機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)_課后習(xí)題及答案01-文庫(kù)吧資料
2025-07-02 17:30本頁(yè)面
【正文】 置靈敏度相乘，即 S=Dx/DP=90180。310 欲測(cè)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(qǐng)繪出可行方案原理圖，并作比較。 非接觸式：渦電流式、光電式、熱釋電式、霍爾式、固態(tài)圖像傳感器等。所以要求后續(xù)測(cè)量?jī)x表的輸入阻抗RL要遠(yuǎn)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。 由上式可見，只有當(dāng)Rp/RL174。 ，輸出電阻與輸入位移成線性關(guān)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(guān)系？圖385 題38圖xxpRLueuoRxRp解答：輸入量是電刷相對(duì)電阻元件的位移x，輸出量為電刷到端點(diǎn)電阻Rx。177。180。5180。1mm時(shí)，電容變化量是多少？2）如果測(cè)量電路的靈敏度S1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格/mV，在Dd＝177。另外電容式、電感式傳感器測(cè)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(cè)量電路 自感型變磁阻式電感傳感器的測(cè)量電路： 電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)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(huì)增大傳感器尺寸，重量增加，并影響到動(dòng)態(tài)特性；減小氣隙d會(huì)增大非線性。 又因?yàn)榫€圈阻抗Z=wL，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w、鐵芯磁導(dǎo)率m0，氣隙d等有關(guān)。一般需要電橋來(lái)測(cè)量，將無(wú)應(yīng)變時(shí)的靈位電流平衡掉，只取有應(yīng)變時(shí)的微小輸出量，并可根據(jù)需要采用放大器放大。100%=% 4）電流變化量太小，很難從電流表中讀出。120= 1）I1= 2）I2=(R+DR)=(120+)187。1000180。34 有一電阻應(yīng)變片（見圖384），其靈敏度Sg＝2，R＝120W。 半導(dǎo)體應(yīng)變片主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、機(jī)械滯后小、橫向效應(yīng)??；主要缺點(diǎn)是溫度穩(wěn)定性差、靈敏度離散度大、非線性大。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(duì)具體情況來(lái)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)。32 試舉出你所熟悉的五種機(jī)械式傳感器，并說(shuō)明它們的變換原理。 解： 因?yàn)閠d = ，所以 wd = 2p/td = 1rad/s 所以 當(dāng)w = wn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(shuō)明。 211 對(duì)一個(gè)可視為二階系統(tǒng)的裝置輸入一單位階躍函數(shù)后，,。 ，j(400) 187。 ?176。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比z=，問(wèn)使用該傳感器作頻率為400Hz的正弦力測(cè)試時(shí)，其幅值比A(w)和相角差j(w)各為多少？若該裝置的阻尼比改為z=，問(wèn)A(w)和j(w)又將如何變化？ 解：設(shè)，則 ，即 ， 將fn = 800Hz，z = ，f = 400Hz，代入上面的式子得到 A(400) 187。 K2 = 3 180。 29 ( + )和41wn2/(s2 + + wn2)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)）。 解：該系統(tǒng)可以看成是一個(gè)一階線性定常系統(tǒng)和一個(gè)二階線性定常系統(tǒng)的串聯(lián)，串聯(lián)后仍然為線性定常系統(tǒng)。 27 將信號(hào)coswt輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為H(s)=1/(ts+1)的一階裝置后，試求其包括瞬態(tài)過(guò)程在內(nèi)的輸出y(t)的表達(dá)式。 解答：從不失真條件出發(fā)分析。15=2925m 25 想用一個(gè)一階系統(tǒng)做100Hz正弦信號(hào)的測(cè)量，如要求限制振幅誤差在5%以內(nèi)，那么時(shí)間常數(shù)應(yīng)取多少？若用該系統(tǒng)測(cè)量50Hz正弦信號(hào)，問(wèn)此時(shí)的振幅誤差和相角差是多少？ 解：設(shè)該一階系統(tǒng)的頻響函數(shù)為 ，t是時(shí)間常數(shù)則 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對(duì)幅值誤差令d≤5%，f=100Hz，解得t≤523ms。試問(wèn)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?！娴囊?guī)律而變化，氣球?qū)囟群透叨鹊臄?shù)據(jù)用無(wú)線電送回地面。 解：， 該裝置是一線性定常系統(tǒng)，設(shè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)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 y(t)=y01cos(10t+j1)+y02cos(100t?45176。 22 、2s和5s的正弦信號(hào)，問(wèn)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(hào)的周期穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對(duì)幅值誤差，將已知周期代入得 23 求周期信號(hào)x(t)=+(100t?45176。=180。20(mm/V)=。記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？ 解：若不考慮負(fù)載效應(yīng)，則各裝置串聯(lián)后總的靈敏度等于各裝置靈敏度相乘，即 S=(nC/MPa)180。 解答： (1)，式中—正弦信號(hào)周期 (2) (3)在一個(gè)周期內(nèi) x(t)正弦信號(hào)xx+ΔxΔtΔtt 第二章 測(cè)試裝置的基本特性 21 進(jìn)行某動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量時(shí)，而電荷放大器的輸出接到一臺(tái)筆式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/V。fX(f)ω0ω0矩形調(diào)幅信號(hào)頻譜若將發(fā)生混疊。試求調(diào)幅信號(hào)的傅里葉變換，示意畫出調(diào)幅信號(hào)及其頻譜。現(xiàn)乘以余弦型振蕩。也說(shuō)明，單一頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)由于截?cái)鄬?dǎo)致頻譜變得無(wú)限寬。單位階躍信號(hào)頻譜f|U(f)|0(1/2)fφ(f)0π/2π/2解法2：利用沖激函數(shù)根據(jù)傅里葉變換的積分特性 15 求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)(見圖126)的傅里葉變換。解法1：利用符號(hào)函數(shù)結(jié)果表明，單位階躍信號(hào)u(t)的頻譜在f=0處存在一個(gè)沖激分量，這是因?yàn)閡(t)含有直流分量，在預(yù)料之中。階躍信號(hào)不滿足絕對(duì)可積條件，但卻存在傅里葉變換。先求此乘積信號(hào)x1(t)的頻譜，然后取極限得出符號(hào)函數(shù)x(t)的頻譜。該信號(hào)不滿足絕對(duì)可積條件，不能直接求解，但傅里葉變換存在。 解答： 單邊指數(shù)衰減信號(hào)頻譜圖f|X(f)|A/a0φ(f)f0π/2π/2 14 求符號(hào)函數(shù)(見圖125a)和單位階躍函數(shù)(見圖125b)的頻譜。||φnπ/2π/2ωωω0ω03ω05ω03ω05ω02A
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