第一篇：MEMS微机电系统考试总结
1、微机电制造工艺有哪些，及其主要技术特征是哪些？
目前，常用的制作微机电系统器件的技术主要有三种。
第一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段，即利用大机器制造小机器，再利用小机器制造微机器的方法。
第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工，形成硅基微机电系统器件。
第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻、电铸和塑铸)技术，它是利用X射线光刻技术，通过电铸成型和塑铸形成深层微结构的方法。
上述第二种方法与传统IC工艺兼容，可以实现微机械和微电子的系统集成，而且适合于批量生产，已经成为目前微机电系统的主流技术。LIGA技术可用来加工各种金属、塑料和陶瓷等材料，并可用来制做深宽比大的精细结构(加工深度可以达到几百微米)，因此也是一种比较重要的微机电系统加工技术。LIGA技术自八十年代中期由德国开发出来以后得到了迅速发展，人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微加速度计、微射流计等。第一种加工方法可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置，如微型机器人、微型手术台等。
2、在微机电系统制造过程中，常用的材料有哪几种，每一种材料的优缺点。陶瓷、金属、硅材料。常用的是硅。硅的优点？回答出主要特征。答：压电材料、记忆合金、巨磁材料、半导体材料：硅及其化合物等
电致伸缩材料：压电陶瓷、氧化锌、石英等 磁致伸缩材料：镍钛合金
压电材料的优点
1、充当容性负载, 在静态操作时需要非常小的功率,简化电源需求。
2、充当容性负载,需要非常小的功率在静态操作,简化电源需求。
3、可达到大约1/1000的张力
记忆合金的优点
1、产生很大的力
2、比着其他材料有很大的变形
3、没有污染和噪声 缺点 1 延迟效应
2、根据专门的应用必须分类
硅是用来制造集成电路的主要原材料。由于在电子工业中已经有许多实用硅制造极小的结构的经验，硅也是微机电系统非常常用的原材料。硅的物质特性也有一定的优点。单晶体的硅遵守胡克定律，几乎没有弹性滞后的现象，因此几乎不耗能，其运动特性非常可靠。此外硅不易折断，因此非常可靠，其使用周期可以达到上兆次。一般微机电系统的生产方式是在基质上堆积物质层，然后使用平板印刷和蚀刻的方法来让它形成各种需要的结构。硬度非常强，相对较轻
3、在制造微机电系统时，其中最主要的环节是框架，主要由哪几种工艺，每一种工艺的条件制作薄膜有几种工艺，每一种工艺的优缺点。
硅表面微机械加工技术包括制膜工艺和薄膜腐蚀工艺。制膜工艺包括湿法制膜和干式制膜。湿法制膜包括电镀（LIGA工艺）、浇铸法和旋转涂层法、阳极氧化工艺。其中LIGA工艺是利用光制造工艺制作高宽比结构的方法，它利用同步辐射源发出的X射线照射到一种特殊的PMMA感光胶上获得高宽比的铸型，然后通过电镀或化学镀的方法得到所要的金属结构。干式制膜主要包括CVD（Chemical Vapor Deposition）和PVD（Physical Vapor Deposition）。薄膜腐蚀工艺主要是采用湿法腐蚀，所以要选择合适的腐蚀液。
3、在制造微机电系统时，其中最主要的环节是frame，主要由哪几种工艺，每一种工艺的条件 制作薄膜有几种工艺，每一种工艺的优缺点。答：标准工艺有体硅工艺和表面工艺。体硅工艺：
1、定义键合区；光刻，刻蚀键槽。
2、扩散参杂；离子注入形成接触区，用于轻掺杂沉底。
3、形成金属电极；光刻，腐蚀玻璃形成浅槽，溅射Ti/Pt/Au，剥离形成金属电极。
4、硅/玻璃阳极键合；双面对准，误差5um。
5、硅片减薄；减薄（80-100um）KOH腐蚀，机械减薄，玻璃面划片。
6、ICP刻蚀；溅射AI，光刻，刻蚀AI，IPC刻蚀Si，释放结构。表面工艺：
1、上层电极；淀积氧化硅，淀积氮化硅，淀积多晶硅，光刻，掩模，刻蚀多晶硅。
2、下层电极：淀积氧化硅，淀积氮化硅，淀积多晶硅，光刻，掩模，刻蚀多晶硅。
3、牺牲层：淀积PSG，光刻，刻蚀PSG。
4、刻蚀支撑点：光刻，刻蚀PSG。
5、淀积多晶硅：点击多晶硅，应力调整。
6、刻蚀多晶硅：光刻，刻蚀多晶硅。
7、释放结构：牺牲层腐蚀，防粘附处理。制作薄膜方法:
1、2、化学沉积：源材料通过化学反应生成所材料沉积到沉底表面。（气相和液相）物理沉积：源材料直接转移到沉底表面形成薄膜。（通常为气相淀积）
制作薄膜工艺：PVD工艺，CVD工艺； PVD工艺：物理气相沉积（PVD）；
基本原理：在真空状态下，加热源材料，是原子或分子从源材料表面逸出从而在衬底上生长薄膜的方法。优点：
设备简单、操作容易、薄膜纯度高、成膜速率快。缺点：
薄膜与衬底附着力小、台阶覆盖差。CVD工艺：
特点：反应物和副产物为气体，成膜速度快，薄膜的成分精确可控，淀积膜结构完整、致密，与衬底粘附性好，极佳的台阶覆盖能力，可以获得平滑的沉积表面，CVD某些成膜温度远低于体材料的熔点，可得到高纯度、结晶完全的膜层。
第四题：简单的回答题
10分 如何来制作一个悬臂梁？工艺有哪些？主要考牺牲层工艺。答：
第1 步,在清洗后的硅约束基底上长215 μm厚的PSG膜。
第2 步,利用光刻得到制作覆盖在PSG表面的用于刻蚀PSG膜的掩模1 ,采用等离子干法刻蚀方 法(RIE ,Reactive Ion Etch)刻蚀PSG膜。
第3 步,利用光刻得到制作覆盖在PSG表面的用于沉积氮化硅(SiNx)和铝(Al)膜的掩模2。第4 步,利用掩模2 ,在硅约束基底和PSG膜上长0.5μm 厚的氮化硅(SiNx)膜。第5 步,在氮化硅(SiNx)膜上溅射0.3 μm 厚铝膜,形成双材料梁。第6 步,最后把余留的光刻胶和其上的Au 一起去除,最后,牺牲层的释放。
工艺：备片，淀积，退火。光刻，刻蚀，去胶，光刻，淀积，退火，溅射，去胶，释放。
MEMS 可变电容的制作工艺中的牺牲层释放
牺牲层技术：是制造表面微机械结构的关键与核心技术,所谓牺牲层技术就是利用不同材料在1 种腐蚀液(或腐蚀气体)中腐蚀速率的巨大差异,选择性的腐蚀去掉结构层薄膜下面的1 层材料(即牺牲层材料),从结构层下面将牺牲层选择性的腐蚀掉,留下的结构层与衬底表面分开(这一步腐蚀牺牲层工艺一般称之为释放),形成了表面距离等于牺牲层厚度的悬空梁结构。牺牲层技术的关键在于牺牲层材料及腐蚀液,要使该腐蚀液对牺牲层腐蚀得很快而对牺牲层上、下方的结构膜材料腐蚀得很慢,二者的腐蚀速率之比越大,机构膜层受影响就越小,实现 的机构就越精确与理想。
4、所谓“表面牺牲层”技术，即在形成微机械结构的空腔或可活动的微结构过程中，先在下层薄膜上用结构材料淀积所需的各种特殊结构件，再用化学刻蚀剂将此层薄膜腐蚀掉，但不损伤微结构件，然后得到上层薄膜结构（空腔或微结构件）。由于被去掉的下层薄膜只起分离层作用，故称其为牺牲层
尺寸效应：所谓的尺寸效应是指在经典宏观规律适用的条件下，结构和器件的性能随特征尺度减小发生的变化。尺寸效应对MEMS的影响：在当前MEMS所能达到的尺度下，宏观世界基本的物理规律仍然起作用，但由于尺寸缩小带来的影响，许多物理现象与宏观世界有很 大区别，相应物理量的作用可能发生急剧变化，而且与尺寸不一定成线性关系。原先在宏观结构中占主导作用的物理量在微结构和器件中的作用可能下降，而另一些 次要作用力却上升到主导地。
凝胶：柔软而具有一定强度，在溶剂中不溶解，加热不熔化的轻度化学交联的聚合物。压电材料：压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
硅片键合技术：硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法。
第二篇：MEMS微机电系统总结
一，简答题
1，微机电制造工艺及每种工艺的用途、技术特征或者步骤
微电子集成工艺是基础。此外，它们主要是体微加工技术、微表面加工技术、高深度比微加工技术、组装与键合技术、超微精密加工技术。
（1），体微加工技术是为制造三维结构而发展起来的，即按照设计图形在硅片上有选择的去除一部分硅材料，形成微机械结构。体微加工技术的关键技术是刻蚀，它包括干法和湿法刻蚀。
（2），表面微加工技术是以硅为基片，通过淀积与光刻形成多层薄膜图形，再把下层的牺牲层经刻蚀去除，保留上面的结构图形的加工方法。表面微加工不同于体加工，它不对基片本身进行加工。在基片上有淀积的薄膜，它们被有选择的保留或者去除以形成所需的图形。表面微加工的主要工艺是湿法刻蚀、干法刻蚀和薄膜淀积。牺牲层的刻蚀是表面微加工的基础。表面微加工技术的步骤：首先在基片上淀积绝缘层和牺牲层，然后淀积结构层，经光刻得到微结构图形。对此进行湿法刻蚀，把牺牲层sio2去除，便可得到无支撑的微结构。（3），高深度比微加工技术
LIGA技术被认为是最佳高深度比的微加工技术，加工宽度为几微米，深度高达1000um.且可实现微器件的批量生产。该技术的优点是能制造三维微结构器件，获得的微结构具有较大的深度比和精细的结构，侧壁陡峭，表面平整，它是X光深层光刻、微电铸和微塑铸三种工艺的有机结合。LIGA技术的主要工艺：X光掩膜制造、X光深度光刻技术和微铸电技术。(4).键合技术
上述工艺制造的微构件都是通过键合技术来制成微机械的器件，键合技术组要分为硅熔融键合和静电键合两种
2．微机电制造过程中常用的材料及其优缺点。陶瓷、金属、硅材料。常用的是硅。硅的优点？回答出主要特征。
根据应用场所，微机电系统的制作材料分为 微结构材料、微制动材料 和 微传感器材料。根据材料性能，微机电系统的制作材料分为 结构材料 功能材料
智能材料
MEMS 常用材料
半导体材料：硅及其化合物等。
硅：特殊的晶体结构使其具有各项异性，通过掺杂获得的p型硅和n型硅具有不同的导电性能和机械性能。
储量丰富，成本低；材质的内含杂质极少，易于提纯，纯型硅的杂质含量可降至十亿分之一，因而本身的内耗少，力学性能稳定。硅材料质量轻，密度是不锈钢的 1／3.5。弯曲强度高，为不锈钢的3.5倍。硅的熔点高（1400），约为铝的两倍，高熔点使其具有良好的高温稳定性。硅的热膨胀系数比钢小8倍，比铝小10倍。
具有很好的导热性，是不锈钢的5倍。
机械品质因数可高达 1000000，硅没有机械迟滞性能，是理想的传感器和致动器材料。
与微电子集成电路工艺兼容，易与微机械和微电子线路集成；便于实现批量化生产。硅氧化物：掺杂破坏的纯硅材料电子的平衡，促使电子流动加剧，导电性能得到提高。掺杂浓度越高，电阻率越低，越容易导电，多晶硅的特点
1、具有较宽的工作温度范围（－60度～＋300度）；
2、可调的电阻率特性；
3、可调的的温度系数；
4、较高的应变灵敏系数及容易调整。
5、与单晶硅压阻膜相比，多晶硅压阻膜可以在不同的材料衬底上制作,而且可以更有效地抑制温度漂移，有利于长期稳定性的实现。电致伸缩材料：压电陶瓷、氧化锌、石英等。
压电陶瓷：用于致动器和传感器元件的压电陶瓷，具有价廉、质轻小巧、易于与基体结合、响应速度快等优点。此外，它对结构的动力学特性的影响很小，并且通过分布排列可实现大规模的结构驱动，因而具有较强的驱动能力和控制作用。
由于压电陶瓷具有微小位移且精度高这一突出优势，适应微机械、微机器人微小位移控制的要求，用作压电驱动器是比较理想的。压电陶瓷的极限应变小，目前还不能作为结构材料。具有较高的饱和磁致伸缩系数，即当磁化饱和时，材料沿磁化方向的伸缩比 较大，其值约为
微应变。磁致伸缩材料：镍铁合金等。
磁致伸缩材料在磁场中的伸缩量很小，可以用在微机电系统中作为驱动器（磁－机转换）和接收器（机－磁转换）等。形状记忆材料：镍钛合金等。其它：特殊功能聚合物、复合材料及人工构造薄膜材料、电流变液或磁流变液材料、纳米相材料等。
硅的优点：微机械加工技术源于微电子集成制造,所以在微机电系统中，硅是最常用的材料。硅属硬脆材料，同时也有一定的弹性。硅材料常分为单晶硅、多晶硅和非晶硅。单晶硅具有良好的机械、物理性质，其机械品质因数可高达106数量级，滞后和蠕变极小。多晶硅薄膜与单晶硅有相近的敏感特性、机械特性，它在微机械加工中多用作中间加工层材料。硅具有良好的机电合一特性。它既有足够的机械强度，又有优良的电性能，便于实现机电器件的集成化。硅的加工精度比较高，容易生成绝缘薄膜。硅具有多种优异的传感特性，如压阻效应、霍尔效应等。硅材料质量轻，密度为不锈钢的1/3，而弯曲强度却为不锈钢的3.5倍，它具有高的强度密度比和高的刚度密度比。大部分微机械传感器都使用硅制作的另一个重要理由是应用硅微机械加工技术可以制作出尺寸从亚微米到毫微米级的微元件和微机构，并且可达到极高的加工精度。
3．在制造微机电系统时，其中最主要的环节是框架，主要由哪几种工艺构成的，每一种工艺的条件，制作薄膜有几种工艺，每一种工艺的优缺点。答：标准工艺有体硅工艺和表面工艺。体硅工艺：
1、定义键合区；光刻，刻蚀键槽。
2、扩散参杂；离子注入形成接触区，用于轻掺杂沉底。
3、形成金属电极；光刻，腐蚀玻璃形成浅槽，溅射Ti/Pt/Au，剥离形成金属电极。
4、硅/玻璃阳极键合；双面对准，误差5um。
5、硅片减薄；减薄（80-100um）KOH腐蚀，机械减薄，玻璃面划片。
6、ICP刻蚀；溅射AI，光刻，刻蚀AI，IPC刻蚀Si，释放结构。表面工艺：
1、上层电极；淀积氧化硅，淀积氮化硅，淀积多晶硅，光刻，掩模，刻蚀多晶硅。
2、下层电极：淀积氧化硅，淀积氮化硅，淀积多晶硅，光刻，掩模，刻蚀多晶硅。
3、牺牲层：淀积PSG，光刻，刻蚀PSG。
4、刻蚀支撑点：光刻，刻蚀PSG。
5、淀积多晶硅：点击多晶硅，应力调整。
6、刻蚀多晶硅：光刻，刻蚀多晶硅。
7、释放结构：牺牲层腐蚀，防粘附处理。制作薄膜方法:
1、2、化学沉积：源材料通过化学反应生成所材料沉积到沉底表面。（气相和液相）
物理沉积：源材料直接转移到沉底表面形成薄膜。（通常为气相淀积）
制作薄膜工艺：PVD工艺，CVD工艺； PVD工艺：物理气相沉积（PVD）；
基本原理：在真空状态下，加热源材料，是原子或分子从源材料表面 逸出从而在衬底上生长薄膜的方法。优点：
设备简单、操作容易、薄膜纯度高、成膜速率快。缺点：
薄膜与衬底附着力小、台阶覆盖差。CVD工艺： 特点：反应物和副产物为气体，成膜速度快，薄膜的成分精确可控，淀积膜结构完整、致密，与衬底粘附性好，极佳的台阶覆盖能力，可以获得平滑的沉积表面，CVD某些成膜温度远低于体材料的熔点，可得到高纯度、结晶完全的膜层。
4.如何来制作一个悬臂梁？工艺有哪些？主要考牺牲层工艺。答：
第1 步,在清洗后的硅约束基底上长215 μm厚的PSG膜。
第2 步,利用光刻得到制作覆盖在PSG表面的用于刻蚀PSG膜的掩模1 ,采用等离子干法刻蚀方 法(RIE ,Reactive Ion Etch)刻蚀PSG膜。
第3 步,利用光刻得到制作覆盖在PSG表面的用于沉积氮化硅(SiNx)和铝(Al)膜的掩模2。第4 步,利用掩模2 ,在硅约束基底和PSG膜上长0.5μm 厚的氮化硅(SiNx)膜。第5 步,在氮化硅(SiNx)膜上溅射0.3 μm 厚铝膜,形成双材料梁。
第6 步,最后把余留的光刻胶和其上的Au 一起去除,最后,牺牲层的释放。
工艺：备片，淀积，退火。光刻，刻蚀，去胶，光刻，淀积，退火，溅射，去胶，释放。
MEMS 可变电容的制作工艺中的牺牲层释放
牺牲层技术：是制造表面微机械结构的关键与核心技术,所谓牺牲层技术就是利用不同材料在1 种腐蚀液(或腐蚀气体)中腐蚀速率的巨大差异,选择性的腐蚀去掉结构层薄膜下面的1 层材料(即牺牲层材料),从结构层下面将牺牲层选择性的腐蚀掉,留下的结构层与衬底表面分开(这一步腐蚀牺牲层工艺一般称之为释放),形成了表面距离等于牺牲层厚度的悬空梁结构。牺牲层技术的关键在于牺牲层材料及腐蚀液,要使该腐蚀液对牺牲层腐蚀得很快而对牺牲层上、下方的结构膜材料腐蚀得很慢,二者的腐蚀速率之比越大,机构膜层受影响就越小,实现 的机构就越精确与理想。二 概念题
1．尺寸效应：所谓的尺寸效应是指在经典宏观规律适用的条件下，结构和器件的性能随特征尺度减小发生的变化。
2.微机电系统： 微机电系统是由关键尺寸在亚微米至亚毫米范围内的电子和机械元件组成的器件或系统，它将传感、处理与执行融为一体，以提供一种或多种特定功能。
3.凝胶：柔软而具有一定强度，在溶剂中不溶解，加热不熔化的轻度化学交联的聚合物。4.压电材料：压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
5.硅片键合技术：硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法。阳极键合
阳极键合又称静电键合或场助键合。阳极键合技术可将硅与玻璃、金属及合金在静电场作用下键合在一起，中间勿需任何粘接剂。键合界面具有良好的气密性和长期稳定性。阳极键合技术已被广泛使用。硅与玻璃的键合可公大气或真空环境下完成。键合温度为180一500℃，接近于玻璃的退火点，但在玻璃的熔点(500一900℃)以下。
三 计算题
悬臂梁陈述制作工艺。悬臂梁制作加速度计，测量原理。定量说明梁的弯曲与加速度的关系。MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加速度计就是使用MEMS技术制造的加速度计。由于采用了微机电系统技术，使得其尺寸大大缩小，一个MEMS加速度计只有指甲盖的几分之一大小。MEMS加速度计具有体积小、重量轻、能耗低等优点。
梳状驱动电极。静电力梳状驱动电极理论上推导出力和能量之间的关系。
梳状驱动器操作通过使用边缘领域拉一套驱动到其他驱动里。在微机电系统梳状驱动器是其中较为常见的致动器。
第三篇：微机电系统心得体会
微机电系统心得体会
万琼声
电子工程学院，2011211205班，2011211047
这个学期我们学习了微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System），这门课主要介绍了MEMS的理论基础，MEMS材料、加工工艺和检测技术，传感器和执行器，MEMS器件及其系统。对这个之前很陌生的领域有了一定程度上的了解。
微机电系统是微米大小的机械系统，其中也包括不同形状的三维平板印刷产生的系统。这些系统的大小一般在微米到毫米之间。在这个大小范围中日常的物理经验往往不适用。比如由于微机电系统的面积对体积比比一般日常生活中的机械系统要大得多，其表面现象如静电、润湿等比体积现象如惯性或热容量等要重要。它们一般是由类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等技术制造的。其中包括更改的硅加工方法如压延、电镀、湿蚀刻、干蚀刻、电火花加工等等。
微机电系统是一种先进的制造技术平台。它是以半导体制造技术为基础发展起来的。MEMS技术采用了半导体技术中的光刻、腐蚀、薄膜等一系列的现有技术和材料，因此从制造技术本身来讲，MEMS中基本的制造技术是成熟的。但MEMS更侧重于超精密机械加工，并要涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。它的学科面也扩大到微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理学的各分支。
微机电系统具有体积小、重量轻、功耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等优点。微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米级，自八十年代中后期崛起以来发展极其迅速，被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域，将成为21世纪新的国民经济增长点和提高军事能力的重要技术途径。
微机电系统的出现和发展是科学创新思维的结果，使微观尺度制造技术的演进与革命。微机电系统是当前交叉学科的重要研究领域，涉及电子工程、材料工程、机械工程、信息工程等多项科学技术工程，将是未来国民经济和军事科研领域的新增长点。
MEMS发展的目标在于，通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务，也可嵌入大尺寸系统中，把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化，对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术、国防和科学发展产生重大影响。人们不仅要开发各种制造MEMS的技术，更重要的是如何将MEMS技术与航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域相结合，制作出符合各领域要求的微传感器、微执行器、微结构等MEMS器件与系统。根据维基百科的描述，MEMS研究人员使用一系列的工程软件工具来对他们的设计进行仿真和原型测试。MEMS设计中经常用到有限元分析。对动态力，热度等等的仿真可以通过ANSYS，COMSOL、IntelliSuite和CoventorWare-ANALYZER等软件来实现。其他软件，比如ConvertorWare-ARCHITECT和MEMS-PRO，被用来开发更适合加工制造的产品布局，甚至用来仿真嵌入型的MEMS系统。当原型机开发完成后，研究人员能够用各种仪器比如激光多普勒扫描振动计，显微镜，频闪观测仪等来对它们进行测试。
随着时间的推移和技术的逐步发展，MEMS所包含的内容正在不断增加，并变得更加丰富。世界著名信息技术期刊《IEEE论文集》在1998年的MEMS专辑中将MEMS的内容归纳为：集成传感器、微执行器和微系统。人们还把微机械、微结构、灵巧传感器和智能传感器归入MEMS范畴。制作MEMS的技术包括微电子技术和微加工技术两大部分。微电子技术的主要内容有:氧化层生长、光刻掩膜制作、光刻选择掺杂(屏蔽扩散、离子注入)、薄膜(层)生长、连线制作等。微加工技术的主要内容有:硅表面微加工和硅体微加工(各向异性腐蚀、牺牲层)技术、晶片键合技术、制作高深宽比结构的LIGA技术等。利用微电子技术可制造集成电路和许多传感器。微加工技术很适合于制作某些压力传感器、加速度传感器、微泵、微阀、微沟槽、微反应室、微执行器、微机械等，这就能充分发挥微电子技术的优势，利用MEMS技术大批量、低成本地制造高可靠性的微小卫星。
MEMS技术是一个新兴技术领域，主要属于微米技术范畴。MEMS技术的发展已经历了10多年时间，大都基于现有技术，用由大到小的技术途径制作出来的，发展了一批新的集成器件，大大提高了器件的功能和效率，已显示出了巨大的生命力。MEMS技术的发展有可能会像微电子一样，对科学技术和人类生活产生革命性的影响，尤其对微小卫星的发展影响更加深远，必将为大批量生产低成本高可靠性的微小卫星打开大门。
作为一名学习电子工程的学生，我觉得MEMS技术将会成为造福人类的新技术，具有划时代的意义，坚信在不久的将来，MEMS技术将会运用在我们生活的各个角落，也将极大地便利我们的生活，提高我们的生活水平，简化我们的生活方式。因此，我们需要给予这门技术足够的关注和信心，投身于这项发展人类文明的事业中去，世界的未来掌握在我们手中，我们要肩负起我们应有的责任，不仅仅满足个人温饱，还要将视野放宽全球，不能局限在这个狭小的知识网络里面，更不能安于现状，要勇于开拓创新，要将自己的最后一份力也用在造福全人类上。
最后，感谢老师这个学期的悉心教导！
第四篇：机电一体化系统
机电一体化系统
多选题
CNC控制体统综合应用了（）技术。正确答案：ABCD CNC控制系统的基本组成包括（）。正确答案：ABCDE FR-A500变频器常用的外置选件可能有（）。正确答案：ABCDE PLC常用的编程元件有（）。正确答案：ABCDE PLC可以分为（）结构形式。正确答案：ABCDE PLC指令分为（）。正确答案：ABCD 步进电机可以为（）。正确答案：ABCDE 采用PWM技术的逆变器具具有（）特点。正确答案：ABCD 齿轮传动的优点有（）。正确答案：ABCDE 当PLC用于开关量逻辑程序控制时，其执行过程可分为（）。正确答案：ABCDE 电力电子器件有（）特点。正确答案：ABCDE 电气控制系统设计的步骤包括（）。正确答案：ABCDE 多选题
工业上所使用的机电一体化控制系统一般由（）组成。正确答案：ABCD 光电编码器的信号输出形式有（）。正确答案：ABCDE 光电编码器的信号输出形式有（）。正确答案：ABCDE 光栅内部由（）组成，正确答案：ABCDE 滚珠丝杠副的有点有（）。正确答案：ABCDE 恒量PLC性能的主要技术指标有（）。正确答案：ABCD 机电一体化包括（）。正确答案：ABCDE 机电一体化的优点有（）。正确答案：ABCD 基本单元加扩展型PLC是机电一体化产品常用的PLC，它由（）组成。正确答案：ABCDE 交流电机具有（）优点。正确答案：ABCDE 交流伺服驱动器常用的DO信号有（）。正确答案：ABCDE 交流伺服驱动系统硬件组成包括（）。正确答案：ABCDE 开环CNC属于经济性产品，一般无内置PLC，I/O信号直接连接到CNC的接口上，通常需要（）基本输入信号。正确答案：ABCDE
气动控制系统有一些基本的回路组成，包括（）。正确答案：ABCDE
数控机床种类繁多，包括（）。正确答案：ABCDE
无论就爱那个一个系统分解为多少子系统，都必须具备（）基本要素，才能称之为“机电一体化系统”，否则只能是一正确答案：ABCD
下列哪些属于FX系列PLC计数器（）。正确答案：ABCDE 现代工业自动化技术的4大支柱是（）。正确答案：ABCD 直线滑动导轨的截面形状常用的有（）。正确答案：ABCD
单选题：
∑Ⅱ操作单元分为（）个区域。正确答案：B
∑Ⅱ操作单元分为（）种显示模式。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.02，其对应报警名称为（）。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.03，其对应报警名称为（）正确答案：B
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.04，其对应报警名称为（）正确答案：C
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.05，其对应报警名称为（）。正确答案：D
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.30，其对应报警名称为（）。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.32，其对应报警名称为（）正确答案：B
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.33，其对应报警名称为（）正确答案：C
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.40，其对应报警名称为（）。正确答案：D
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b1，其对应报警名称为（）。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b2，其对应报警名称为（）正确答案：B
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.bF，其对应报警名称为（）正确答案：C
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.C1，其对应报警名称为（）。正确答案：D
∑Ⅱ系列驱动器的DI输入信号ON电流可能为（）mA。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un000，代表（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un001，代表（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un002，代表（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00A，代表（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00B，代表（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00C，代表（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00D，代表（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un012，代表（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un013，代表（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un014，代表（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un015，代表（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器集电极开路输出响应时间可能为（）ms。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-25/26，其作用是（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-27/28，其作用是（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-29/30，其作用是（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-31/32，其作用是（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-40，其作用是（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-41，其作用是（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-42，其作用是（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-43，其作用是（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列伺服电机型号为SGMPH01AAA2S，由型号可知，该电机额定电压为（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列伺服驱动器控制凡事设定参数参数号为Pn301，其对应参数名称为（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列伺服驱动器型号为SGDM-01ADAR，由型号可知，该驱动器输入电压等级为（）V。正确答案：B CNC键盘简称为（）。正确答案：A CNC一次在不同的场合使用具有（）种不同的含义。正确答案：C CNC主轴控制包括（）方面内容。正确答案：B
FR-700系列S形加减速分为（）种方式。正确答案：D FR-A700系列变频的的参数Pr570=0时，负载类型为（）。正
确答案：A
FR-A700系列变频器的连接端端子号为FU，其意义代表（）。
正确答案：A
FR-A700系列变频器的连接端端子号为IPF，其意义代表（）。
正确答案：D
FR-A700系列变频器的连接端端子号为OL，其意义代表（）。
正确答案：C
FR-A700系列变频器的连接端端子号为RES，其意义代表（）。
正确答案：D
FR-A700系列变频器的连接端端子号为STF，其意义代表（）。
正确答案：A
FR-A700系列变频器的连接端端子号为STOP，其意义代表（）。
正确答案：C
FR-A700系列变频器的连接端端子号为STR，其意义代表（）。
正确答案：B
FR-A700系列变频器的连接端端子号为SU，其意义代表（）。
正确答案：B
FR-A700系列变频器若想反转禁止PU操作，则需要将Pr78参数
设定为（）。D
FS-0iC/0iD的特点有（）。正确答案：D
FX1S基本单元有（）种规格。正确答案：D FX3U基本单元有（）种规格。正确答案：C
FX系列PLC的输入OFF电流可能为（）mA。正确答案：A
FX系列PLC继电器输出电阻负载功率可能为（）W/点。正确答案：A FX系列PLC是日本三菱公司在F系列PLC基础上发展起来的小型PLC产品，主要由（）种基本型号，D PLC常用的编程语言有（）。正确答案：D PLC的功能有（）。正确答案：D PLC的输入电源通常有（）种。正确答案：B PLC的梯形图程序可用等效继电器控制线路进行描述。等效工作电路图分为（）部分组成。正确答案：C PWM控制逆变具有（）优点。正确答案：D STEPDRIVE C/C+步进驱动器由（）组成。正确答案：D 安川驱动器的参数功能与现实形式分为（）类。正确答案：B 按照功能区分，机械手可分为（）种。正确答案：D 按照控制信号的传递方式不同，液压伺服系统可分为（）种。正确答案：C 闭环CNC连接包括（）。正确答案：D 变频控制线性加速可分为（）种方式。正确答案：B 变频器操作模式一般分为（）种。正确答案：C 不仅驱动系统包括（）部分组成。正确答案：B 步进驱动器的输入来自位置控制装置的指令脉冲，输出连接到电机绕组，这样的驱动器应具有（）功能。正确答案：D 磁栅由（）组成。正确答案：D 磁栅由（）组成。正确答案：D 从用途上说，机电一体化传感器可归纳为（）。正确答案：D 从用途上说，机电一体化传感器可归纳为（）。正确答案：D 当触发角a=0时，整流输出电压为最大值（）U。正确答案：C 德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是（）。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是（）。正确答案：B 等效工作电路图中的输入部分由（）部分组成。正确
答案：B
根据受力情况，滚珠导轨分为（）种。正确答案：B 根据输入信号的方式不同，伺服阀分为（）种。正确答案：B 功率MOSFET的优点有（）。正确答案：D
钩刀机械手换刀一次所需的基本动作分为（）步。正确答案：C
光栅常用的输出信号有（）。正确答案：D 光栅常用的输出信号有（）。正确答案：D
滚珠丝杠的精度等级分为（）各等级。正确答案：C 机电一体化产品是电子控制与机械装置的结合物，在产品设计时突出体现了（）个方面的思想。正确答案：B
机电一体化机械系统通常包括（）部分组成。正确答案：C
机电一体化控制装置包括（）。正确答案：D
机电一体化设备使用的驱动器可分为（）种。正确答
案：B
机械手一般由（）部分组成。正确答案：D
机械装置的运动要素包括（）。正确答案：D
机械装置的运动要素包括（）。正确答案：D
交流伺服驱动系统的优点有（）。正确答案：D
较常用的双螺母消除间隙的方法有（）种。正确答案：C 接近开关的输出线一般有（）种。正确答案：C 接近开关的输出线一般有（）种。正确答案：C 接近开关的特点有（）。正确答案：D 接近开关的特点有（）。正确答案：D
禁区保护包括（）。正确答案：D
控制系统的安全性包括（）方面。正确答案：B 利用液压缸传位实现定位的转塔刀架动作次序分为()部。正确答案：D 内置扩展选件与附件包括（）。正确答案：D 逆变电路可以采用（）基本形式。正确答案：D 气动马达分类包括（）。正确答案：D 驱动控制分为（）类。正确答案：B 若变频器操作错误代号为CP代表（）。正确答案：C 若变频器操作错误代号为Er.1代表（）。正确答案：A 若变频器操作错误代号为PS代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.CPU代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.EP代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.LF代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.THT代表（）。正确答案：A 弱变频器今报显示代号为E.OC1代表（）。正确答案：A 数控装置包括（）。正确答案：D 伺服驱动器的给定输入包括（）类。正确答案：B 系统设定包括（）个阶段。正确答案：B 下列哪个∑Ⅱ系列驱动器报警显示对应报警名称不是“绝对编码器初始化、通信错误”（）。正确答案：D 显像管显示器简称为（）。正确答案：B 液晶显示器简称为（）。正确答案：C 已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的辅助标记为（A）。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的输入电压等级为（A）。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的系列号为（A）。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品控制电机功率为（B）。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品性能为（A）。
运动保护功能包括（）。正确答案：D
运动控制包括（）方面内容。正确答案：B
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板
上，（）按钮用于带锁旋钮。正确答案：D在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于换刀。正确答案：A
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于机床或CNC关闭按钮。正确答案：B 在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于机床或CNC启动按钮。正确答案：A 在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于进给保持。正确答案：D
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于冷却。正确答案：B
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于润滑。正确答案：C
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于循环启动。正确答案：C
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴点动。正确答案：D
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴反转。正确答案：B在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴停止。正确答案：C
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴正转。正确答案：A
在部分CNC上，为了能够在驱动器发生故障时，停止CNC运行，可能需要使用（）互锁输入信号。正确答案：D
在进行光栅信号处理时需要注意（）。正确答案：D 在进行光栅信号处理时需要注意（）。正确答案：D
直线滚动导轨副分（）个等级。正确答案：D
指令代码中AND代表（）。正确答案：B 指令代码中ANI代表（）。正确答案：C 指令代码中LD代表（）。正确答案：A 指令代码中OR代表（）。正确答案：D 指令一般由（）部分组成。正确答案：B 轴安全保护功能包括（）方面。正确答案：B 主轴位置控制包括（）。正确答案：D 自动换刀装置是数控机床加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，包括（）。D
判断
∑Ⅱ系列驱动器的内部参数不可以通操作单元显示、模拟量输出等方式进行监控。正确答案：B 50MHz以上的频段的电磁干扰一般可用“零相电抗器”消除。正确答案：B CNC的轮廓控制能力被称为CNC的轴控制功能。正确答案：B CNC可通过反向奸细补偿、螺距误差补偿等功能对机械传动装置的间隙、丝杠的螺纹误差进行自动补偿。正确答案：A CNC一词在广义上代表一种控制系统的实体。正确答案：B CNC一词在狭义上代表一种控制技术。正确答案：B CNC坐标轴控制能力被称为CNC的插补功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有Cs轴控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有定向准停功能。
FS-0iC/0iD不具有加工禁区功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有内置PMC功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有前瞻控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有倾斜轴控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有任意位置定位功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有软件限位功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有双电机驱动功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有同步控制功能。正确答案：B FX1N和FX2N系列PLC均可以进行AC100V输入/上相晶闸管输出。正确答案：B FX1S和FX3U系列PLC均具有高速计数、定位模块。正确答案：B FX系列PLC晶体管输出最小负载为2mA/DC5V。正确答案：B I/O扩展单元用来增加PLC的I/O点。正确答案：B I/O扩展模块是PLC的核心。正确答案：B KND100CNC具刚性攻丝功能。正确答案：B KND100CNC具有Cs轴控制功能。正确答案：B KND100CNC具有定向准停功能。正确答案：B KND100CNC具有加工禁区功能。正确答案：B KND100CNC具有内置PMC功能。正确答案：B KND100CNC具有前瞻控制功能。正确答案：B
KND100CNC具有倾斜轴控制功能。正确答案：B KND100CNC具有任意位置定位功能。正确答案：B KND100CNC具有双电驱动功能。正确答案：B KND100CNC具有同步进控制功能。正确答案：B
KND100M&KND100T的连接器XS54用于面板输入连接。正确答案：B
KND100M&KND100T的连接器XS56用于机床输入连接。正确答案：B
KOYO接近开关主要分为电感式和电容式。正确答案：A KOYO接近开关主要分为电感式和电容式。正确答案：A
PLC控制系统有时需要用一个按钮交替控制执行元件通断，这种控制方法称为二分频控制。正确答案：A
PWM调压驱动电源既可以实现高低压驱动功能还可以根据步进电机的运行频率自动改变供电电压。正确答案：A
北京KND公司生产的CNC可以直接与步进驱动器或通用型交流伺服驱动器连A
操作码可多可少，甚至没有。正确答案：B 操作数是唯
一、且必不可少的。正确答案：B
磁编码器与磁栅的区别主要在体积上。正确答案：B 磁编码器与磁栅的区别主要在体积上。正确答案：B
磁栅多用于位置显示，在数控机床或其他精密加工设备上作为闭环位置反馈装置的情况相对较少。正确答案：A
磁栅多用于位置显示，在数控机床或其他精密加工设备上作为闭环位置反馈装置的情况相对较少。正确答案：A
从原理上说，常用的接近开关有高频振荡型与静电电容型两类。
正确答案：A
从原理上说，常用的接近开关有高频振荡型与静电电容型两类。
正确答案：A
当刀库中的道具排列较密时，常用叉刀手。正确答案：A 当负载转矩超过电机输出转矩时将直接导致“失步”。正确答
案：A 得多SIKO公司生产的IH28M和IH58M磁栅编码器的最高转速均为6000r/min。正确答案：B 得多SIKO公司生产的IH28M和IH58M磁栅编码器的最高转速均为6000r/min。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ECN425/ERN430均属于绝对编码器。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ECN425/ERN430均属于绝对编码器。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ERM2484和ERM2485磁编码器都只有一种测量输出。B 德国HEIDENHAIN公司生产的ERM2484和ERM2485磁编码器都只有一种测量输出。答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ROD430/ROD1080结构均属于φ10实心轴。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ROD430/ROD1080结构均属于φ10实心轴。正确答案：B 德国SIKO公司生产的MN100与MB110磁栅磁性标尺类别均为绝对刻度。正确答案：B 德国SIKO公司生产的MN100与MB110磁栅磁性标尺类别均为绝对刻度。正确答案：B 电流控制型逆变在换流瞬间将产生瞬间冲击电压。正确答案：A 电压控制型逆变的电机电流波形为近似的正弦波。正确答案：A 电压控制型逆变器不能用于回馈制动。正确答案：A 电压控制型逆变只能进行回馈制动。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有刚性攻丝功能。正确答案：B
功率二极管的工作原理与普通二极管相同。正确答案：A
固定I/O型PLC在机电一体化产品中用量最大。正确答案：B
光编码器是一种360°回转的位置测量元件。正确答案：A 光编码器是一种360°回转的位置测量元件。正确答案：A 光栅属于位置检测类。正确答案：A 光栅属于位置检测类。正确答案：A
滚珠丝杠螺母副的滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环称为内循环。正确答案：A
滚珠丝杠螺母副需要安装制动装置以满足其传动要求。正确答
案：A
混合式步进电机的结构与反应式步进电不同。正确答案：A 混合式步进电机在同样的定子电流下产生的转矩有大于反应式步进电机。正确答案：A
霍尔开关是基于霍尔效应的监测开关。正确答案：A 霍尔开关是基于霍尔效应的监测开关。正确答案：A
激光加工类数控机床称为加工中心。正确答案：B 继电器只能用用于驱动直流负载。正确答案：B
简单CNC系统内置的PLC和CNC分用两个cpu。B通信处理、输出刷新为PLC的公共处理部分，它与用户程序执行无直接关联。B
交流逆变需要使用专门的，用弱电控制强电的半导体器件，称为电力电子器件。正确答案：A
交流伺服电机不适合金属切削机床的主轴控制等“恒功
率负载”。正确答案：A
接近开关的动作具有之后特性。正确答案：A 接近开关的动作具有之后特性。正确答案：A
禁区保护用于紧急情况的停运与运行禁止。正确答案：B
晶体管输出即可以用于驱动交流负载，又可以用于驱动直流负载。B 绝大多数变频器都采用了“交-直-交”逆变。正确答案：A 控制系统包括了传统意义上的伺服驱动系统与电气传动系统两方面。正确答案：A
控制系统的现场调试是检查优化控制系统硬件软件，提高系统可靠性的重要步正确答案：A
控制系统运行的稳定性与可靠性是设计成败的关键。正确答案：A 利用转矩提升、断电V/f输出曲线来提升输出转矩时，频率为0时的输出电压一般不能超A 联动轴的数量是恒量CNC控制系统性能的重要技术指标之一。正确答案：A 能够控制的主轴数、Cs轴控制也归入轴控制的范畴。正确答案：A 逆变功率管不需要并联续流二极管。正确答案：A 气动方向阀与逻辑援建体积不同，所以功能也不同。正确答B 驱动器可以通过“增益”参数来改变输入输出特性的斜率。正确答案：A 实际光栅需要利用摩尔条纹进行检测。正确答案：A 实际光栅需要利用摩尔条纹进行检测。正确答案：A 实际控制系统大都采用了载波调制技术来生成SPWM波。正确答案：A 实际中通常拆用双电压驱动电源。正确答案：A 输出电路由输出触点与执行元件组成。正确答案：A 输出关闭信号MRS用于关闭变频器逆变功率管输出。正确答A 数据是PLC程序最基本的元素。正确答案：B 数据输入与显示装置是CNC控制系统中承担多维运动轨迹控制的核心部分。B 数控技术又称为计算机数控。正确答案：A 通过结构的改进与创新、新材料的应用等手短来提高精度与刚性、减轻重量、缩小体积是机电一体化产品技术的主要特点与研究A 通俗的来说，操作码告诉CPU要用什么去做。正确答案：B
通俗的来说，操作数告诉CPU要做什么。正确答案：B 通用驱动器在基本控制方式的基础上，往往还付加油“伺服锁定”、“指令脉冲禁止”等特殊控制方式。正A 网络与通信功能是PLC的基本功能。正确答案：B
为了保证功率管通断的有序进行，需要在交流伺服电机转子上安装用于位置检测的编码器或霍尔元件。A
为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件条件，这些硬件的整体称为CNC控制系统。正确答案：B
系统的设计应不惜一切简单实用、降低成本。正确答案：B
镶条应放在导轨受力面大的一侧。正确答案：B 信号处理是检测技术的关键。正确答案：B
液压管道安装是否准确牢固可靠和整洁，将对液压系统工作性能有着重要的影响。A
以加工中心和FMC为主要加工设备，配备物流系统、装卸机器人及其他设备，并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理的制造系统称为刚性制造系统。正确答B 运动保护用于防止加工过程中的碰撞与干涉。正确答B在PLC程序中，需要产生恒0与恒1的程序段，以便随时使用。正确答案：A
在不影响系统刚性的前提下，系统的等效传动惯量应尽可能小。
正确答案：A
在交流电机控制系统中，关断不可控器件主要用于逆变主回路。
正确答案：B
在交流电机控制系统中，全控型器件主要用语整流主回路。正确
答案：B
在驱动器实际使用前，可先单独接通控制电源主电源，进行点动、回参考点运行试验。正确答案：A
在设备调试完成后么需要进行系统技术文件的整理与汇编工作。正确答案：A
在实际中，可以使用多个磁头串联的多间隙磁头，通过信号的叠加来增强输出信号。A
在实际中，可以使用多个磁头串联的多间隙磁头，通过信号的叠加来增强输出信号。A 在伺服系统中，通常才用负载角加速度最大原则选择总传动比。正确答案：A 整流电路的交流输入一般直接来自电网或为电网通过变压后的输出，所以其额定频率一定为50Hz。正确答案：B 整流电路的作用是将直流输入转换为交流输入。正确答案：B 只要CNC控制系统的脉冲当量足够小，拟合线就完全可以等效代替理论曲线。A 只要改变脉冲输出速度，即可改变坐标轴的运动速度。正确答案：A 只要改变坐标轴的脉冲分配方式，既可以改变拟合线的形状，从而达到改变运动轨迹的目的。正确A 执行装置是机电一体化系统的核心。正确答案：B 直流电机、感应电机、伺服电机、步进电机则是机电一体化系统常用的测量装置。答案：B 指令中的操作数又称指令代码。正确答案：B 主接触器不能用于驱动器正常工作时的电机启动停止控制，通段频率原则上不超过30MIN一次。正确答案：A 转子产生电磁力的前提是转子导条与旋转磁场之间存在切割磁力线的相对运动。A
第五篇：机电一体化技术考试总结
1.机电一体化的定义：机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息机电一体化技术、传感器
技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。
2.机电一体化的几个要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感器检测部分、控制及信息处理部分。
3.机电一体化系统的组成：机械本体、动力与驱动、传感器检测部分、执行机构、控制及信息单元、接口耦合与能
量转换、信息控制、运动传递。
4.机电一体化关键技术：机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术、系
统总体技术。
5.机电一体化技术与其它技术的区别：
1)与传统机电技术的区别：传统机电技术的操作控制主要通过具有电磁特性的各种电器来实现，在设计中不考
虑或很少考虑彼此间的内在联系；机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。
2)与并行工程的区别：机电一体化技术将机械技术、微电子技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有
结合在一起，十分注意机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程将上述各种技术尽量在各自范围内齐头并进，只在不同技术内部进行设计制造，最后通过简单叠加完成整体装置。
3)与自动控制技术的区别：自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。
机电一体化技术将自动控制原理及方法作为重要支撑技术，将自控部件作为重要控制部件应用自控原理和方法，对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。
4)与计算机应用技术的区别：机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用，目的是提高和改善系统性能。
计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术的一部分，它还在办公、管理及图像处理等方面得到广泛应用。机电一体化技术研究的是机电一体化系统，而不是计算机应用本身。
6.机电一体化系统产品开发的类型：开发性设计、适应性设计、变参数设计。
7.机械传动部分：
1)基本要求：高精度、快速响应、稳定性良好。
2)组成：传动机构、导向机构、执行机构。
3)总传动比的确定：im
L'm'L''m''L
8.传动链的级数和各级传动比的分配：
1)等效转动惯量的最小原则：小功率传动装置：i=i1*i2*i3前小后大原则；
大功率传动装置：i=i1*i2*i3前大后小原则；
2)质量最小原则：
3)输出轴转角误差最小原则：
9.死区：启动的时候无法克服阻力的现象。
爬行：周期性时停时走或时慢时快的运动现象。
空回：就是当主传动机构改变运动方向时,从动机构滞后的一种现象。
10.机械性能参数对系统性能的影响：
1)阻尼的影响：当阻尼比ξ=0时，系统处于等幅持续震荡状态；当ξ>=1时，系统为临界阻尼或过阻尼系统；
当0<ξ<1时系统为欠阻尼系统。所以在系统设计时一般取0.5<ξ<0.8的欠阻尼系统，既能保证震荡在一定范围内，过渡过程平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。
2)摩擦影响：引起动态滞后，降低系统的响应速度，导致系统误差和低速爬行。
3)弹性变形的影响：通常采取提高系统刚度，增加阻尼，调整机械构件和自振频率等方法来提高系统的抗震性，防止谐振的发生。
4)惯量的影响：转动惯量对私服系统的精度、稳定性、动态响应都有影响。惯量大，系统的机械常数大，响应
慢，使系统的震荡增强，稳定性下降；系统的固有频率随之下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度。系统设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
11.间隙问题：
1)直齿圆柱齿轮消间隙法：偏心轴套调整法、双片薄齿轮错齿调整法。
2)斜齿轮传动机构：垫片调整法、轴向压簧调整法。
3)锥齿轮传动机构：轴向压簧调整法、周向弹簧调整法。
4)齿轮齿条传动：双片薄齿轮错齿调整法。
5)螺旋传动消隙法：利用单向作用力、利用调整螺母、利用塑料螺母。
6)滚珠丝杠消隙法：垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式。
12.螺旋传动的特点：降速传动比大、具有增力作用、能自锁、效率低磨损快。
滚珠螺旋传动的特点：运动效率高、运动精度高、具有传动的可逆性，但不能自锁、制造工艺复杂，成本高，但使用寿命长，维护简单。
13.滚珠循环方式：内循环、外循环（螺旋槽式、插管式、端盖式）
滚动化发展：滚珠导轨、滚柱导轨、静压导轨。
14.检测系统：
1)检测的作用：用于检测相关外界环境及产品自身状态，为控制环节提供判断和处理依据的信息反馈环节。
2)常用传感器的工作原理及适用场合：
电位器传感器：变电阻原理，作用测大行程往返式位移；
涡流式传感器：测位移，分为高频和低频；
光栅位移传感器：测测位移。
转速传感器：编码器测转速，电涡式转速传感器（非接触式），必须有槽才能用；遮断式光电开关，反射
型光电开关，定区域式光电开关（流水线计数），霍尔传感器。
加速度传感器：最常用压电式；电容式。
流体压强传感器：膜式压强传感器，筒式压强传感器。
3)检测的器具：传感器。
4)传感器的构成：敏感元件、传感原件、基本转换电路。
5)传感器的分类：按测定对象：位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速；
按原理分：电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波。
6)稳定性包括：稳定度、环境影响量。
7)传感器的性能静态：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、零漂、分辨力、重复特性、精度。
传感器的动态特性：传感器测量动态信号时，输出对输入的响应特性。
8)压电效应：当某些材料在某一方向被施加压力或拉力时，会产生变形，并且在材料的某一相对表面产生符号
相反的电荷，当去掉外力后，它又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。
9)电涡流效应：当线圈输入一交变电流时便产生交变磁通量，金属板在此交变磁场中会产生感应电流，这种电
流在金属体内是闭合的，所以称之为涡电流或涡流。
10)霍尔效应：半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I通过薄片时，在垂
直于电流和磁场的方向上将产生电动势E，这种现象称为霍尔效应。
15.控制原理：
1)典型控制环节：比例环节、积分环节、微分控制、惯性环节。
2)典型调节方法：开环控制、闭环控制、阶跃响应、PI、PD、PID。PID（比例-积分-微分）
3)机电一体化中的工业控制计算机：单片微型计算机、可编程控制器、总线工控机。
16.伺服控制：
1)伺服系统的原理：伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确地位置、速度及动
力输出的自动控制系统。
2)伺服系统组成部分：比较环节、控制器、执行环节、被控对象、检测环节。
3)伺服执行原件：交流电机、直流电机、步进电机。
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5)
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7)伺服系统技术要求：调速范围宽并且稳定，位置精度高0.01—0.001，稳定性好、响应速度快。直流伺服电机特点：响应快、精度高、但需要维护，交流伺服电机不需要维护，其他同直流。步进电机：反应式、永磁式、混合式。步距误差直接影响执行部件的定位精度。
步距角可以用下公式计算：a=360o/kmzm相数z齿数单向双相通电k=1，单双向轮流通电k=2。
8)最大静转矩：是指步进电机在某相始终通电而处于静止不动状态所能承受的最大外加转矩。
9)最高运行频率：步进电机不失步的情况下输入的最高脉冲数。
10)步进电机参数术语：步距角、拍数（单三拍、双三拍、六拍）、相数、定位转矩、静转矩。
11)步进电机工作原理性能：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超
载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进
驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
12)步进电机特性：步距误差、最大静转矩、启动矩频特性、运行矩频特性、最大相电压相电流、最高运行频率。
13)步进电机控制与驱动：单电源驱动电路、双电源驱动电路、斩波限流驱动电路。
14)步进电机的矩频特性：步进电机连续运行时所能接受的最高工作频率，他与步距角一起决定执行部件的最大
运行速度。
15)步进电机的调节特性：
17.干扰：
1)干扰三要素：干扰源、传播途径、接收载体。
2)抗干扰的措施：屏蔽、隔离、滤波、接地、软件处理等。
3)干扰存在的形式：串模干扰、共模干扰。
4)干扰的耦合模式：静电干扰、磁场耦合干扰、漏电耦合干扰、共阻抗干扰、电磁辐射干扰。
18.符号：
1)FMC：柔性制造单元
FMS：柔性制造系统
FML：柔性制造线
FAL：柔性装配线
CIMS：计算机集成制造系统
RGV：有轨小车
AGV：自动导向小车 CAE：计算机辅助工程
CAPP：计算机辅助工艺编制
CAQ：机辅助质量管理
2)CIMS的功能构成：管理功能、设计功能、制造功能、质量控制功能、集成控制与网络功能、3)机器人共同点：机器人的动作机构具有类似与人或其他生物的某些器官的功能、是一种自动机械装置，可以
在无人参与下（独立性），自动完成多种操作或动作功能，既具有通用性。可以在编程，程序流程可变，既具有柔性（适应性）、具有不同程度的智能型。
4)机器人的机械配置形式最常见的是坐标：直角坐标、圆柱坐标、极坐标、关节型、平面关节型。
5)电火花加工必备条件：与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙、必须在有一定绝缘性能的液体介质中进
行、必须采用脉冲电源。
6)刀具磨损破损检测方法： 刀具、工件尺寸及相对距离测定法、放射线发、电阻法、光学图像法、切削力法、切削温度法、切削功率法、振动法、噪声分析法、声发射法、加工表面粗糙度法。
7)自动化制造系统常用辅助设备：清洗站、去毛刺设备、切削和冷却液的处理。
例题1已知一传动系统JL=2000kg*m2,Jm=500 kg*m2,传动级数为n=3，试按传动惯量最小原则，确定各级传动比。
解：由负载角加速度最大原则确定总传动比，i=
由等效转动惯量最小原则分配
2313JLJm20005002 1
i12
i22(21)3*i231(21)31.346 2*(i32)2
21=1.28 22(31)
3i32*(i3)21=1.16
验算i=i1*i2*i3≈2满足设计要求。
参考：
1.控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口电路组成。2.机电一体化是从系统的观点出发机械技术 检测技术 伺服技术信息技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统协 调工作而建立的一门新的科学技术。3.机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、办公机电一体化 和 产业机电一体化 产品。4.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行设计质量评审三个方面。5.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性 和 快速响应性-等方面的要求。6.机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节静态设计、动态设计。7.在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的低频分量对输出精度基本无影响，而误差的高频分量-影 响系统的输出精度。8.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括性能指标 系统功能 使用条件 经济效益 9.机电一体化系统中常见的轴承包括滚动轴承 滑动轴承 静压轴承 磁轴承。10.机电一体化系统一般由机械本体 动力与驱动、接口、执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分等部分组成。11.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: 电压输出 电流输出 频率输出三种形式。12.机电一体化产品中需要检测的物理量分成电量和非电量两种形式。13.机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理 阻尼合理 刚度大 抗振性好 间隙小 并满足 小型、轻量等要求。14.机电一体化的核心是（控制器）15.机电一体化技术归纳为机械技术 检测传感技术 信处理技术 自动控制技术 伺服传动技术和系统总体技术六个方面。16.从控制角度讲，机电一体化可分为开环控制系统和闭环控制系统。17.拟定机电一体化系统的设计方案的方法有替代法、整体法、组合法。18.下列不属于机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（个别设计法）A 替代法 B 整体设计法 C 组合法 19.衡量机电一体化系统可靠性高低的数量指标有概率指标和寿命指标。20.市场预测主要包括定期预测 和定量预测方法。21.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守前小后大 原则。22.当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量 时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。23.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差 和回程误差两种。24.步进电动机又称电脉冲马达是通过脉冲的数量决定转角位移的一种伺服电动机。25.对于交流感应电动机其转差率s的范围为0 63.从电路上隔离干扰的三种常用方法是: 光电隔离，变压器隔离，继电器隔离。64.工作接地分为一点接地 多点接地。 65.某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为0.02。66.一般来说，伺服系统的基本组成为控制器 功率放大器 执行机构 和检测装置等四大部分组成。67.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1采用计算机软件分配器 2小规模集成电路搭接的硬件分配器 3专用模块分配器。
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