機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)第三版課后習(xí)題答案-在線瀏覽
2024-12-26 05:32本頁面
【正文】 時， 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 。 22 用一個時間常數(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)。設(shè)溫度按每升高 30m 下降 ℃ 的規(guī)律而變化，氣球?qū)囟群透叨鹊臄?shù)據(jù)用無線電送回地面。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 。 如果 f=50Hz，則 相對幅值誤差： 相角差： 26 試說明二階裝置阻尼比 多采用 ~ 的原因。 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。 解：該系統(tǒng)可以看成是一個一階線性定常系統(tǒng)和一個二階線性定常系統(tǒng)的串聯(lián)，串聯(lián)后仍然為線性定常系統(tǒng)。 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)）。已知傳感器的固有頻率為 800Hz，阻尼比，問使用該傳感器作頻率為 400Hz 的正弦力測試時，其幅值比 和相角差各為多少？若該裝置 的阻尼比改為 ，問 和 又將如何變化？ 解：設(shè) ，則 n ，即 A(f)， 2 將 fn = 800Hz， ， f = 400Hz，代入上面的式子得到 ，? 如果 ，則 ， 11 對一個可視為二階系統(tǒng)的裝置輸入一單位階躍函數(shù)后，測得其響應(yīng)的第一個超調(diào)量峰值為 ,振蕩周期為。 解： 因為 ，所以 所以 n 當(dāng) 時， 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。 32 試舉出你所熟悉的五種機(jī)械式傳感器，并說明它們的變換原理。 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？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)。 半導(dǎo)體應(yīng)變片主要優(yōu)點是 靈敏度高、機(jī)械滯后小、橫向效應(yīng)??；主要缺點是溫度穩(wěn)定性差、靈敏度離散度大、非線性大。 34 有一電阻應(yīng)變片（見圖 384），其靈敏度 Sg＝ 2， R＝ 。如果采用高靈敏度小量程的微安表，則量程不夠，無法測量 ；如果采用毫安表，無法分辨 。 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(jìn)行分析。 如果加大磁路橫截面積 A0、線圈匝數(shù) N、電源角頻率 、鐵芯磁導(dǎo)率 ，減小氣隙 ，都可提高靈敏度。 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。 相同點：都可使用電橋電路，都可輸出調(diào)幅波。 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。 37 一個電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑 r＝ 4mm，工作初始間隙 ，問：1）工作時，如果傳感器與工件的間隙變化量 ＝ 時，電容變化量是多少？ 2）如果 測量電路的靈 敏度 S1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度 S2=5 格 /mV，在 ＝ 時，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？ 解： 1） 2） 格 答： 38 把一個變阻器式傳感器按圖 385 接線。如果接入分壓式測量電路，則輸出量可以認(rèn)為是電壓 uo。 xppl ， 輸 出 電 壓 與 輸 入 位 移 成 非 線 性 關(guān) 系 。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。 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。 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。 解：框圖如下 各裝置串聯(lián)，如果忽略負(fù)載效應(yīng)，則總靈敏度 S 等于各裝置靈敏度相乘，即 。 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。 霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理（物理本質(zhì)）：在磁場中運(yùn)動的電荷受到磁場力 FL（稱為洛侖茲力）作用，而向垂直于磁場和運(yùn)動方向的方向移動，在兩側(cè)面產(chǎn)生正、負(fù)電荷積累。 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。 不同點：壓電式加速度計利用正壓電效應(yīng)，通過慣性質(zhì)量快將振動加速度轉(zhuǎn)換成力作用于壓電元件，產(chǎn)生電荷。利用正、逆壓電效應(yīng)。 聲發(fā)射傳感器是基于晶體組件的壓電效應(yīng)，將聲發(fā)射波所引起的被檢件表面振動轉(zhuǎn)換成電壓信號的換能設(shè)備，所有又常被人們稱為聲發(fā)射換能器或者聲發(fā)射探頭。 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。 渦電流傳感器，紅外輻射溫度測量，聲發(fā)射傳感器（壓電式）等。 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。 不同點：壓力需要彈性敏感元件轉(zhuǎn)換成位移。為什么在空間技術(shù)中有廣泛應(yīng)用？舉出實例說明。空間技術(shù)中利用飛船、航 天飛機(jī)、衛(wèi)星等攜帶 的紅外遙感儀器可以實現(xiàn)很多對地、對空觀測任務(wù)。 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
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