2022年测试与控制技术试题 .pdf

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1、多练出技巧巧思出硕果一、题目3、4 章节一、填空题1. 在对电动机控制中，控制系统可分为和。2. 光栅传感器可分为和两种。3. 光栅光学系统的作用是形成莫尔条纹，可分成和。4. 光电接收系统是由光敏元件组成它将莫尔条纹的信号转换成信号。5. 光电编码盘角度检测传感器将测得的转换为脉冲形式的信号输出。6. 绝对式光电编码盘是由和组成。7. 绝对式光电编码盘提高分辨率的措施：和。8. 光栅传感器系统是由、和光电接收电路系统组成。9. 机电一体化系统设计类型大致可以分为：、和变异性设计。10. 机电一体化系统的性能评价原则客观性原则、可比性原则、。二、是非判断题1. 【】光栅传感器在大量程和高分辨率

2、两个方面可同时兼顾。2. 【】光栅光学系统的作用是形成莫尔条纹。3. 【】在光栅传感器中，莫尔条纹由从亮条纹到暗条纹以及从暗条纹到亮条纹的变化不是阶跃性的，而是逐渐过渡的。4. 【】常用光栅传感器光栅表面刻有规则排列和形状的刻线，这种刻线的白色宽度a，黑色宽度为 b，则该传感器的光栅常数w=a-b 。5. 【】光强度变化一次所需的时间( 周期) 与光栅位移一个栅距所需的时间是相同的。6. 【】环境的变换不会影响光栅传感器的性能与可靠性。7. 【】在绝对式编码盘中，当码道透光时，该光敏三极管接收到光信号，它输出高电平1；当码道不透光时，输出低电平0。8. 【】绝对式编码盘所测得的角位置不一定是绝

3、对的。9. 【】增量式光电编码盘的A、B 两脉冲信号的相位相差90。10. 【】在机电一体化系统设计中，当控制装置和被控对象为分离式结构时，两者之间的电气连线应埋于地下或架在高空，并用钢管加以保护。三、简述题（共 35 分）1、 什么是莫尔条纹？莫尔条纹间距B 与栅距 W 和夹角 Q 之间的关系。（10 分）2、 光栅传感器的优缺点是什么？（8 分）3、 对光栅传感器系统中的光源有什么要求？（5 分）4、 简述莫尔条纹实现位移的测量的特点。（6 分）5、 简述循环码的特点并举例说明循环码是如何减小误码率的。(6 分）6、 机电一体化系统设计原则？（5 分）精选学习资料 - - - - - -

4、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果四、分析题1. 绝对式光电编码盘常采用两级编码盘提高分辨率。若使两级编码盘中的低位码盘是5 位高位码盘是 6 位，则此两级编码盘分辨率是多少？（10 分）2. 增量式光电编码盘输出脉冲输入到D 触发器的工作原理如图(1)所示， 输出的脉冲信号如图（2）。当反转时 A 脉冲超前 B 脉冲 90，画出Q，Q 非，计数脉冲的信号工作图并简要说明.（8 分) 图一图二3. 图三是应用于自动化车间的气动机械手工作的示意图，请根据该示意图在图四中补充完整机械手动作逻辑关系图。图三图四精选学习资料 - - - -

5、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果二、答案及评分标准3、4 章节一、填空题1. 在对电动机控制中，控制系统可分为开环系统和闭环系统。2. 光栅传感器可分为透射式光栅 和反射式光栅 两种。3. 光栅光学系统的作用是形成莫尔条纹，可分成光源系统 和光栅副 。4. 光电接收系统是由光敏元件组成它将莫尔条纹的光学信号转换成电信号。5. 光电编码盘角度检测传感器将测得的角位移转换为脉冲形式的数字信号输出。6. 绝对式光电编码盘是由码盘和光电检测装置组成。7. 绝对式光电编码盘提高分辨率的措施：增加编码盘的位数和采用多级编码盘。8. 光栅

6、传感器系统是由光栅 、光栅光学系统和光电接收电路系统组成。9. 机电一体化系统设计类型大致可以分为：开发性设计 、适应性设计 和变异性设计。10. 机电一体化系统的性能评价原则客观性原则、可比性原则、合理性原则、 整体性原则 。二、是非判断题1.【 】光栅传感器在大量程和高分辨率两个方面可同时兼顾。2.【 】光栅光学系统的作用是形成莫尔条纹。3.【 】在光栅传感器中，莫尔条纹由从亮条纹到暗条纹以及从暗条纹到亮条纹的变化不是阶跃性的，而是逐渐过渡的。4.【 】常用光栅传感器光栅表面刻有规则排列和形状的刻线，这种刻线的白色宽度a，黑色宽度为 b，则该传感器的光栅常数w=a-b。（ 注：光栅常数又叫

7、光栅栅距，其中光栅常数等于刻线中白色宽度与黑色宽度的和，即w=a+b）5.【 】光强度变化一次所需的时间( 周期 ) 与光栅位移一个栅距所需的时间是相同的。6. 【】环境的变化不会影响光栅传感器的性能与可靠性。（注：由于光栅传感器的光栅片一般是用玻璃制作的，而且移动光栅片与固定光栅片之间的间隙很小，因此对环境如湿度、温度、震动、冲击等较为敏感，即环境的变化会影响光栅传感器的性能和可靠性。）7.【】在绝对式编码盘中，当码道透光时，该光敏三极管接收到光信号，它输出高电平1；当码道不透光时，输出低电平0。（注：在绝对式编码盘中，码道透光时，该光敏三极管接收到光信号，输出低电平0；反之，不透光输出高电

8、平1）8.【 】绝对式编码盘所测得的角位置不一定是绝对的。（注：不管绝对式编码盘的转动机怎样转动，都可以通过随转动机构转动的编码盘来获得转动机构所在的确切位置，因此绝对式编码盘测得的角位置是绝对的。）9.【 】增量式光电编码盘的A、B两脉冲信号的相位相差90。10.【】在机电一体化系统设计中，当控制装置和被控对象为分离式结构时，两者之间的电气连线应埋于地下或架在高空，并用钢管加以保护。三、简述题（共 35 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果1、什么是莫尔条纹？莫尔条纹间距B 与栅距 W 和夹角

9、 Q 之间的关系。（10 分）答:将标尺光栅和指示光栅重叠在一起，并使它们的刻线之间形成一个很小的交角 ，在光线垂直方向上出现的明暗相间的条纹称为莫尔条纹（5 分） 。关系 :根据公式 B=W/2/sin( /2)W/2/ /2=W/ （3 分），可知两光栅刻线的夹角越小，莫尔条纹间距 B 越大 （2 分） 。2、光栅传感器的优缺点是什么？（8 分）答：优点：输出数字信号（ 1 分） ；高精度 （1 分） ；同时具备大量程、高分辨率的特点（1 分） ；有较强的抗干扰能力（1 分） ；信号处理电路简单、可靠（1 分） ；惯量小 （1 分） ；缺点：对环境条件敏感（1 分） ；一般的光栅传感器都是

10、增量式的（1 分） 。3、对光栅传感器系统中的光源有什么要求？（5 分）答：对光源的要求是：能够提供稳定的光能量（1 分）光效率要高 （1 分）发热量要小 （ 1 分）寿命长 （1 分） ，供电电路简单（1 分） 。4、简述莫尔条纹实现位移的测量的特点。（6 分）答： (1)莫尔条纹间距对光栅栅距有放大作用（2 分） ；(2) 莫尔条纹对光栅栅距局部误差有消差作用（2 分）；(3)莫尔条纹从亮条纹到暗条纹以及从暗条纹到亮条纹的变化不是阶跃性的，而是逐渐过渡的（2 分）。5、简述循环码的特点并举例说明循环码是如何减小误码率的。(6 分）答：循环码的最大特点是：从一个数码变化到它的上一个数码或下一

11、个数码时数码中只有一位发生变化 （2 分） 。例如，当编码盘停在1110 和 1010 之间时，由于这两个循环码中有3 位相同，只有 1 位不同。因此，无论停的位置如何有偏差，产生的循环码只有1 位可能不一样，即可能是循环码 1110 或者是 1010 ， 而它们分别对应十进制数的11 和 12。因此，即使有误差， 也不过是 1 （2 分）。6、机电一体化系统设计原则？（5 分）答：机电互补原则（1 分） ；功能优化原则（1 分） ；自动化、省力化原则（1 分） ；效益最佳原则（1 分） ；开放性原则。（1 分）四、分析题1. 请绝对式光电编码盘常采用两级编码盘提高分辨率。若使两级编码盘中的低

12、位码盘是5 位高位码盘是 6 位，则此两级编码盘分辨率是多少？（ 10 分)答：低位码盘是5 位它的扇区数是25=32 ，则编码盘系统的分辨率将提高32 倍（ 5 分）。而高位码盘是6 位，所以这个系统的分辨为：（5 分 ) 2. 增量式光电编码盘输出脉冲输入到D 触发器的工作原理如图一所示，输出的脉冲信号如图二。当反转时 A 脉冲超前B 脉冲 90，画出Q，Q 非，计数脉冲的信号工作图并简要说明.（8 分) 答：由于 A、B 脉冲相位差为90，当反转时，A 脉冲超前B 脉冲 90 ，触发器总是在B 处于低精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果电平时触发，这时Q=0 ，表示反转。（4 分）（4 分）3. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页