第11章卷、答案解题过程

1、自动检测技术及应用第 11 章测验试卷数字式位置传感器 测验试卷 A 卷、解题过程、知识点、难易程度一、单项选择题1、数字式位置传感器不能用于（）的测量。A机床刀具的位移置控制：CB机械手的旋转角度C振动加速度机床的位解题过程：可参考第 11.1.1 节的有关内容知识点：数字式位置传感器难易程度：易3、不能将角位移转变成直线位移的机械装置是（）。A滚珠丝杠-螺母：DB齿轮-齿条C蜗轮-蜗杆D传输带-皮带轮解题过程：可参考第 11.1.1 节的有关内容知识点：间接测量5、有一台十码道绝对式角编，其分辨率为（），能分辨的最小角位移为（）。A1/10B1/210：B；DC1/102D0.35解题过程

2、：可参考第 11.2.1 节的有关内容知识点：绝对式角编难易程度：难7、有一只 2048P/r 增量式角编，光敏元件在 30s 内连续输出了 204800 个脉冲。则该编转轴的转速为（）。A204800r/min：DB60204800r/minC（100/30）r/minD200r/min解题过程：可参考第 11.2.2 节的有关内容知识点：增量式角编难易程度：难9、某直线光栅每毫米刻线数为 50 线，采用 4 细分技术，则该光栅的分辨力为（）。A5m：AB50mC4mD20m解题过程：可参考第 11.3.1 节的有关内容知识点：直线光栅11、光栅传感器利用A提高光栅的分辨力条纹来达到（）。辨

3、向的目的C使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化：CD细分的目的解题过程：可参考第 11.3.2 节的有关内容知识点：条纹难易程度：易13、磁带信号数据。A动态磁头：A；B机中采用（ ）来磁信号数据，磁栅传感器中应采用（ ）来磁B静态磁头电涡流探头D光电池解题过程：可参考第 11.4.1 节的有关内容知识点：磁栅传感器难易程度：易15、粉尘较多的场合不宜采用（）传感器；直线位移测量超过 1m 时，为减少接长误差，不宜采用廉价的（）。A光栅：A；CB磁栅C容栅D热敏电阻解题过程：可参考第 11 章的引言的有关内容知识点：数字式位置传感器难易程度：易二、填空题1、在图 11-1b 中，电驱动丝

4、旋转，丝杠通过螺带动运动作正、反向直线运动。安装在丝杠上的旋转式位置传感器通过测量丝杠旋转的角度，可间接获得运动的位移。：杠；母；直线解题过程：可参考第 11.1.1 节的有关内容知识点：间接测量3、增量式测量中，运动每移动一个基本长度（或角度），位置传感器便发出个输出信号，此信号通常是脉形式。一个脉冲所代表的基本长度（或角度）就是分辨。微处理器对脉冲进行计，便到位移量。：1；冲；力；数解题过程：可参考第 11.1.2 节的有关内容知识点：增量式测量5、角编是一种旋式位置传感器，它的转轴与被测旋转轴连接，随被测轴一起。角编能将被测轴的角位移转换成二编码或一串冲。：转；转动；进制；脉解题过程：可

5、参考第 11.2.1 节的有关内容知识点：角编7、在角编中，通常采用“格码”而不用“自二进制码”。码在相邻位之间转换时，只有位产生变化，减少了由一个状态到下一个状态时的逻辑：雷；然；一解题过程：可参考第 11.2.1 节的有关内容。知识点：码9、光电式角编的光源使用自身有聚光效果的 L发射红外线；用光敏晶管或或小尺寸的光池接收红外光脉冲信号。：ED；体；电解题过程：可参考第 11.2.2 节的有关内容知识点：光电式角编的光源11、光电式角编的辨向也称“转向辨别”。设置了组对应的光敏元件，如图11-4 中的 A、B 光敏元件，也称为 cos 和元件。如果预先设定光敏元件 A 的信号超前于光敏元件

6、 B，判断为正向旋转；如果 A 信号滞于 B 信号，判断为向旋转。：两；sin；后；反解题过程：可参考第 11.2.2 节的有关内容知识点：光电式角编的辨向13、透射式光栅用光学玻璃做基体，并镀铬，在其上均匀地刻划出间、宽相等的条纹，形成连续的透光区和透光区。：距；度；不解题过程：可参考第 11.3.1 节的有关内容知识点：透射式光栅15、计量光栅分类可分为长光栅和圆光栅。长光栅用于直线位移测量，故又称直光栅。圆光栅用于位移测量。：线；角解题过程：可参考第 11.3.1 节的有关内容知识点：计量光栅17、在圆光栅中，指示光栅通常固定动，而主光栅随转轴转。：不；动解题过程：可参考第 11.3.1

7、 节的有关内容知识点：圆光栅难易程度：易19、条纹的间距是放大了光栅的距，相当于把微小的栅距放了 1/ 倍（ 小于 1）。 越，放大倍数越大。计量光栅起到光学放大器的作用，使得光敏元件可以分辨主光栅与指示光栅的微小的相互移动。：栅；大；小解题过程：可参考第 11.3.2 节的有关内容知识点：条纹21、细分技术又称倍技术。细分电路能在增加光栅刻线数（线数越多，成本越昂）的情况下提高光栅的分辨力。能在一个 W 的距离内，能够等间隔地给出 n个计数脉冲。细分后计数脉冲的频率是原来的 n 倍，传感器的分辨力就会有较大的提（能够分辨的位移数值变）。常见的细分方法有：4 倍频法、16 倍频法等，可通过路来

8、实现。：频；不；贵；高；小解题过程：可参考第 11.3.3 节的有关内容知识点：细分技术集成电23、磁栅可分为长磁栅和圆磁栅两大类。长磁栅主要用于位移测量，圆磁栅主要用于测量。磁栅传感器主要由磁、头和信号调理电路组成。：直线；角位移；尺；磁解题过程：可参考第 11.4.1 节的有关内容知识点：磁栅结构25、磁头可分为动态磁头（又称速响应式磁头）和态磁头（又称磁通响应式磁头）。动态磁头只在磁头与磁尺间有相运动时才有信号输出，故适用度不均匀、时走时停的机床。静态磁头在磁头与磁栅间没有相对运动时也信号输出。：度；静；对；不；有解题过程：可参考第 11.4.1 节的有关内容知识点：静态磁头三、计算题1

9、、若丝杠的螺距 t =6.00mm（当丝杠转一圈 360时，螺母移动的直线距离为 6.00mm），旋转式位置传感器测得丝杠的旋转角度 =7290，求：螺母的直线位移 x。：121.50mm解题过程：由第 11.1.1 节的有关内容可知，螺母的直线位移x=(7290360)6mm =121.50mm知识点：间接测量3、绝对式角编能分辨的最小角度 =360/2n，分辨率=1/2n，n 为码道的位数。n 越大，所能分辨的角度 的数值就越小。若要提高分辨力（数值尽量小些），就要增加码道的位数。求：1）12 码道的绝对式角编分辨力为多少分？每圈的位置数为多少？2）角度分辨率为多少分之一？3）：1）409

10、6；2）1/4096；3）5.27解题过程：可参考第 11.2.1 节的有关绝对式角编的分辨力与分辨率的内容。1）12 码道的绝对式角编每圈的位置数为 212=4096。2）分辨率=1/4096。3）能分辨的角度 =360/212=5.27。知识点：绝对式角编难易程度：难的码道数与每圈的位置数、分辨率、分辨力5、有一增量式光电编接，丝杠螺距 t=6mm，光电编，其参数为 1024P/r，采用 4 细分技术，编与丝杠同轴连与丝杠的连接如图 11-32 所示。当丝杠从图中所示的基准位置开始旋转，在 5s 时间里，光电编求：后续的细分电路生了 N=451456 个脉冲。1）丝杠共转过多少圈，又多少度

11、？2）丝杠的平均转速 n 为多少转每分钟 (r/min)？3）螺母从图中所示的基准位置移动了多少毫米？4）螺母移动的平均速度 v 为多少米每分钟（m/min）；5）细分之前的螺母运动的理论分辨力为多少微米（m，保留 1 位小数点）？6）细分之后的理论分辨力为为多少微米（保留 2 位小数点）？：1）50 圈又 90；2）603r/min；3）301.5mm；4）3.618m/min；5）5.9m；6）1.47m解题过程：1）根据第 11.2.1 节的有关内容，增量式光电编用 4 细分技术每圈产生 41024 个脉冲。在 5s 时间里，光电编，其参数为 1024P/r，采后续的细分电路生了 N=4

12、51456 个脉冲，说明旋转了 514561024=50.25 圈=50 圈又 90。 2）每秒旋转了(50.25 圈5s)=10.05 圈/s。乘以 60，就等于每分钟的转速 n=(60s/min)10.05/s=603r/min。螺母从图中所示的基准位置移动了的毫米数等于丝杆旋转的圈数乘以螺距 t x=50.25 圈6mm/圈=301.5mm。螺母移动的平均速度 v 等于位移除以运动的时长。如果 v 的速度为工业分钟”，需要将毫米除以 1000，将秒乘以 60，见下式：v=x/t=301.5mm5s=60.3mm/s=3.618m/min的“米每细分之前的螺母运动的理论分辨力为螺距 t 除

13、以增量式光电编（1024P/r）：6mm1024=5.9m。细分之后的理论分辨力为 5.86m4=1.47m。的开槽数目位移传感器的分辨力是指：旋转或直线移动一个额定的最小，传感器的显示值可以出现对应的变化。在上述计算中，大概可以分辨 1.5m 的变化。也就是说，传感器每移动1.5m，示值可以跳动1.5m，甚至可以跳动1m。但所显示的数值是不的。例如显示值为“100.5m”，实际位移可能是 94m106m。实际位移的数值必须用“激光测长仪”来校对。知识点：光电编难易程度：难分辨力、丝杆-螺母传动、分辨力图 11-32光电编与丝杠的连接1光电角编2联轴器 3导轨 4轴承 5滚珠丝杠6工作台 7螺

14、母（和工作台连在一起） 8电7、对于圆光栅来说，两条相邻刻线的中心线之夹角称为角节距，每圈的栅线数从较低准确度的 100 线到高准确度等级的 21600 线不等。有一圆光栅，刻线数为 1000 线，求：分辨力 为多少分？：21.6解题过程：由第 11.3.2 节的有关内容可知，分辨力（角节距）=3601000=0.36=21.6。知识点：圆光栅的分辨力难易程度：中9、某直线光栅的栅距为 10m，采用 16 细分技术，微处理器得到 1000 个正向脉冲，紧接着又得到 200 个负向脉冲，求：细分后，每个脉冲代表 2 为多少微米？2）在微处理器得到上述正负脉冲之后，指示光栅总的正向位移 x 为多少微米？（必须智能扣除测量系统的间隙回差）：1）0.625m；2）500m解题过程：1）根据第 11.3.3 节的有关内容，16 细分后，每个脉冲代表的微米数：2=10m16=0.625m指示光栅总的正向位移用下式计算：x=2(正向脉冲数目-反向脉冲数目)=(10m16)(1000-200)=500m知识点：细分技术难易程度：难11、有一直线光栅，每毫米刻线数为 100 线，主光栅与指示光栅的夹角 =1.8（即1.8/180rad），采用 4 细分技术后，求：1）栅距