【正文】 /2，T/2）1T20101T20jnw0tjnw0tjnw0t=242。229。AA236。R=0=236。2,177。n=1,3,5,L R239。其頻譜圖如下圖所示。x(t)e165。238。et0atx(t)=sgn(t)=limx1(t) a174。4pf a2+(2pf)2X(f)=F[sgn(t)]=limX1(f)=ja174。2f0 x1(t) 1 t1x1(t)=eatsgn(t)符號(hào)函數(shù) b)階躍函數(shù)頻譜符號(hào)函數(shù)頻譜 236。1249。1233。結(jié)果表明，單位階躍信號(hào)u(t)的頻譜在f=0處存在一個(gè)沖激分量，這是因?yàn)閡(t)含有直流分量，在預(yù)料之中。1249。165。cosω0tx(t)=237。x(t)1e165。a+(ww0)a+(w+w0)2 218 求正弦信號(hào)x(t)=x0sin(ωt+φ)的均值μx、均方值ψx和概率密度函數(shù)p(x)。165。=180。解：H(w)=1，A(w)j(w)=arctan() 1+ 該裝置是一線(xiàn)性定常系統(tǒng)，設(shè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為y(t)，根據(jù)線(xiàn)性定常系統(tǒng)的頻率保持性、比例性和疊加性得到y(tǒng)(t)=y01cos(10t+j1)+y02cos(100t?45176。176。15=2925m25 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H(w)=1，t是時(shí)間常數(shù) 1+jtw則A(w)230。100% 230。1231。50)187。 K2 = 3 180。2zffn，即 A(f)，j(f)=arctan230。 ?176。所以H(s)=2 =22s+2zwns+wns++ H(w)=2=wnw2++(w)2z j(w)=arctanwn230。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(xiàn)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＝120W。一般需要電橋來(lái)測(cè)量，將無(wú)應(yīng)變時(shí)的靈位電流平衡掉，只取有應(yīng)變時(shí)的微小輸出量，并可根據(jù)需要采用放大器放大。諧振式調(diào)幅電路調(diào)幅電路239。239。238。239。緊耦合電感臂電橋239。239。電容、電感式傳感器都可使用調(diào)幅電路、調(diào)頻電路等。1180。180。177。0時(shí)，才有uo =xue181。解：框圖如下 各裝置串聯(lián)，如果忽略負(fù)載效應(yīng)，則總靈敏度S等于各裝置靈敏度相乘，即S=Dx/DP=90180。314 試說(shuō)明壓電式加速度計(jì)、超聲換能器、聲發(fā)射傳感器之間的異同點(diǎn)。聲發(fā)射傳感器不同于加速度傳感器，它受應(yīng)力波作用時(shí)靠壓電晶片自身的諧振變形把被檢試件表面振動(dòng)物理量轉(zhuǎn)化為電量輸出。微彎測(cè)位移原理：位移174。空間技術(shù)中利用飛船、航天飛機(jī)、衛(wèi)星等攜帶 的紅外遙感儀器可以實(shí)現(xiàn)很多對(duì)地、對(duì)空觀(guān)測(cè)任務(wù)。321 選用傳感器的基本原則是什么？試舉一例說(shuō)明。3=3180。2000180。103V=6mV 雙臂輸出電壓：Uo=2R2單臂輸出電壓：Uo=雙臂電橋較單臂電橋靈敏度提高1倍。解：接成等臂全橋，設(shè)應(yīng)變片的靈敏度為Sg，根據(jù)等臂電橋加減特性得到 uo=DRue=Sge(t)ue=Sg(Acos10t+Bcos100t)Esin10000tR1=SgEA[sin(10+10000)tsin(1010000)t]2 1+SgEB[sin(100+10000)tsin(10010000)t]2SEASEB=g(sin10010t+sin9990t)+g(sin10100t+sin9900t)22An( 幅頻圖為45 已知調(diào)幅波xa(t)=(100+30cosWt+20cos3Wt)coswct，其中fc=10kHz，fW=500Hz。動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋激勵(lì)電壓為載波，頻率為10kHz，所以工作頻率（即允許的調(diào)制信號(hào)最高頻率）為0~1500Hz是合理的。倍頻程濾波器n=1，正確的是fc2=21fc1=2fc1。1000=p4uo=10180。176。+j(100)]= cos(176。 Bode Diagram Magnitude (dB)Phase (deg) 904504Frequency (rad/sec)413 一個(gè)磁電指示機(jī)構(gòu)和Id2qnABdqnAB++q=U rdt2r(Ri+R1)dtr(Ri+R1)i180。104180。0165。x1(t)x2(t+t)dt T174。2TTT174。=cos(2w1t+wt1+2j1)dt+242。Rxy(t)=1T1Tx(t)y(t+t)dt=x(tt)y(t)dt242。01T1T230。4T1=sin(wt+wt+wt)+sin(wtwtwt)]dt[242。pT234。ttT235。t3 163。165。165。242。22=mx+0+0+Rx1(t)=mx+Rx1(t)2如果x1(t)不含周期分量，則limRx1(t)=0，所以此時(shí)limRx(t)=mx；如果x(t)含周期分量，則Rx(t)中t174。 含有簡(jiǎn)諧周期分量的自相關(guān)函數(shù)的圖 56 已知信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為Acoswt，請(qǐng)確定該信號(hào)的均方值yx2和均方根值xrms。f163。x(t)dt=242。11246。x1(t)d(tnTs)=229。 n230。188。n=0N1采樣輸出序列為：1，0，1，0，1，0，1，0，188。x1(x2(x3( 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。5np246。x2(n)=229。cos231。=p 232。22165。2p2p239。165。t174。165。0T174。0T174。T2239。2=sin(wt)y(t 參考上圖可以算出圖中方波y(t)的自相關(guān)函數(shù) T236。 1TRxy(t)=242。T249。Rxy(t)=242。 4230。00TTT3TT249。235。2TT=Rx1(t)+Rx1x2(t)+Rx2x1(t)+Rx2(t)因?yàn)閣1185。2TTT174。1ate 2a52 假定有一個(gè)信號(hào)x(t)，它由兩個(gè)頻率、相角均不相等的余弦函數(shù)疊加而成，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 x(t)=A1cos(w1t+j1)+ A2cos(w2t+j2)求該信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)。 r(Ri+R1+R)10180。2），必須把多大的電阻附加在電路中？改進(jìn)后系統(tǒng)的靈敏度為多少？nABnABr2Kwnr(Ri+R1)r(Ri+R1)Iq(s)===解：1）H(s)=Ui(s)s+2zwns+wns2+s+1s2+s+rr(Ri+R1)Ir(Ri+R1)I式中：wn=nABzK= r(Ri+R1)nAB100180。)比較：輸出相對(duì)輸入，幅值衰減，相位滯后。j(100)=arctan(180。 4411已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù) H(w)=1 1+jwt式中t=。3）正確。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)=100coswct +15cos(wcW)t+15cos(wc+W)t+10cos(wc3W)t+10cos(wc+3W)t各頻率分量的頻率/幅值分別為：10000Hz/100，9500Hz/15，10500Hz/15，8500Hz/10，11500Hz/10。試問(wèn)，在下列情況下，是否可提高靈敏度？說(shuō)明為什么？1）半橋雙臂各串聯(lián)一片；2）半橋雙臂各并聯(lián)一片。3=3180。2180。第四章 信號(hào)的調(diào)理與記錄41 以阻值R=120W、靈敏度Sg=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120W的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負(fù)載電阻為無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?me和2000me時(shí)，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。318 試說(shuō)明固態(tài)圖像傳感器（CCD器件）的成像原理，怎樣實(shí)現(xiàn)光信息的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和傳輸過(guò)程，在工程測(cè)試中有何應(yīng)用？CCD固態(tài)圖像傳感器的成像原理：MOS光敏元件或光敏二極管等將光信息轉(zhuǎn)換成電荷存儲(chǔ)在CCD的MOS電容中，然后再控制信號(hào)的控制下將MOS電容中的光生電荷轉(zhuǎn)移出來(lái)。光纖變形174。 渦電流傳感器，紅外輻射溫度測(cè)量，聲發(fā)射傳感器（壓電式）等。不同點(diǎn)：壓電式加速度計(jì)利用正壓電效應(yīng)，通過(guò)慣性質(zhì)量快將振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成力作用于壓電元件，產(chǎn)生電荷。20=9mm/MPa。所以要求后續(xù)測(cè)量?jī)x表的輸入阻抗RL要