基础 技术.docx
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基础技术
2-1液位检测可否转化为压力检测？
为什么？
液位检测可以转化为压力检测。
以水为例：
水中某点的压力：
；
为水的密度，
为重力加速度（
），
为水的深度；
如果测得压力
，则：
。
2-2使用直流测速发电机时为什么有最高转速和最小负载电阻的限制？
直流测速发电机的输出电压与转速间的关系为
，当磁通
和负载电阻
为常数时，
与
呈线性关系。
但由于电枢电流也将产生磁场，并对磁极磁通起去磁作用，转速越高，或者负载电阻越小，则电枢电流
则越大，去磁作用也愈强，使输出电压
和转速
之间的线性被破坏。
因此，为了保证其在线性区域工作，则要规定最高转速和最小负载电阻。
2-3直流测试发电机的输出特性产生误差的原因有哪些？
有什么改进措施？
原因：
造成非线性误差的原因有多种，如电枢反应和延迟换向的去磁效应、纹波电压、电刷和换向器接触压降的变化和温度的变化等。
改进措施：
在使用时必须注意电动机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不可小于最小值；对温度变化较大，或对变温输出误差要求严格的场合，应对测速发电机进行温度补偿。
2-4为什么说压电式压力传感器不适宜静态压力测量，而适用动态压力测量？
由于压电元件存在电荷泄漏，故不适宜测量缓慢变化的压力和静态压力。
压电式压力传感器具有灵敏度高，固有频率高，抗干扰性强，耐冲击，工作可靠，测量范围宽的特点。
可测量100Pa～100MPa的压力，频率响应高，可达30kHz，所以适宜变化快的动态压力测量，且可在高温环境下工作。
2-5压电式传感器对测量电路有何要求？
其电荷放大器电路有何特点？
要求：
压电元件夹在两个弹簧膜片之间，它的一个侧面与膜片接触并接地，另一侧面通过引线将电荷引出。
被测压力均匀作用在膜片上，使压电元件受力而产生电荷。
电荷量一般用电荷放大器或电压放大器放大，转换成电流或电压输出，输出信号与被测压力成比例。
电荷放大器电路特点：
一般采用多个压电元件并联的方式来提高传感器的灵敏度。
2-6涡轮流量计主要由哪几部分组成？
简述各部分的功能。
涡轮流量计由壳体、导流器、支承、涡轮、磁电转速传感器等组成。
涡轮是测量元件，用导磁性较好的不锈钢材料制成，根据流量计直径的不同，其有2～8片螺旋形叶片，对中安装在流体流动的管道内，涡轮转轴用轴承支撑。
为提高对流速变化的响应速度，涡轮的质量应尽可能小。
导流器由导向片和导向座组成，其作用是把进出流量计的流体流动方向导直和支承涡轮，以免因流体的漩涡而改变流体与涡轮叶片的作用角，减少测量误差。
磁电转换传感器由线圈和磁钢组成，可分为磁阻式和感应式两种。
2-7已知涡轮流量计的流量转换系数为每立方米20000脉冲数。
若在5min内累计的脉冲
数为3000次，试求流体的瞬时流量和5min内的累计流量。
，
，
；
，
。
2-8电液伺服阀采用的电气－机械转换器有哪几种结构形式？
各有什么特点？
电液控制系统中最常用的电气－机械转换器有动圈式力马达（或力矩马达）、动铁式力矩马达、比例电磁铁、步进电机、直流和交流伺服电机。
特点：
其中除步进电机是典型的数模转换型电气－机械转换元件外，其他通常都是作为模拟转换元件应用，但是原则上它们也可以借助频率调制或脉宽调制，用作数字式或数模转换式电气－机械转换器。
2-9力矩马达为何要有极化磁场？
极化磁场有哪几种方式产生？
力矩马达要有极化磁场的原因是为了保证在没有输入信号时，衔铁与上下导磁体之间的4个气隙距离相等，衔铁受到的电磁力相互抵消而使衔铁处于中间平衡状态。
并且当输入控制电流时，产生相应的控制磁场，它在上下气隙中的方向相反，因此打破了原有的平衡，使衔铁产生与控制电流大小和方向相对应的转矩，并且使衔铁转动，直至电磁力矩与负载力矩和弹簧反力矩等相平衡。
极化磁场产生方式：
非激磁式（控制线圈差动连接）、固定电流激磁（激磁线圈，能获得大的极化磁通、结构复杂、体积大）、永磁式（永久磁铁，结构简单、重量轻、获得极化磁通小）。
2-10永磁力矩马达的线性特性受哪些因素影响？
影响线性特性的因素有：
气隙大小、定转子槽口宽、转子槽深、永磁体厚度、定子绕组节距、匝数等。
2-11直流比例电磁铁与普通直流电磁铁有什么区别？
直流比例电磁铁有哪几种基本类型？
各有什么特点？
直流比例电磁铁是电液比例阀的接口元件，它将电控器放大后的电信号转换成与电信号成比例的力或位移，然后经液压阀放大驱动负载，与普通直流电磁铁相比，由于结构上的特殊设计，它形成了特殊形式的磁路，从而获得满意的水平位移—力特性，吸力特性有着原则区别。
比例电磁铁根据使用情况和调节参数的不同，可分为力控制型、行程控制型和位置调节型3种基本类型。
力控制型比例电磁铁直接输出力，改变输入比例电磁铁的电流大小，就可以获得按线性变化的力；行程控制型比例电磁铁是在力控制型比例电磁铁的基础上，将弹簧布置在阀芯的另一端得到的，其弹簧是一个力－位移转换元件，电磁铁的输出力通过弹簧转换成阀芯位移，即行程控制型比例电磁铁实现了电流→力→位移的线性变换；位置调节型比例电磁铁用在比例方向阀和比例流量阀上，可控制阀口开度；用在比例压力阀上可获得精确的输出力。
这种比例电磁铁具有很高的定位精度，负载刚度大，抗干扰能力强。
2-12什么是步进电机的相和步距角？
如何计算步距角？
步进电机的相是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。
步距角为步进驱动器每接收到一个脉冲信号，驱动电机轴按设定的方向转动的一个固定角度。
，则
，式中θ—输出角位移；Δθ—步距角；n—输入脉冲数；
，则
，式中
－输出角速度；f—输入脉冲的频率。
2-13试述步进液压缸及步进液压马达的工作原理。
图2-1所示为步进液压缸的结构与工作原理图。
它由步进电机和齿轮副（图中未画出），以及滑阀、油缸、滚珠丝杠、螺母、平衡活塞等组成。
活塞4的A腔有效面积为B腔的1/2，平衡状态下B腔的压力为ps/2。
当脉冲信号输入到步进电机时，电机通过齿轮副带动阀芯旋转，同时滚珠丝杠旋转，由于螺母不动，滚珠丝杠将相对螺母产生轴向位移，使阀芯相对阀套产生一个开口。
例如左侧产生一个开口，于是油源压力ps的油液通过开口进入油缸的B腔，使B腔的压力上升，推动活塞向左移动，同时通过螺母、滚珠丝杠拉着阀芯左移，同时通过螺母、滚珠丝杠拉着阀芯左移，直至将开口完全封住为止。
1－活塞杆2－缸体3－滚珠丝杆4－活塞
5－螺母6－平衡活塞7－滑阀
图2-1步进液压缸的结构与工作原理图
当输入一个脉冲给步进电机时，步进电机产生一个转角，通过减速齿轮使滑阀转动一个角度，由于螺杆螺母的作用，使滑阀随着转动而产生一个向左移动的开口xv，高压油液ps通过开口进入液压马达，使之旋转。
马达的排油，通过滑阀的另一开口回油箱。
在马达轴回转的同时，通过反馈螺母，使滑阀右移，直至开口xv恢复到零位时为止。
图2-2步进液压马达工作原理框图
2-14直流伺服电机有哪几种类型？
简述它们的主要结构特点？
表2-1直流伺服电机的分类和特点
类型
主要结构特点
电磁式
他激式
定子励磁绕组与转子电枢绕组无连接关系，而由其他直流电源对定子励磁绕组供电
串激式
定子励磁绕组与转子电枢绕组之间通过电刷和换向器形成串联回路
并激式
定子励磁绕组与转子电枢绕组并联，定子励磁绕组与电枢共用同一电源
复激式
有并励和串励两个励磁绕组
永磁式
转子电枢磁场由永磁体产生，即转子是永磁的
2-15控制放大器的主要功能与基本要求是什么？
控制放大器的主要功用是驱动、控制受控的电气－机械转换器，满足系统的工作性能要求。
在闭环控制场合它还承担着反馈检测信号的测量放大和系统性能的控制校正作用。
控制放大器是电液控制系统中的前置环节，其性能优劣直接影响着系统的控制性能和可靠性。
对控制放大器的基本要求为：
（1）控制功能强，能实现控制信号的生成、处理、综合、调节、放大。
（2）线性度好，精度高，零点和增益调整方便，具有较宽的控制范围和较强的负载能力。
（3）有足够的输出功率，输出特性应具有饱和（限幅）特性，在出现大偏差信号时能可靠地限流限压，将输出限制在允许的范围内，起保护受控对象的作用。
（4）动态响应快，频带宽，具有所要求的频率特性。
（5）抗干拢能力强，零漂和噪声小，有很好的稳定性和可靠性。
（6）输入输出参数、连接端口和外形尺寸要标准化，规范化等。
2-16简述伺服、比例放大器的典型构成及各部分的主要作用？
伺服、比例控制放大器的典型构成如图2-3所示。
它通常包括：
电源变换电路；输入接口电路（模拟量输入接口、数字量输入接口、摇控接口等）；信号处理电路（斜坡、阶跃发生器，初始电流设定电路、平衡电路等）；控制调节器（如比例—积分PI、比例—微分PD、比例—积分—微分PID等形式调节器）；颤振电路，以及测量放大电路和功率放大电路等。
不同类型的控制放大器在结构上也有一定差别，尤其是信号处理电路，往往需要根据系统要求进行专门设计；对不同的适用场合与要求，也常省略某些部分，以简化结构、降低成本和提高工作可靠性。
图2-3 控制放大器的典型构成
2-17PID调节器为什么能改善控制系统的静、动态特性？
调节它的比例、积分和微分参数各有什么作用？
从控制理论可知，PID调节器的比例作用
加大将会减少稳态误差，提高系统的动态响应速度。
积分控制作用可用来消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的信号总是用来消除稳态误差的，直到误差为零，积分作用才停止。
而微分控制的作用，实质上是跟偏差的变化速度有关的，微分控制能预测偏差，产生超前的校正作用，因此，微分控制可以较好地改善动态性能。
但PID调节器的参数调整较困难，通常需要根据对象整定和修正。
2-18控制放大器颤振电路的主要作用是什么？
颤振信号的频率和幅值一般取多少较为适宜？
控制放大器颤振电路的主要作用：
为提高系统的灵敏度，减少电气－机械转换器乃至整个电液控制阀的滞环。
常见的颤振信号波形频率一般在200Hz左右，幅值通常为阀额定控制电流的10～20%。
2-19控制放大器的功率放大级电路常见的有哪几种形式？
各有什么特点？
常见的有模拟式功率放大电路、开关式功率放大电路、快速型功率驱动电路。
各自特点：
模拟式功率放大级技术比较成熟，结构简单，稳态控制性能好；但因在非额定电流工况下功放管的功耗很大，故效率较低，所需散热装置体积大，高温下工作可靠性低。
适用于对控制性能要求较高的系统。
开关式功率放大级的稳态控制性能较差，一般仅用在环境温度较高、控制性能要求较低的场合。
快速型功率驱动电路在未对供电电源、大功率整流元件及大功率功放管提出特殊要求的前提下，可以明显加快负载线圈电流的衰减速度，从而提高负载的动态频宽。
《机械制图》教案
NO：
1
班级
周次
8
时间
节次
5-8/5-8
课程思政
遵纪守规:
生活中的事情跟绘制一样，不以规矩，不能成方圆，都是要在一定的框架内，遵守一定的法律法规，遵守一系列规则，人才能够在社会上正常有序地工作和生活。
导学问题
1.为什么要学习《机械制图》？
2.学什么内容？
3.如何学习？
4.怎样考核?
5.如何正确应用教学资源库进行学习和提交任务？
教学内容
结论
任务1课程简介；任务2资源库的注册与使用方法；
课时
2
教学目标
1.知识目标
（1）了事课程的性质、目标、内容、学习方法及考核办法；
（2）注册并掌握资源库使用方法；
2.技能目标
（1）能够正确应用教学资源库进行学习和提交任务；
教学重点
与难点
教学重点：
教学资源库的注册与使用方法。
教学难点：
教学资源库的使用方法。
教学设计
教学地点
多媒体教室（机房）
教学仪器设备
计算机与投影仪
教学环节
教学内容与资源
方法手段
环节1：
45分钟
课程简介：
课程性质、目标、内容、教学方法、考核办法
讲授法
环节2：
40分钟
教学资源库的注册与使用方法
讲授法
现场指导法
环节3：
5分钟
评价、小结与任务布置：
根据学生提交的实施任务和拓展任务的质量进行评价，重点小结教学资源库的注册与使用方法，布置通过教学资源库预习项目1相关知识的任务
讲授法
教学反思
教研室主任签名
累计课时
2
《机械制图》教案
NO：
2
班级
周次
9
时间
节次
5-8/5-8
课程思政
政策底线：
党的路线方针政策是党的理论、意志、主张在治党治国、执政理政上的具体体现。
党的路线方针政策一旦确立，服从和执行就是绝对的、无条件的。
我们绘制机械图样的图线也一样，一定按国栏绘制。
导学问题
1.一张完整的零件图主要包括哪些内容？
2.机械图样中，表示可见轮廓线和中心线的线型各是什么？
3.简述表面结构代号的组成及其识读方法?
教学内容
项目1平板类零件图的识读与绘制
任务1识读减速器透视盖零件图
课时
2
教学目标
通过识读如图1-1-1所示的减速器透视盖零件图，让学习者大概粗略地掌握零件图的内容，按时完成率90%以上，正确率达到80%以上。
教学重点
与难点
教学重点：
零件图内容的识读
教学难点：
零件图内容的理解
教学设计与组织
教学地点
多媒体教室（机房）
教学仪器设备
计算机与投影仪和手机
教学环节
教学内容与资源
方法手段
课前
根据教学资源库实训任务的要求与目标，学习规定内容并进行课前检测与实践。
任务驱动
翻转课堂
信息化手段
课中
45分钟
25分钟
15分钟
5分钟
一、学生小组讨论学习一幅完整零件图的内容及识读零件图的方法与步骤，教师实时指导
二、小组代表汇报并小结，教师实时评价
三、教师归纳总结零件图的内容及识读零件图的方法与步骤
四、任务检测
讨论法
任务驱动法
归纳总结法
归纳总结法
分层教学
课后
一、拓展练习与自我评价
二、考核评价与任务布置
根据学生提交的实施任务和拓展任务的质量进行评价并预习项目1中任务2的相关知识
讲解法
教学反思
教研室主任签名
累计课时
2
《机械制图》学习领域教案
NO：
3
班级
电气1-5班
周次
10
时间
2020年10月9日26日27日
节次
5-8/5-8
课程思政
1.人民不能没有面包而生活，人民也不能没有祖国而生活。
——雨果
2.爱国的主要方法，就是要爱自己所从事的事业。
——谢觉哉
导学问题
1.技术制图》国家标准规定的2种图框格式和5种图纸幅面各是什么？
2.机械图样中，如何画圆中心线？
3.如何画两已知直线的圆弧连接?
教学内容
项目1平板类零件图的识读与绘制
任务2抄画减速器透视盖垫零件图
课时
2
教学目标
通过抄画如图1-2-1所示的一级圆柱斜齿齿轮减速器透视盖垫的零件图，让学习者掌握铅笔、图板、三角尺、丁字尺、圆规等常用绘图工具的使用方法，图纸幅面、图框格式、标题栏、比例、图线、汉字、字母、数字的相关标准，图样绘制的基本方法和步骤；绘制图样时能准确选用图幅、图框类型、比例和各种线型，能正确绘制图形、标注尺寸和填写标题栏，按时完成率90%以上，正确率达到80%以上。
教学重点
与难点
教学重点：
手工绘制平面图形的方法和尺寸标注方法--手工绘制透视盖垫。
教学难点：
平面图形的尺寸分析与线段分析。
教学设计与组织
教学地点
多媒体教室（机房）
教学仪器设备
计算机与投影仪和手机
教学环节
教学内容与资源
方法手段
课前
根据教学资源库实训任务的要求与目标，学习规定内容并进行课前检测与实践。
任务驱动
翻转课堂
信息化手段
课中
60分钟
15分钟
15分钟
一、学生小组讨论并完成一级圆柱斜齿齿轮减速器透视盖垫的零件图，教师实时指导
二、小组代表汇报并小结，教师实时评价
三、教师归纳总结零件图的内容及识读零件图的方法与步骤
讨论法
任务驱动法
归纳总结法
归纳总结法
课后
一、拓展练习与自我评价
二、考核评价与任务布置
根据学生提交的实施任务和拓展任务的质量进行评价并预习项目2中任务1的相关知识
讲解法
教学反思
教研室主任签名
累计课时
2
《机械制图》学习领域教案
NO：
4
班级
电气1-5班
周次
11
时间
2020年10月9日26日27日
节次
5-8/5-8
课程思政
1.爱国是文明人的首要美德。
——拿破仑
2.一滴水只有放进大海里才永远不会干涸，一个人只有当他把自己和集体事业融合在一起的时候才能最有力量。
——雷锋
导学问题
1.如何画三视图？
2.三视图的投影规律？
2圆柱三视图的投影特性？
教学内容
项目2套筒类零件三视图与零件图的绘制
任务1套筒零件三视图的绘制
课时
2
教学目标
通过绘制如图2-1-1所示的一级圆柱斜齿齿轮减速器套筒的三视图，让学习者掌握正投影法的特性、三视图的形成方法及投影规律，套筒等套筒类零件三视图的绘制与尺寸标注的方法与步骤，按时完成率90%以上，正确率达到80%以上。
教学重点
与难点
教学重点：
三视图的投影规律及圆柱的投影特性及作图方法。
教学难点：
线型等制图标准和规范的贯彻。
教学设计与组织
教学地点
多媒体教室（机房）
教学仪器设备
计算机与投影仪和手机
教学环节
教学内容与资源
方法手段
课前
根据教学资源库实训任务的要求与目标，学习规定内容并进行课前检测与实践。
任务驱动
翻转课堂
信息化手段
课中
60分钟
15分钟
15分钟
一、学生小组讨论并完成一级圆柱斜齿齿轮减速器套筒零件三视图的绘制，教师实时指导
二、小组代表汇报并小结，教师实时评价
三、教师归纳总结三视图的投影规律及圆柱的投影特性及作图方法，重点强调线型等制图标准和规范的贯彻
讨论法
任务驱动法
归纳总结法
归纳总结法
课后
一、拓展练习与自我评价
二、考核评价与任务布置
根据学生提交的实施任务和拓展任务的质量进行评价并预习项目2中任务2的相关知识
讲解法
教学反思
教研室主任签名
累计课时
2
《机械制图》学习领域教案
NO：
5
班级
电气1-5班
周次
12
时间
2020年10月9日26日27日
节次
5-8/5-8
课程思政
1.人民不仅有权爱国，而且爱国是个义务，是一种光荣。
——徐特立
2.虚荣的人注视着自己的名字，光荣的人注视着祖国的事业。
导学问题
1.套筒类零件的结构特点及表达方案？
2.绘制剖视图的方法？
3.标注尺寸的方法？
4.标注尺寸公差、几何公差、表面结构等技术要求的方法？
教学内容
项目2套筒类零件三视图与零件图的绘制
任务2套筒零件图的绘制
课时
2
教学目标
通过绘制如图2-1-1所示的一级圆柱斜齿齿轮减速器套筒的零件图，让学习者掌握套筒类零件的结构特点及表达方案，绘制剖视图的方法，标注尺寸的方法，标注尺寸公差、几何公差、表面结构等技术要求的方法，绘制套筒类零件图的方法及步骤，按时完成率90%以上，正确率达到80%以上。
教学重点
与难点
教学重点：
套筒类零件的结构特点及表达方案，绘制剖视图的方法，标注尺寸的方法，标注尺寸公差、几何公差、表面结构等技术要求的方法，绘制套筒类零件图的方法及步骤。
教学难点：
技术要求的理解与标注。
教学设计与组织
教学地点
多媒体教室（机房）
教学仪器设备
计算机与投影仪和手机
教学环节
教学内容与资源
方法手段
课前
根据教学资源库实训任务的要求与目标，学习规定内容并进行课前检测与实践。
任务驱动
翻转课堂
信息化手段
课中
60分钟
15分钟
15分钟
一、学生小组讨论并完成一级圆柱斜齿齿轮减速器套筒零件图的绘制，教师实时指导
二、小组代表汇报并小结，教师实时评价
三、教师归纳总结套筒类零件的结构特点及表达方案，绘制剖视图的方法，标注尺寸的方法，标注尺寸公差、几何公差、表面结构等技术要求的方法，绘制套筒类零件图的方法及步骤。
讨论法
任务驱动法
归纳总结法
归纳总结法
课后
一、拓展练习与自我评价
二、考核评价与任务布置
根据学生提交的实施任务和拓展任务的质量进行评价并预习项目3中任务1的相关知识
讲解法
教学反思
教研室主任签名
累计课时
2
《机械制图》学习领域教案
NO：
6
班级
电气1-5班
周次
13
时间
2020年10月9日26日27日
节次
5-8/5-8
课程思政
1.人生自古谁无死，留取丹心照汗青。
——文天祥
2.先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。
——范仲淹
导学问题
1.简述组合体的组合形式及其表面的过渡关系与投影特性？
2.简述组合体三视图的画图方法及步骤？
3.简述组合体三视图标注尺寸的方法及步骤？
4.什么形体分析法？
教学内容
项目3轮盘类零件三视图与零件图的绘制
任务1减速器透盖三视图的绘制
课时
2
教学目标
通过绘制如图3-1-1所示的一级圆柱斜齿齿轮减速器透盖的三视图，让学生了解组合体的类型和组合方式，能正确分析组合体表面连接过渡关系和表面交线形式；理解形体分析法的含义及作用，能熟练运用形体分析法对组合体进行形体分析；掌握组合体主视图的选择方法、组合体三视图的绘制和尺寸标注方法与步骤，按时完成率90%以上，正确率达到80%以上。
教学重点
与难点
教学重点：
组合体的基本概念、组成方式，组合体各表面的过渡关系及其特性，组合体三视图的画图方法及步骤和尺寸标注的方法与步骤。
教学难点：
轮盘类零件三视图的绘制与尺寸标注方法与步骤。
教学设计与组织
教学地点
多媒体教室（机房）
教学仪器设备
计算机与投影仪和手机
教学环节
教学内容与资源
方法手段
课前
根据教学资源库实训任务的要求与目标，学习规定内容并进行课前检测与实践。
任务驱动
翻转课堂
信息化手段
课中
60分钟
15分钟
15分钟
一、学生小组讨论并完成一级圆柱斜齿齿轮减速器透盖三视图的绘制和尺寸标注，教师实时指导
二、小组代表汇报并小结，教师实时评价
三、教师归纳总结轮盘类零件的结构特点及其三视图的绘制与尺寸标注方法与步骤。
讨论法
任务驱动法
归纳总结法
归纳总结法
升级会员 