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§8-2 电子技术

第八章 机电一体化技术. §8-2 电子技术. 电子技术基础是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科。. 模拟电路 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 模拟电路着重研究电路的各种性能指标以及如何改善这些性能指标。. V ( t ). t. 模拟信号： 在时间和幅值上都是连续的信号。. 基本电路元件 :. 晶体三极管. 基本模拟电路 :. 场效应管. 信号放大及运算 ( 信号放大、功率放大） 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波） 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、 … ）. 集成运算放大器. 数字电路

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§8-2 电子技术

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  1. 第八章 机电一体化技术 §8-2 电子技术 电子技术基础是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科。

  2. 模拟电路 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 模拟电路着重研究电路的各种性能指标以及如何改善这些性能指标。 V(t) t 模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。 基本电路元件: • 晶体三极管 基本模拟电路: • 场效应管 • 信号放大及运算 (信号放大、功率放大） • 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波） • 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…） • 集成运算放大器

  3. 数字电路 处理数字信号的电子电路称为数字电路。 低电平 上跳沿 V(t) 下跳沿 t 数字电路主要研究：电路输出、输入间的逻辑关系。主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式及波形图表示。 数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。 基本电路元件 基本数字电路 • 组合逻辑电路 • 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、 • 脉冲整形电路） • A/D转换器、D/A转换器 • 逻辑门电路 • 触发器

  4. 在模拟电路中，晶体管一般工作在线性放大区；在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工作在饱和区和截止区。

  5. 大型车床 磁悬浮列车 盲人引路车 组合机床 应用举例 电工与电子技术的应用 • 电机控制 • 机床控制 • 生产过程自动化控制 • 楼宇电梯控制 • . . . . . . -- 工 业 控 制

  6. 楼宇电梯的控制 可编程序 控制器 电机控制器 供 电 系 统 电机 (执行机构) Programmable Logic Controller 信 号 检 测

  7. 汽车电子 机械 电 子 机 电 驱动控制系统 汽车照明、电动转向、空调、音响、雨刷、电动门窗 ……. 汽车电子 电池管理系统 充电系统 安全报警系统

  8. §8-3 测试技术与传感器 简单的测试系统可以只有一个模块，如玻璃管温度计。它直接将被温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析电路，很简单，但精度低，无法实现测量自动化。 为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输出。如图所示的声级计。 本课程主要介绍工业自动化,环境监测,楼宇控制,交通等领域中常见物理量(压力、应变、位移、加速度、温度等）的传感器测量原理、测量电路原理和信号分析方法。 测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。

  9. 测试技术的应用 香 港 理 工 AGV 模 型 密歇根大学的机械手装配模型 1、工业自动化中的应用 在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。 a)机械手、机器人 广州中鸣数码的机器狗 b) AGV自动送货车

  10. c) 生产加工过程监测

  11. 2、流程工业设备运行状态监控 石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测。 扬子石化50MW热电机组监测系统 阳逻电厂300MW汽轮机组监测系统 荆门电厂200MW机组监测系统 青山热电厂生产信息实时查询系统 沙角电厂生产信息实时查询系统 宝钢30KW以上风机监测系统 宝钢精轧F2轧机网络化监测系统 宝钢冷轧带钢振动纹监测系统 武钢风机状态监测系统

  12. 汽车扭距测量 图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。 机床加工精度测量 3、产品质量测量 在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。

  13. 1. 传感器定义 d V 物理量 电量 传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。 目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。 2. 传感器的构成 传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。

  14. 3. 传感器的分类 1)按被测物理量分类 常见的被测物理量 机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度, 旋转角,转数,质量,重量,力, 压力,真空度,力矩,风速,流速, 流量; 声: 声压,噪声. 磁: 磁通,磁场. 温度: 温度,热量,比热. 光： 亮度，色彩 2)按工作的物理基础分类: 机械式,电气式,光学式,流体式等.

  15. 3)按信号变换特征: 能量转换型和能量控制型. 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部 供给能量的变化.例如:电阻应变片.

  16. 4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系: 物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换.如:水银温度计. 结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. 例如:电容式和电感式传感器.

  17. 原材料 比较 重量设定 案例：重量的自动检测--配料设备 原理：弹簧->力->位移 ->电位器->电阻

  18. 案例：玩具机器人（广州中鸣数码 ） 原理：电机->转角 ->电位器 ->电阻

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