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正文內(nèi)容

機械工程測試技術(shù)習題大全及答案(編輯修改稿)

2024-07-23 17:31 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ,即,且ξ=即此時的幅值比為A(ω)=,176。(2)當ξ=(400)=;φ(400)=176。即幅值比為:A(400)=;176。,彈簧剛度為N/m,阻尼比為ξ=,求此系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)、固有頻率、有阻尼固有頻率以及質(zhì)量塊受周期力激勵下其位移共振頻率、速度共振頻率。解:(1)粘性阻尼系數(shù)c(2)固有阻尼頻率(3)有阻尼固有頻率(4)位移共振頻率(5)速度共振頻率,一個可視為二階系統(tǒng)的裝置輸入一個單位階躍函數(shù)后。已知該裝置的靜態(tài)增益為3,試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:二階系統(tǒng)在欠阻尼下工作時,其單位階躍響應(yīng)為:此式表明其瞬態(tài)響應(yīng)是以的角頻率作衰減振蕩,按求極值的通用方法可求得各振蕩峰值所對應(yīng)的時間 ; 將代入上式,可得超調(diào)量峰值M和阻尼比ξ的關(guān)系根據(jù)題意,裝置靜態(tài)增益為3,故其單位階躍的最大過沖量所以 由于阻尼振蕩周期該裝置的傳遞函數(shù)為式中, 。頻率響應(yīng)函數(shù)為在時的頻率響應(yīng):式中 ξ=,k=3。設(shè) ,質(zhì)量塊相對于殼體的運動為,殼體感受的絕對振動為(即為被測振動)。試求(1)寫出質(zhì)量塊相對于傳感器殼體的運動微分方程,求出其傳遞函數(shù) 及幅頻特性和相頻特性的表達式。(2)設(shè)動圈線圈的有效工作長度為,氣隙磁感應(yīng)強度為B,求輸出電影e(t)與振動速度 的幅頻特性與相頻特性。解:(1)列寫運動微分方程。質(zhì)量塊m的絕對運動為根據(jù)∑F=ma則有得 上式取拉式變換后得設(shè): 則可得傳遞函數(shù)形式為 將代入上式得頻率特性為 幅頻 相頻 (2)由于 所以 當殼體感受的振動為正弦函數(shù)時。則有 所以,輸出電壓e(t)對輸入振動速度的幅頻特性和相頻特性分別為。試求該四端網(wǎng)絡(luò)的總傳遞函數(shù):。并討論負載效應(yīng)問題。解:由圖示可以看出,前一級RC電路的傳遞函數(shù)為 后級RC電路的傳遞函數(shù)為 當串聯(lián)連接后,后級RC電路成為前一級RC電路的負載,它們之間將產(chǎn)生負載效應(yīng)。所以電路總傳遞函數(shù)不能簡單地把兩級傳遞函數(shù)相乘獲得。 根據(jù)圖示電路,可列寫以下微分方程: 在零初始條件下,對上述方程取拉氏變換后得:消去中間變量 和 得: 討論:(1)傳遞函數(shù)分母中的項,是兩級RC電路串聯(lián)后相互影響而產(chǎn)生的負載效應(yīng)的結(jié)果。(2)若前級RC電路的輸入量是無負載的,或者說,假設(shè)負載阻抗為無窮大是則有:(3)只要在兩級RC電路中間設(shè)置一隔離放大器(如下圖),就可以得到無負載效應(yīng)的傳遞函數(shù)。(隔離放大器通常由運放電路組成,運放具有很高的輸入阻抗。)這時的傳遞函數(shù)為 第三章習題一、選擇題( )材料的電渦流效應(yīng)工作的。 D.,可采用( )。 B. 電荷放大器 ( )。A. 一階環(huán)節(jié) 4. 磁電式絕對振動速度傳感器的測振頻率應(yīng)( )其固有頻率。 b ,壓電式加速度計的輸出電荷靈敏度將( )。 6. 壓電式加速度計,其壓電片并聯(lián)時可提高( )。 ( )。 8. 壓電式加速度傳感器的工作頻率應(yīng)該( )其固有頻率。 B. .等于 C遠低于( )是基于壓阻效應(yīng)的。 ( )成正比。 ,則會在垂直于( )的表面上產(chǎn)生電荷量。 ( )。 ( )效應(yīng)。 ,物性型的傳感器,其工作頻率范圍( )。 ,電阻的相對變化主要由( )來決定的。 B. 電阻絲幾何尺寸的變化,靈敏度最高的是( ) 。 17. 極距變化型電容傳感器適宜于測量微小位移量是因為( ) ,間距變化大則產(chǎn)生非線形誤差( )和( )的效應(yīng)來實現(xiàn)信號的感受和變化的。 ,其幾何尺寸將隨之發(fā)生變化,這稱為( )效應(yīng)。 ,能量控制型傳感器是( )和( ),能量轉(zhuǎn)換型傳感器是( )和( )。 二、填空題。 表達式為,對于金屬應(yīng)變片來說:S=___,而對于半導(dǎo)體應(yīng)變片來說S=___。,常用的壓電材料有___和___。,而測量大應(yīng)變值時應(yīng)選用___效應(yīng)工作的應(yīng)變片。,極距變化型的電容傳感器其靈敏度表達式為:___。6. 極距變化型的電容傳感器存在著非線形度,為了改善非線形度及提高傳感器的靈敏度,通常采用___的形式。8. 差動變壓器式傳感器工作時,如果鐵芯做一定頻率的往復(fù)運動時,其輸出電壓是___波。、___和___。,其靈敏度是___。、___等,而參量式的傳感器主要是___、___和___等。,其輸出電壓幾乎不手電纜長度變化的影響。,輸出感應(yīng)電勢e與線圈運動的___成正比,如在測量電路中接入___電路和___電路時,則可用來測量振動的位移和加速度。,后接___放大器。而串聯(lián)時可提高___靈敏度,應(yīng)后接___放大器。,連接電纜長度的改變,測量系統(tǒng)的___也將凡是變化。、___和___3種類型,其中___型的靈敏度最高。21. 按光纖的作用不同,光纖傳感器可分為___和___兩種類型。參考答案一、選擇題 ;D ;C;A;D二、填空題;電容式2.;石英晶體;壓電陶瓷;應(yīng)變效應(yīng)5.;光敏晶體管;光電池;壓電式;電阻;電容;電感;積分電路;微分電路;電壓;電壓;電壓;極距;介質(zhì);極距(霍爾效應(yīng));傳光型典型例題=120Ω,靈敏度S=2的電阻應(yīng)變片與阻值R=120Ω的固定電阻組成的電橋,供橋電壓為3V,并假定負載為無窮大,當應(yīng)變片的應(yīng)變值為2με和2000με時,分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓,并比較兩種情況下的電橋的靈敏度。 (με:微應(yīng)變,即 )解:(1)單臂電橋輸出電壓。① 當應(yīng)變片為2με時,② 當應(yīng)變值為2000με時的輸出電壓為(2)雙臂電橋輸出電壓。①當應(yīng)變片為2με時,②當應(yīng)變值為2000με時的輸出電壓為(3)雙臂電橋比單臂電橋的電壓輸出靈敏度提高一倍。,原長,鋼板彈性模量,使用BP3箔式應(yīng)變片R=120Ω,靈敏度系數(shù)S=2,測出的拉伸應(yīng)變值為300με。求:鋼板伸長量,應(yīng)力及。如果要測出1με應(yīng)變值則相應(yīng)的是多少?解:因為,則有如果要測出1με應(yīng)變值,則,其傳感器的圓形極板的半徑r=4mm,工作初始間隙,空氣介質(zhì),試求:(1)通過測量得到的電容變化量為,則傳感器與工件之間由初始間隙變化的距離?(2)如果測量電路的放大倍數(shù),讀數(shù)儀表的靈敏度格/,則此時儀表指示值變化多少格?解:(1)空氣介電常數(shù),極距變化型電容傳感器靈敏度: 則 (2)設(shè)讀數(shù)儀表指示值變化格數(shù)為m,則 (格),在兩極之間加入厚度為a的云母片(見下圖),其介電常數(shù)為,空氣介電常數(shù) ,求傳感器的總電容量C=?(圓形極板直徑D,兩云母片間距離)。解:加入云母片后,相當于介質(zhì)為空氣的電容器和介質(zhì)為云母片的電容器串聯(lián),則電容器串聯(lián)后的電容量為,連接電纜電容為,輸出電壓靈敏度(a為輸入加速度),輸出電荷靈敏度。求:(1) 推導(dǎo)出傳感器的電壓靈敏度與電荷靈敏度之間的關(guān)系。(2) 如已知,標定的電壓靈敏度為100(Mv/g),則電荷靈敏度?如果改用的電纜則此時的電壓靈敏度?電荷靈敏度有無變化?(g為重力加速度)解:畫出等效電路圖如下(1) 壓電式加速度計的靈敏度是指其輸出量(電荷量或電壓)與其輸入量(加速度)的比值。故有兩種表示方法:(a) 電荷靈敏度(與電荷放大器聯(lián)用時用);(b) 電壓靈敏度(與電壓放大器聯(lián)用時用)。因為: 而,則 (2) 已知。則 如改接電纜時,則此時的電荷靈敏度不變,而電壓靈敏度發(fā)生變化例6. 壓電加速度計與電荷放大器聯(lián)接的等效電路如下圖所示。圖中C為傳感器固有電容、電纜電容和放大器輸入電容之和。已知傳感器的電容靈敏度,反饋電容。試求:當被測加速度為a=,電荷放大器的輸出電壓是多少?解:電荷放大器的輸出輸出電壓 ,圖中,為輸入阻抗電容;為激勵電壓;為輸出電壓;為反饋電容,也即變極距型電容傳感器的電容,且;為傳感器變化極距。試求:(1) 輸出電壓與變化極距之間關(guān)系。(2) 電容傳感器的輸出靈敏度?解:(1)設(shè)為輸入阻抗,為反饋阻抗, 根據(jù)運放原理 (2)根據(jù)傳感器輸出靈敏度定義:,則 常數(shù)=3200N/m,測得其固有頻率,欲將減為,則彈簧剛度應(yīng)為多少?能否將此類結(jié)構(gòu)傳感器的固有頻率降至1Hz或更低?解:(1) 所以 即 (2)若將固有頻率降低至1Hz,則。為降低傳感器的固有頻率,則必須使活動質(zhì)量塊m加大,或降低彈簧K的剛度,使其在重力場中使用時會產(chǎn)生較大的靜態(tài)變形,結(jié)構(gòu)上有困難。?解:參量式傳感器,如電阻應(yīng)變式,電感式和電容式等它們都是無源器件,需要外加電源,
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