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机电一体化讲议第一二章
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产品范围
在新技术革命的浪潮中，自动化技术已深入到社会的各个方面，有人称之为"全盘自动化"。
在这些自动
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
机电一体化的效果：
功能增多，
体积减少，
重量减轻，
可靠性提高，
性能价格比大大改善。
A、性能提高、功能增强
①例如，过去精密机床采用的是机械校正，只能校正机床的系统误差，现在数控机床，可克服随机误差和系统误差，从而可以达到前所未有的高精度。
②调整切削阻尼，减少颤振，保证很高的生产率与很高的加工表面光洁度。
③粗加工与精加工工序集成，深刻地改变了传统机床的结构布局，冲破了传统的机床按类别的划分。
B、结构简化
因采用微处理机、集成电路、新型传动技术，代替电气控制柜和传动装置，使产品体积小，零部件数量减小，结构简化。例如：
传统的电机控制靠用户，而实现机电一体化后出现了无换向器电机，提高了电机寿命，缩小了体积。
“电脑”电动机用单片机控制电机的功率因素，根据负荷情况调节施加的电压，从而解决了不少电气传动中的“大马拉小车”问题，在空载提高效率30~40％，满载提高10％。
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
在电子元件质量可靠性高的前提下，机电一体化可以改善耐久性，减少故障。
机电一体化产品具有自动监视诊断、安全联锁控制、过负荷及失控保护、停电对策等，提高了安全可靠性
D、节约能源
机电一体化的产品，可以节约材料、节约能源。例如：
我国目前各类电风扇的调整器为电磁机械式，如果用电子式调整器每年全国可节约电600万度；
汽油机电子点火；
液压挖掘机电子节能。
E、改善操作
机电一体化产品采用计算机控制，具有数字显示，减少了操作按扭及手柄，具有程序控制等功能，因而可以改善设备操作性能，减少训练操作人员时间。
F、 提高灵活性（柔性）
机电一体化产品具有更大的灵活性，可以适应用户多样化的要求，是当代新技术革命的一大趋向。
例如，柔性制造系统，和工业机器人对于多品种小批量生产特别能发挥它的优越性。
五、先进械电系统举例
观看录相片：
救火机器人系统（PAL，5分钟）
机器人足球（NTSC ，45分钟）
具有临场感提示的远距离操纵工程机器人系统（NTSC ，15分钟）
思考题
什么是"机电一体化"？以打夯机为例，内含机械与电气，问这是不是机电一体化产品？
机电一体化产品由哪五部分构成？
机电一体化的技术构成是什么？
机电一体化技术中，机与电有几种溶合方式？
产品实现机电一体化后，可以取得哪些成效？
第二章 传感器及测量系统(1)
吉林大学 机械电子工程学科
赵丁选
传感器及测量系统概述
在机电一体化产品中，传感器及测量系统是一个十分重要的环节
是获取信息与处理信息的手段
只有在获得既准确又可靠的信息基础上，才能实现自动化，节省能源和原材料，提高机器效率。
信息采集与处理：模拟量←→数字量。A/D转换器、D/A转换器。
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。
模拟量传感器及测量电路
传感器及测量电路：物理量、化学性能→电信号∝F（U，I，f）
模拟量传感：(1)直接传感器； (2)差动传感器（信号相加，干扰相减）；(3)补偿传感器（抗干扰）。
模拟量传感器性能指标：精确度、稳定性、输入/输出特性。
图2-2-1模拟量传感器及其测量电路结构
2022/8/17
模拟量传感器及测量电路
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模拟量传感器性能指标

精确度指标：共有三个：精密度、准确度、精度。
在工程上常用精度等级来表示传感器的精度（相对误差）。
传感器的精度等级一般分为：