【正文】 ? 可見(jiàn)調(diào)幅信號(hào)的頻譜等于將 調(diào)制信號(hào) 的頻譜一分為二，各向左右移動(dòng)載頻 ω0，同時(shí)譜線高度減小一半。 解： 1()1 0 5H j? ?? ?，21() 1 ( 0 .005 )A ? ?? ? ， ( ) a rc ta n ( 0 .0 0 5 )? ? ??? 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+?1)+y02cos(100t?45?+?2) 其中01 01 21( 10 ) 0. 5 0. 49 91 ( 0. 00 5 10 )y A x? ? ? ???， 1 (1 0 ) a r c t a n (0 . 0 0 5 1 0 ) 2 . 8 6??? ? ? ? ? ? ? x(t) 正弦信號(hào) x x+Δx Δt Δt t 02 02 21( 1 0 0 ) 0 .2 0 .1 7 91 ( 0 .0 0 5 1 0 0 )y A x? ? ? ???， 2 ( 1 0 0 ) a r c t a n (0 . 0 0 5 1 0 0 ) 2 6 . 5 7??? ? ? ? ? ? ? 所以穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為 ( ) 0 . 4 9 9 c o s ( 1 0 2 . 8 6 ) 0 . 1 7 9 c o s ( 1 0 0 7 1 . 5 7 )y t t t? ? ? ? ? ? 24 氣象氣球攜帶 一 種時(shí)間常數(shù)為 15s 的一階溫度計(jì)， 以 5m/s 的上升速度通過(guò)大氣層。 27 將信號(hào) cos?t 輸 入一個(gè)傳遞函數(shù)為 H(s)=1/(?s+1)的一階裝 置 后，試求其包括瞬態(tài)過(guò)程 在 內(nèi)的 輸 出y(t)的 表達(dá)式。 解：22011 0 . 2 1 511 l n ( 1 . 5 / 3 )l n ( / )M K x???? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ????? 因?yàn)?Td = ，所以 ?d = 2?/Td = 1rad/s 221 r a d/s1 1 ?? ?? ? ?? ? 所以 22 2 23 3 . 1 5() 2 0 . 4 4 1 . 0 5nnnHs s s s s?? ? ???? ? ? ? 22 2 23 3 . 1 5() 2 1 . 0 5 0 . 4 4nnnH jj?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? 2223()1 0 .4 4nnA ??????? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ??? 22( ) a r c ta n1nn???????????????? 當(dāng) ? = ?n時(shí)， 2223( ) 6 . 8 21 0 . 4 4nnnA ???????? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ??? ( ) 90n?? ?? ? 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(shuō)明。 34 有一電阻應(yīng)變片 （見(jiàn) 圖 384） ，其靈敏度 Sg＝ 2， R＝ 120?。 36 電容式、電感式、電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路有何異同？舉例 說(shuō)明 。如果接入分壓式測(cè)量電路，則輸出量可以認(rèn)為是電壓 uo。 310 欲 測(cè) 量液體壓力，擬采用電容式、電感式、電阻應(yīng)變式和壓電式傳感器，請(qǐng)繪出可行方案原理圖，并作比較 。 在 CCD 圖象傳感器、紅外成像儀、光纖傳感器、激光傳感器等中都得到了廣泛應(yīng)用。 超聲波換能器用于電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。 316 說(shuō)明用 光纖傳感器測(cè)量壓力和位移的工作原理，指出其不同點(diǎn)。 如觀測(cè)星系 ， 利用衛(wèi)星遙 測(cè)技術(shù)研究 地殼 斷層分布 、 探討地震前兆 ， 衛(wèi)星海洋觀測(cè) 等。 解答：靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、可靠性、精確度、測(cè)量方法、體積、重量、價(jià)格等各方面綜合考慮。 43 為什么在動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀 上 除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕 解答： 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采用高頻交流電給電橋供電，電橋工作在交流狀態(tài)，電橋的平衡條件為 Z1Z3=Z2Z4?|Z1||Z3|=|Z2||Z4|， ?1?3=?2?4 由于 導(dǎo)線分布、各種寄生電容、電感等的 存在， 光 有電阻平衡是不能實(shí)現(xiàn)阻抗模和阻抗角同時(shí)達(dá)到平衡，只有使用電阻、電 容兩套平衡裝置反復(fù)調(diào)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)電橋阻抗模和阻抗角同時(shí)達(dá)到平衡。因?yàn)檎{(diào)幅波是載波幅值隨調(diào)制信號(hào)大小成正比變化，只有相乘才能實(shí)現(xiàn)。 2） 0 1 2ccf f f? 。 410 已知 某 RC 低通濾波器 ， R=1k?， C=1?F，試； 1）確定各函數(shù)式 H(s)； H(?)； A(?)； ?(?)。 解： 121 2 1 2 3() ( ) 1sHs ss?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?1=R1C1， ?2=R2C2， ?3=R1C2 121 2 1 2 3() ( ) 1jH j ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?12 221 2 1 2 3() 1 ( )A ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2121 2 31( ) a r c ta n ()? ? ??? ? ? ? ??? ?? A(0)=0， ?(0)=?/2； A(?)=0， ?(?)=?/2，可以組成帶通濾波器 ，如下圖所示 。 4 1 1( ) c os c os 3 c os 535y t t t t? ? ?? ??? ? ? ? ????? 所以? ?? ?000001 1 4( ) ( ) ( ) sin ( ) c o s( )41sin ( ) sin ( )22sin ( 2 ) sin ( )220 sin ( ) sin ( )TTxyTTTR x t y t d t t t d tTTt t t t d tTt d t d tTTT? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ??? ? ? ?????? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?????? ? ? ?????? 解法 3：直接按 Rxy(?)定義式計(jì)算 (參 看下圖 )。 解：采樣序列 x(n) ? ?1 1 111 0 0 0( ) ( ) ( ) c os 2 ( ) c os ( )24N N Ns s sn n n nnx n x t t nT nT t nT t?? ? ? ?? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ?????? ? ? 采樣輸出序列為： 1， 0， 1， 0， 1， 0， 1， 0， ?? 12 0 3( ) c o s ( )24Nnnnx n t? ???????????? 自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)圖示 ? Rx(?) 0 ?x2 ?x2+ ?x2 ?x2 ?x2 ? 0 Rx(?) 202x含有簡(jiǎn)諧周期分量的 自相關(guān)函數(shù)的圖 采樣輸出序列為： 1， 0， 1， 0， 1， 0， 1， 0， ?? 12 0 5( ) c o s ( )24Nnnnx n t? ???????????? 采樣輸出序列為： 1， 0， 1， 0， 1， 0， 1， 0， ?? 從計(jì)算結(jié)果和波形圖上的采樣點(diǎn)可以看出，雖然三個(gè)信號(hào)頻率不同，但采樣后輸出的三個(gè)脈沖序列卻是相同的，這三個(gè)脈沖序列 反映不出三個(gè)信號(hào)的 頻率區(qū)別，造成了頻率混疊。例如：如果 lim ( )xRC? ??? ?，則 x C? ?? 。 解：設(shè) x1(t)=A1cos(?1t+?1)； x2(t)= A2cos(?2t+?2)，則 1 1 2 2 1 21 2 1 21 1 1 22 1 2 21( ) l im [ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ]211l im ( ) ( ) l im ( ) ( )2211l im ( ) ( ) l im ( ) ( )22( ) ( ) ( ) ( )Tx TTTTTTTTTTx x x x x xR x t x t x t x t d tTx t x t d t x t x t d tTTx t x t d t x t x t d tTTR R R R? ? ?????? ? ? ??????? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?????? 因?yàn)??1??2，所以12( ) 0xxR ? ?，21( ) 0xxR ? ?。當(dāng)輸 入 信號(hào) x(t)=(10t)+(100t45?)時(shí)，求其輸出 y(t)，并比較 y(t)與 x(t)的幅值與相位有何區(qū)別。倍頻程濾波器 n=1，正確的是 fc2=21fc1=2fc1。與濾波器帶寬 B、 品質(zhì)因數(shù) Q、倍頻程選擇性、濾波器因數(shù)等有關(guān)。 解 ： 1） xa(t)=100cos?ct +15cos(?c?)t+15cos(?c+?)t+10cos(?c3?)t+10cos(?c+3?)t 各頻率分量的頻率 /幅值分別為： 10000Hz/100， 9500Hz/15， 10500Hz/15， 8500Hz/10， 11500Hz/10。 42 有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋 上 增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。 解答：差動(dòng)變壓器、渦電流式、光電式，射線式傳感器等。 317 說(shuō)明紅外遙感器的檢測(cè)原理。 材料結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生位錯(cuò) 滑移 微裂紋形成 裂紋擴(kuò)展 斷裂，以彈性波的形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。 應(yīng)用 舉例： 電流的測(cè)量 ， 位移測(cè)量 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量 ， 力測(cè)量 ； 計(jì)數(shù)裝置 ， 轉(zhuǎn)速測(cè)量（如計(jì)程表等） ，流量測(cè)量 ， 位置檢測(cè)與控制 ， 電子點(diǎn)火器 ， 制做霍爾電機(jī) — 無(wú)刷電機(jī) 等。 外光電效應(yīng)（亦稱光電子發(fā)射效應(yīng)） — 光線照射物體，使物體的電子逸出表面的現(xiàn)象，包括光電管和光電倍增管。所以要求后續(xù)測(cè)量?jī)x表的輸入阻抗 RL 要遠(yuǎn)大于 變阻器式傳感器 的電阻 Rp，只有這樣才能使輸出電壓和輸入位移有較好的線性關(guān)系 。 不同點(diǎn)：電阻應(yīng)變式傳感器可以使用直流電橋電路，而電容式、電感式則不能。 35 電感傳感器（自感型）的靈敏度與哪些因素有關(guān)？要提高靈敏度可采取哪些措施？采取這些措施會(huì)帶來(lái)什么樣后果？ 解答： 以氣隙變化式為例進(jìn)行分析。 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(diǎn)？應(yīng)如何針對(duì)具體情況 來(lái) 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)。 29 試求傳遞函數(shù)分別為 ( + )和 41?n2/(s2 + ?ns + ?n2)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)）。溫度隨高度線性變化，對(duì)溫度計(jì)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于輸入了一個(gè)斜坡信號(hào)，而這樣的一階系統(tǒng)對(duì)斜坡信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)滯后時(shí)間為時(shí)間常數(shù) ?=15s，如果不計(jì)無(wú)線電波傳送時(shí)間，則溫度計(jì)的輸出實(shí)際上是 15s 以前的溫度，所以 實(shí)際出現(xiàn) ?l℃的真實(shí)高度是 Hz=HV?=30005?15=2925m 25 想用 一 個(gè) 一 階系統(tǒng) 做 100Hz 正弦信號(hào)的測(cè)量，如要求限制 振幅誤差在 5%以內(nèi)，那么 時(shí)間常數(shù)應(yīng)取多少？若 用該系統(tǒng)測(cè)量 50Hz 正弦信號(hào)，問(wèn)此時(shí)的振幅誤差和相角差是多少？ 解：設(shè)該