《上海开放大学松江分校》期末复习资料
器分为（鉴相型测量）和（鉴幅型测量）。
17. 描述二阶传感器系统动态特性的微分方程中包括的系统参数为静态灵敏度、
（固有频率）和（阻尼比）。
18. 机电一体化系统设计的方法主要包括：机电互补法 、 融合（结合法） 和
组合法。其目的是综合应用机械技术和微电子技术各自的特长，设计出最佳的机电一体化系统（产品）。P12
19. 机电一体化系统的设计类型大致有以下三种：开发性设计、 适应性设计 和
变异性设计。 P13
20. 机电一体化产品的现代设计方法有：（1）计算机辅助设计与并行设计 、（2）
虚拟设计 、（3）快速响应设计 、（4）可靠性设计 、（5）绿色设计 、（6）反求设计 、（7）优化设计 和 （8）网络合作设计 P19 （考试时选填2-3个空）
21. 常用的步进电机的功率放大电路有答：单电压功率放大电路；高低压功率放
大电路；恒流源功率放大电路；斩波恒流功率放大电路等几种类型
四、简答题（考3题，一共24分）
1、机电一体化产品与传统机电产品的主要区别有哪些？ 参考答案：
（1）机电一体化产品功能的实现是所有功能单元共同作用的结果，而传统机电
设备中机械与电子系统相对独立，可以分别工作。
（2）机电一体化产品可以用最简单的机械结构来实现高精度的复杂运动，而传
统的机电产品必须用十分复杂的机械才能实现，有的甚至根本无法实现。 （3）机电一体化产品具有“柔性”，而传统的机电产品往往是“刚性”的。也
就是说，机电一体化产品可以通过软件的方法来改变工作方式，而传统的机电产品不具备这种功能。
（4）具有“智能化”的特征是机电一体化产品与传统的机电产品在功能上的又
一本质区别。
（5）机电一体化产品更便于实现生产过程自动化，机电一体化产品借助于其通
信功能可以与上位计算机传递信息，也可以互相之间通信构成网络。可以
16
《上海开放大学松江分校》期末复习资料
方便的组态以改变生产过程，又能各自独立工作。
2、完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？
参考答案：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件和信息处理及控制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。通过接口及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。 3、设计类型(参考填空题第18题) （1）开发性设计
不参照已有产品，仅仅根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品（系统）。 （2）适应性设计
在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。 （3）变异性设计
在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。 4、画出概念设计的步骤及方法框图。
5、机电一体化产品的现代设计方法有哪些? (参考填空题第20题) （1）计算机辅助设计与并行设计 （2）虚拟设计
17
《上海开放大学松江分校》期末复习资料
（3）快速响应设计 （4）可靠性设计 （5）绿色设计 （6）反求设计 （7）优化设计 （8）网络合作设计
6、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？常采用什么措施消除滚珠丝杆副轴向间隙？
参考答案：承载时滚珠和滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母轴向位移量和丝杠螺母副自身轴向间隙的总和称为滚珠丝杆副的轴向间隙。换向时，轴向间隙会引起空回现象，这种空回是非连续的，既影响反向传动精度，又影响系统稳定性，应予以消除。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用消除滚珠丝杆副轴向间隙的方法有下列几种：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧式自动调整预紧、单螺母变位导程预紧和单螺母滚珠过盈预紧。
7、 为什么要消除齿轮副间隙？常用什么措施消除圆柱直齿轮副的间隙？
参考答案：齿轮副的间隙使得在传动过程中，主动轮突然改变旋转方向时，从动轮不能立即随之反转，而是有一个滞后量，造成齿轮传动的回差，对运动精度影响很大，同时会影响闭环伺服系统的稳定性。
消除齿轮副间隙通常分为刚性调整法和柔性调整法。其中圆柱齿轮传动中常用的调整齿侧间隙的方法有偏心套（轴）调整法、轴向垫片调整法和双片薄齿轮错齿调整法。
8、滚动导轨有什么优缺点？
参考答案：滚动导轨的优点是：①摩擦系数小，运动灵活；②静、动摩擦系数基本相同，不易产生爬行；③可以预紧,刚度高；④寿命长；⑤精度高；⑥润
18
《上海开放大学松江分校》期末复习资料
滑方便；⑦专业厂生产，可以外购选用；滚动导轨的缺点是：①导轨面与滚动体是点接触或线接触，抗振性差，接触应力大；②对导轨的表面硬度、表面形状精度和滚动体的尺寸精度要求高；③结构复杂，制造困难，成本较高；④对脏物比较敏感，必须有良好的防护装置。
9、7.请说明图示齿轮齿条传动中消除齿侧间隙的原理？
1、6－小齿轮 2、5－大齿轮 3－齿轮 4－预载装置 7－齿条
参考答案：当传动负载大时，可采用双齿轮调整法。如图所示，小齿轮1、6分别与齿条7啮合，与小齿轮1、6同轴的大齿轮2、5分别与齿轮3啮合，通过预载装置4向齿轮3上预加负载，使大齿轮2、5同时向两个相反方向转动，从而带动小齿轮l、6转动，其齿便分别紧贴在齿条7上齿槽的左、右侧，消除了齿侧间隙。
10、
简述传感器的基本组成及各组成部分的功能
(1) 传感器通常由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 (2) 传感（敏感）元件：直接感受被测非电量，并按一定规律将其 转换成与
被测非电量有确定对应关系的其它物理量。如弹性敏感元件将力转换为位移或应变输出；转换元件：将敏感元件输出的非电物理量（如位移、应变、光强等）转换成电路参量（如电阻、电感、电容等）；基本转换电路：将电路参数量转换成便于测量的电学量，如电压、电流、频率等。 11、
什么是传感器的静态特性？衡量传感器静态特性的重要指标有哪些？
19
《上海开放大学松江分校》期末复习资料
(1) 传感器的静态特性就是指被测量x不随时间变化，或随时间的变化程度远缓慢于传感器固有的最低阶运动模式的变化程度时，传感器的输出量y与输入量x之间的函数关系。
(2) 衡量传感器静态特性的重要指标是：线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性、稳定性和漂移。 12、
什么是传感器的动态特性？其分析方法有哪几种？
(1) 传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即
其输出对随时间变化的输入量的响应特性。反映输出值真实再现变化着的输入量的能力。
(2) 传感器的动态特性可以用基于时域的瞬态响应法和基于频域的频率响应
法来分析。其中，时域分析通常用阶跃函数、脉冲函数和斜坡函数作为激励信号来分析传感器的动态特性；频域分析一般用正弦函数作为激励信号来分析传感器的动态特性。
13、
简述绝对式编码器和增量式编码器的区别
(1) 绝对式编码器：编码器输出的位置数据是唯一的；编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了；使用寿命长，可靠性高，其精度和分辨率取决于光码盘的精度和分辨率。
(2) 增量式编码器：编码器每转动一个预先设定的角度将输出一个脉冲信号，通过统计脉冲信号的数量来计算旋转的角度，因此编码器输出的位置数据是相对的；由于采用固定脉冲信号，因此旋转角度的起始位可以任意设定；由于采用相对编码，因此掉电后旋转角度数据会丢失，需要重新复位。
14、
简述直流伺服电机的PWM工作原理
答：直流伺服电机的速度与所加电压之间成线性关系，这是电机的调速特性，PWM的工作原理为：通过晶闸管或其他自关断器件的控制，将直流电压断续地加到直流伺服电机上，利用调节通、断的时间变化来改变加在直流伺服电机上的平均电压值，从而调节直流伺服电机的运行速度
20