機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)第三版課后習題答案-wenkub.com
2024-10-22 23:33 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 對三個正弦信號 、 、 進行采樣，采樣頻率 fs=4Hz，求三個采樣輸出序列，比較這三個結(jié)果，畫出 x1(t)、 x2(t)、x3(t)的波形及采樣點位置，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 ；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。 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)，不必計算，所以只需計算 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 假定有一個信號 x(t)，它由兩個頻率、相角均不相等的余弦函數(shù)疊加而成，其數(shù)學表達式為 x( 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，倍頻程濾波器的中心頻率是 1/3 解答： 1）錯誤。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，為什么某動態(tài)應(yīng)變儀的電橋激勵電壓頻率為 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，并假定負載電阻為無窮大，當應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)楹?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，怎樣實現(xiàn)光信息的轉(zhuǎn)換、存儲和傳輸過程，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)力波作用時靠壓電晶片自身的諧振變形把被檢試件表面振動物理量轉(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、超聲換能器、聲發(fā)射傳感器之間的異同點。 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 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，則輸出量可以認為是電壓 uo。 不同點：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？采取這些措施會帶來什么樣后果？ 解答：以氣隙變化式為例進行分析。 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)變片與半導體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？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)，而半導體應(yīng)變片主要利用壓阻效應(yīng)。 解： 因為 ，所以 所以 n 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 。 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（不考慮負載效應(yīng)）。 在 左右時，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。試問實際出現(xiàn) ?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(shù)設(shè)為 。 22 用一個時間常數(shù)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 在一個周期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 ，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，單一頻率的簡諧信
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