<机电一体化复习题和答案>一.填空1. 通常一个较完善的机电一体化系统包含： 动力 、 执行器 、 传感器 、 计算机 和 传动机构 五部分。
2 传感器的静态特性指标主要有： 线性度 、 灵敏度 、 迟滞度 、 分辨力 和 重复度 等。
3. 电感式位移传感器是通过检测 电感量 的变化来检测被测量的位移。
4.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于 螺旋弧轴向 间隙的调整。
5.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的 栅距 起到了放大作用。
6.谐波齿轮传动的三个主要部件是： 刚轮 、 柔轮 和 谐波发生器 。
7.直流伺服电机的优点是稳定性好、可靠性好、响应速度快和扭矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是_____无换向器 、可控性好和 稳定性好__等。
8. 机电一体化技术是 机械 与 微电子 的结合；10. 传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时， 输出量 的变化量与 输入量 的变化量的比值。
11. 电容式位移传感器是将被测物理量转换为 电容 变化的装置。
12. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有 循环 和 外循环 两种。
13. 测速发电机的负载电阻越大，其线性度 越好 。
14.步进电机的步距角指在 电脉冲 的作用下，电机转子转过的角位移。
15.直流伺服电机的机械特性指当 电枢电压 一定时， 转矩 与 转速 之间的关系；调节特性指在 负载转矩 一定时， 电枢电压 与 转速 之间的关系。
16.滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有循环和外循环两种17. 在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、谐波发生器主动、刚轮从动，则主、从动件转向 相同 。
18. 传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其 输出量 的差别。
19、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的 电荷量 与加速度成正比。
20、若max ∆是传感器的最大非线性误差、FS y 为输出量的满刻度值，则传感器的线性度可表示为max ∆∕FS y 。
21、在机电一体化产品的功能原理方案设计中，其功能元的组合方式常用的有串联结构、并联结构和 环形 三种形式。
22、在单圆弧型螺纹滚道的滚珠丝杠副中，其接触角β会随轴向载荷大小的变化而变化。
23、对于以提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系，应按 输出轴的转矩误差最小 原则分配其各级传动比。
二．选择题在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号1. “机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为 （A ）A ．70年代 Ｂ．50年代 Ｃ．40年代 Ｄ．80年代2. “机电一体化”在国外被称为 （C ）A ．Machine Ｂ．Electronics Ｃ．Mechatronics Ｄ．A 和B3. 机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是 （D ）A ．提供动力 Ｂ．传递运动 Ｃ．传递动力 Ｄ．A 、B 和Ｃ4. 在同步齿型带传动中，同步带的齿形为 （A ）A ．梯形 Ｂ．矩形 Ｃ．渐开线 Ｄ．摆线5. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其 （A ）A ．机械特性 Ｂ．调节特性 Ｃ．力矩特性 Ｄ．转速特性6. 在滚珠丝杠副中，预紧调整是为了消除其 （B ）A ．径向间隙 Ｂ．轴向间隙 Ｃ．预应力 Ｄ．A 和B7. 在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是 （D ）A ．60° Ｂ．45° Ｃ．0° Ｄ． 90°8. 若x 为传感器的输入量，y 是其输出量，则传感器的灵敏度为 （C ）A ．y x Ｂ．y x ∆∆ Ｃ．x y ∆∆ Ｄ．xy 9. 在可编程控制器的编程中，同一继电器线圈在梯形图中出现的次数最多为 （B ）A ．2 Ｂ．1 Ｃ．3 Ｄ．4 10. MCS —51的每个机器周期包含状态周期数为 （D ）A ．12 Ｂ．24 Ｃ．10 Ｄ．6 11.在滚珠丝杠副JB3162.2-91的标准中，最高的精度等级是 （A ）A ．1级 Ｂ．10级 Ｃ．7级 Ｄ．C 级 12. 光栅式位移传感器的栅距W 、莫尔条纹的间距B 和倾斜角θ之间的关系为（A ） A ．θWB ≈ Ｂ．θWB > Ｃ．θWB < Ｄ．θWB 5.1≈13. 差动变压器式电感传感器属于（C ） A ．涡流式 Ｂ．自感型 Ｃ．互感型Ｄ．可变磁阻式 14. 在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（B ） A ．开环控制 Ｂ．C 和D Ｃ．全闭环控制Ｄ．半闭环控制 15. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹与光栅条纹的排列方向几乎成（A ） A ．90° Ｂ．0° Ｃ．45°Ｄ．60° 16. 在同步齿型带传动中，节线的长度在工作过程中 （A ）A ．不变 Ｂ．变长 Ｃ．变短 Ｄ．几乎不变17. Mechatronics 是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是 （B ）A ．机械学与信息技术Ｂ．机械学与电子学Ｃ．机械学与自动化技术Ｄ．机械学与计算机18 计算机集成制造系统包括 （D ）A ．CAD 、CAPP 、CAMＢ．FMSＣ．计算机辅助生产管理Ｄ．A 、B 和C19. 在机电一体化系统数学模型建立的过程中经常会采用力——电压等效法，此时机械系统的阻尼等效于电系统的 （C ）A ．电容 Ｂ．电荷 Ｃ．电阻 Ｄ．电感20. 直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其 （B ）A ．转速特性 Ｂ．调节特性 Ｃ．工作特性 Ｄ．机械特性21. 滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的 （B ）A ．径向位移 Ｂ．轴向位移 Ｃ．螺旋线长度 Ｄ．坐标值22. 若直流测速发电机的负载电阻趋于无穷大，则输出电压与转速 （B ）A ．成反比 Ｂ．成正比 Ｃ．成平方关系 Ｄ．成指数关系23. 在MCS —51中，MOV 指令用于访问 （B ）A ．部程序存储器Ｂ．部数据存储器Ｃ．外部数据存储器Ｄ．外部程序存储器24. 在两级齿轮传动中，若传动比的分配方案是21i i ，则其遵循的原则是 （A ）A ．重量最轻Ｂ．等效转动惯量最小Ｃ．输出轴转角误差最小Ｄ．加速度响应最快25. 谐波齿轮传动中的柔轮相当于行星轮系中的 （B ）A ．中心轮 Ｂ．行星轮 Ｃ．系杆 Ｄ．B 和C26. 在MCS —51单片机中，用于对外部程序存储器读的信号是 （A ）A ．PSEN Ｂ．RD Ｃ．WR Ｄ．ALE27. 步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（A ）A ．0.5倍 Ｂ．2倍 Ｃ．0.25倍 Ｄ．不变28. 传感器在零输入状态下，输出值的变化称为传感器的 （C ）A ．线性度 Ｂ．精确度 Ｃ．零漂 Ｄ．分辨率29. 在自动控制系统中，步进电机通常用于控制系统的 （C ）A ．半闭环控制 Ｂ．闭环控制 Ｃ．开环控制 Ｄ．前馈控制30. 为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行 （B ）A ．调整径向间隙 Ｂ．预紧 Ｃ．预加载荷 Ｄ．表面清洗31. 感应同步器可用于检测 （D ）A ．位置 Ｂ．加速度 Ｃ．速度 Ｄ．位移32． 通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一连接成一个大系统称为 （B ）A. 顺序控制系统B. 计算机集成制造系统C. 柔性制造系统D. 伺服系统33．描写动态系统的数学模型是 （A ）A. 微分方程B. 代数方程组C. 常系数线性微分方程组D. 以上答案都不对34． 齿轮传动的总等效惯量随传动级数的 （A ）A. 增加而减小B. 增加而增加C. 减小而减小D. 变化而不变35． 某伺服电动机最高大输出转矩为5N ·m ，通过齿轮系5:1减速，可带动 （A ） 的最大转矩负载。
A. 25N ·mB. 50 N ·mC. 2.5 N ·mD. 1.25 N ·m36. 某伺服电动机最高转速为1200r/min ，通过丝杠螺母传动带动机床进给运动，丝杠螺距为6mm ，最大进给速率可达 （B ）A. 72m/minB. 7.2m/minC. 5m/minD. 3.6m/min37． 某光栅的条纹密度是100条/mm ，光栅条纹间的夹角0.001θ=弧度，则莫尔条纹的宽度是 （C ）A. 100mmB. 20mmC. 10mmD. 0.1mm38．直流测速发电机输出的是与转速 （ C ）A. 成正比的交流电压B. 成反比的交流电压C. 成正比的直流电压D. 成反比的直流电压39．下列属于变磁阻电动机的是 （ C ）A. 直流电动机B. 交流感应电动机C ．步进电动机 D. 永磁同步电动机40．直流伺服电动机的理想空载转速为 （ A ）A. a e u kB. e ak u C.a t u k D. a a u R 41． 某步进电动机有48个齿，采用五相五拍方式运行，其步距角为 （B ）A. 0.75oB. 1.5oC. 6oD. 3o42．计算步进电动机转速的公式为 （ B ）A. 360or mz cB. 60r f mz cC. 180cos o sm T mcD. 360180oo mc43. 步进电机一般用于（ A ）控制系统中。
A. 开环B. 闭环C. 半闭环D. 前馈44．某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距角为1.5o，应采用的通电方式为 （C ）A. 单拍制B. 双拍制C. 单双拍制D. 细分电路三、简述题1.在机电一体化产品的设计中常常引入现代设计方法，简述你所熟悉的一种现代设计方法的基本思想。
答：1、例如可靠性设计。
可靠性指产品在规定条件下和规定时间完成规定功能的能力。
可靠性设计作为一种新的设计方法，只是常规设计方法的深化和发展，所以机械设计等相关课程所阐明的计算原理、方法和基本公式，对可靠性设计仍然适用。
但其又有别于传统设计方法，主要表现在以下几点：①可靠性设计法认为作用在零部件上的载荷（广义的）和材料性能等都不是定值，而随机变量，具有明显的离散性质，在数学上必须用分布函数来描述；②由于载荷和材料性能等都是随机变量，所以必须用概率统计的方法求解；③可靠性设计法认为所设计的任何产品都存在一定的失效可能性，并且可以定量地回答产品在工作中的可靠程度，从而弥补了传统设计方法的不足。
2.比较滚珠丝杠副中单圆弧型滚道与双圆弧型滚道的优缺点。
答：单圆弧型滚道的接触角会随轴向载荷大小的变化而变化，因此轴向刚度、传动效率及承载能力也随之改变。
而双圆弧型滚道的接触角在工作过程中基本保持不变，故轴向刚度、传动效率及承载能力基本不变，而且双圆弧型滚道中两圆弧相交处有一小空隙可以使滚道底部与滚珠不接触，并能存一定的润滑油，可以减小摩擦和磨损。