-綜合的答案t機械工程測試技術基礎(第三版)課后答案1到6章t熊詩波黃長藝主編章(編輯修改稿)
2024-12-02 14:24 本頁面
【文章內容簡介】 正弦信號 第二章 測試裝置的基本特性 21 進行某動態(tài)壓力測量時，所采用的壓電式力傳感器的靈敏度為，將它與增益為 ，記錄儀的靈敏度為 20mm/V。試計算這個測量系統(tǒng)的總靈敏度。當壓力變化為 ，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？ 解：若不考慮負載效應，則各裝置串聯后總的靈敏度等于各裝置靈敏度相乘，即 。 偏移量： 。 22 用一個時間常數為 1s、 2s和5s的正弦信號，問穩(wěn)態(tài)響應幅值誤差將是多少？ 解：設一階系統(tǒng) ， ， T 是輸入的正弦信號的周期 穩(wěn)態(tài)響應相對幅值誤差 ，將已知周期代入得 23 求周期信號 x(t)=+(100t? 通過傳遞函數為H(s)=1/(+1)的裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應。 解： ， 該裝置是一線性定常系統(tǒng)，設穩(wěn)態(tài)響應為 y(t)，根據線性定常系統(tǒng)的頻率保持性、比例性和疊加性得到 ? 其 中 ， ， 所以穩(wěn)態(tài)響應為 24 氣象氣球攜帶一種時間常數為 15s的一階溫度計，以 5m/s的上升速度通過大氣層。 設溫度按每升高 30m下降 ℃ 的規(guī)律而變化，氣球將溫度和高度的數據用無線電送回地面。在 3000m處所記錄的溫度為 ?l℃ 。試問實際出現?l℃ 的真實高度是多少？ 解：該溫度計為一階系統(tǒng)，其傳遞函數設為 。溫度隨高度線性變化，對 溫度計來說相當于輸入了 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)響應滯后時間為時間常數 ，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 ?l℃ 的真實高度是 Hz=H 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，那么時間常數應取多少？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：設該一階系統(tǒng)的頻響函數為 ， 是時間常數 則 穩(wěn)態(tài)響應相對幅值誤差 令 ， f=100Hz，解得 。 如果 f=50Hz，則 相對幅 值誤差 ： 相角差： 26 試說明二階裝置阻尼比 多采用 ~。 解答：從不失真條件出發(fā)分析。 在 ，幅頻特性近似常數的頻率范圍最寬，而相頻特性曲線最接近直線。 27 將信號 輸入一個傳遞函數為 的一階裝置后，試求其包括瞬態(tài)過程在內的輸出 y(t)的表達式。 解答：令 ，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 求頻率響應函數為 的系統(tǒng)對正弦輸入 x(t)=10sin()的穩(wěn)態(tài)響應的均 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，串聯后仍然為線性定常系統(tǒng)。根據線性定常系統(tǒng)的頻率保持性可知，當輸入為正弦信號時，其穩(wěn)態(tài)響應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)響應的均值顯示為 0。 222 29 試求傳遞函數分別為 ( + )和的兩環(huán)節(jié)串 聯后組成的系統(tǒng)的總靈敏度（不考慮負載效應）。 解： ，即靜態(tài)靈敏度 ，即靜態(tài)靈敏度 K2=41 因為兩者串聯無負載效應，所以 總靜態(tài)靈敏度 210 設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 ，問使用該傳感器作頻率為 400Hz的正弦力測試時，其幅值比 和相角差 各為多少？若該裝置的阻尼比改為，問 和 又將如何變化？ 解 ：設 ，則 ，即 ， 將 fn = 800Hz， ， f = 400Hz，代入上面的式子得到 ， ? 如果 ，則 ， ? 211 對一個可視 為二階系統(tǒng)的裝置輸入一單位階躍函數后，測得其響應的第一個超調量峰值為 ,振蕩周期為 。設已知該裝置的靜態(tài)增益為 3，求該裝置的傳遞函數和該裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。 解： 因為 ，所以 所以 2 當 時， 第三章 常用傳感器與敏感元件 31 在機械式傳感器中，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 電阻絲應變片與半導體應變片
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