机电一体化讲议第一二章.ppt

第一章机电一体化技术概论;一、引言;例：机床，纯机械时，其加工精度、加工能力较低，数控机床后，使其功能增强、性能提高，而且成为可以代替人工操作的自动化机床。

微电子技术与信息技术的引入，将使机械工业焕发青春

机械向机电一体化方向发展，不但是机械本身的需要，而且是现代化生产装备向大型化、高效化方向发展的客观需要。

机电一体化技术是保证科学操作和科学管理的有效工具。; 二、发展史;76年，机电一体化正式名字メカトロニケス(英文名字是Mechatronics，是由Mechanism的前半部和Electronics后半部缩合而成)，我国现译为机电一体化。

71到78年日本政府颁发机电法和机信法，对机电一体化的发展起到积极推动作用，这个时期称之为萌芽时期。

八十年代，在机信法指导下，机电一体化的产品如雨后春笋不断涌现，这个时期可称之为成长时期。

九十年代，集成度提高，价格下降，机电一体化技术在世界范围内得到迅猛发展，机电一体化技术遍及社会各个领域。全盛时期开始。;三、现状;国外大型电站大都已实现计算机控制，汽车工业已大量应用微机点火控制、安全报警、制动控制等，在这些方面我国还有较大差距，甚至近于空白。

其它如家用电器、电子医疗机械、电气传动调速系统、低压电器、印刷机械、照相机械等，国外已普遍实现了机电一体化，我国大多还处于起步阶段。

国此在我国机电产品中实现机电一体化，大力推广机电一体化技术，是我国四化建设中的一个重要课题，是振兴我国机电工业的一项战略决策。;3.2产品范围;1._大型成套设备

2._数控机床

3._仪器仪表电子化

4._自动化管理系统

5._电子化量具量仪

6._工业机器人

7._电子化家用电器

8._电子化电机传动与调整系统

9._电子化电站自动装置与开关板

10._电子医疗器械

11._电子化低压电器

12._微电脑控制加热炉;13._电子控制汽车或内燃机

14._微电脑控制印刷机械

15._微电脑控制食品机械或包装机械

16._微电脑控制办公机械

17._电子式照相机

18._电子控制农业机械

19._电子控制塑料加工机械

20._电子控制电焊机

21._计算机辅助设计系统(CAD)

22._计算机辅助制造系统(CAM)

23._计算机集成制造系统(CIM);四、几个技术问题;1、机械与电子的溶合方式;2、机械电子的技术构成;A、机械本体;B、传感器;传感器的问题：集中在提高可靠性，灵敏度和精确性方面。提高可靠性与抗干扰有直接关系。

① 为了避免干扰，目前有采用光纤电缆传感的趋势。

② 对外部信息传感器来说，目前发展非接触型检测技术。

传感器向高级方向发展，主要实现功能元件化和智能化。

① 所谓功能元件化，就是用一片集成电路功能元件，实现传感与信息处理一体化。

② 智能化就是发展具有自修功能的传感器。;C、信息处理技术;D、驱动技术;E、接口技术;F、软件与综合技术;机电一体化产品是一个系统，存在着许多综合技术问题。例如：

由机械传动零件间隙造成的精度问题；

机械零部件与电子元件相比响应速度慢的问题；

连接电缆与接线柱的可靠性问题；

零件标准化、互换性、兼容性以及检测自动化等问题。;3、机电一体化的效果;A、性能提高、功能增强;B、结构简化;3.矢量控制异步电动机，采用微型计算机对交流异步电动机实现矢量控制，使异步电机既具有直流电机一样的调节特性，而且还具有结构简单、可靠、电机容量不受限制、机械惯性小、体积小、效率高等优点。;C、可靠性提高性;D、节约能源;E、改善操作;F、提高灵活性（柔性）;五、先进械电系统举例;思考题;第二章传感器及测量系统(1);2.1传感器及测量系统概述;发展趋势：

(1)集成化：集成（传感器、放大器、运算器、补偿器等）；组合（不同功能的传感器）；排列（成矩阵）。

(2)多功能化：如温度与湿度、气敏与湿度、速度与长度等多功能传感器。

(3)智能化：不但能对外界信号进行转换与测量，同时还具有记忆存储、运算及数据处理等功能。

(4)数字化：数字显示与微处理机的应用，使传感器应用更为方便，可提高稳定性及精度，简化结构。;2.2模拟量传感器及测量电路;2.3模拟量传感器性能指标;2.3.2稳定性

传感器的稳定性有两个方面：

(1)稳定度：

传感器的输出在所有条件恒定的情况下，于规定的时间内，维持其值不变的能力。如：3.454mV/h。

(2)影响量：

传感器的输出在外界条件变化的情况下而引起输出的变化量。例0.002mV/℃。;2.3.3输入／输出特性

分类：静特性、动特性。

1、静特性

定义：静特性是指输入量不随时间而变化，只考虑它们之间的静态关系

静特性的主要指标：线性度、灵敏度与滞环。

(1)线性度：是指传感器输入/输出特性曲线用一条直线来近似代