感。

3）半閉環系統：反饋信號通過系統內部的中間信號獲得的系統。165、簡述控制系統按控制元件的特性分為幾類？各類的特點

1）線性控制系統：控制系統的各元件的輸入輸出特性是線性特性時，控制系統的動態過程可以用線性微分方程（或線性差分方程）來描述。

2）非線性控制系統：當控制系統中有一個或多個以上的非線性元件時，系統的特性就要用非線性方程來描述。166、控制系統的設計步驟

1）目的分析 2）系統分析 3）系統最佳化 4）系統仿真

167、簡述在機電一體化的控制系統設計是為什么要建立數學模型？

控制系統的數學模型在控制系統的設計中有著相當重要的地位，要對系統進行仿真處理，首先要知道系統的數學模型，然后才可以對系統進行模擬。同樣，只有知道了系統的模型，才可以在此基礎上設計一個合適的控制器，是的系統響應達到預期的效果，從而符合工程實際需要。168、建立輸入輸出模型的基本步驟

1）確定系統或各元件的輸入量、輸出量。

2）按照信號的傳遞順序，從系統的輸入端開始，根據各變量所遵循的運動規律（電學規律、力學規律等），寫出在運動過程中各個環節的動態微分方程；

3）消除所列各微分方程的中間變量，得到描述熊輸入量、輸出量之間的關系的微分方程； 4）整理所得微分方程。169、在機電一體化的設計過程中為什么采用方框圖？

為了比較簡單、明確地顯示出系統中各變量之間的相互關系，常常采用方框圖這種有效地方法。方框圖可以有效、直觀地描述系統中各元件之間的相互關系及其功能，以及信號在系統中的傳遞、變化過程。

170、典型的機電一體化計算機控制系統有哪幾部分組成？

典型的機電一體化計算機控制系統有硬件和軟件組成，硬件一般包括微型機、外圍設備、輸入輸出通道和操作臺等。

171、計算機控制系統的特點

1）能夠實現復雜的控制規律，從而達到較高的控制質量。2）具有實時控制功能； 3）具有很強的靈活性；

4）可靠性高，對控制環境有很強的適應性，能夠在不同的環境條件下滿足控制要求； 5）由于計算機有監控、報警、自診斷等功能，使計算機控制系統有很強的可維護性。172、計算機控制系統的基本功能

1）對信息進行實時轉換和控制功能； 2）人機交互功能；

3）接口功能和可擴展性。

173、計算機控制系統的基本組成

1）中央處理單元(CPU)2）存儲器 3）I/O子系統 4）人機接口 5）系統支持功能：監控定時器（看門狗）、計算機控制系統對安全性能要求嚴格。

174、簡述微處理機在控制系統中的作用

1）接收上位機的指令； 2）采集傳感器的反饋信號 3）運算控制規律 4）生成并輸出控制信號。

175、簡述工業控制機的特點

可靠性高、可維修性好、環境適應性強、控制實時性好、完善的輸入輸出通道、豐富的軟件、適當的計算精度和運算速度。

176、計算機控制系統中I/O接口的主要功能

1）完成外設與計算機間的信息交換 ； 2）完成計算機與外設間的傳輸速度匹配； 3）在計算機與外設間對傳輸速度進行緩沖。

177、簡述I/O接口總線標準分為幾類，傳輸方式如何。

1）并行通信：把一個字符的各數位用幾條線同時進行傳輸； 2）串行通信：把數據按位進行傳輸。

178、簡述異步串行通信的幾種方式？

1）全雙工方式：數據信息能同時沿相反兩個方向傳送；

2）半雙工方式：數據信息可沿著數據傳輸線的兩個相反方向傳送，但同一時刻只能沿一個方向傳送； 179、簡述同步通信的過程

在一組字符的前后加同步字符，標志一組數據塊的開始和結束，接收裝置接收到同步字符而開始接收數據，知道接收到后一個同步字符，一幀數據接收結束。在并行同步系統中，一個選通或控制脈沖一起并行傳送；在串行同步系統中，以時鐘速率作為基準。

180、簡述異步通信的過程

要傳送的字符代碼前加一個起始位，以表示該字符代碼開始，在字符代碼后面加一個停止位，以表示該字符代碼結束。并行系統需要兩根聯絡線用以實現“握手”操作；而串行一部系統中則用字符的起始位和停止位實現異步“握手”。

181、伺服系統的基本組成

1）比較元件 2）調節元件 3）驅動元件 4）被控對象 5）測量、反饋元件 182、機電控制系統對執行元件的要求

1）能夠實現系統所需的運動； 2）傳遞必要的運動；

3）保證系統具有良好的動態品質。

183、機電一體化系統的執行元件應滿足的性能要求

1）慣量小、動力大； 2）體積小、質量輕；

3）快速性好、加減速扭矩大，頻率特性好；

4）位置控制精度高，調速范圍寬，低速運行平穩，分辨率高。5）適應啟停頻繁的工作要求，振動和噪聲小，可靠性高，壽命長。184、伺服系統對驅動元件的要求

1）位置控制精度高、調速范圍寬，低速運行時穩定性好，振動噪聲小； 2）具有良好地負載特性，即使在低速時，夜鶯有足夠的負載能力； 3）快速性好，即加速轉矩大，具有快速響應性； 4）能夠頻繁啟動、停轉和換向的工作要求；

5）成本低、可靠性好，壽命長，便于安裝和維修。

185、直流伺服電機的特點

直流伺服電機通過電刷和換向器產生的整流作用，使磁場磁動勢和電樞電流磁動勢正交，從而產生轉矩，器電樞大多為永磁鐵。

與交流伺服電機相比，直流伺服電機啟動轉矩大，調速廣且不受頻率及極對數限制，機械特性線性度好，從零轉速至額定轉速具備可提供額定轉矩的性能，功率損耗小，具有較高的響應速度、精度和頻率，優良的控制特性。但電刷和換向器的存在，增大了摩擦轉矩，換向火花帶來了無線干擾，使用維修較為麻煩。

186、直流伺服電機的驅動方式

為了直流供電和調節電動機轉向和轉速，需要將其直流電壓的大小和方向進行控制。目前常用晶體管脈寬調速驅動和晶閘直流調速驅動兩種方式。

187、交流同步伺服電機的特點

采用永久磁鐵磁場的同步電機不需要磁化電流控制，比異步型伺服電機容易控制，具有十分優良的低速性能，可實現弱磁高速控制，拓寬了系統的調速范圍，適應了高性能伺服驅動的要求。188、交流異步伺服電機的特點

交流異步電動機即感應式伺服電動機，結構堅固，制造容易，價格低廉，具有很好地發展前景。但由于該系統采用矢量變換控制，相對永磁同步電機伺服系統來說控制比較復雜，而且電動機低速運行時還存在效率低、發熱嚴重等技術問題。

189、交流伺服電動機的控制方法

1）幅值控制 2）相位控制 3）幅相控制 4）雙相控制 190、計算機網絡按網絡拓撲劃分為幾類

總線型、星型、環形、網型、樹狀和星環型。191、計算機網絡按網絡的覆蓋范圍劃分為幾類

1）局域網 2）城域網 3）廣域網 192、計算機網絡按數據傳輸所用的結構和技術劃分為幾類

交換網和廣播網 193、計算機網絡按通訊介質劃分為幾類

雙絞線網、同軸電纜網、光纖網和衛星網 194、計算機網絡按信號頻帶占用方式劃分為幾類

基帶網和寬帶網 195、評價一個計算機網絡的性能參數和指標

1）延遲 2）吞吐率 3）丟失率 4）抖動 5）同步

196、計算機網絡通信協議如何實現？

計算機網絡通信協議既可以在硬件上實現，也可以在軟件上實現，有時候需要硬件和軟件綜合工作才能實現。一般而言，硬件上實現下層協議，而軟件上實現上層協議。

197、簡述網絡協議在多機網絡通信中的重要作用

無論采用何種連接方式，都需要相應的網絡協議支持，如果沒有網絡協議，資源共享就無法實現，網絡連接就失去意義。198、常見的工業控制網的結構

星型結構、總線結構和環形結構

199、簡述星型網絡結構的特點

星型網絡結構有中心節點，網絡上其他節點都與中心節點相連接。通信有中心節點管理，任何兩個節點間的通信都要經過中心節點中繼轉發。這種結構控制方式簡單，但可靠性較低，一旦中心節點發生故障，整個系統就會癱瘓。

200、簡述總線型網絡結構的特點

所有節點連接到一條公共通信總線上，任何節點都可以在總線上傳送數據，并且能被總線上任一節點接收。這種結構簡單靈活，容易加新節點。節點間通過總線直接通信，速度快、延遲小，可靠性高。但由于所有節點共用一條總線，總線上傳送的信息容易發生沖突和碰撞，出現爭用總線控制權、降低傳輸效率等問題。

201、簡述環型網絡結構的特點

所有節點按順序連接，形成一個環形。在換上數據按事先規定好的一個方向從源節點傳送到目的節點，路徑選擇控制方式簡單。但由于從源節點到目的節點要經過環路上的各個中間節點，某個節點故障都會堵塞信息通道，可靠性差。

202、常用的通信介質有哪些？特點如何？

1）雙絞線：成本低、安裝簡單，RS-485口常用此電纜； 2）多股屏蔽線：RS-232C,RS-422口要用此電纜；

3）同軸電纜：可用于基帶（50Ω電纜）傳輸，也可用于寬帶（75Ω電纜）傳輸。與雙絞線相比，具有速率高、距離遠，但成本相對高。

4）光纖電纜：與電纜相比，價格較高，維修復雜，但抗干擾能力強，傳輸距離遠。203、局域網的介質訪問控制有哪三種方式？

1）沖突檢測的載波偵聽多路訪問

2)令牌環

3）令牌總線

*204、簡述局域網的介質訪問控制方式——沖突檢測的載波偵聽多路訪問

主要用于總線型網絡，當一個站點要發送信息時，首先要偵聽總線是否空閑，若空閑立即發送，并在發送過程中繼續偵聽是否有沖突，如發現沖突，則發送人為干擾信號，放棄發送，延時一定時間后，繼續發送。

205、簡述局域網的介質訪問控制方式——令牌環

適用于環形網絡。在這種方式中，令牌是控制標志，網中只設一張令牌，令牌依次沿每個節點循環發送，每個節點都有平等獲得令牌發送數據的機會。只有得到令牌的節點才有權發送數據。令牌有“空”和“忙”兩個狀態。令牌環在站點間轉發還要做檢查，工作較為可靠，而且轉發的速度也很快，令牌傳遞維護的算法也較為簡單，故可實現對多站點、大數據吞吐量的管理。206、簡述局域網的介質訪問控制方式——令牌總線 令牌總線方式適用于總線型網絡。受令牌環的影響，它把總線上的各個節點形成一個邏輯環，即人為地給節點規定一個順序。邏輯環中控制方式類似于令牌環，那個節點擁有令牌就可以占有總線，可以發送數據。

207、簡述網絡常用的通道利用方式有幾種，各有何特點？

1）基帶方式：利用通信介質的整個帶寬進行信號傳送。優點是價格低、設備簡單、可靠性高，缺點是通道利用率低，長距離傳送衰減大。

2）頻帶方式：把通信通道以不同的載頻劃分為若干通道，在同一通信介質上同時傳送多路信號。優點是通道利用率高，缺點是需要加調制解調器，成本較高。

208、通信協議為什么采用分層設計的方法

分層設計便于實現網絡間互聯，因為只需要修改相應的某層協議及接口，而不影響其他的各層。各層相互獨立，通過接口發生聯系。對某層協議的修改不會影響其他各層。209、OSI模型定義的7各功能層都是什么？

1）物理層 2）鏈路層 3）網絡層 4）傳輸層 5）會話層 6）表示層 7）應用層

210、解釋OSI模型定義的物理層？

物理層在信道上傳輸未經處理的信息。該層協議涉及通信雙方的機械、電氣和連接規程。如接插件型號，每根線的定義，“1”“0”電平規定，bit脈寬，傳輸方向規定等。RS-232C、RS-

422、RS-485等均為物理層協議。

211、解釋OSI模型定義的鏈路層？

鏈路層的任務是將可能有差錯的物理鏈路改造成對于網絡層來說是無差錯的差錯的傳輸線路。它把輸入的數據組成數據幀，并在接收端檢驗傳輸的正確性。若正確，則發送確認信息；若不正確，拋棄該幀，等待發送端超時重發。異步串行數據鏈路控制協議屬于此范圍。

212、解釋OSI模型定義的網絡層？

網絡層也稱分組層。任務是是網絡傳輸分組。規定了分組在網絡中是如何傳輸的。網絡層控制網絡上信息的切換和路由選擇，因此，本層要為數據從源點到終點建立物理和邏輯的連接。

213、解釋OSI模型定義的傳輸層？

傳輸層的基本功能是從會話層接收數據，把它們傳道網絡層，并保證這些數據正確地到達目的地。該層控制端到端數據的完整性，確保高質量的網絡服務，起到網絡層和會話層間接口的作用。

214、解釋OSI模型定義的會話層？

會話層控制一個通信會話進程的建立和結束。這一層檢查并確認一個正常的通信是否正在發生。如果沒有發生，該層必須在不丟失數據的情況下恢復會話，或根據規定，在會話不能發生的情況下終止會話。

用戶（兩個表示層進程）之間的連接稱為會話。為了建立會話，用戶必須規定其希望連接的遠程地址（會話地址）。會話雙方必須彼此確認，然后雙方按照共同約定的方式開始傳輸數據。

215、解釋OSI模型定義的表示層？

表示層實現不同信息格式和編碼之間的轉換。常用的轉換有：正文壓縮、提供加密、解密等。

216、解釋OSI模型定義的應用層？

應用層的內容要根據對系統的不同要求而定。它規定了在不同應用情況下所允許的報文集合和對每一個報文所應采取的動作。這一層負責與其他高級功能的通信，如分布式數據庫和文件傳輸。

217、工業控制網絡設計的一般內容

1）確定網絡的體系結構；

2）網絡設備的配置方案和選型； 3）網絡布線設計；

4）網絡系統的軟件配置。

218、機電一體化總體設計過程中，應逐步形成那些技術文件和圖紙？

1）系統工作原理簡圖；

2）控制器、驅動器、執行器、傳感器工作原理圖等 3）總體設計報告； 4)總體裝配圖 5）部件裝配圖

219、機電一體化設計過程中總體設計與具體設計的關系

總體設計的目的是設計出綜合性能最優或較優的總體方案，作為進一步詳細設計的依據。總體設計給具體設計提出了基本原則和布局，指導具體設計的開展，相反，具體設計是在總體設計基礎上的具體化，在具體設計中可對總體設計不斷完善和改進，兩者相互結合，交錯進行。220、機電一體化總體方案設計的一般步驟？

1）詳盡收集用戶對所設計產品的需求； 2）設計對象工作原理的設計； 3）主要結構方案的選擇 4）摩擦形式的選擇 5）系統簡圖的繪制 6）總體布局和環境設計 7）總體精度分配 8）總體設計報告

221、機電一體化系統設計類型

1）開發性設計：沒有參照的設計，在不知道具體方俺的情況下，僅根據抽象的設計原理和要求，設計出在質量和性能上滿足要求的產品或系統。

2）適應性設計：在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現有產品進行局部更改，以使產品的性能和質量提高并增加某些附加值。

3）變異性設計：在設計方案和功能結構不變的情況下，僅改變產品的規格尺寸，使其適用于量的方面有多改變的要求。

222、機電一體化總體設計的原則

1）機電互補的原則； 2）功能優化原則

3）自動化、省力化原則 4）效益最大化原則

5）開放性原則

223、機電一體化總體設計的方法

1）機電互補法 2）機電結合法 3）組合法 224、機電一體化總體設計中的關鍵因素

原理方案設計是機電一體化總體設計的關鍵因素。

225、簡述機電一體化總體設計中原理方案設計方法

從系統的功能出發，通過技術過程的分析，確定技術系統的效應，然后尋找解決的途徑。具體方法如下：

1）設計任務抽象化；2）功能結構分解；3）建立功能結構圖；4）選擇系統原理方案 226、機電一體化設計中要考慮的產品的適用要求和性能指標包括哪些

1）功能性要求

從設計的角度分析，可用以下指標表達：功能范圍、精度指標、可靠性指標、維修性指標。2）經濟性要求

包括：購置費用、使用費用、安全性要求等 227、機電一體化系統設計過程

1）市場調查與預測 2）構思比較 3）方案評價

4）根據目的功能確定產品規格、性能指標 5）詳細設計 6）綜合評價 7）可靠性復查 8）試制與調試

228、機電一體化技術與傳統機電技術的區別

傳統機電技術的操作控制主要以電磁學原理的各種電器來實現，如繼電器、接觸器等，在設計中不考慮或很少考慮彼此間的內在聯系。機械本體和電氣驅動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。機電一體化技術以計算機為控制中心，在設計過程中強調機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。229、一個典型的機電一體化系統，應包含哪幾個基本要素？

機電一體化系統，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。這些組成要素內部及其之間，形成通過接口耦合來實現運動傳遞、信息控制、能量轉換等有機融合的一個完整系統。

230、機電一體化產品的分類

按產品的功能分為以下幾類：

1）數控機械類：主要產品為數控機床、工業機器人、發動機自動控制系統等，特點是執行機構為機械裝置；

2）電子設備類：主要產品線切割加工機床等，特點是執行機構為電子裝置； 3）機電結合類：特點是執行機構是機械和電子裝置的有機結合；

4）電液伺服類：主要產品為機電一體化的伺服裝置，控制機構是接收電信號的液壓伺服閥； 5）信息控制類：主要產品為復印機、傳真機等辦公自動化設備，特點為執行機構的動作完全由所接收的信息控制。

231、機電一體化技術的發展趨勢

1）智能化：智能化是21世紀機電一體化技術發展的主要方向。“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，以獲得更高的控制目標。

2）模塊化：機電一體化產品種類和廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品是一項十分復雜但又很重要的工程。制定機電一體化產品的各項標準，利用標準單元迅速開發新的產品，擴大生產規模，將給機電一體化企業帶來美好前景。

3）網絡化：隨著計算機網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品。

4）微型化：指的是機電一體化向微型化和微觀領域發展的趨勢。5）綠色化：主要是指使用時不污染生態環境。

6）人性化：未來機電一體化產品更加注重產品與人的關系，機電一體化產品的最終適用對象是人，富裕機電一體化產品以人的智慧、情感、人性將變得愈加重要。

232、機電一體化系統中常見的機械參數有哪些？ 1）剛度：是機械零件和構件抵抗變形的能力；

2）慣量：慣量對機械傳動系統的啟停特性、控制的響應速度、控制偏差等有一定的影響。在傳動機構的設計中，慣量的大小一般取決于機構各部件的質量和尺寸； 3）摩擦：摩察力影響系統的傳動精度和運動平穩性。4）傳動誤差：機械系統中傳動誤差較大時，系統會產生低頻振蕩，因此機電一體化機械系統中，應采用齒側間隙小、精度較高的機械構件。

5）諧振頻率：當外界傳來的振動的激振頻率接近或等于固有頻率時，就會產生諧振，機械系統就會不穩定。

233、機械一體化系統中伺服機構的作用是什么？

伺服控制系統是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統。機械傳動是一種把動力機產生的運動和動力傳遞給執行機構的中間裝置，是一種扭矩和轉速的變換器，其目的是在動力機與負載之間使扭矩得到合理的匹配，并可通過機構變換實現對輸出的速度調節。在機電一體化系統中，伺服電動機的伺服變速功能在很大程度上代替了傳統機械傳動中的變速機構，只有當伺服電機的轉速范圍滿足不了系統要求時，才通過傳動裝置變速。由于機電一體化系統對快速響應指標要求很高，因此機電一體化系統中的機械傳動裝置不僅僅是解決伺服電機與負載間的力矩匹配問題。而更重要的是為了提高系統的伺服性能。為了提高機械系統的伺服性能，要求機械傳動部件轉動慣量小、摩擦小、阻尼合理、剛度大、抗振性好、間隙小，并滿足小型、輕量、高速、低噪聲和高可靠性等要求。

*234、機電一體化傳動系統有哪幾種類型？各有什么作用？

(1)齒輪傳動是機電一體化系統中常用的傳動裝置，它在伺服運動中的主要作用是實現伺服電機與執行機構間的力矩匹配和速度匹配，還可以實現直線運動與旋轉運動的轉換。

(2)螺旋傳動是機電一體化系統中常用的一種傳動形式。它是利用螺桿與螺母的相對運動，將旋轉運動變為直線運動；

(3)滑動摩擦導軌：直線運動導軌的作用是用來支承和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動；(4)滾動摩擦導軌是在運動件和承導件之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾動軸承等），使導軌運動時處于滾動摩擦狀態。

235、機電一體化系統中，機械傳動的功能是什么？在設計中應該如何考慮？

機電一體化機械系統是由計算機信息網絡協調與控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械及機電部件相互聯系的系統。其核心是由計算機控制的，包括機械、電力、電子、液壓、光學等技術的伺服系統。它的主要功能是完成一系列機械運動，每一個機械運動可單獨由控制電動機、傳動機構和執行機構組成的子系統來完成，而這些子系統要由計算機協調和控制，以完成其系統功能要求。機電一體化機械系統的設計要從系統的角度進行合理化和最優化設計。機電一體化系統的機械結構主要包括執行機構、傳動機構和支承部件。在機械系統設計時，除考慮一般機械設計要求外，還必須考慮機械結構因素與整個伺服系統的性能參數、電氣參數的匹配，以獲得良好的伺服性能。

236、導向機構都有哪幾種類型？各有什么特點？

1）滑動摩擦導軌：運動件與承導件直接接觸。

其優點是結構簡單、接觸剛度大；缺點是摩擦阻力大、磨損快、低速運動時易產生爬行現象。2）滾動摩擦導軌：在運動件和承導件之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾動軸承等），使導軌運動時處于滾動摩擦狀態。

特點是：①摩擦系數小，并且靜、動摩擦系數之差很小，故運動靈便，不易出現爬行現象；②定位精度高，因此，當要求運動件產生精確微量的移動時，通常采用滾動導軌；③磨損較小，壽命長，潤滑簡便；④結構較為復雜，加工比較困難，成本較高；⑤對臟物及導軌面的誤差比較敏感。

3）液體靜壓導軌。

優點是：①摩擦系數很小（起動摩擦系數可小至0.0005），可使驅動功率大大降低，運動輕便靈活，低速時無爬行現象；②導軌工作表面不直接接觸，基本上沒有磨損，能長期保持原始精度，壽命長；③承載能力大，剛度好；④摩擦發熱小，導軌溫升小；⑤油液具有吸振作用，抗振性好。

缺點是：結構較復雜，需要一套供油設備，油膜厚度不易掌握，調整較困難，這些都影響靜壓導軌的廣泛使用。

4）氣體靜壓導軌：由外界供壓設備供給一定壓力的氣體將運動件與承導件分開，運動件運動時只存在很小的氣體層之間的摩擦，摩擦系數極小，適用于精密、輕載、高速的場合，在精密機械中的應用愈來愈廣。

*237、試比較液體和氣體靜壓裝置的特點。

液體靜壓導軌的優點是：①摩擦系數很小（起動摩擦系數可小至0.0005），可使驅動功率大大降低，運動輕便靈活，低速時無爬行現象；②導軌工作表面不直接接觸，基本上沒有磨損，能長期保持原始精度，壽命長；③承載能力大，剛度好；④摩擦發熱小，導軌溫升小；⑤油液具有吸振作用，抗振性好。靜壓導軌的缺點是：結構較復雜，需要一套供油設備，油膜厚度不易掌握，調整較困難，這些都影響靜壓導軌的廣泛使用

氣體靜壓導軌是由外界供壓設備供給一定壓力的氣體將運動件與承導件分開，運動件運動時只存在很小的氣體層之間的摩擦，摩擦系數極小，適用于精密、輕載、高速的場合，在精密機械中的應用愈來愈廣。

*238、滑動摩擦中采用導軌有什么作用，對導軌有什么具體要求？

滑動摩擦導軌的運動件與承導件直接接觸。其優點是結構簡單、接觸剛度大；缺點是摩擦阻力大、磨損快、低速運動時易產生爬行現象。

(1)導向精度高。導向精度是指運動件按給定方向作直線運動的準確程度，它主要取決于導軌本身的幾何精度及導軌配合間隙。

(2)運動輕便、平穩、低速時無爬行現象。導軌運動的不平穩性主要表現在低速運動時導軌速度的不均勻，使運動件出現時快時慢、時動時停的爬行現象。

(3)耐磨性好。導軌的初始精度由制造保證，而導軌在使用過程中的精度保持性則與導軌面的耐磨性密切相關。導軌的耐磨性主要取決于導軌的類型、材料?導軌表面的粗糙度及硬度、潤滑狀況和導軌表面壓強的大小。

(4)對溫度變化的不敏感性。即導軌在溫度變化的情況下仍能正常工作。(5)足夠的剛度。在載荷的作用下，導軌的變形不應超過允許值。剛度不足不僅會降低導向精度，還會加快導軌面的磨損。剛度主要與導軌的類型、尺寸以及導軌材料等有關。

（6）結構工藝性好。導軌的結構應力求簡單、便于制造、檢驗和調整，從而降低成本。239、何謂I/O接口？計算機控制過程中為什么需要I/O接口？ I/O接口與I/O通道是計算機主機與外部連接的橋梁，常用的I/O接口有并行接口和串行接口。I/O通道有模擬量I/O通道和數字量I/O通道。其中模擬量I/O通道的作用是，一方面將經由傳感器得到的工業對象的生產過程參數變換成二進制代碼傳送給計算機；另一方面將計算機輸出的數字控制量變換為控制操作執行機構的模擬信號，以實現對生產過程的控制。數字量通道的作用是，除完成編碼數字輸入輸出外，還可將各種繼電器、限位開關等的狀態通過輸入接口傳送給計算機，或將計算機發出的開關動作邏輯信號經由輸出接口傳送給生產機械中的各個電子開關或電磁開關。240、計算機的I/O過程中的編址方式有哪些?各有什么特點？ 1）I/O接口獨立編址方式

這種編址方式是將存儲器地址空間和I/O接口地址空間分開設置，互不影響。設有專門的輸入指令（IN）和輸出指令（OUT）來完成I/O操作，2）I/O接口與存儲器統一編址方式

這種編址方式不區分存儲器地址空間和I/O接口地址空間，把所有的I/O接口的端口都當作是存儲器的一個單元對待，每個接口芯片都安排一個或幾個與存儲器統一編號的地址號。也不設專門的輸入/輸出指令，所有傳送和訪問存儲器的指令都可用來對I/O接口操作。

兩種編址方式有各自的優缺點，獨立編址方式的主要優點是內存地址空間與I/O接口地址空間分開，互不影響，譯碼電路較簡單，并設有專門的I/O指令，所編程序易于區分，且執行時間短，快速性好。其缺點是只用I/O指令訪問I/O端口，功能有限且要采用專用I/O周期和專用的I/O控制線，使微處理器復雜化。統一編址方式的主要優點是訪問內存的指令都可用于I/O操作，數據處理功能強；同時I/O接口可與存儲器部分公用譯碼和控制電路。其缺點是：I/O接口要占用存儲器地址空間的一部分；因不用專門的I/O指令，程序中較難區分I/O操作。

241、中斷和查詢是計算機控制中的主要I/O方式，試論述其優、缺點。

一個微機系統中有多個外圍設備采用查詢式I/O方式交換信息時，CPU應采用分時控制方式，逐一查詢，逐一服務，其工作原理如下：每個外圍設備提供一個或多個狀態信息，CPU逐次讀入并測試各個外圍設備的狀態信息，若該外圍設備請求服務(請求交換信息)，則為之服務，然后清除該狀態信息。否則，跳過，查詢下一個外圍設備的狀態。各外圍設備查詢完一遍后，再返回從頭查詢起，直到發出停止命令為止。但是在查詢式I/O方式下，CPU要不斷地讀取狀態字和檢測狀態字，不管那個外圍設備是否有服務請求，都必須一一查詢，許多次的重復查詢，可能都是無用的，而又占去了CPU的時間，效率較低。

為了提高CPU的效率和使系統具有良好的實時性，可以采用中斷控制I/O方式。采用中斷方式CPU就不必花費大量時間去查詢各外圍設備的狀態了。而是當外圍設備需要請求服務時，向CPU發出中斷請求，CPU響應外圍設備中斷，停止執行當前程序，轉去執行一個外圍設備服務的程序，此服務程序稱為中斷服務處理程序，或稱中斷服務子程序。中斷處理完畢，CPU又返回來執行原來的程序。

242、計算機的輸入/輸出通道中通常設置有緩沖器，請問該通道中的緩沖器通常起到哪些作用? 緩沖器主要是是用于把一些需要輸入或輸出的數據由于CPU或外設來不及處理的數據傳送到緩沖器保存起來。

243、機電一體化系統的伺服驅動有哪幾種形式?各有什么特點？ 1）按被控量參數特性分類

按被控量不同，機電一體化系統可分為位移、速度、力矩等各種伺服系統。其它系統還有溫度、濕度、磁場、光等各種參數的伺服系統 2）按驅動元件的類型分類

按驅動元件的不同可分為電氣伺服系統、液壓伺服系統、氣動伺服系統。電氣伺服系統根據電機類型的不同又可分為直流伺服系統、交流伺服系統和步進電機控制伺服系統。3）按控制原理分類

按自動控制原理，伺服系統又可分為開環控制伺服系統、閉環控制伺服系統和半閉環控制伺服系統。

*244、比較直流伺服電動機和交流伺服電動機的適用環境差別。

直流伺服電機具有良好的調速特性，較大的啟動轉矩和相對功率，易于控制及響應快等優點。盡管其結構復雜，成本較高，在機電一體化控制系統中還是具有較廣泛的應用。

與直流伺服電動機比較，交流伺服電動機不需要電刷和換向器，因而維護方便和對環境無要求；此外，交流電動機還具有轉動慣量、體積和重量較小，結構簡單、價格便宜等優點；尤其是交流電動機調速技術的快速發展，使它得到了更廣泛的應用。245、常用的濾波器有哪些并分析他們的適用場合? 濾波是抑制干擾傳導的一種重要方法。由于干擾源發出的電磁干擾的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬得多，因此，當接受器接收有用信號時，也會接收到那些不希望有的干擾。這時，可以采用濾波的方法，只讓所需要的頻率成分通過，而將干擾頻率成分加以抑制。

常用濾波器根據其頻率特性又可分為低通、高通、帶通、帶阻等濾波器。低通濾波器只讓低頻成分通過，而高于截止頻率的成分則受抑制、衰減，不讓通過。高通濾波器只通過高頻成分，而低于截止頻率的成分則受抑制、衰減，不讓通過。帶通濾波器只讓某一頻帶范圍內的頻率成分通過，而低于下截止和高于上截止頻率的成分均受抑制，不讓通過。帶阻濾波器只抑制某一頻率范圍內的頻率成分，不讓其通過，而低于下截止和高于上截止頻率的頻率成分則可通過。

*246、常用的工作接地方法有哪些？各有什么優缺點？

工作接地包括一點接地和多點接地兩種方式。1）一點接地

如圖所示為串聯一點接地，由于地電阻r1，r2和r3，是串聯的，所以各電路間相互發生干擾，雖然這種接地方式很不合理，但由于比較簡單，用的地方仍然很多。當各電路的電平相差不大時還可勉強使用；但當各電路的電平相差很大時就不能使用，因為高電平將會產生很大的地電流并干擾到低電平電路中去。

2）多點接地

多點接地所需地線較多，一般適用于低頻信號。若電路工作頻率較高，電感分量大，各地線間的互感耦合會增加干擾。如圖所示，各接地點就近接于接地匯流排或底座、外殼等金屬構件上。

247、機電一體化系統中的計算機接口電路通常使用光電耦合器，請問光電耦合器的作用有哪些？ 光電隔離是以光作媒介在隔離的兩端間進行信號傳輸的，所用的器件是光電耦合器。由于光電耦合器在傳輸信息時，不是將其輸入和輸出的電信號進行直接耦合，而是借助于光作介物進行耦合，因而具有較強的隔離和抗干擾的能力。在控制系統中，它既可以用作一般輸入/輸出的隔離，也可以代替脈沖變壓器起線路隔離與脈沖放大作用。由于光電耦合器具有二極管、三極管的電氣特性，使它能方便地組合成各種電路。又由于它靠光耦合傳輸信息，使它具有很強的抗電磁干擾的能力，從而在機電一體化產品中獲得了極其廣泛的應用.248、控制系統接地通常要注意哪些事項？

 機電一體化系統設計時要綜合考慮各種地線的布局和接地方法。

1）信號接地通道，將所有小信號、邏輯電路的信號、靈敏度高的信號的接地點都接到信號地通道上； 2）功率接地通道，將所有大電流、大功率部件、晶閘管、繼電器、指示燈、強電部分的接地點都接到這一地線上；

3）機械接地通道，將機柜、底座、面板、風扇外殼、電動機底座等接地點都接到這一地線上，此地線又稱安全地線通道。

將這三個通道再接到總的公共接地點上，公共接地點要與大地接觸良好。

*249、試分析機電一體化技術在打印機中的應用

打印機是典型的光機電一體化產品，材料、電子、光學、機械等領域的新技術都會很快地反映在打印機產品中，并推動打印機向自動化、人性化、多樣化及更好地滿足用戶多種需求的方向發展。平推式走紙通道技術減少了由于紙張彎曲、卡紙造成的打印偏差，也使打印存折等復雜介質成為可能；平推式走紙還使紙張的進退紙速度加快，提高了柜臺業務處理速度；而利用傳感器判斷紙張邊界的紙張定位技術使打印內容的定位更加準確，使用戶只需將紙張放入打印機即可，不必再調整紙張進紙位置——這些技術促進了平推式票據打印機的發展。

引入LCD顯示技術使打印機面板不再單調，液晶屏可以顯示打印機狀態、版本信息等內容，便于進行參數設置，使人機交流更加輕松，操作更加簡單；Flash下載技術使打印機可以直接通過主機下載升級程序，改變了以往需要專業工程師拆機更換芯片的麻煩，升級更加方便、快捷，甚至用戶都可以自己動手過一把“下載升級”的癮；一些打印機廠商還根據用戶的需要開發出了雙用戶模式，使打印機可以同時使用串口和并口進行打印，達到一機多用、一機多聯的功能；部分高檔的存折打印機還配備有磁條讀寫模塊，使打印機不僅能夠打印，還具有自動讀取存折磁條信息的功能——存折進入打印機后，讀寫磁條信息、打印存折內容一氣呵成，使柜臺打印業務處理更高效，且保密性更好。

借助磁碼打印技術（需特殊色帶和打印裝置）可使打印輸出既具有可讀性，又具有防偽、機讀等特性，加強了系統的安全性、保密性、高效性。

安裝了網卡的打印機可以實現多機共享、遠程控制、遠程管理、遠程診斷功能；安裝了無線網卡就可實現無線操作；再加上自動翻頁裝置就可實現自助補登功能。

安裝了掃描頭的打印機可以同時進行掃描工作，使打印機具有了輸入設備的功能，而配備IC卡讀寫器的打印機還可以同時進行IC卡的讀寫工作，這就大大節省了柜臺的寶貴空間。

250、從系統的動態特性角度來分析：產品的組成零部件和裝配精度高，但系統的精度并不一定就高的原因。

產品的組成零部件和裝配精度高，是靜態的，由于阻尼的影響、摩擦的影響、彈性變形的影響以及慣量的影響在動態響應上存在滯后或超前的影響，使得整個系統的動態精度不高。

*251、為什么機電一體化系統中的測試過程往往要進行非線性補償？試分析非線性補償通常使用的幾種方法的原理？

很多檢測元件如熱敏電阻、光敏管、應變片等具有不同程度的非線性特性，這使較大范圍的動態檢測存在著很大的誤差。方法有三種：計算法、查表法和插值法。計算法：當輸出電信號與傳感器的參數之間有確定的數字表達式時，就可采用計算法進行非線性補償。即在軟件中編制一段完成數字表達式計算的程序，被測參數經過采樣、濾波和標度變換后直接進入計算機程序進行計算，計算后的數值即為經過線性化處理的輸出參數。查表法：所謂查表法，就是把事先計算或測得的數據按一定順序編制成表格，查表程序的任務就是根據被測參數的值或者中間結果，查出最終所需要的結果。

252、分析電容傳感器的工作原理及其主要應用

設兩極板相互覆蓋的有效面積為A，兩極板間的距離為d，極板間介質的介電常數為ε，在忽略極板邊緣影響的條件下，平板電容器的電容C為：

C?

?Ad 23

電容式傳感器分為三種：改變極板面積的變面積式；改變極板距離的變間隙式；改變介電常數的變介電常數

它結構簡單、靈敏度高，動態響應特性好、適應性強、抗過載能力大、價格便宜，一般可用于測量壓力、力、位移、振動、液位等。

253、試分析檢測系統干擾的形成條件，以及干擾的擾制技術

干擾必須通過一定的耦合通道或傳輸途徑才能對檢測裝置的正常工作造成不良的影響。造成系統不能正常工作的干擾形成需要具備三個條件：①干擾源；②對干擾敏感的接收電路；③干擾源到接收電路之間的傳輸途徑。

抑制技術：屏蔽技術；接地技術；浮空技術；隔離技術；濾波器；軟件干擾抑制技術。254、微機控制系統中的輸入與輸出通道一般包括哪幾種？

模擬量輸入通道 模擬量輸出通道、數字量輸入通道 數字量輸出通道 255、一般來說，伺服系統的執行元件主要分為哪幾類？ 電磁式 液壓式 氣壓式和其它 等四大類型

256、根據計算機在控制中的應用方式，把計算機控制系統分為哪幾類？

1）操作指導控制系統 2）直接控制系統 3）監督計算機控制系統 4）分級計算機控制系統 257、應用于工業控制的計算機主要有哪些？ 1）單片機 2）PLC，3）總線工控機等類型。258、抑制電磁干擾的常用方法

屏蔽、隔離 濾波 接地合理布局和軟件抗干擾技術。

259、根據頻率特性解釋低通濾波器的作用？

只讓低頻成分通過，而高于截止頻率成分受到抑制、衰減，不讓通過。

260、根據頻率特性解釋帶通濾波器的作用？ 只讓某一頻帶內的成分 通過，而低于上截止頻率成分和高于_下截止頻率成分的抑制,不讓通過。261、試簡述光電式轉速傳感器的測量原理 光電式轉速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當縫隙圓盤隨被測軸轉動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數相等的電脈沖，根據測量單位時間內的脈沖數N，則可測出轉速為

式中 Z——圓盤上的縫隙數；

n——轉速(r／min)； t——測量時間(s)。

262、試述可編程控制器的工作原可編程控制器有兩種基本的工狀態。不管是在哪種狀態，PLC都在每次循環中，若處于運行（RUN）24

理

作狀態，即運行（RUN）和停止（STOP）是反復不斷地重復進行，直至PLC停機。狀態，可編程控制器完成5個階斷，如圖所示。若處于停止（STOP）狀態，PLC也要循環進行內部處理和通信服務。

263、什么是變頻器？

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現對交流異步電機的軟起動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因素以及過流/過壓/過載保護等功能。264、為什么說接觸器自鎖線路具有欠壓和失壓的保護作用？

當失壓和欠壓時，接觸器線圈的電磁吸引力消失或不足，接觸器觸點釋放，斷開控制線路，從而使電動機主電路斷開。

265、簡述PLC系統與繼電器接觸器控制系統的區別。

1）控制方式：繼電器控制系統的控制是采用硬件接線實現的，是利用繼電器機械觸點的串聯或并聯極延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。PLC控制系統采用存儲邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲在內存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。

2）工作方式：繼電器控制系統采用并行的工作方式，PLC控制系統采用串行工作方式。

3）控制速度：繼電器控制系統控制邏輯是依靠觸點的機械動作實現控制，工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現象。PLC控制系統是由程序指令控制半導體電路來實現控制，速度快，微秒級，嚴格同步，無抖動。

4）定時與計數控制：繼電器控制系統是靠時間繼電器的滯后動作實現延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環境影響大，調整時間困難。繼電器控制系統不具備計數功能。PLC控制系統用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產生，精度高，調整時間方便，不受環境影響。另外PLC系統具備計數功能。

5）可靠性和維護性：繼電器控制系統可靠性較差，線路復雜，維護工作量大，PLC控制系統可靠性較高，外部線路簡單，維護工作量小。

266、PLC交流開關量輸入模塊和直流開關量輸入模塊分別適用什么場合？

由于交流輸入模塊電路中增加了限流、濾波和整流三個環節，因此，輸入信號的延遲時間要比直流輸入電路的要長，但由于其輸入端是高電壓，因此輸入信號的可靠性要比直流輸入電路要高。一般來說，交流輸入方式用于有油霧、粉塵等惡劣環境，對系統響應要求不高的場合，而直流輸入模塊用于環境較好，電磁干擾輕，對系統響應要求較高的場合。

267、PLC開關量輸出模塊有哪幾種類型？各能驅動何種負載？

PLC的輸出模塊有三種：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。繼電器輸出型既可用于交流輸出，也用于直流輸出。晶體管輸出型用于直流輸出。雙向晶閘管輸出型用于控制外部交流負載 268、為什么采用機電一體化技術可以提高系統的精度? 機電一體化技術使機械傳動部分減少，因而使機械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術實現自動檢測，控制，補償和校正因各種干擾因素造成的誤差，從而提高精度。

269、什么是自動化制造系統？

自動化制造系統是指在較少的人工直接或間接干預下，將原材料加工成零件或將零件組裝成產品，在加工過程中實現管理過程和工藝過程自動化。管理過程包括產品的優化設計；程序的編制及工藝的生成；設備的組織及協調；材料的計劃與分配；環境的監控等。工藝過程包括工件的裝卸、儲存和輸送；刀具的裝配、調整、輸送和更換；工件的切削加工、排屑、清洗和測量；切屑的輸送、切削液的凈化處理等。

270、什么是剛性自動化生產

自動化制造系統包括剛性制造和柔性制造，“剛性”的含義是指該生產線只能生產某種或生 產工藝相近的某類產品，表現為生產產品的單一性.1、剛性半自動化單機

2、剛性自動化單機

3、剛性自動化生產線

剛性自動線生產率高，但柔性較差，當加工工件變化時，需要停機、停線并對機床、夾具、刀具等工裝設備進行調整或更換（如更換主軸箱、刀具、夾具等），通常調整工作量大，停產時間較長。271、什么是剛性自動化單機及剛性自動化生產線？

剛性自動化單機它是在剛性半自動化單機的基礎上增加自動上、下料等輔助裝置而形成的自動化機床。輔助裝置包括自動工件輸送、上料，下料、自動夾具、升降裝置和轉位裝置等；切屑處理一般由刮板器和螺旋傳送裝置完成。這種機床實現的也是單個工藝過程的全部加工循環。

剛性自動化生產線是多工位生產過程，用工件輸送系統將各種自動化加工設備和輔助設備按一定的順序連接起來，在控制系統的作用下完成單個零件加工的復雜大系統。

272、系統和柔性制造單元的本質區別是什么？

柔性制造系統的主要特點有：①柔性高，適應多品種中小批量生產；②系統內的機床工藝能力上是相互補充和相互替代的；③可混流加工不同的零件；④系統局部調整或維修不中斷整個系統的運作；⑤多層計算機控制，可以和上層計算機聯網；⑥可進行三班無人干預生產。

柔性制造單元（Flexible Manufacturing Cell）是由單臺數控機床、加工中心、工件自動輸送及更換系統等組成。它是實現單工序加工的可變加工單元，單元內的機床在工藝能力上通常是相互補充的，可混流加工不同的零件。系統對外設有接口，可與其它單元組成柔性制造系統

*273、什么是柔性制造系統及其基本組成部分？

柔性制造系統（Flexible Manufacturing System）是由兩臺或兩臺以上加工中心或數控機床組成，并在加工自動化的基礎上實現物料流和信息流的自動化，其基本組成部分有：自動化加工設備，工件儲運系統，刀具儲運系統，多層計算機控制系統等。

1、自動化加工設備

2、工件儲運系統

3、刀具儲運系統

4、輔助設備

5、多層計算機控制系統

274、什么是計算機集成制造系統。

計算機集成制造系統（Computer Intergrated Manufacturing System）是一種集市場分析、產品設計、加工制造、經營管理、售后服務與一體，借助于計算機的的控制與信息處理功能，使企業運作的信息流、物質流、價值流和人力資源有機融合，實現產品快速更新、生產率大幅提高、質量穩定、資金有效利用、損耗降低、人員合理配置、市場快速反饋和良好服務的全新的企業生產模式。*275、一般的數控機床有哪些？有什么特點？

一般數控機床通常是指數控車床、數控銑床、數控鏜銑床等，它們的下述特點對其組成自動化制造系統是非常重要

特點:

1、柔性高

2、自動化程度高

3、加工精度高、質量穩定

4、生產效率較高

5、具有刀具壽命管理功能

6、具有通信功能

*276、什么是加工中心？

加工中心的系統基本組成與一般數控機床一樣，只是在此基礎上增加刀庫和自動換刀裝置而形成的一類更復雜，但用途更廣，效率更高的數控機床。加工中心配置有刀庫和自動換刀裝置，所以能在一臺機床上完成車、銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋、輪廓加工等多個工序的加工。加工中心機床具有工序集中、可以有效縮短調整時間和搬運時間，減少在制品庫存，加工質量高等優點，因此常用于零件比較復雜，需要多工序加工，且生產批量中等的生產場合。*277、什么是電火花加工技術？

電火花加工設備屬于數控機床的范疇，電火花加工是在一定的液體介質中，利用脈沖放電對導體材料的電蝕現象來蝕除材料，從而使零件的尺寸、形狀和表面質量達到預定技術要求的一種加工方法。26 在機械加工中，電火花加工的應用非常廣泛，尤其在模具制造業、航空航天等領域有著極為重要的地位。

其他相關專業知識和通用法規（23題）

1、目前，我國強制進行機電產品的“3C”認證。“3C”認證的含義是什么？有什么意義？

根據中國入世承諾和體現國民待遇的原則，國家對強制性產品認證使用統一的標志。新的國家強制性認證標志名稱為“中國強制認證”，英文名稱為“China Compulsory Certification”，英文縮寫為“CCC”。

作為國際通行做法，它主要對涉及人類健康和安全、動植物生命和健康以及環境保護與公共安全的產品實施強制性認證，確定統一適用的國家標準、技術規則和實施程序，制定和發布統一的標志，規定統一的收費標準。

2、為什么國家嚴令禁止個人和集體私自使用大功率無繩電話？

 為保障民航飛行安全，避免民航無線電專用頻率受到干擾，信息產業部要求，嚴查非法生產、銷售大功率無繩電話機。保護民航飛行安全是無線電管理的重要工作之一，因此，信息產業部正與相關部門密切配合，加強無線電發射設備的市場管理，嚴禁大功率無繩電話的生產銷售。目前已收繳了大量大功率無繩電話機，并清理規范了無線尋呼發射機、廣播電視發射機、校園調頻廣播的設置與使用。

3、在電子電路中常用的電阻器有哪幾種？

|固定式電阻器和電位器，4、按制作材料和工藝不同，固定 式電阻器可分為哪幾種？

1）膜式電阻（碳膜 RT、金屬膜 RJ、合成膜 RH 和氧化膜 RY）； 2）實芯電 阻（有機 RS 和無機 RN）3）金屬線繞電阻（RX）；

4）特殊電阻（MG 型光敏電阻、MF 型熱 敏電阻）。

5、電容器在電路中的作用？

電容器是一種儲能元件，在電路中用于調諧、濾波、耦合、旁路、能量轉換和延時。電容器通常叫做電容。

6、常用的二極管有幾種？

1）穩壓二極管 2）整流二極管 3）檢波二極管 4）開關二極管 5）變容二極管

7、PLC的特點

1）抗干擾性強、可靠性高；

2）控制系統結構簡單、通用性強； 3）編程方便，易于使用； 4）功能完善

5）施工、設計、調試周期短； 6）體積小，維護操作方便。

8、按I/O電容量分類，PLC可分為哪幾種？適用范圍？

1）小型機：適用于控制單臺設備和開發機電一體化產品

2）中型機：適用于復雜的邏輯控制系統以及連續生產線的過程控制場合； 3）大型機：適用于設備自動化控制、過程自動化控制和過程監控系統。

9、按結構分類，PLC可分為哪幾種？

1）整體式結構。2）模塊式結構。

10、PLC的結構 主要由中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出單元組成。

11、簡述激光加工的優點？

①生產效率高，容易自動化；②激光加工沒有工具磨損問題；③激光束能量密度高，熱量集中，對材質性能影響小；④激光不直接接觸工件，加工清潔，污染小；⑤激光加工靈活性好，如與機器人相配合，將使機械制造業大為改觀；⑥特別適于加工極硬，極脆或熔點極高的各種材料及極度薄的微型器件。

12、什么是計算機輔助設計（CAD）？

CAD是指設計人員借助于計算機進行設計的一項專門技術，即在人的設計思想指導下，由計算機協助來完成部分或大部分的設計任務

13、人機工程學研究的目的？

①在設計機器、設備和勞動用具時，考慮人的各種因素，使之符合人的生理、心理特點；②使人員在操作過程中能夠簡便、省力、準確、安全，符合人的操作習慣；③使人的工作、生活環境舒適、安全；④提高工作效率和效益。

14、公差：

尺寸公差（簡稱公差）是允許尺寸的變動量。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數差的絕對值，也等于上偏差與下偏差之代數差的絕對值。

15、機械效率：

機器對能量的有效利用程度可以用輸出功與輸入功的比值η來衡量，比值η稱為機械效率。

16、疲勞強度：

材料在無數次交變載荷作用下而不破壞的最大應力值稱為疲勞強度。

17、硬度：

材料抵抗局部變形特別是塑性變形壓痕或劃痕的能力稱為硬度。

18、配合有哪幾種？

過盈配合、間隙配合、過渡配合。

19、為了避免根切，齒輪的最少齒數應不少于多少個齒？

短齒輪 Z＝

14、標準齒輪 Z＝17。

20、鉆孔時，鉆頭往往容易產生偏移，試述其產生的主要原因。

①切削刃的頂角刃磨不對稱；

②鉆削時鉆頭在工件端面上沒有定位好；

③工件端面與機體主軸軸線不垂直。

21、退火的主要目的是什么？

提高鋼的塑性和韌性、降低硬度、細化晶粒、消除工件加熱后的內應力。

22、對金屬材料表面淬火的主要目的是什么？

表面淬火的目的在于獲得高硬度的表面層和有利的殘余應力分布，以提高工件的耐磨性或疲勞強度。

23、回火的目的有哪些？回火分為哪幾種？

回火的目的是為了消除淬火時因冷卻過快而產生的內應力，降低淬火鋼的脆性，使它具有一定的韌性。回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。

第二篇：機電一體化

只要你學會了機電一體化的所有課程已經很不錯了，機電一體化課程畫法幾何與機械制圖、工程力學、電工電子技術、機械設計基礎、液壓傳動、金屬材料與金屬工藝學、微機原理與接口技術、C語言程序設計、自動控制原理、機床電氣控制、機電一體化系統設計、數控系統及應用、可編程器原理及應用、計算機輔助設計與制造等，你是學習上面這些內容嗎？如果是的話，就可以找機電廠，電廠，電氣控制設備廠，或普通工廠的機電維修等工作，在工作中，就學點電氣自動化的知識，這樣深化你的機電一體化的知識。只要你認真領會了機電一體化化的實踐知識，去到那里都會很容易找到工作的。因為現在的社會都是機電自動化的社會了。現在中型的小工廠都會用得上 機電一體化，只要有控制機械的工廠都可以去實踐學習。剛開始就是不求工資的高低，只要在實踐中深化自己，有了第一次的就業經驗，第二次就也就會很容易了，因為招聘的人一般都會問你第一次在那里工作。工作的情況，經驗的，你就要好好展示你的才華了。

管理員也可以呀，專門搞畫法幾何與機械制圖、工程力學，C語言程序設計等工作，專門專業是很不錯的，將來社會所有工廠都會陸續進行改造為機電一體化控制。前景無限呀。

至今機電一體化發展已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。對機電一體化技術的基本與成長進行了簡要介紹,并闡述了機電一體化的發展進程及未來的發展趨勢。機電一體化是現代技術的必然結果,機電一體化技術是現代科技發展的核心技術,機電一體化專業人才也是現代社會不可或缺的核心人才。現從機電一體化技術的發展、現狀、前景等方面談機電一體化技術以及培養適應現代社會工業發展需要機電一體化專業高職人才的必要性。機電一體化是我國制造業發展的重要基礎專業之一.但我國目前這個專業高層次人才奇缺,高精尖方向大部分都被國外控制.因此,如果想在這個方面發展,如果有碩士研究生學歷,并有實踐經驗,甚至是博士研究生,那么前途無量的.機電一體化的未來發展趨勢探析

【論文關鍵詞】：光機電一體化；技術特征；發展

【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。

近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。

1.1 體積小，重量輕，適應性強，操作更方便

光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制 水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3 部分硬件實現軟件化，智能化程度提高

傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。

1.4 產品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。

1.5 融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品

光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

1.6 產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。

2.研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀

自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

2.2 發展趨勢

光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。

從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：

（1）激光技術

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單

一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

（3）激光快速成型技術

激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。

（4）光能驅動技術

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。

3.結語

技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

參考文獻

[1] 劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現代制造工程，2001（12）

梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息，2000（8）

宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息，2003（12）

左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術的優勢及在工業生產中的應用.激光雜志，1999（4）

王家淳.激光焊接技術的發展與展望.激光技術，2001（2）

第三篇：機電一體化

第四章機電系統教學試驗臺

1、機電系統教學實驗臺的用途（教學實驗設備）。

2、機電系統教學實驗臺的特點（模擬的自動化生產線，集機械、氣動、PLC控制、交流調速和傳感器等技術為一體）。

3、機電系統教學實驗臺的轉臺上設四個工位（第一工位:機械手上下料）；（工位二至四工位:加工工位）。

4、機電系統教學實驗臺的自動循環過程:

阻擋塊升起→機械手卸料 →阻擋塊下降→機械手取料 →機械手上料→ 刀具旋轉、快進→ 刀具工進 →延時停留→ 刀具快退、停轉 →工作臺定位銷松開→ 工作臺旋轉90°→工作臺定位銷定位鎖緊→推料缸出料。

1）卸料阻擋定位塊升起。2）機械手爪抓取已加工工件、提升、旋轉至卸料位，松開工件，工件由坡形滑道滑入工件箱內。3）卸料阻擋定位塊下降。4）機械手爪轉至取料位、下降、抓取工件、上升并旋轉至工作臺的上料位、下降、放入待加工工件。5）刀具旋轉、快進。6）刀具工進。7）刀具延時停留。8）刀具快退、停止。9）旋轉工作臺定位銷松開。10）工作臺旋轉90°11）工作臺定位銷定位鎖緊。12）推料缸送出一個工件至取料位。

5、機電系統教學實驗臺由主要的（加工單元）、（旋轉工作臺）、（搬運機械手）和（料庫部分）部件組成。

6、刀具旋轉由一臺（220V、6W的交流電動機）驅動。

7、氣缸的類型有（導桿氣缸）、（普通氣缸）、（旋轉氣缸）、（薄形氣缸）和（手指缸）五種類型。

8、電磁換向閥使用（匯流板）安裝，選用了（兩位五通電磁閥）、（三位五通電磁閥）和（兩位三通電磁閥）。

9、采用的普通的（空氣壓縮機），經三聯件向系統供給壓力空氣。

10、常用的空氣過濾器有（一次過濾器）和（二次過濾器）兩種類型。

11、一次空氣過濾器也稱（簡易濾器）作用：多接于干燥器之后，由（濾網）、（毛氈）、（硅膠）、（焦炭）等材料起吸附過濾作用。

12、二次空氣過濾器作用：（各種分水濾氣器）附過濾作用。

13、（分水濾氣器）與（減壓閥）、（油霧器）一起稱為氣動三大件。

14、油霧器的選用主要根據氣動系統所需氣體流量（選定通徑）及油霧粒徑大小來確定。

15、一次油霧器的油霧粒徑約辦（25~35μm）。

16、二次油霧器的油霧粒徑可達（5μm）。

第四篇：機電一體化

1, 國內外數控技術發展狀況

世界制造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工業，所以美國人首先提出了要振興現代制造業。90年代的全世界數控機床制造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從90年代初開始已出現明顯的回升，在全世界制造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。

20世紀人類社會最偉大的科技成果是計算機的發明與應用，計算機及控制技術在機械制造設備中的應用是世紀內制造業發展的最重大的技術進步。自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已經歷了50個年頭。數控設備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機，形成龐大的數控制造設備家族，每年全世界的產量有10～20萬臺，產值上百億美元。

世界制造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工業，所以美國人首先提出了要振興現代制造業。90年代的全世界數控機床制造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從90年代初開始已出現明顯的回升，在全世界制造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。

我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展的階段，許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說，技術水平不高，質量不佳，所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整，經歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產能力降到50％，庫存超過4個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內需啟動機床市場，加強限制進口數控設備的審批，投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。從2000年8月份的上海數控機床展覽會和2001年4月北京國際機床展覽會上，也可以看到多品種產品的繁榮景象。但也反映了下列問題：

（1）低技術水平的產品競爭激烈，互相靠壓價促銷；

（2）高技術水平、全功能產品主要靠進口；

（3）配套的高質量功能部件、數控系統附件主要靠進口；

（4）應用技術水平較低，聯網技術沒有完全推廣使用；

（5）自行開發能力較差，相對有較高技術水平的產品主要靠引進圖紙、合資生產或進口件組裝。

當今世界工業國家數控機床的擁有量反映了這個國家的經濟能力和國防實力。目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近300萬臺），但我們的機床數控化率僅達到1．9％左右，這與西方工業國家一般能達到20％的差距太大。日本不到80萬臺的機床卻有近10倍于我國的制造能力。數控化率低，已有數控機床利用率、開動率低，這是發展我國21世紀制造業必須首先解決的最主要問題。每年我們國產全功能數控機床3000～4000臺，日本1年產5萬多臺數控機床，每年我們花十幾億美元進口7000～9000臺數控機床，即使這樣我國制造業也很難把行業中數控化率大幅度提上去。因此，國家計委、經貿委從“八五”、“九五”就提出數控化改造的方針，在“九五”期間，我協會也曾做過調研。當時提出數控化改造的設備可達8～10萬臺，需投入80～100億資金，但得到的經濟效益將是投入的5～10倍以上。因此，這兩年來承擔數控化改造的企業公司大量涌現，甚至還有美國公司加入。“十五”剛剛開始，國防科工委就明確提出了在軍工企業中投入6．8億元，用于對1．2～1．8萬臺機床的數控化改造。

數控技術經過50年的2個階段和6代的發展：

第1階段：硬件數控（NC）

第1代：1952年的電子管

第2代：1959年晶體管分離元件

第五篇：機電一體化

機械電子工程專業

【簡介】

機械電子系統早已在我們的日常生活中廣泛應用。如果沒有多項技術的面向未來的技術和知識交流，那么就不會產生安全氣囊、防滑剎車系統、復印機、CD機、行駛模擬裝置和自動售票機等一系列運用了機械電子技術的產品。機械電子是工程科學中的一個跨學科專業，在機械制造、電子工程和計算機科學等學科的基礎上建立起來的。必須繼續結合這些傳統學科的方法和工具，才能繼續發展機械電子的產品、系統和制造方式。只有這樣，才有可能將傳感器、執行元件和信息處理融和在一個機械設計中，從而使用其產生的協同工作效果。電子工業、微電子技術和計算機科學的迅猛發展擴大了機械電子系統的運用。機械電子不僅僅局限于機械制造某個固定的方向，它同時還受到該領域所有分支學科的影響。1993年，波鴻應用科學大學才把機械電子作為一個專業獨立出來。在此之前，機械電子只是機械工程的一個專業方向和重點課程，現在這種情況仍舊廣泛存在，甚至被劃分在精密儀器技術專業中。迄今為止，已經有幾所綜合性大學和約30所應用科學大學將其列為獨立的專業學科。機械電子的工程師必須對專業有全面和系統的認識，并且與機械制造、電子工程和計算機科學領域的專家合作。與這些專家不同的是，機械電子的工程師應該具有通才的素質，對項目和問題有決策和協調的能力。如前所述，本專業由三個學科的內容交叉而成，課程的設置也是如此，包括了上述三個傳統專業的課程。機械電子專業可細分為機械電子系統（傳動和模擬技術，機器和設備，機械人技術及其運動系統，傳感和執行元件技術，測量技術和圖像處理等），微型，超微型機械（微系統技術，微型和精密儀器的功能組，微系統的測量技術等）和生物機械（機器人技術，生物系統，仿生執行技術，控制和設計，控制系統等）。不同大學的專業設置不一樣，取決于專業的具體方向和培養重點的不同。

【定位】

機械電子工程專業培養具有機械電子工程專業基礎知識與專業技能，能在生產一線從事機械電子工程專業產品的設計制造、控制開發、應用研究和生產管理等工作的應用型高級專門人才；培養能在中、高等職業教育領域從事機電一體化專業的理論教學、專業實踐指導和學生管理工作的復合型職教師資。

【培養目標】

本專業以培養能適應社會需求的計算機測控與儀器領域的高級工程技術人才為目標。畢業生具備儀器設計制造以及測量與控制方面的基礎知識與應用能力，能在測控技術、電子信息技術、自動化儀表、智能設備、計算機應用等方面從事設計制造、科技開發、應用研究、運行管理等方面的工作。

【培養特色】

教學注重學生的工程實踐能力和創新能力的培養，依托光、機、電、計算機、信息控制等方面的綜合優勢，提供計算機測控系統、自動化儀表及裝置、機電工程智能檢測、光電轉換與通信技術等系列選修課程，供學生自主選讀。使學生能綜合運用所學知識設計、開發各行業所需的測控系統及測試儀器。兼顧工程科學教育與工程實踐訓練，以培養個性健全、情操高尚、基礎扎實、知識面廣、應用能力強、具有創新精神的應用型高級工程技術人才。

【主要課程】

專業核心課程：高等數學、工程數學、工程力學、工程圖學、機械設計基礎、機械制造技術基礎、機械CAD/CAM一體化技術、機電裝備設計、電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、微機原理與應用、機電傳動控制、數控技術、液壓與氣壓傳動、控制工程基礎、工程測試技術、數字化設計與制造技術、現場總線技術等等。

【核心課程】

工程力學、計算機技術、電工與電子技術、微機原理與接口技術、計算機應用與程序設計、、機械制造工程學、、數控技術、精度與測量、液壓傳動、機電一體化技術、機電控制技術、塑性成形與模具技術、專用機械原理與設計等。

【實訓課程】

金工實習、電工實習、課程設計、制造工藝實習、機械制造工程學綜合實驗、精度與公差實驗、工程材料及熱處理實驗、數控原理實驗、數控線切割實驗、機械創新設計實驗、機械零件測繪、機械產品三維造型與快速原型制造實驗、機器人控制實驗、科技活動、畢業實習與畢業設計等。

修業年限

授予學位：工科學士

就業前景

畢業生可到公司企業從事機電一體化產品和系統的制造、使用維護和開發工作；能從事技術經濟分析、質量管理和生產組織管理工作。

相近專業

機械設計制造及其自動化、自動化、先進裝備制造技術、PLC電氣工程等。開設院校：

沈陽工業大學、鞍山科技大學、遼寧工程技術大學、遼寧工業大學、遼寧師范大學、機械電子工程專業俗稱機電一體化，是機械工程與自動化的一種，也是最有前途的一種方向。機械電子工程專業包括基礎理論知識和機械設計制造方法，計算機軟硬件應用能力，能承擔各類機電產品和系統的設計、制造、試驗和開發工作。

【畢業生知識和能力結構】：本專業以力學、機械工程、電子科學與技術、控制科學與工程為主干學科。學習機電系統設計、控制系統設計等學科方向所需要的基礎理論和專業知識，以及計算機應用等現代科技和設計手段；強調堅實的理論基礎、創新的思維方法、熟練的計算機應用技能。

【就業前景】：畢業后能從事機電工程領域的機電系統制造、科研開發、應用研究、技術管理等工作。優秀畢業生可以推薦或報考校內外農業電氣化與自動化專業碩士點繼續深造，也可推薦與國外院校聯合培養、出國深造。