《传感器及应用》数字式传感器（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）答案+原卷版

举一反三考点练 《传感器及应用》数字式传感器-课后自测 知识点一 数字式传感器的种类及结构类型 1.（填空题）光栅传感器按其形状和用途可以分为______和______两类，前者用于长度测量，后者用于角度测量。 2.（简答题）简述磁栅传感器的组成及其主要应用领域。 3.（填空题）码盘根据其编码的处理形式不同分为______和______两种类型。 4.（简答题）简述光电式码盘的优点及其分类依据。 5.（填空题）光电式码盘的优点是______和______，但其结构复杂，光源寿命较短。 知识点二 数字式传感器工作原理 1.（简答题）简述光栅传感器的工作原理，并说明莫尔条纹现象在光栅测量中的作用。 2.（填空题）光栅传感器利用______现象来进行测量，通过光电传感器检测莫尔条纹的移动，并经过辨向电路将模拟信号转换为数字信号。 3.（填空题）在光电式码盘中，各码道的光电元件输出不同的光电信号，这些信号经过______后送入鉴幅电路。 4.（简答题）简述光电式码盘的工作原理及其信号处理过程。 5.（填空题）感应同步器主要由相对移动的______和定尺两部分组成，利用绕组间电磁耦合的变化发出相应位移电信信号。 知识点三 数字式传感器的应用 1.（简答题）简述光栅数显装置的组成及其电路实现方式。 2.（填空题）光栅数显装置的电路由一些大规模集成电路（LSI）芯片来实现，这套芯片共分______片，另外再配两片驱动器和少量的电阻、电容。 3. （填空题） 磁栅传感器可以作高精度测量长度和角度的仪器用，由于可以采用______录磁，因而可以得到较高的精度。 4.（简答题）简述磁栅传感器在高精度测量仪器中的应用及其优点。 5.（简答题） 简述感应同步器在机床控制系统中的应用及其优点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《传感器及应用》数字式传感器-课后自测 知识点一 数字式传感器的种类及结构类型 1.（填空题）光栅传感器按其形状和用途可以分为______和______两类，前者用于长度测量，后者用于角度测量。 【答案】长光栅 圆光栅 2.（简答题）简述磁栅传感器的组成及其主要应用领域。 【答案】 磁栅传感器由磁栅（磁尺）、磁头和检测电路组成。磁栅传感器具有制作简单、复制方便、易于安装和调整、测量范围宽、不需接长、抗干扰能力强等优点。磁栅传感器的主要应用领域包括大型机床的数字检测、自动化机床的自动控制以及轧压机的定位控制等。根据磁头的不同，磁栅可以分为动态磁栅、静态磁栅和非接触式磁栅；根据检测量不同，可以分为长磁栅和圆磁栅，分别用于测量直线位移和角位移。 3.（填空题）码盘根据其编码的处理形式不同分为______和______两种类型。 【答案】绝对式码盘 增量式码盘 4.（简答题）简述光电式码盘的优点及其分类依据。 【答案】 光电式码盘的优点包括没有触点磨损，因此允许较高的转速，最外层缝隙宽度可以做得更小，从而提高了测量精度。其缺点是结构复杂、价格较高以及光源寿命较短。光电式码盘根据编码的处理形式不同，可以分为绝对式码盘和增量式码盘两种类型。根据获取信息的原理不同，还可以分为接触式、光电式、电磁式、霍尔式和电容式码盘等。 5.（填空题）光电式码盘的优点是______和______，但其结构复杂，光源寿命较短。 【答案】没有触点磨损，允许转速高 知识点二 数字式传感器工作原理 1.（简答题）简述光栅传感器的工作原理，并说明莫尔条纹现象在光栅测量中的作用。 【答案】 光栅传感器的工作原理基于莫尔条纹现象。当两块光栅尺（主光栅和指示光栅）重叠时，会产生若干条明暗相间的条纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹具有放大特性，可以将光栅的微小移动转化为明显的条纹移动。通过光电传感器检测莫尔条纹的移动，并利用辨向电路辨别条纹移动方向，将模拟信号转换为数字信号。由于光栅移动一个栅距时，莫尔条纹也移动一个条纹间距，辨向电路输出一个计数脉冲，正向移动时脉冲送往加法计数器，反向移动时送往减法计数器，从而测量位移的大小和方向。为了测量更小的位移，常采用细分技术来提高分辨率。 2.（填空题）光栅传感器利用______现象来进行测量，通过光电传感器检测莫尔条纹的移动，并经过辨向电路将模拟信号转换为数字信号。 【答案】莫尔条纹 3.（填空题）在光电式码盘中，各码道的光电元件输出不同的光电信号，这些信号经过______后送入鉴幅电路。 【答案】放大 4.（简答题）简述光电式码盘的工作原理及其信号处理过程。 【答案】 光电式码盘的工作原理基于光电转换，利用码盘上不同角度位置对应的码道来输出不同的光电信号。码盘上有若干码道，每个码道对应一个光电元件。当码盘旋转时，各码道的光电元件输出不同的光电信号，这些信号经过放大后送入鉴幅电路，以鉴别各码道输出的光电信号对应于“0”态或“1”态。鉴幅后得到一组反映码盘转角位置的编码，编码送入寄存器。在需要防止粗误差的场合，还需采取纠错措施。最终，经过代码变换和译码显示电路，显示码盘的转角位置。光电式码盘具有高精度和高分辨率，适用于角度测量和角度编码。 5.（填空题）感应同步器主要由相对移动的______和定尺两部分组成，利用绕组间电磁耦合的变化发出相应位移电信信号。 【答案】滑尺 知识点三 数字式传感器的应用 1.（简答题）简述光栅数显装置的组成及其电路实现方式。 【答案】 光栅数显装置是光栅式传感器的一个典型应用，其结构包括光栅传感器和数显表。在实际应用中，对于不带微处理器的光栅数显装置，完成有关功能的电路往往由一些大规模集成电路（LSI）芯片来实现。这套芯片共分三片，另外再配两片驱动器和少量的电阻、电容，即可组成一台光栅数显表。LSI芯片负责处理光栅传感器输出的信号，包括莫尔条纹的检测、细分、辨向和计数等功能。驱动器用于提供必要的电流和电压，以驱动数显表的显示部分。整个系统结构简单，易于实现自动化和数字化测量。 2.（填空题）光栅数显装置的电路由一些大规模集成电路（LSI）芯片来实现，这套芯片共分______片，另外再配两片驱动器和少量的电阻、电容。 【答案】三 3.（填空题） 磁栅传感器可以作高精度测量长度和角度的仪器用，由于可以采用______录磁，因而可以得到较高的精度。 【答案】激光定位 4.（简答题）简述磁栅传感器在高精度测量仪器中的应用及其优点。 【答案】 磁栅传感器可以作为高精度测量长度和角度的仪器使用。其主要优点是可以采用激光定位录磁，而不需要采用感光、腐蚀等工艺，因此可以达到较高的测量精度。磁栅传感器具有制作简单、复制方便、易于安装和调整、测量范围宽、抗干扰能力强等优点，使其在高精度测量中得到了广泛应用。例如，在三坐标测量机、程控数控机床及高精度重、中型机床控制系统中的测量装置中，磁栅传感器都发挥了重要作用。其高精度和可靠性使其成为这些领域中不可或缺的测量元件。 5.（简答题） 简述感应同步器在机床控制系统中的应用及其优点。 【答案】 感应同步器在机床控制系统中作为最重要的位移检测元件之一，受到了国内外的普遍重视。其主要优点包括精度高、抗干扰能力强、工作可靠、对工作环境要求低、维护方便、寿命长、制造工艺简单等。感应同步器可以实现线位移和角位移的测量，特别适用于自动控制的定位控制系统和随动控制系统。在机床控制系统中，感应同步器用于精确定位和移动控制，确保机床在高精度和高可靠性的条件下完成复杂的加工任务。其稳定性和可靠性使其成为机床控制系统中不可或缺的一部分。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$