測試技術(shù)與信號處理課后答案-文庫吧
2025-07-22 04:23 本頁面
【正文】 差將是多少？ 解：設(shè)一階系統(tǒng)， ，T是輸入的正弦信號的周期穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差，將已知周期代入得 23 求周期信號x(t)=+(100t?45176。)通過傳遞函數(shù)為H(s)=1/(+1)的裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 解：， 該裝置是一線性定常系統(tǒng)，設(shè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為y(t)，根據(jù)線性定常系統(tǒng)的頻率保持性、比例性和疊加性得到 y(t)=y01cos(10t+j1)+y02cos(100t?45176。+j2)其中，所以穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為 24 氣象氣球攜帶一種時間常數(shù)為15s的一階溫度計，以5m/s的上升速度通過大氣層?！娴囊?guī)律而變化，氣球?qū)囟群透叨鹊臄?shù)據(jù)用無線電送回地面。在3000m處所記錄的溫度為?l℃。試問實際出現(xiàn)?l℃的真實高度是多少？ 解：該溫度計為一階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)設(shè)為。溫度隨高度線性變化，對溫度計來說相當(dāng)于輸入了一個斜坡信號，而這樣的一階系統(tǒng)對斜坡信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)滯后時間為時間常數(shù)t=15s，如果不計無線電波傳送時間，則溫度計的輸出實際上是15s以前的溫度，所以實際出現(xiàn)?l℃的真實高度是 Hz=HVt=30005180。15=2925m 25 想用一個一階系統(tǒng)做100Hz正弦信號的測量，如要求限制振幅誤差在5%以內(nèi)，那么時間常數(shù)應(yīng)取多少？若用該系統(tǒng)測量50Hz正弦信號，問此時的振幅誤差和相角差是多少？ 解：設(shè)該一階系統(tǒng)的頻響函數(shù)為 ，t是時間常數(shù)則 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差令d≤5%，f=100Hz，解得t≤523ms。 如果f=50Hz，則相對幅值誤差：相角差： 26 ~。 解答：從不失真條件出發(fā)分析。，幅頻特性近似常數(shù)的頻率范圍最寬，而相頻特性曲線最接近直線。 27 將信號coswt輸入一個傳遞函數(shù)為H(s)=1/(ts+1)的一階裝置后，試求其包括瞬態(tài)過程在內(nèi)的輸出y(t)的表達(dá)式。 解答：令x(t)=coswt，則，所以 利用部分分式法可得到 利用逆拉普拉斯變換得到 28 求頻率響應(yīng)函數(shù)為3155072 / (1 + )(1577536 + 1760jw w2)的系統(tǒng)對正弦輸入x(t)=10sin()的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的均值顯示。 解：該系統(tǒng)可以看成是一個一階線性定常系統(tǒng)和一個二階線性定常系統(tǒng)的串聯(lián)，串聯(lián)后仍然為線性定常系統(tǒng)。根據(jù)線性定常系統(tǒng)的頻率保持性可知，當(dāng)輸入為正弦信號時，其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)仍然為同頻率的正弦信號，而正弦信號的平均值為0，所以穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的均值顯示為0。 29 ( + )和41wn2/(s2 + + wn2)的兩環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度（不考慮負(fù)載效應(yīng)）。 解： ，即靜態(tài)靈敏度K1=3 ，即靜態(tài)靈敏度K2=41因為兩者串聯(lián)無負(fù)載效應(yīng)，所以 總靜態(tài)靈敏度K = K1 180。 K2 = 3 180。 41 = 123 210 設(shè)某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比z=，問使用該傳感器作頻率為400Hz的正弦力測試時，其幅值比A(w)和相角差j(w)各為多少？若該裝置的阻尼比改為z=，問A(w)和j(w)又將如何變化？ 解：設(shè)，則 ，即 ， 將fn = 800Hz，z = ，f = 400Hz，代入上面的式子得到 A(400) 187。 ，j(400) 187。 ?176。 如果z = ，則A(400) 187。 ，j(400) 187。 ?176。 211 對一個可視為二階系統(tǒng)的裝置輸入一單位階躍函數(shù)后，,。設(shè)已知該裝置的靜態(tài)增益為3，求該裝置的傳遞函數(shù)和該裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。 解： 因為td = ，所以 wd = 2p/td = 1rad/s 所以 當(dāng)w = wn時， 第三章 常用傳感器與敏感元件31 在機(jī)械式傳感器中，影響線性度的主要因素是什么？可舉例說明。解答：主要因素是彈性敏感元件的蠕變、彈性后效等。32 試舉出你所熟悉的五種機(jī)械式傳感器，并說明它們的變換原理。解答：氣壓表、彈簧秤、雙金屬片溫度傳感器、液體溫度傳感器、毛發(fā)濕度計等。33 電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？應(yīng)如何針對具體情況來選用？解答：電阻絲應(yīng)變片主要利用形變效應(yīng)，而半導(dǎo)體應(yīng)變片主要利用壓阻效應(yīng)。 電阻絲應(yīng)變片主要優(yōu)點是性能穩(wěn)定，現(xiàn)行較好；主要缺點是靈敏度低，橫向效應(yīng)大。 半導(dǎo)體應(yīng)變片主要優(yōu)點是靈敏度高、機(jī)械滯后小、橫向效應(yīng)小；主要缺點是溫度穩(wěn)定性差、靈敏度離散度大、非線性大。 選用時要根據(jù)測量精度要求、現(xiàn)場條件、靈敏度要求等來選擇。34 有一電阻應(yīng)變片（見圖384），其靈敏度Sg＝2，R＝120W。設(shè)工作時其應(yīng)變?yōu)?000me，問DR＝？設(shè)將此應(yīng)變片接成如圖所示的電路，試求：1）無應(yīng)變時電流表示值；2）有應(yīng)變時電流表示值；3）電流表指示值相對變化量；4）試分析這個變量能否從表中讀出？圖384 題34圖解：根據(jù)應(yīng)變效應(yīng)表達(dá)式DR/R=Sge得 DR=Sge R=2180。1000180。106180
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