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机电一体化专业知识题库
机电一体化专业知识题库（277题）（注的不适于中、初级职称）
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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、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一一电阻效应，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。
、什么
是超声波传感器？
12利用超声波来测量距离的传感器。
、什么是信号调制？
13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，是载到高频振
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）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。
、什么是信号解调？
14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。
从调制后的已调波中取岀缓变信号的过程就是解调。
、机电一
体化中接口是什么？
15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。
、什么是总线？
16为了简化硬件电路设计和系统连接，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，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，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。
、什么是机电接口？
20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。
、什么是人机接口？
21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。
、什么是机电一体化中
的伺服系统？
22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、速度或力输岀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系统。
、什么是共模干扰？
24所示检测信
号7-3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A/D转换器
的两个输入端上的公有的电压干扰输入、什么是屏蔽技术及其分类？
25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。
、什么是工频干扰？
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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（NumericalControlTools）是采用数字化信号，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，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（D/A转换）。
40、什么是数学模型？
数学模型是描述元素之间、子系统之间、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。
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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、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。
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。
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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，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？
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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、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、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？
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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：
①摩擦系数小，并且静、动摩擦系数之差很小，故运
动灵便，不易岀现爬行现象；②定位精度高，一般滚动导轨的重复定位误差约为0.1〜0.2卩m,
而滑动导轨的定位误差一般为10〜20卩m。
因此，当要求运动件产生精确微量的移动时，通常采
用滚动导轨；③磨损较小，寿命长，润滑简便；④结构较为复杂，加工比较困难，成本较高；⑤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、传感器按输岀信号特征分为几类？
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）静态特性：
测量范围（量程）、满量程输岀、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，光电器件输岀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
测岀转速。
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7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
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