绪论机电一体化系统

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1、机电一体化系统机械工程学科李伟波机电一体化Mechatronics机电一体化一词（Mechatronics）最早（1971年）起源于日本，它取英语Mechanics（机械学）的前半部和Electronics（电子学）的后半部拼合而成，字面上表示机械学和电子学两个学科的综合，在我国通常称为机电一体化或机械电子学。日本机械振兴协会经济研究所于1983年对“机电一体化”的解释，即：“机电一体化乃是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称”。a)人的五大要素b)机电一体化系统的要素c)机电

2、一体化系统的功能abc组成及工作原理STRUCTURE机电一体化系统数控机床的构成实例信息处理技术1系统总体技术2伺服驱动技术3自动控制技术4机械设计技术5传感检测技术机械原理机械零件液压气压技术机电传动控制自动控制原理机电系统设计机电一体化系统机械制造技术基础机电一体化相关技术TECHNOLOGY测量概论OverviewofMeasurement测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。所以,测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数。测量结果1(1-1)(1-2)x：被测量值；u：标准量，即测量单位；n：比

3、值（纯数），含有测量误差由测量所获得的被测量的量值叫测量结果测量结果仅仅是被测量的最佳估计值，并非真值！还应给出测量结果的质量，即测量结果的可信程度。这个可信程度用测量不确定度表示，测量不确定度表征测量值的分散程度。测量结果的完整表述应包括估计值、测量单位及测量不确定度。测量误差2测量误差是测得值减去被测量的真值。真值往往不知道！在实际中，有时用约定真值代替真值，常用某量的多次测量结果来确定约定真值；或用精度高的仪器示值代替约定真值。测量结果的准确程度，应与测量的目的与要求相适应，要有技术与经济兼顾的意识！2.1测量误差的表示方法（1）绝对误差可用下式定

4、义：Δ=x-LΔ——绝对误差；x——测量值；L——真值。绝对误差是有正、负并有量纲的。在实际测量中，有时要用到修正值，修正值是与绝对误差大小相等、符号相反的值，即C=-Δ式中，c为修正值，通常用高一等级的测量标准或标准仪器获得修正值。利用修正值可对测量值进行修正，从而得到准确的实际值,修正后的实际测量值x′为x′=x+c修正值给出的方式，可以是具体的数值，或一条曲线或公式。采用绝对误差表示测量误差，不能很好说明测量质量的好坏。Why？例如，在温度测量时，绝对误差Δ=1℃，对体温测量来说是不允许的，而对钢水温度测量来说是极好的测量结果，所以用相对误

5、差可以比较客观地反映测量的准确性。（2）实际相对误差的定义由下式给出：δ——实际相对误差，一般用百分数给出；Δ——绝对误差；L——真值。由于被测量的真值L无法知道，实际测量时用测量值x代替真值L进行计算，这个相对误差称为标称相对误差，即（3）引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。它是相对于仪表满量程的一种误差，又称满量程相对误差，一般也用百分数表示。即γ——引用误差；Δ——绝对误差。仪表精度等级是根据最大引用误差来确定的。例如，0.5级表的引用误差的最大值不超过±0.5%；1.0级表的引用误差的最大值不超过±1%。例：某电压表的精度等级S为1.5

6、级，试算出它在0V～100V量程的最大绝对误差。解：电压表的量程是：xm=100V－0V=100V∵精度等级S=1.5即引用误差为：γ＝±1.5％∴可求得最大绝对误差：Δm=γxm=100V×(±1.5％)=±1.5V故该电压表在0V～100V量程的最大绝对误差是±1.5V。例：某1.0级电流表，满度值xm=100uA，求测量值分别为x1=100uA，x2=80uA，x3=20uA时的绝对误差和相对误差。解：∵精度等级S=1.0即引用误差为：γ＝±1.0％∴可求得最大绝对误差：Δm=γxm=100uA×(±1.0％)=±1.0uA三个测量值处的绝对误差为：

7、Δx1=Δx2=Δx3=Δm=±1.0uA三个测量值处的相对误差为：例：要测量100℃的温度，现有0.5级、测量范围0～300℃和1.0级、测量范围0～100℃的两种温度计，试分析各自产生的相对误差。问选用哪一个温度计更合适？解：①对0.5级温度计，可能产生的最大绝对值误差为：所以相对误差为：②对1.0级温度计，可能产生的最大绝对值误差为：所以相对误差为：（4）基本误差是指传感器或仪表在规定的标准条件下所具有的误差。例如，某传感器是在电源电压(220±5)V、电网频率(50±2)Hz、环境温度(20±5)℃、湿度65%±5%的条件下标定的。如果传感器在这个

8、条件下工作，则传感器所具有的误差为基本误差。仪表的精度等级就是由基