機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)第三版課后習(xí)題答案-wenkub.com
2024-10-19 05:32 本頁面
【正文】 解：令 x(t)=sinc(t)，其傅里葉變換為 其他 根據(jù)巴塞伐爾定理得 2 2 1 58 對三個(gè)正弦信號 、 、 進(jìn)行采樣，采樣頻率fs=4Hz，求三個(gè)采樣輸出序列，比較這三個(gè)結(jié)果，畫出 x1(t)、 x2(t)、 x3(t)的波形及采樣點(diǎn)位置，并解釋頻率混疊現(xiàn)象。 解：設(shè)信號 x(t)的均值為 ， x1(t)是 x(t)減去均值后的分量 ，則 2 如果 x1(t)不含周期分量，則 ，所以此時(shí) ；如果 x(t)含周期分量，則 中 必含有同頻率的周期分量；如果 x(t)含幅值為 x0 的簡諧周期分量，則 中必含有同頻率的簡諧周期分量，且該簡諧周期分量的幅值為 x02/2； 根據(jù)以上分析結(jié)論，便可由自相關(guān)函數(shù)圖中確定均值（即常值分量）和周期分量的周期及幅值，參見下面的圖。 1 解法 2：將方波 y(t)展開成三角級數(shù)，其基波與 x(t)同頻相關(guān)，而三次以上諧波與 x(t)不同頻不相關(guān)，不必計(jì)算，所以只需計(jì)算 y(t)的基波與 x(t)的互相關(guān)函數(shù)即可。 解 ： 這 是 一 種 能 量 有 限 的 確 定 性 信 號 ， 所 以 52 假定有一個(gè)信號 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 求該信號的自相關(guān)函數(shù)。 412 若將高、低通網(wǎng)絡(luò)直接串聯(lián)（見圖 446），問是否能組成帶通濾波器？請寫出網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，并分析其幅、相頻率特性。 4 411 已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù) 式中 。 4）正確。 4）下限頻率相同時(shí)，倍頻程濾波器的中心頻率是 1/3 解答： 1）錯(cuò)誤。帶寬越小、品質(zhì)因數(shù)越大、倍頻程選擇性越小、濾波器因數(shù)越小，分辨力越高。 47 試從調(diào)幅原理說明，為什么某動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋激勵(lì)電壓頻率為 10kHz，而工作頻率為 0~1500Hz？ 解答：為了不產(chǎn)生混疊，以及 解調(diào)時(shí)能夠有效地濾掉高頻成分，要求載波頻率為 5~10 倍調(diào)制信號頻率。 2）調(diào)制信號 ，各分量頻率 /幅值分別為： 0Hz/100， 500Hz/30，1500Hz/20。 44 用電阻應(yīng)變片接成全橋，測量某一構(gòu)件的應(yīng)變，已知其變化規(guī)律為 如果電橋激勵(lì)電壓 u0=Esin10000t，試求此電橋的輸出信 號頻譜。試問，在下列情況下，是否可提高靈敏度？說明為什么？ 1）半橋雙臂各串聯(lián)一片； 2）半橋雙臂各并聯(lián)一片。 第四章 信號的調(diào)理與記錄 41 以阻值 、靈敏度 Sg=2 的電阻絲應(yīng)變片與阻值為 的固定電阻組成電橋，供橋電壓為 3V，并假定負(fù)載電阻為無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?和 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。 320 試說明激光測長、激光測振的測量原理。 318 試說明固態(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)和傳輸過程，在工程測試中有何應(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，然后再控制信號的控制下將 MOS 電容中的光生電荷轉(zhuǎn)移出來。為什么在空間技術(shù)中有廣泛應(yīng)用？舉出實(shí)例說明。 解答： 微彎測壓力原理：力 微彎板 光纖變形 光纖傳遞的光強(qiáng)變化。 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。利用正、逆壓電效應(yīng)。 314 試說明壓電式加速度計(jì)、超聲換能器、聲發(fā)射傳感器之間的異同點(diǎn)。 313 何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？用霍爾元件可測哪些物理量？請舉出三個(gè)例子說明。 310 欲測量液體壓力，擬采用電容式、電感 式、電阻應(yīng)變式和壓電式傳感器，請繪出可行方案原理圖，并作比較。所以要求后續(xù)測量儀表的輸入阻抗RL 要遠(yuǎn) xp 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。如果接入分壓式測量電路，則輸出量可以認(rèn)為是電壓 uo。 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。 36 電容式、電感式、電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路有何異同？舉例說明。 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)帶來什么樣后果？ 解答：以氣隙變化式為例進(jìn)行分析。 34 有一電阻應(yīng)變片（見圖 384），其靈敏度 Sg＝ 2， R＝ 。 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)。 解： 因?yàn)?，所以 所以 n 當(dāng) 時(shí)， 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。 29 試求傳遞函數(shù)分別為 ( + )和 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)）。 在 左右時(shí)，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。試問實(shí)際出現(xiàn) ?l℃ 的真實(shí)高度是多少？ 解：該溫度計(jì)為一階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)設(shè)為 。 22 用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為 的一階裝置去測量周期分別為 1s、 2s 和 5s 的正弦信號，問穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值誤差將是多少？ 解：設(shè)一階系統(tǒng) ， ， T 是輸入的正弦信號的周期 ，將已知周期代入得 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差 23 求周期信號 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)。 解答： ，式中 —正弦信號周期 在一個(gè)周期測試裝置的基本特性 21 進(jìn)行某動(dòng)態(tài)壓力測量時(shí)，所采用的壓電式力傳感器的靈敏度為 ，將它與增益為 ，而電荷放大器的輸出接到一臺筆式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為 20mm/V。試求調(diào)幅信號畫出調(diào)幅信號及其頻譜。也說明，單一頻率
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