15_4第十一章作业

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1、第十一章作业4．下图所示为人体身高和体重测量装置，请分析填空并列式计算……踏板内安装有荷重传感器压板内安装有压电传感器，以判断是否触及头部测量柱内安装有电动机、减速传动皮带轮及角位移传感器身高；1.6m体重：70kg超重！6/14/20211解题提示1.首先考虑如何称重。比较经济的选择是荷重传感器等接触式传感器。2.测量身高比较经济的选择是接触式传感器。考虑到每个人的身高均不同，必须设置运动部件（压板），使之从高到低下降，最后触及头部。3.当压板碰及头部时，接触力使传感器产生“停止”信号。4.当单片机接收到“停止”信号后，计算出压板的直线位移量。通

2、常用电动机来带动皮带轮，将旋转运动转换成直线位移。因此只要测出皮带轮的直径以及旋转的圈数及角度，就可以知道压板的位移量。5.皮带轮的角位移可用增量式角编码器来测量。设角编码器每转一圈产生N个脉冲，共测得m个脉冲，可知角编码器共转过m/N圈。设皮带轮的的直径为D，则压板的位移x为：x=πD（m/N）6.人的身高h等于压板的原位高度h0减去压板的位移x。6/14/20212解题提示（续）7.设传动轮的减速比为1：10（即大、小皮带轮的直径D1：D2=1：10），则电动机每转一圈，皮带轮转了1/10圈。8.若光电编码器的参数为1000p/r，则电动机每转

3、动一圈，光电编码器产生1000个脉冲。9.设皮带轮的直径D=0.1m，则皮带轮每转一圈，标杆上升或下降0.314m。电动机每转一圈，标杆上升或下降了0.0314m。每测得一个光电编码器产生的脉冲，就说明标杆上升或下降了（0.0314/1000）m。10.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，位移量为0.5m，则该人的身高h=2.2-0.5m=1.7m。6/14/20213车床改造7.某单位计划利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。具体要求如下……6/14/20214加工螺纹

4、的实例螺距tn退刀点起刀点6/14/20215设计提示1.首先明确车削螺纹的概念，即：被加工工件转一圈，螺纹车刀必须移动一个螺距。因此，车刀的移动速度必须与主轴转速保持同步。在主轴转速恒定的情况下，螺距越小，车刀的横向位移就必须越慢。2.为了显示和控制纵向和横向的进给位移，从性/价比的角度考虑，在横向和纵向丝杆末端安装光电编码器，或在拖板（横向进给）和刀架（纵向进给）上安装直线磁栅及数显装置。前者无长度测量限制，但要注意输出脉冲的当量转换（即每个脉冲所代表的丝杠-螺母副移动的距离)以及传动间隙引起的回差；后者要根据行程范围选择合适长度的磁栅。6/1

5、4/20216设计提示（续）3.为了确定螺纹切削的圈数，在主轴末端安装一增量式光电编码器，测量出“一转脉冲”信号的数目即可获知螺纹的圈数。螺纹切削需多次重复进刀，为防止乱扣（俗称烂牙），一次进刀切削完成后都要准确回到进刀点，对一转脉冲进行累加和累减即可完成上述功能。4.溜板的左右限位可采用撞块式行程开关，也可采用电感式接近开关（内部为电涡流原理）。5.设欲加工螺纹的螺距为2mm，若主轴的转速为60r/min（1转/秒），则进给速度应设定为120mm/min（即2mm/s）。若降低主轴的转速，进给速度也应相应降低。6/14/20217改造后的车床配置

6、回转刀架主轴箱主轴末端主轴编码器步进电机丝杠（控制进刀和退刀）拖板（增量式光电编码器）A向A主轴卡盘6/14/20218第十二章作业4．十字路口交通监测有关部门计划在街道十字路口的4处斑马线前2~6m处各安装1只传感器，用以检测四个方向的汽车流量，以控制红绿灯的节奏，减少交通堵塞。现请你分别采用方型大尺寸电涡流线圈及磁敏电阻两种方案，来检测是否有汽车停在四个斑马线之前的右侧马路上。具体要求为……地下感应线圈磁敏电阻6/14/20219作业提示1.电涡流线圈的长、宽应略大于轿车，小于卡车。2.电涡流线圈应埋在柏油路面下，磁敏电阻可吊挂在汽车的上方。3

7、.电涡流线圈应经绝缘处理，具有较好的防水、防霉、防压性能，预计寿命应大于5年。4.四个传感器的信号接到总控制室，经计算机处理后，控制四路红绿灯的工况。6/14/202110第十三章作业信噪比的概念1.1）测得某检测仪表的输入信号中，有用信号为20mV，干扰电压亦为20mV，则此时的信噪比为……提示：有用信号电压＞干扰电压时，信噪比＞0db；有用信号电压＜干扰电压时，信噪比＜0db；有用信号电压＝干扰电压时，信噪比=0db。在检测系统中，噪声并不仅仅是指喇叭发出的干扰！若使干扰电压减小到原来的1/10，则信噪比的分贝数就提高为原来的20倍，提高信噪比

8、是工程人员的重要任务之一。6/14/202111环境噪声及测试噪声频谱减小噪声1/10后的频谱声级计6/14/202112