第11章（数字式传感器）在线练习 思考题及习题 ·单项选择题 ·数字式位置传感器不能用于的测量。 A.机床刀具的位移B·机械手的旋转角度 C.人体步行速度D.机床的位置控制 2)不能直接用于直线位移测量的传感器是。 A.长光栅B.长磁栅C.角编码器 3)绝对式位置传感器输出的信号是，增量式位置传感器输出的信号是。 A.电流信号B.电压信号C,脉冲信号D.二进制格雷码 4)有一只十码道绝对式角编码器，其分辨率为，能分辨的最小角位移为。 A.1/10B.1/210C.1/102D.3.6°E.0.35°F.0.01° 5)有一只1024p/r增量式角编码器，在零位脉冲之后，光敏元件连续输出10241 个脉冲。则该编码器的转轴从零位开始转过了。 A.10241圈B.1/10241圈C.10又1/1024圈D.11圈 6)有一只2048p/r增量式角编码器，光敏元件在30秒内连续输出了204800个 脉冲。则该编码器转轴的转速为。 A.204800r/minB.60204800r/minC.(100/30)r/minD.200r/min 7)某直线光栅每毫米刻线数为50线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为。 A.5 mm B 50 mm C.4 mm D 20 mm 8)能将直线位移转变成角位移的机械装置是。 A·丝杠-螺母B·齿轮-齿条C·蜗轮-蜗杆 9)光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了B。 A,提高信号幅度B·辩向C.抗干扰D,作三角函数运算 10)光栅传感器利用莫尔条纹来达到。 A.提高光栅的分辨力B.辩向的目的 C.使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化D.细分的目的 11)当主光栅与指示光栅的夹角为g(rad)、主光栅与指示光栅相对移动一个栅 距时，莫尔条纹移动
第 11 章（数字式传感器）在线练习 思考题及习题 • 单项选择题 • 数字式位置传感器不能用于的测量。 A. 机床刀具的位移 B ．机械手的旋转角度 Ｃ．人体步行速度 Ｄ．机床的位置控制 2 ）不能直接用于直线位移测量的传感器是。 Ａ．长光栅 Ｂ．长磁栅 Ｃ．角编码器 3 ）绝对式位置传感器输出的信号是，增量式位置传感器输出的信号是。 Ａ．电流信号 Ｂ．电压信号 Ｃ．脉冲信号 Ｄ．二进制格雷码 4 ）有一只十码道绝对式角编码器，其分辨率为， 能分辨的最小角位移为。 Ａ． 1/10 Ｂ． 1/2 10 Ｃ． 1/10 2 Ｄ． 3.6 ° Ｅ． 0.35 ° F ． 0.01 ° ５）有一只 1024 p / r 增量式角编码器，在零位脉冲之后，光敏元件连续输出 10241 个脉冲。则该编码器的转轴从零位开始转过了。 Ａ． 10241 圈 Ｂ． 1/10241 圈 Ｃ． 10 又 1/1024 圈 Ｄ． 11 圈 ６）有一只 2048 p / r 增量式角编码器，光敏元件在 30 秒内连续输出了 204800 个 脉冲。则该编码器转轴的转速为。 A ． 204800r/min B ． 60 ´ 204800 r/min C ．（ 100/30 ） r/min D ． 200 r/min ７）某直线光栅每毫米刻线数为 50 线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为。 A ． 5 m m B ． 50 m m C ． 4 m m D ． 20 m m 8) 能将直线位移转变成角位移的机械装置是。 A ．丝杠 - 螺母 B ．齿轮 - 齿条 C ．蜗轮 - 蜗杆 9 ）光栅中采用 sin 和 cos 两套光电元件是为了 B 。 A ．提高信号幅度 B ．辩向 C ．抗干扰 D ．作三角函数运算 10 ）光栅传感器利用莫尔条纹来达到。 Ａ．提高光栅的分辨力 Ｂ．辩向的目的 Ｃ．使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化 Ｄ．细分的目的 11 ）当主光栅与指示光栅的夹角为 q （ rad ）、主光栅与指示光栅相对移动一个栅 距时，莫尔条纹移动
A.一个莫尔条纹间距LB.g个LC.I/q个LD.一个W的间距 12)磁带录音机中应采用一：磁栅传感器中应采用一。 A.动态磁头B.静态磁头C,电涡流探头 13)容栅传感器是根据电容的工作原理来工作的。 A.变极距式B.变面积式C.变介质式 14)粉尘较多的场合不宜采用一；直线位移测量超过1m时，为减少接长误差，不宜 采用。 A.光栅B.磁栅C.容栅 15)测量超过30m的位移量应选用，属于接触式测量的是A。 A.光栅B.磁栅C.容栅D.光电式角编码器 2·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q=1.8。, 采用4细分技术，列式计算： 1)栅距W= mm: ·分辨力D= Ⅲm; rad 4)莫尔条纹的宽度L= mm s 3.一透射式3600线/圈的圆光栅，采用四细分技术，求： ·角节距q为多少度？或多少分？ ·分辨力为多少度？ ·该圆光栅数显表每产生一个脉冲，说明主光栅旋转了多少度？ 4)若测得主光栅顺时针旋转时产生加脉冲1200个，然后又测得减脉冲200个，则 主光栅的角位移为多少度？ 4.图11-30a所示为一人体身高和体重测量装置外观，图11-30b所示为测量身高 的传动机构简图，请分析填空并列式计算
Ａ．一个莫尔条纹间距 L Ｂ． q 个 L Ｃ． 1/ q 个 L Ｄ．一个 W 的间距 12 ）磁带录音机中应采用 _ ；磁栅传感器中应采用 _ 。 Ａ．动态磁头 Ｂ．静态磁头 Ｃ．电涡流探头 13 ）容栅传感器是根据电容的 _工作原理来工作的。 Ａ．变极距式 Ｂ．变面积式 Ｃ．变介质式 14 ）粉尘较多的场合不宜采用 _ ；直线位移测量超过 1m 时，为减少接长误差，不宜 采用。 Ａ．光栅 Ｂ．磁栅 Ｃ．容栅 15) 测量超过 30m 的位移量应选用，属于接触式测量的是 A 。 Ａ．光栅 Ｂ．磁栅 Ｃ．容栅 D. 光电式角编码器 2 ． 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 q =1.8 ° ， 采用 4 细分技术，列式计算： 1 ）栅距 W =_________mm ； • 分辨力 D =_________________ m m ； • q =_____________rad ； 4 ）莫尔条纹的宽度 L =_____________ mm ； 3 ．一透射式 3600 线 / 圈的圆光栅，采用四细分技术，求： • 角节距 q 为多少度？或多少分？ • 分辨力为多少度？ • 该圆光栅数显表每产生一个脉冲，说明主光栅旋转了多少度？ 4 ）若测得主光栅顺时针旋转时产生加脉冲 1200 个，然后又测得减脉冲 200 个，则 主光栅的角位移为多少度？ 4 ．图 11-30 a 所示为一人体身高和体重测量装置外观，图 11-30 b 所示为测量身高 的传动机构简图，请分析填空并列式计算
77777777777 4 图11-30测量身高的传动机构简图 a)测量装置外观b)传动机构简图 1一底座2一标杆3一原点4一立柱5一皮带轮 6一传动带7一电动机8一光电编码器 1)测量体重的荷重传感器应该选择 。该传感器应安装在部位。 2)设传动轮的减速比为1：5（即D1：D2=1:5),则电动机每转一圈， 皮带轮转了圈。 3)在身高测量中，若光电编码器的参数为1024p/r,则电动机每转动一圈，光电 编码器产生 一个脉冲。 4)设皮带轮的直径D=0.1592m,则皮带轮每转一圈，标杆上升或下降 m。电动机每转一圈，标杆上升或下降 m。每测得一个光电编码器产生的 脉冲，就说明标杆上升或 m。 5)设标杆原位（基准位置）距踏脚平面的高度h0=2.2m，当标杆从图中的原位下移 碰到人的头部时，共测得5120个脉冲，则标杆位移了 m,该人 的身高h= m。 6)当标杆接触到头顶后，标杆不再动作，电动机停止运转，再过一秒后标杆自动回到 原位。请设计一个方案，以控制这一动作。 7)每次测量完毕，标杆回原位是为了 5,有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r,采用四细分技术，编码器与丝杠同 轴连接，丝杠螺距t=2mm,如图11-31所示。当丝杠从图中所示的基准位置开始旋转， 在0.5s时间里，光电编码器后续的细分电路共产生了4'51456个脉冲。请列式计算： ·丝杠共转过 圈，又度： ·丝杠的平均转速n(r/min)为
图 11-30 测量身高的传动机构简图 a ）测量装置外观 b ）传动机构简图 1 —底座 2 —标杆 3 —原点 4 —立柱 5 —皮带轮 6 —传动带 7 —电动机 8 —光电编码器 1 ）测量体重的荷重传感器应该选择 _____________ 。该传感器应安装在 部位。 2 ）设传动轮的减速比为 1 ： 5 （即 D 1 ： D 2 =1 ： 5 ），则电动机每转一圈， 皮带轮转了 ________ 圈。 3 ）在身高测量中，若光电编码器的参数为 1024p / r ，则电动机每转动一圈，光电 编码器产生 _________ 个脉冲。 4 ）设皮带轮的直径 D=0.1592m ，则皮带轮每转一圈，标杆上升或下降 m 。电动机每转一圈，标杆上升或下降 _______________m 。每测得一个光电编码器产生的 脉冲，就说明标杆上升或 ___________________m 。 5) 设标杆原位（基准位置）距踏脚平面的高度 h 0 =2.2m ，当标杆从图中的原位下移 碰到人的头部时，共测得 5120 个脉冲，则标杆位移了 ______________________m ，该人 的身高 h =___________________m 。 6 ）当标杆接触到头顶后，标杆不再动作，电动机停止运转，再过一秒后标杆自动回到 原位。请设计一个方案，以控制这一动作。 7 ）每次测量完毕，标杆回原位是为了 ________________ 。 5 ．有一增量式光电编码器，其参数为 1024p/r ，采用四细分技术，编码器与丝杠同 轴连接，丝杠螺距 t =2mm ，如图 11-31 所示。当丝杠从图中所示的基准位置开始旋转， 在 0.5s 时间里，光电编码器后续的细分电路共产生了 4 ´ 51456 个脉冲。请列式计算： • 丝杠共转过 _________________________ 圈，又 度； • 丝杠的平均转速 n (r/min) 为 _________________________ ；
螺母从图中所示的基准位置移动了mm； 4)螺母移动的平均速度v为 m/s 5)细分之前的分辨力为度，而细分之后的分辨力为度。 图11-31光电编码器与丝杠的连接 1一光电角编码器2一连轴器3一导轨4一轴承5滚珠丝杠 6一工作台7螺母（和工作台连在一起）8一电动机 6.在检修某机械设备时，发现某金属齿轮的两侧各有A、B检测元件，如图11-32a 所示。请分析填空。 1)根据已学过的知识，可以确认A、B两个检测元件是（行程开关/接近开关）， 其检测原理是属于传感器。 2)齿轮每转过一个齿，则A、B各输出个脉冲。在设定的时间内，对脉冲进行计 数，就可以测量齿轮的和。 3)若齿轮的齿数z=36,在2s内测得A(或B)输出的脉冲数为1026个，则 说明齿轮转过了圈，齿轮的转速约为r/min。 4)若齿轮正转时A、B的输出脉冲如图11-32b所示，由b图可以看出，设置A、 B两个检测元件是为了判别。 5)若齿轮反转，请以A的波形为基准，画出B的输出波形（应考虑相位差）。 6)若发现A或B无信号输出，请列出产生故障的可能原因为、、 ·、等。 7)可用（塑料/铁片）来判断A或B是否损坏。 11-32机械设备中的传感器原理分析
• __________________________螺母从图中所示的基准位置移动了 mm ； 4 ）螺母移动的平均速度 v 为 __________________________m/s ； 5 ）细分之前的分辨力为 度，而细分之后的分辨力为 度。 图 11-31 光电编码器与丝杠的连接 1 —光电角编码器 2 —连轴器 3 —导轨 4 —轴承 5 滚珠丝杠 6 —工作台 7 螺母（和工作台连在一起） 8 —电动机 6. 在检修某机械设备时，发现某金属齿轮的两侧各有 A 、 B 检测元件，如图 11-32 a 所示。请分析填空。 1 ）根据已学过的知识，可以确认 A 、 B 两个检测元件是 （行程开关 / 接近开关）， 其检测原理是属于 传感器。 2 ）齿轮每转过一个齿，则 A 、 B 各输出 个脉冲。在设定的时间内，对脉冲进行计 数，就可以测量齿轮的 和 。 3 ）若齿轮的齿数 z =36 ，在 2s 内测得 A （或 B ）输出的脉冲数为 1026 个，则 说明齿轮转过了 圈，齿轮的转速约为 r/min 。 4 ）若齿轮正转时 A 、 B 的输出脉冲如图 11-32 b 所示，由 b 图可以看出，设置 A 、 B 两个检测元件是为了判别 。 5 ）若齿轮反转，请以 A 的波形为基准，画出 B 的输出波形（应考虑相位差）。 6 ）若发现 A 或 B 无信号输出，请列出产生故障的可能原因为 、 、 . 、 等。 7 ）可用 （塑料 / 铁片）来判断 A 或 B 是否损坏。 11-32 机械设备中的传感器原理分析
a)安装简图b)输出波形 7.假如你应聘到某单位负责设备维护和改造，现单位计划采用数显装置将一台普通车 床改造为自动车床，专门用于车削螺纹。此任务委托给你完成，具体要求如下： a.能分别显示横向（最大为500mm)和纵向（最大为100mm)）的进给位移量（精度 必须达到0.01mm）: b.能自动控制螺距（精度必须达到0.01mm): c.当加工到规定的螺纹圈数（精度优于1度）时，能自动退刀，此时喇叭响(“嘀” 一声)： d.若横向走刀失控，当溜板运动到床身的左、右两端限位时，喇叭报警并立即使机床 停止下来： e.有较强的抗振、抗电磁干扰、抗腐蚀等能力： f.有较高的性能/价格比。 请你就以上几个要求给主管部门写一份可行性报告。要求： 1)分别从量程、使用环境、安装和经济适用性等方面考虑，说明拟采用的位置传感器， 并比较各自的特点： 2)论述实现的方法或对策，包括报警、退刀、保护等方法： 3)画出传感器及显示器在车床上的安装位置。 4)报告必须符合应用文格式，文句通顺、简练，无错别字，题目最好能翻译成英文
a ） 安装简图 b ）输出波形 7. 假如你应聘到某单位负责设备维护和改造，现单位计划采用数显装置将一台普通车 床改造为自动车床，专门用于车削螺纹。此任务委托给你完成，具体要求如下： a. 能分别显示横向（最大为 500mm ）和纵向 ( 最大为 100mm) 的进给位移量（精度 必须达到 0.01mm ）； b. 能自动控制螺距（精度必须达到 0.01mm ）； c. 当加工到规定的螺纹圈数（精度优于 1 度）时，能自动退刀，此时喇叭响（“嘀” 一声）； d. 若横向走刀失控，当溜板运动到床身的左 、右两端限位时，喇叭报警并立即使机床 停止下来； e. 有较强的抗振、抗电磁干扰、抗腐蚀等能力； f. 有较高的性能 / 价格比。 请你就以上几个要求给主管部门写一份可行性报告。要求： 1 ）分别从量程、使用环境、安装和经济适用性等方面考虑，说明拟采用的位置传感器， 并比较各自的特点； 2 ）论述实现的方法或对策，包括报警、退刀、保护等方法； 3 ）画出传感器及显示器在车床上的安装位置。 4 ）报告必须符合应用文格式，文句通顺、简练，无错别字，题目最好能翻译成英文