機械工程測試技術基礎第三版課后習題答案-文庫吧資料
2024-10-31 05:32本頁面
【正文】 包含哪兒種類型？ 各有何特點？用光電式傳感器可以測量哪些物理量？ 解答：包括利用外光電效應工作的光電傳感器、利用在 CCD 圖象傳感器、紅外成像儀、光纖傳感器、激光傳感器等中都得到了廣泛應用。 311 一壓電式壓力傳感器的靈敏度 S=90pC/MPa，把它和一臺靈敏度調(diào)到 荷放大器連接，放大器的輸出又接到一靈敏度已調(diào)到 20mm/V 的光線示波器上記錄，試繪出這個測試系統(tǒng)的框圖，并計算其總的靈敏度。 可以實現(xiàn)非接觸測量的是：電容式、光纖式等傳感器。 39 試按接觸式與非接觸式區(qū)分傳感器，列出它們的名稱、變換原理，用在何處？ 解答：接觸式：變阻器式、電阻應變式、電感式（渦流式除外）、電容式、磁電式、壓電式、熱電式、廣線式、熱敏電阻、氣敏、濕敏等傳感器。 由上式可見，只有當 時，才有 。 ，輸出電阻與輸入位移成線性關系。它的輸人量是什么？輸出量是什么？在什么樣條件下它的輸出量與輸人量之間有較好的線性關系？ 圖 385 題 38 圖 解答：輸入量是電刷相對電阻元件的位移 x，輸出量為電刷到端點電阻 Rx。另外電容式、電感式傳感器測量電路種類繁多。電容、電感式傳感器都可使用調(diào)幅電路、調(diào)頻電路等。 解答：電容式傳感器的測量電路 諧振式調(diào)幅電路調(diào)幅電路 電橋電路 直放式 調(diào)頻電路 外差式運算放大器電路 二極管 T 型網(wǎng)絡 差動脈寬調(diào)制電路 極化電路等 自感型變磁阻式電感傳感器的測量電路： 諧振式調(diào)幅電路 惠斯登電橋 調(diào)幅電路 變壓器電橋 電橋電路 緊耦合電感臂電橋 帶相敏檢波的電橋等 調(diào)頻電路 調(diào)相電路等 電阻應變式傳感器的測量電路：電橋電路（直流電橋和交流電橋）。 加大磁路橫截面積 A0、線圈匝數(shù) N 會增大傳感器尺寸，重量增加，并影響到動態(tài)特性；減小氣隙 會增大非線性。 又因為線圈阻抗 ，所以靈敏度又可寫成 由上式可見，靈敏度與磁路橫截面積 A0、線圈匝數(shù) N、電源角頻率 、鐵芯磁導率 ，氣隙 等有關。一般需要電橋來測量，將無應變時的靈位電流平衡掉，只取有應變時的微小輸出量，并可根 據(jù)需要采用放大器放大。設工作時其應變?yōu)?，問 ＝？設將此應變片接成如圖所示的電路，試求： 1）無應變時電流表示值； 2）有應變時電流表示值； 3）電流表指示值相對變化量； 4）試分析這個變量能否從表中讀出？ 圖 384 題 34 圖 解：根據(jù)應變效應表達式 得 1） I1= 2） 3） 4）電流變化量太小，很難從電流表中讀出。 選用時要根據(jù)測量精度要求、現(xiàn)場條件、靈敏度要求等來選擇。 電阻絲應變片主要優(yōu)點是性能穩(wěn)定，現(xiàn)行較好；主要缺點是靈敏度低，橫向效應大。 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。 解答：主要因素是彈性敏感元件的蠕變、彈性后效等。設已知該裝置的靜態(tài)增益為 3，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。 解： ，即靜態(tài)靈敏度 ，即靜態(tài)靈敏度 因為兩者串聯(lián)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。根據(jù)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。 27 將信號 輸入一個傳遞函數(shù)為 的一階裝置后，試求其包括瞬態(tài)過程在 利用逆拉普拉斯變換得到 28 求頻率響應函數(shù)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。 解答：從不失真條件出發(fā)分析。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(shù)，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(xiàn) ?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 ，是時間常數(shù) 則 穩(wěn)態(tài)響應相對幅值誤差 令 ， f=100Hz，解得 。在 3000m 處所記錄的溫度為 ?l℃ 。 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(jù)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(shù)為 15s 的一階溫度計，以 5m/s 的上升速度通過大氣層。 偏移量： 。試計算這個測量系統(tǒng)的總靈敏度。 218 求正弦信號 的均值 μx、均方值 ψx和概率密度函數(shù) p(x)。又問：若 ω0 f(t)cosω0t的傅里葉變換，示意 時將會出現(xiàn)什么情況？ 圖 127 題 17 圖 解： 所以 根據(jù)頻移特性和疊加性得： 可見調(diào)幅信號的頻譜等于將調(diào)制信號的頻譜一分為二，各向左右移動載頻 ω0，同時譜線高度減小一半。在這個關系 中，函數(shù) f(t)叫做調(diào)制信號，余弦振蕩 cosω0t叫做載波。 被截斷的余弦函數(shù)頻譜 16 求指數(shù)衰減信號 sinω0t的頻譜 指數(shù)衰減信號 解答： 所以 單邊指數(shù)衰減信號 的頻譜密度函數(shù)為 根據(jù)頻移特性和疊加性得： 222 指數(shù)衰減信號的頻譜圖 17 設有一時間函數(shù) f(t)及其頻譜如圖 127 所示。 解： 為 矩 形 脈 沖 信 號 所以 根據(jù)頻移特性和疊加性得： 圖 126 被截斷的余弦函數(shù) 可見被截斷余弦函數(shù)的頻譜等于將矩形脈沖的頻譜一分為二，各向左右移動 f0，同時譜線高度減小一半。同時，由于 u(t)不是純直流信號，在 t=0 處有跳變，因此在頻譜中還包含其它頻率分量。由于不滿足絕對可積條件，不能直接求其傅里葉變換，可采用
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