智能傳感與檢測技術(shù) 第12章習(xí)題答案

第12章思考題與習(xí)題一、填空題1.機(jī)器人的技術(shù)主要包括：傳感技術(shù)、智能技術(shù)、控制技術(shù)等。機(jī)器人傳感器可分為內(nèi)部檢測傳感器和外部檢測傳感器兩大類。2.機(jī)器人外界檢測傳感器通常包括觸覺、接近覺、視覺、聽覺、嗅覺和味覺等傳感器。接近覺傳感器主要檢測傳感器與對象物之間的接近程度。接近覺傳感器有電磁感應(yīng)式、光電式、電容式、氣壓式、超聲波式、紅外式以及微波式等多種類型。4.傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響汽車的技術(shù)性能的發(fā)揮。汽車傳感器主要分布在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身控制系統(tǒng)中。5.手機(jī)的攝像頭一般都采用CMOS圖像傳感器，目前很多手機(jī)廠商采用多攝像頭方案。6.中國工業(yè)企業(yè)所關(guān)注的相關(guān)技術(shù)包括工業(yè)軟件、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等。二、綜合題1.你怎樣理解機(jī)器人的“大腦”和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自由度？智能機(jī)器人之所以叫智能機(jī)器人，這是因為它有相當(dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”，即\t"/item/%E6%99%BA%E8%83%BD%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA/_blank"中央處理器。機(jī)器人的“大腦”叫做中央處理器（CPU）。中央處理器就是一個超大規(guī)模的集成電路，接收到傳感器傳回來的數(shù)據(jù)后，根據(jù)內(nèi)部預(yù)先設(shè)定好的算法程序解析各個信號所代表的真實意義。伺服電機(jī)是機(jī)器人常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于人體的肌肉系統(tǒng)，一旦接收到來自“大腦”的控制信號則完成相應(yīng)的動作。在機(jī)器人系統(tǒng)里，每個伺服電機(jī)都相當(dāng)于一個人體關(guān)節(jié)，比如，一個機(jī)器人的手臂有7個不同方向的伺服電機(jī)，就代表這個機(jī)械手臂可以向7個不同方向轉(zhuǎn)動，也可以說成有7個自由度，由此可見一個機(jī)器人自由度越多，就說明這個機(jī)器人得動作就越靈活。2.汽車發(fā)動機(jī)中主要有哪些傳感器？發(fā)動機(jī)用傳感器主要包括空氣流量傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、進(jìn)氣與冷卻液溫度傳感器、氧傳感器、爆燃傳感器等3.簡述汽車電子點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。汽車電腦ECU電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要包括各種傳感器、ECU和執(zhí)行器（點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、火花塞）。傳感器主要有：曲軸位置傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、車速傳感器、爆燃傳感器以及空調(diào)開關(guān)信號等。汽車電腦（ECU）接收到曲軸位置傳感器發(fā)出的曲軸位置（G）信號，并根據(jù)空氣流量信號（或進(jìn)氣歧管壓力信號）和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，確定基本點(diǎn)火時刻（基本點(diǎn)火提前角）。與此同時，ECU接收其他各傳感器發(fā)出的信號，對點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正。如發(fā)動機(jī)冷車起動時，由于發(fā)動機(jī)怠速控制裝置的作用，運(yùn)轉(zhuǎn)速度較正常怠速時高，應(yīng)增大點(diǎn)火提前角；暖機(jī)過程中，隨著冷卻液溫度的升高，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸降低，點(diǎn)火提前角應(yīng)隨之減小。4.簡述第五代移動通信技術(shù)（5G）的特點(diǎn)。5G呈現(xiàn)出低時延、高可靠、低功耗的特點(diǎn)，已經(jīng)不再是一個單一的無線接入技術(shù)，而是多種新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)（4G后向演進(jìn)技術(shù)）集成后的解決方案總稱。5G將大大增強(qiáng)數(shù)百萬智能手機(jī)用戶的移動體驗。除此之外5G還給我們帶來物聯(lián)網(wǎng)(I0T)和人工智能（AI）等領(lǐng)域全新的體驗。在基礎(chǔ)級技術(shù)領(lǐng)域，5G將提供比4G更快的數(shù)據(jù)速度，更高的數(shù)據(jù)容量，更好的覆蓋范圍，更低的延遲或更快的響應(yīng)時間。這些優(yōu)勢的組合將超越提高智能手機(jī)使用體驗，5G的誕生，將進(jìn)一步改變我們的生活。5.智能手機(jī)中主要有哪些傳感器？1.光線傳感器2.距離傳感器3.重力傳感器4.加速度傳感器5.磁阻傳感器6.陀螺儀7.GPS8.近場通信（NFC）傳感器9.霍爾感應(yīng)器10.氣壓傳感器11.心率傳感器12.血氧傳感器13.紫外線傳感器6.簡述電容指紋傳感器的原理。電容指紋傳感器原理是：手指構(gòu)成電容的一極，另一極是硅晶片陣列，通過人體帶有的微電場與電容傳感器間形成微電流，指紋的波峰波谷與感應(yīng)器之間的距離形成電容高低差，從而描繪出指紋圖像。美國Veridicom公司生產(chǎn)的FPS100固態(tài)指紋傳感器是一種直接接觸的指紋采集器件，它是一種低功耗、低價格、高性能的電容式指紋傳感器。芯片集成有二維金屬電極陣列傳感器，其中金屬電極是電容的一個極，而接觸的手指作為另一個極，表面鈍化層是中間的電介質(zhì)。由于手指上紋路及深淺的存在，導(dǎo)致電容陣列的各個電容值的不同，通過測量并記錄各點(diǎn)傳感單元電容上的電壓值就可以獲得具有灰度級的指紋圖象。7.簡述陀螺儀工作原理。原理：角動量守恒，一個正在高速旋轉(zhuǎn)的物體（陀螺），它的旋轉(zhuǎn)軸沒有受到外力影響時，旋轉(zhuǎn)軸的指向是不會有任何改變的。陀螺儀就是以這個原理作為依據(jù)，用它來保持一定的方向。三軸陀螺儀可以替代三個單軸陀螺儀，可同時測定6個方向的位置、移動軌跡及加速度。陀螺儀則可以對轉(zhuǎn)動、偏轉(zhuǎn)的動作做很好的測量。這樣，就可以精確分析判斷出使用者的實際動作，從而根據(jù)動作對手機(jī)做出相應(yīng)的操作。8.簡述智能制造的實現(xiàn)需要哪些技術(shù)產(chǎn)品的支持。智能制造實現(xiàn)需要多個層次上技術(shù)產(chǎn)品支持，主要包括傳感器技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、3D打印、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、知識工作自動化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實和人工智能等，這些技術(shù)產(chǎn)品中會產(chǎn)生無數(shù)的商機(jī)和上市公司。中國工業(yè)企業(yè)智能制造五大部署重點(diǎn)都包括什么內(nèi)容？中國工業(yè)企業(yè)智能制造五大部署重點(diǎn)依次為：數(shù)學(xué)化工廠（63%）、設(shè)備及用戶價值深挖（62%）、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（48%）、重構(gòu)生態(tài)及商業(yè)模式（36%）以及人工智能（21%）、從相關(guān)技術(shù)來看，受訪企業(yè)所關(guān)注的相關(guān)技術(shù)包括工業(yè)軟件、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等。10.簡述《中國制造2025》提出的實現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)