机电一体化专业知识题库

1、机电一体化专业知识题库（ 277 题）（注 * 的不适于中、初级职称）1、什么是机电一体化？ 机电一体化技术是由机械技术、计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力 电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，有机融合而成的一种综合性技术。2、什么是机械设计技术？ 机械设计技术是机电一体化的基础。机电一体化产品中的主功能和构造功能，往往是以机械技 术为主实现的。3、什么是计算机与信息处理技术？ 信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储和输出技术，它们大都倚靠计算机来 进行，因此，计算机技术和信息处理技术是密且相关的。计算机技术包括计算机硬件技术和软件技 术、网络通信技术、

2、数据库技术等。机电一体化系统中主要用工业控制机（包括PLC ，单片机等）进行信息处理。机电一体化产品中，计算机和信息处理装置指挥整个产品的运行。4、什么是自动控制技术？ 自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定规律运行。自动控制技术的范 围很广，包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整 个过程。机电一体化系统中的自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制、 自适应控制等，在实际运用中越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重 要的关键技术。5、什么是传感与检测技术？ 传感与检测技术是机电一体化的关键技术，他

3、将所测得的各种参数如：位移、位置、速度、加 速度、力、温度等和其他形式的信号等 转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产 生出相应的控制信号，以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感器检测的精度、灵敏度和可靠 性将直接影响到机电一体化的性能。6、什么是执行与驱动技术？ 执行与驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。执行元件分为电动、气动、液压等 多种类型，机电一体化产品中多采用电动执行元件；驱动装置主要指各种电动机的驱动电源电路， 目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。执行原件一方面通过电器接口与微型机相连，以接收微型机的控制指令；另一方面又通过机械 接口与机械传动和

4、执行机构相连，以实现规定的动作。因此，执行与驱动技术是直接执行操作的技 术，对机电一体化产品的动态性能，稳态精度、控制质量等具有决定性的影响。7、什么是机电一体化总体设计技术？系统总体技术是一种从整体目标出发， 用系统工程的观点和方法， 将系统总体分解成相互有机联 系的若干功能单元，并以功能单元为子系统继续分解，直至找到可实现的技术方案，然后再把功能 和技术方案组合成总体设计方案，形成经过分析、评价和优选的综合应用技术。系统总体设计技术包含内容很多，其中接口技术是重要内容之一。接口技术将机电一体化产品 的各个部分有机连成一体。8、什么是温度传感器？分为几类？ 温度传感器是一种将温度变化转换为电

5、学量变化的装置，用于测量温度和热量，也叫做热电式 传感器。一般分为两大类：接触式和非接触式。9、什么是光栅？常见的光栅有几种？ 光栅是一种高精度的直线位移传感器，光栅是通过在玻璃或金属基体上均匀刻划很多等节距的 线纹而制成的。常见的光栅种类有透射光栅、反射光栅和定向光栅。10、什么是电阻应变计？ 电阻式应变计是根据应变电阻效应，将被测件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件，除 直接作为应力、应变测量传感器外，还可以与弹性元件组合构成力、压力、称重、位移、扭矩、振 动、加速度等多种专用式传感器。11、什么是霍尔效应线位移传感器？有什么特点？分为几个种类？霍尔效应线位移传感器是利用霍尔效应实现磁电转

6、换的一种线位移传感器。霍尔效应线位移传 感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点。分为接触式、差动式、非接触 式和位移式等类型。12、什么是超声波传感器？利用超声波来测量距离的传感器。13、什么是信号调制？为了解决缓变信号的放大和传输问题，需要对此信号进行调制与解调。先将微弱的缓变信号加 载到高频振荡信号中，利用缓变信号控制、调解高频振荡信号的某个参数（幅值、频率、相位），是其按照缓变信号的规律变化，这个过程就是调制。该缓变信号成为调制信号，高频振荡信号成为载 波。载波被缓变信号调制后成为已调波。14、什么是信号解调？为了解决缓变信号的放大和传输问题，需要对此信号进行调制与解

7、调。从调制后的已调波中取 出缓变信号的过程就是解调。15、机电一体化中接口是什么？机电一体化系统通常都是由许多要素和子系统构成，为了确保各个要素与系统间能够顺利地进 行信息、物质能量的传输与转换，必须在他们之间建立一定的联系条件，这些联系条件统称为接口。16、什么是总线？任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，为了简化硬件电路设计和系统连接，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总 线。17、什么是内部总线？微机内部外围芯片与处理器之间的总线，成为内部总线，用于芯片一级的互连。18、什么是系统总线？微机内部各个功能部件间相互连接的总线，

8、称为系统总线。19、什么是外部总线？计算机系统间相互连接的通信总线，成为外部总线。20、什么是机电接口？机电接口是指机电一体化产品中机械装置与控制微机之间的接口。21、什么是人机接口？人机接口是操作者与机电一体化系统间进行信息交换的接口，是检测与仪器系统不可缺少的重 要组成部分。22、什么是机电一体化中的伺服系统？伺服系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度或力输出的自 动控制及驱动系统，也叫随动系统。23、什么是计算机网路？计算机网络就是将不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通讯信 备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的

9、系统。24、什么是共模干扰？共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口断的共有的信号干扰。如图7-3所示检测信号输入A/D转换器的两个输入端上的公有的电压干扰25、什么是屏蔽技术及其分类？屏蔽是利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来从而割断 或削弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输。按需屏蔽的干扰场的性质不同，可分为电 场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。26、什么是工频干扰？工频干扰是各类工控测量系统中最常见的一种干扰信号，对有用信号的检测起着极大的妨碍作 用。27、什么是数控机床 NCT？ 数控机床（ Numerical Control Tools ）是采用

10、数字化信号，通过可编程的自动控制工作方式，实 现对设备运行及其加工过程产生的位置、角度、速度、力等信号进行控制的新型自动化机床。28、什么是步进电机？ 步进电机又称电脉冲马达，是伺服电机的一种，可按照输入的脉冲指令一步步地旋转，即可将 输入的数字脉冲信号转换为相应的角位移。步进电机成本低，易于采用计算机控制，广泛应用于开 环控制的伺服系统中。29、什么是 PLC？PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计， 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术 操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/ 输出控制各

11、种类型的机械或生产过程。30、什么是光电耦合器 ?光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分 组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输 入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等。31、什么是行程开关？ 行程开关又称为限位开关，用于机械设备的行程控制及限位保护，是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，其作用原理与按钮相似。32、什么是接近开关？ 接近快关是一种无须与运动部件进行机械接触而可以操作的位置快关，当物体接近到开关的动作距离时，不需要机械接触及施加任何

12、压力即可以使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给计算 机装置提供控制命令。33、什么是LED数码显示器？LED 数码显示器也称为 LED 数码管，由多只条状半导体发光二级管按照一定的连接方式组合而 形成数字。34、什么是液晶显示器（ LCD）？ 液晶显示器属于被动型显示器件，是利用液晶的光电效应、通过交流电场控制环境光在显示部位的反射或投射来显示的。它本身不发光，不能在光线黑暗的环境下显示。35、什么是智能传感器？ 将传统的传感器和微处理器及相关电路组成一体的结构就是智能传感器。36、何为数字滤波？ 通过一定的计算机程序对采样信号进行平滑加工，以便减少干扰在有用信号中的比重，提高信号的真实性，

13、以保证计算机系统的可靠性。37、电桥 电桥适用于电参量式传感器中的转换电路，作用是将被测物理量的变化引起的敏感元件电阻、电感或电容等参数的变化，转换为电量（电压、电流、电荷等）。38、放大电路 放大电路通常由运算放大器、晶体管组成，用来放大来自传感器的微弱信号。为得到高质量的模拟信号，放大电路要求具有抗干扰、高输入阻抗等性能。39、A/D 与 D/A 转换电路 在机电一体化系统中，传感器输出信号如果是连续变化的模拟量，为了满足系统信息传输、运D/A算处理、显示和控制需要，应将模拟量转化为数字量（A/D 转换），或将数字量转换为模拟量（转换）。40、什么是数学模型？ 数学模型是描述元素之间、子系

14、统之间、层次之间相互作用以及系统与环境之间相互作用的数学表达式。41、计算机网络的延迟 延迟表示从用户发送分组开始到接收方用户接收到该分组所花费时间，包括主机延迟和网络延 迟。42、计算机网络的主机延迟网络主机处理数据过程带来的延迟，分为在缓冲区队列等待延迟和CPU处理延迟。43、计算机网络的缓冲区队列等待延迟 表现在缓冲区的不足而使得发送过程无法进行下去；44、计算机网络的 CPU处理延迟包括CPU速度太低或CPU调度的非实时性可造成数据帧的准备时间过长或接收时间过长，还包 括对协议识别以及帧的划分和重组等带来的延迟。45、计算机网络的传输延迟 数据在计算机网中传输产生的延迟，分为线路延迟、

15、介质访问延迟和路由交换延迟。45、计算机网络的介质访问延迟 由网络接口卡上的访问控制协议引起的延迟。46、计算机网络的线路延迟 线路本身的传输所需要时间及由于线路质量不好造成的数据帧重传等延迟；47、计算机网络的路由交换延迟 在网络路由和分组交换设备中因为路由、管理、信息过滤及包交换等带来的延迟时间。48、计算机网络的吞吐率 单位时间内网络传输的数据量，一般用 b/s 表示。49、计算机网络的丢失率 数据经源地址到达目的地址的过程中单位时间内丢失的数据。50、计算机网络的抖动 表示发送和接收数据时吞吐率的变化，是吞吐率函数的导数。51、计算机网络的同步 两种以上的多媒体数据流在传输时的时间关系

16、。52、计算机网络协议 要实现多机网络的通信，必须满足网络通信协议。计算机网络通信协议主要是对信息传输的速率、传输代码、传输控制步骤、出错控制等做出规定，并规定出相应的标准。53、网络拓扑 网络中通过传输线互连的点称为站点或节点，节点间的物理连接结构称为拓扑。54、局域网中的线交换技术 在发送源节点和接收目的节点间建立一条固定的物理通道，该通道一直保持到通话结束。55、局域网中的报文交换技术 把目的站名附加在报文上，从一个转换节点传送到另一个转换节点，直到目的站。源节点和目的节点间无固定的物理通道。若某节点出现故障，则通过通过其他通道把保温送到目的节点。56、局域网中的分组交换技术 把报文分成

17、若干个报文段并在每个报文段上附加传送时所必需的控制信息。这些报文段经过不同的路径分别传送到目的节点后，再拼装成一个完整的报文。这些报文段称为报文分组，是分组交 换中的基本单位。57、构成机电一体化系统的 5 大要素？ 计算机、动力源、传感器、执行元件、机械机构。58、机电一体化系统的 5 大要素对应的 5 个功能？ 计算机控制及信息处理功能、动力动力功能、传感器传感测试功能、 执行元件操作功能、机械结构构造功能。59、机电一体化关键技术的 6 大关键技术 机械设计技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、执行与驱动技术、 机电一体化总体设计技术60、机电一体化的智能化趋势体现在

18、哪些方面（ 1）诊断过程的智能化、 （2）人一机接口的智能化、 （3）自动编程的智能化、 （4）加工过程的 智能化61、机电一体化系统中的接口的作用 接口主要完成电平转换、信号隔离、放大、滤波、速度匹配等62、试简述机电一体化系统的设计方法 机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整 体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控 制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。63、机电一体化技术与自动控制技术的区别 自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系

19、统的构造等。机电一体 化技术是将自动控制原理及方法作为重要支撑技术，将自控部件作为重要控制部件。它应用自控原 理和方法，对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。64、机电一体化技术与计算机应用技术的区别 机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用，目的是提高和改善系统性能。计算机在机电 一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术中一部分，它还可以作为办公、管理及图象处理等广泛 应用。机电一体化技术研究的是机电一体化系统，而不是计算机应用本身。65、试简述机电一体化技术与并行工程的区别。 机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶 段就有机结合在一起，十分注意

20、机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程是将上述各种技术尽 量在各自范围内齐头并进，只在不同技术内部进行设计制造，最后通过简单叠加完成整体装置。66、试简述机电一体化系统的设计步骤。计步骤通常如下：设计预测一T信号分析一T科学类比一T系统分析设计一T创造设计一T选 择各种具体的现代设计方法（如相似设计法、模拟设计法、有限元法、可靠性设计法、动态分析法、 优化设计法、模糊设计法等）一T机电一体化系统设计质量的综合评价。67、如何保证机电一体化系统的高性能？ 高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。68、机电一体化对机械系统的基本要求是什么？ 机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比

21、，除要求较高的制造精度外，还应具有良好的动态响应特性，即快速响应和良好的稳定性。69、机电一体化机械系统的三大主要机构是什么？ （ 1）传动机构、 （ 2）导向机构、 （ 3）执行机构70、机电一体化机械系统具有良好的伺服性能体现在哪几方面？1）精度高 2 ）快速响应性好 3 ）稳定性好71、为实现机械系统的良好伺服性能，传动机构应满足那几个条件？1）转动惯量小 2 ）刚度大 3 ）阻尼合适 4 ）摩擦力小 5 ）抗振性好 6 ）间隙小 7 ）动态 特性要与伺服电机等其他环节的动态特性相匹配72、传动部件的主要功能 主要功能是传递转矩和转速73、机电一体化的机械传动部件设计上应注意哪些？ 机械

22、传动部件对伺服系统的伺服性能有很大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动刚性及传动可靠性，对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响，因此，应设计和选择传 动间隙小、精度高、体积小、质量轻、运动平稳、传递转矩大的传动部件。74、机电系统的支撑部件包括哪些？1）导向支撑部件 2 ）轴系支撑部件 3 ）旋转支撑部件 4 ）机座机架75、试述机械性能参数对机械系统性能的影响（ 1）阻尼的影响、 （2）摩擦的影响、 （3）弹性变形的影响（ 4）惯量的影响76、如何理解质量最小原则 质量方面的限制常常是伺服系统设计应考虑的重要问题，特别是用于航空、航天的传动装置， 按“质量最小”的原则来确定各

23、级传动比就显得十分必要。77、简析机电一体化中机械系统的制动的主要参考因素（1） 制动力矩 （2） 制动时间 （3） 制动距离（制动转角）78、机械系统的稳定性是什么含义？ 机电一体化系统要求其机械装置在温度、振动等外界干扰的作用下依然能够正常稳定的工作。既系统抵御外界环境的影响和抗干扰能力强。79、简述在机电一体化系统设计中，系统模型建立的意义。 机械系统的数学模型分析的是输入（如电机转子运动）和输出（如工作台运动）之间的相对关 系。等效折算过程是将复杂结构关系的机械系统的惯量、弹性模量和阻尼（或阻尼比）等机械性能 参数归一处理，从而通过数学模型来反映各环节的机械参数对系统整体的影响。80、

24、滑动螺旋齿轮有那些传动形式，各有什么特点?1）螺母固定，螺杆转动并移动。 这种传动型式的螺母本身就起着支承作用， 从而简化了结构， 消除了螺杆与轴承之间可能产生 的轴向窜动， 容易获得较高的传动精度。 缺点是所占轴向尺寸较大 （螺杆行程的两倍加上螺母高度） 刚性较差。因此仅适用于行程短的情况；2）螺杆转动，螺母移动 :。 这种传动型式的特点是结构紧凑（所占轴向尺寸取决于螺母高度及行程大小），刚度较大。适 用于工作行程较长的情况。81、常见的螺旋副零件与滑板连接结构主要有那些类型，各有什么特点和应用？1）螺母固定，螺杆转动并移动 这种传动型式的螺母本身就起着支承作用， 从而简化了结构， 消除了螺

25、杆与轴承之间可能产生 的轴向窜动， 容易获得较高的传动精度。 缺点是所占轴向尺寸较大 （螺杆行程的两倍加上螺母高度） 刚性较差。因此仅适用于行程短的情况。2）螺杆转动，螺母移动 这种传动型式的特点是结构紧凑（所占轴向尺寸取决于螺母高度及行程大小），刚度较大。适 用于工作行程较长的情况。3）差动螺旋传动。 通过设计两段螺纹的旋向，形成微动行程或快速螺旋，常用于各种微动装置以及要求快速夹紧 的夹具或锁紧装置中。82、影响螺旋传动精度的主要因素主要有那些？如何提高传动精度？1）螺纹参数误差：螺纹的各项参数误差中，影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差以及 牙型半角误差；2）螺杆轴向窜动误差、偏斜误差

26、、温度误差。 为了提高传动精度， 应尽可能减小或消除这些误差。 可以通过提高螺旋副零件的制造精度来达 到，但单纯提高制造精度会使成本提高。因此，对于传动精度要求较高的精密螺旋传动，除了根据 有关标准或具体情况规定合理的制造精度以外，可采取某些结构措施提高其传动精度。由于螺杆的螺距误差是造成螺旋传动误差的最主要因素， 因此采用螺距误差校正装置是提高螺 旋传动精度的有效措施之一。83、驱动力和温度对导轨间隙有什么影响？ 设计导轨时，必须合理确定驱动力的方向和作用点，使导轨的倾复力矩尽可能小。否则，将使 导轨中的摩擦力增大，磨损加剧，从而降低导轨运动灵便性和导向精度，严重时以至使导轨卡住而 不能正常

27、工作滑动摩擦导轨对温度变化比较敏感。由于温度的变化，可能使自封式导轨卡住或造成 不能允许的过大间隙。84、滑动摩擦导轨在工作时由于摩擦等原因要产生磨损，进而影响加工精度。试简述提高导轨耐磨 性的常用方法？1）合理选择导轨的材料及热处理2）减小导轨面压强3）保证导轨良好的润滑4）提高导轨的精度85、与滑动摩擦导轨相比，滚动摩擦导轨有什么样的特点？与滑动摩擦导轨比较，滚动导轨的特点是：摩擦系数小，并且静、动摩擦系数之差很小，故 运动灵便，不易出现爬行现象；定位精度高，一般滚动导轨的重复定位误差约为0.10.2卩m,而滑动导轨的定位误差一般为1020卩m。因此，当要求运动件产生精确微量的移动时，通常

28、采用滚动导轨；磨损较小，寿命长，润滑简便；结构较为复杂，加工比较困难，成本较高；对脏物 及导轨面的误差比较敏感。86、传感器的组成 ? 通常传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。87、传感器按被测物理量分为几类？ 按被测物理量可以分为：位移、速度、加速度、力和压力、温度、湿度和光度传感器等。88、传感器按工作原理分为几类？ 按工作原理分为：电阻式、电感式、磁电式、压电式、电容式、光电式、热电式、气电式、机械式传感器。89、传感器按输出信号特征分为几类？ 分为：模拟式传感器和数字式传感器。90、传感器按信号变换效应分为几类？ 分为：物理型、化学型和生物型。91、传感器的性能指标1

29、）静态特性：测量范围（量程） 、满量程输出、线性范围、线性度、灵敏度；2）动态特性：精确度、分辨力、迟滞、稳定性、幅频特性、相频特性等；3）环境温度：4）可靠性。92、模拟式传感器信号处理过程包括哪些环节？ 对转换后的电信号进行测量,并进行放大、运算、转换、记录、指示、显示等处理。93、试简述光电式转速传感器的测量原理光电式转速传感器是一种角位移传感器, 由装在被测轴 （或与被测轴相连接的输入轴 ）上的带缝隙 圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件 上。当缝隙圆盘随被测轴转动时,由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同,因此圆盘每转一 周，光电器

30、件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N,则可测出转速。94、试简述加速度传感器的测量原理 工作原理都是利用惯性质量受加速度所产生的惯性力而造成的各种物理效应,进一步转化成电量,间接度量被测加速度。最常用的有应变式、压电式、电磁感应式等。95、描述传感器静态特性的主要技术指标是什么？ 传感器变换的被测量的数值处在稳定状态时,传感器的输入 / 输出关系称为传感器的静态特性。描述传感器静态特性的主要技术指标是：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和零漂。 40、检测系统由哪几部分组成？说明各部分的作用？敏感元件：是一种能够将被测量转换成易于测量的物理量的预变换装置 传感元件：是

31、将敏感元件输出的非电物理量转换成电信号（如电阻、电感、电容等）形式。 基本转换电路：将电信号量转换成便于测量的电量,如电压、电流、频率等。96、简述温度检测的主要性能指标以及常用的温度测量设备方式？ 范围、精度和响应时间是温度检测的主要性能指标。常用的测量设备方式有热电偶、热敏电阻、红外线和机械式等。97、热电偶的特点？1）构造简单； 2 ）温度测量范围宽； 3）使用方便； 4）性能稳定、准确可靠；5 ）信号可以远 传和记录； 6）响应速度快； 7）承受热、机械冲击能力强。98、简述热电偶的主要参数？ 热电偶的主要参数有热响应时间、公称压力和热电偶最小置入深度。 热响应时间是指在温度出现阶跃变

32、化时，热电偶的输出变化至阶跃变化值的50%所需要的时间。公称压力一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而不破裂； 热电偶最小植入深度应不小于其保护管外景的 8至 10倍。99、半导体热敏电阻按温度特性可分为哪两类？简要说明。 可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。 正温度系数热敏电阻当温度低时，电阻值较小；当温度升高到居里点温度时，表现为电阻值的 急剧增加。因为这种元件具有未达到居里点前电阻随温度变化非常缓慢，具有恒温、调温和自动控 温的功能，使用寿命长，非常适用于电动机等电气装置的过热探测；负温度系统热敏电阻的类型很多，使用区分低温、中温和高温三种，有灵敏度高、稳定性好、 相应

33、快、寿命长、价格低等优点，广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路，如冰箱、空调等。100、机电一体化系统中，需要测试的常见物理量有哪些？举例说明。机电一体化系统中，检测系统所测试的物理量一般包括：温度、流量、功率、位移、速度、加 速度、力等。101、行程开关按结构可分为几类？1）直动式； 2）滚轮式； 3）微动式。102、简述微动开关的工作原理？ 微动开关是一种施压促动的快速开关，又叫灵敏开关。工作原理是外部的机械作用力通过传动 元件（按销、按钮、杠杆和滚轮等）将力作用于动作弹簧片上，并将能量积聚到临界点后，产生瞬 时动作，使弹簧片末端的动触点与定触点快速接通或断开。当传动元件上的作用力移去

34、后，动作弹 簧片产生反作用力，当传动元件反向行程达到簧片的动作临界点后，瞬时完成反向动作。103、简述接近开关的特点？ 接近开关是种开关型传感器，既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感型能，主要特点 是：使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪声、抗振动能力强等。104、接近开关按工作原理可以分为几种？用途如何？ 接近开关按工作原理可以分为以下几种类型：1）高频振荡型接近开关：用于检测各种金属体；2）电容性接近开关：用于检测各种导电或不导电的液体或固体；3）光敏型接近开关：用于检测所有不透光物质；4）超声波接近开关：用于检测不透过超声波的物质；5）电磁感应型接近开关：

35、用于检测导磁或不导磁金属。105、简述常用的几种位移测量传感器的特点？1）绝对式电阻线位移传感器：一种新型的能够提供直线移动部件任意位置的动、静态绝对唯一 信息的传感器。可以进行位移量的绝对或相对测量、以及位置控制。应用于印刷机、折弯机等工况 复杂的机械设备上；2）柔性铰链容栅位移传感器： 将容栅位移传感器和柔性铰链机械结构巧妙结合的一种组合型传 感器构件。现已广泛用于数字显示卡尺百分表等计量器具上；3）光栅位移数字测量：一种测量精度很高的位移测量方法，特点是高精度、高速度。4）静磁栅位移传感器：磁敏传感技术在位移传感器领域的应用之一，具有绝对编码特性，有特 别适用于恶劣工业环境。106、电阻

36、应变计的结构由哪几部分组成？ 电阻式应变计主要由电阻敏感栅、基底和面胶（或覆盖层） 、黏合剂、引出线等 5 部分组成。107、霍尔效应线位移传感器有什么特点？ 霍尔效应线位移传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点。108、霍尔效应线位移传感器分为几个种类？ 霍尔效应线位移传感器分为接触式、差动式、非接触式和位移式等类型。109、激光测距仪的基本原理？激光测距仪的基本原理可以归结为测量光往返目标所需的时间，然后通过光速和大气折射率计 算出距离。由于直接测量时间比较困难，通常是测量连续波的相位，称为测相式测距仪，也有脉冲 式测距仪。110、简述共阳极LED数码管的工作原理？当

37、笔当笔共阳极LED数码管中各发光二极管的正极均连接在一起，作为公共阳极与电源正极相连,段电极加驱动低电平时，相应的笔段会发光。111、简述共阴极LED数码管的工作原理？共阳极LED数码管中各发光二极管的负极均连接在一起，作为公共阴极与电源负极相连,段电极加驱动高电平时，相应的笔段会发光。112、LED数码管分几类？按发光和颜色分为：红色、橙色、黄色和绿色等多种；按发光强度分为：普通亮度LED数码管和高亮度 LED数码管；按显示位数分为：一位 LED数码管、双位 LED数码管和多位 LED数码管。113、PLC PC总线工控机114、机电一体化对伺服系统的技术要求是什么？机电一体化伺服系统要求具

38、有精度高、响应速度快、稳定性好、负载能力强和工作频率范围大等基 本要求，同时还要求体积小、重量轻、可靠性高和成本低等。115、直流伺服电机与交流伺服电机在控制上有什么不同？直流伺服电机具有良好的调速特性，较大的启动转矩和相对功率，易于控制及响应快等优点。 尽管其结构复杂，成本较高，在机电一体化控制系统中还是具有较广泛的应用。116、变流技术有哪几种应用形式？举出各种变流器的应用实例。变流技术按其功能应用可分成下列几种变流器类型：整流器一一把交流电变为固定的（或可调的）直流电。逆变器 把固定直流电变成固定的（或可调的）交流电。斩波器一一把固定的直流电压变成可调的直流电压。交流调压器一一把固定交流

39、电压变成可调的交流电压。 周波变流器一一把固定的交流电压和频率变成可调的交流电压和频率。117、简述干扰的三个组成要素。干扰的形成包括三个要素：干扰源、传播途径和接受载体118、简述电磁干扰的种类。1 ）静电干扰2）磁场耦合干扰3）漏电耦合干扰4）共阻抗干扰5）电磁辐射干扰119、简述干扰对机电一体化系统的影响。在机电一体化系统的工作环境中，存在大量的电磁信号，如电网的波动、强电设备的启停、高 压设备和开关的电磁辐射等，当它们在系统中产生电磁感应和干扰冲击时，往往就会扰乱系统的正 常运行，轻者造成系统的不稳定，降低了系统的精度；重者会引起控制系统死机或误动作，造成设 备损坏或人身伤亡。120、

40、分析在机电一体化系统中常用的抗干扰措施。抑制干扰的措施很多，主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等方法121、机电一体化中隔离方法有哪些？隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法122、什么是接地?将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低阻抗的连接，称之谓接地。123、接地的目的是什么？接地的目的有两个：一是为了安全，例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存 在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字 电路的零电位点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。称为工作接地。124、在机电一体化系统中怎样利用软件进行抗干

41、扰？用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，称为软件滤波。识别信号的原则 有两种：（1 ）时间原则（2 ）空间原则 （3 ）属性原则125、简述在机电一体化系统中提高抗干扰的措施有哪些？一、逻辑设计力求简单可靠二、硬件自检测和软件自恢复的设计三、从安装和工艺等方面采取措施以消除干扰126、请解释收音机（或电台）的频道（信号）接收工作原理。选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，禾U用它直接推动耳机（电声器）是不行的， 还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以 收到广播。127、什么是工频干扰？工频滤波原理是什么？工频干扰是各类工

42、控测量系统中最常见的一种干扰信号，对有用信号的检测起着极大的妨碍作 用。滤除工频干扰的原理采用自适应相干模板法，是根据工频干扰的特点，从原始信号中得到工频 干扰的模板，再从原始信号中减去该模板，达到滤除工频干扰的目的。128、 计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护？“看门狗” （WATCHDOG ）就是用硬件（或软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生）可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行。“看门狗”，是工业控制机普遍采用的一种软件抗干扰措施。当侵入的尖锋电磁干扰使计算机“飞程序”时，WATCH

43、DOG能够帮助系统自动恢复正常运行。129、智能传感器分为几类？具有判断能力的传感器、具有学习能力的传感器、具有创造能力的传感器。130、智能传感器具有哪些功能？1 ）具有自校准功能。操作者输入零值或某一标准量值后，自校准软件可以自动地对传感器进行 在线校准；2 ）具有自补偿功能。智能传感器在工作中可以通过软件对传感器的非线性、温度漂移、相应时 间等进行自动补偿；3 ）具有自诊断功能。接通电源后，可以对传感器进行自检，内部出现操作问题时，立即通知系 统，通过输出信号表明传感器发生故障，并可诊断发生故障的部件；4）具有数据处理功能。可以根据内部的程序自动处理数据；5）具有双向通信功能。智能传感器

44、的微处理器与传感器间形成闭环，微处理器不但接收、处理 传感器的数据，还可以将信息反馈给传感器，对测量过程进行调节和控制；6）具有信息存储和记忆功能；7）具有数字信号输出功能。131、智能传感器按结构分为几种？1）模块式智能传感器 2）混合式智能传感器 3）集成式智能传感器132、简述模块式智能传感器的结构和特点？模块式智能传感器是初级的智能传感器，由许多相互独立的模块组成，将微型计算机、信号处 理电路模块、输出电路模块、显示电路模块和传感器装配在同一个壳体内。特点：集成度不高，体积较大，但较为实用。133、简述混合型智能传感器的结构和特点。混合型传感器将传感器、微处理器和信号信号处理电路制作在

45、不同的芯片上。目前，混合型智 能传感器作为智能传感器的主要类型而被广泛应用。134、简述集成式智能传感器的结构和特点。 集成式智能传感器是将一个或多个敏感元件与微处理器、信号处理电路集成在同一芯片上，结 构一般为三维器件。这种传感器的智能化程度是随着集成化程度提高而不断提高的。135、简述检测信号的处理过程。 从传感器信号（检测数据）中提取有用信息，即检测信号的处理，一般需要经过两个处理过程。1）对传感器的输出信号进行模拟信号的处理：放大、运算、变换等；2）通过 A/D 转换将模拟信号转换为数字信号，进行频谱分析及相关分析等数字信号处理。136、简述传感信号的采样 / 保持过程。传感器材及的数

46、据需要进行模 / 数转换， 从一次变换的启动到结束时数字量的输出， 需要一定的 时间，即 A/D 转换气的孔径时间。当输入信号的频率增大时，由于孔径时间的存在，会造成很大的 转化误差。为了防止此误差，必须在 A/D 转换的开始将信号的电平保持住，而在转换后又能跟踪数 字信号的变化，对输入信号进行采样保持。137、简述数字信号处理的步骤及内容。A/D转换器;1）预处理：解调、输入放大（或衰减）、抗频混滤波、隔直流分量；2）信号采集：将预处理后的模拟信号变为数字信号，并存入到指定位置，核心是3）分析计算：对采集到的数字信号进行分析和计算；4）显示记录：在屏幕上显示、打印机打印、绘图仪绘图、转存在磁

47、盘等。138、常用的数字滤波方法及适用情况。1）算术平均值法：适用于具有周期性干扰噪声的信号;2）加权平均值法：适用于纯延迟较大的被控制对象;2）中位值滤波法：特别适用于变化缓慢过程中的参数采集，不适用于变化较快的情况;3）限幅滤波法：适用于有大的随机干扰或采样器不稳定造成采样数据偏离实际值太远的情况;4）惯性滤波法：适用于高频和低频的干扰信号。139、简述信号调幅与解调的原理和目的。 调幅是将一个高频简谐信号（载波信号）与测试信号（调制信号）相乘，使载波信号随测试信 号的变化而变化。其目的是为了便于缓变信号的放大和传送，然后再通过解调，从放大的调制波中 取出有用的信号。解调的目的是为了恢复被

48、调制的信号。140、简述调频与解调的原理和目的。 调频是利用调制信号的幅值变化，控制和调节载波的频率。通常，调频可由一个振荡来完成。振荡器输出一个振荡频率与调制信号幅值成正比的等幅波，即调制波。当调制信号为零时，调制波 的频率等于中心频率。当调制信号为正值时，调频波频率升高，为负值时降低。141、简述 A/D 转换器的技术指标1）量化误差与分辨率 2 ）转换精度 3 ）转换时间与转换速率 4 ）失调（零点）温度系数和增益 温度系数 5 ）对电源电压变化的抑制比142、简述 A/D 转换器的选择原则1）确定 A/D 转换器的位数 2 ）根据信号对象的变化率及转换精度要求，确定 A/D 转换速率，

49、以 保证系统的实时性要求。 3 ）考虑成本、资源、芯片是否流行等因素。143、简述机电一体化中接口设计的主要任务。1）信号电平的转换：系统总线与外设的电气规范不一定一致，需要接口来完成点评的转换;2 ）数据传输：外设的工作速度通常远远小于控制主机CPU的运行速度，需要接口来完成数据缓冲，使两者间的数据传输成为可能;3）信号类型的转换：系统采集的信号类型与控制信号不一定匹配，需要接口对原始信号进行放大、 A/D 转换等处理，才能送到控制系统;4）数据格式转换：控制系统总线所传送的数据代码格式和数据长度不一定与外设一致，需要接 口在两者之间执行转换功能。144、简述接口设计按照接口的变换和调整功能

50、的特征分类。1）零接口：不进行参数变换和调整的直接接口，如插座等;2）被动接口：只对被动要素的参数进行变换和调整，如变压器等；3）主动接口：含有主动要素并能与被动要素进行匹配的接口，如放大器等；4）智能接口：含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口，如RS232串行接口等。145、简述接口设计按照接口的输入输出功能性质分类。1） 信息接口（软件接口）：受规格、标准、语言、符号等逻辑和软件的约束，如ISA 等；2）机械接口：根据输入输出部位的形状、尺寸、精度等进行机械连接，如轴承等；3）物理接口：受接口部位物质、能量与信息的具体形态和物理条件约束的接口；4）环境接口：对周围环境条件（温度

51、、水、电磁场等）具有保护或隔离作用的接口，如防火开146、简述接口设计中的硬件设计和软件设计间的关系。机电一体化系统的接口通常由接口电路（硬件）与配套驱动程序（软件）组成。硬件是接口的 骨架，用于实现被传输数据和信息在电气上、时间上的匹配。接口程序是接口的中枢，完成接口数 据的输入输出，传送可编程接口器件的方式设定、中断设定等控制信息，两者是融为一体的。147、简述机电一体化中对接口设计的要求。1）信息采集（信号输入）：传感器接口要求传感器与被测非电量信号源有直接关系，要使信号 转换和数学建模精确、可行；2）驱动控制（信号输出）：驱动控制接口要求应满足接口的输入端与主机系统的后向通道在电 平上

52、一致，接口的输出端与功率驱动单元的输入端电平匹配，同时阻抗也要匹配。3）变送单元： 变送接口应满足传感器输出信号与主机前向通道电气参数的匹配及远距离信号传 输的要求，接口的信号传输要求准确、可靠，抗干扰能力强，具有较低的噪声容限。接口的输入阻 抗与传感器的输出阻抗相匹配。接口的输出电平应与主机的电平相一致。接口的输入信号与输出信 号的关系应为线性关系。148 、简述总线的技术指标1 ）总线宽度：总线一次能同时传送的数据位数，总线宽度越宽，数据传送能力越强；2 ）总线频率：每秒钟传送数据的次数，总线频率越高，总线的传送速度就越快；3 ）总线带宽：总线在单位时间能够传送的数据量，又称为总线速度传输

53、率。MHZ、带宽（B/s）之间的关系:B/s）149、简述总线的三个技术指标间的关系 总线的三个技术指标：宽度（位）、频率（ 总线带宽=（总线宽度十8）x总线频率 总线宽度越宽、频率越高，带宽就越大。150 、简述人机接口设计中应考虑的因素1） 根据机电一体化系统的具体情况设计。系统越复杂、 资源就越庞大， 适用操作起来就越困难， 对人机接口的要求就越高；2）充分考虑到微机与接口设备的速度匹配问题；3 ）硬件与软件相结合，二者缺一不可；4）尽量利用计算机系统成熟的人机接口；5）逐渐实现智能化；6）在满足系统功能的基础上，设计时要以小型、廉价为原则，提高整体的性价比。151、当开关电路采用带机械

54、触点的开关时，接口设计为什么要注意开关抖动问题 当开关电路使用带机械触点的开关时，在开关进行开、闭的瞬间，由于开关簧片的反弹会导致 输出信号的抖动，造成输出信号产生不规则的波动，抖动时间的长短与机械特性有关。按钮的稳定 闭合期由操作员的按键动作决定，如果CPU在读取开关状态时正好发生开关的抖动，就可能导致数据的读取错误，因此在接口设计时应考虑开关的抖动问题。152、简述解决开关抖动问题的方法1）硬件去抖：通过设计硬件电路去除抖动；2）软件去抖：通过程序对输入的开关信号进行处理。153、键盘输入接口设计时，应解决哪些问题？解决方法如何。1）键码的识别：通常有两种方法，一是通过硬件电路来识别，称为

55、编码键盘；二是通过软件方 法识别，称为非编码键盘。目前的计算机控制系统非编码键盘较为普遍；2）消除键盘的抖动：两种方法，一是通过硬件电路实现；二是通过软件方法解决。154、简述LED显示器的结构和原理LED显示器（LED数码管）由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一 个笔画发亮，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。155、简述7段LED显示器的结构和种类7个七段LED显示器在系统中比较常用。它由8个发光二极管组成，也称为八段显示器，其中发光二极管构成 7 笔字形“ 8”，一个发光二极管构成小数点。七段LED显示器分为共阴极和共阳极两种。156、机电接口按照信息的

56、传递方向可以分为哪几类？1 ）信息采集接口（传感器接口） 2 ）控制量输出接口157、简述机电接口设计中信息采集接口的任务和特点机电一体化产品中，控制微机要对机械装置进行有效地控制，使其按照预定的规律运行，完成 预定任务，就必须随时对机械系统的运行状态进行监控，随时监测各种工作和运行参数，如位置、 速度、转矩等，因此在设计时，必须选用相应的传感器将这些物理量转换为电量，在经过信息采集 接口的整形、放大、匹配、转换，变成微机可以接收的信号传递给微机。针对传感器不同的输出信 号，信息采集接口要对其进行不同的处理。同时，也要考虑抗干扰的设计。158、简述机电接口设计中控制输出接口的任务和特点控制微机通过信息接口采集接口检测机械系统的状态，经过运算处理，发出有关控制信息，经 过控制输出接口的匹配、转换、功率放大、驱动执行元件去调节机械系统的运行状态，使其按设计 要求运行。执行元件的需求不同，控制接口的任务也不同，同时抗干扰设计也是应考虑的重要问题。159、简述 D/ A 转换器的技术指标1）分辨率 2）转换时间 3）精度 4）线性度160、机电一体化控制系统设计的目的1 ）对整个操作过程进行自动检测和自动控制，提高控系统的性能，从而准确地实现规定的目的 和功能；2）根据操作条件的变化，根据目前常用的控制系统的性能特点，制定最佳的空置方