機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)第三版課后答案-在線瀏覽
2025-07-18 00:05本頁面
【正文】 3ω05ω0 12 求正弦信號的絕對均值和均方根值。 解答： 單邊指數(shù)衰減信號頻譜圖f|X(f)|A/a0φ(f)f0π/2π/2 14 求符號函數(shù)(見圖125a)和單位階躍函數(shù)(見圖125b)的頻譜。該信號不滿足絕對可積條件，不能直接求解，但傅里葉變換存在。先求此乘積信號x1(t)的頻譜，然后取極限得出符號函數(shù)x(t)的頻譜。階躍信號不滿足絕對可積條件，但卻存在傅里葉變換。解法1：利用符號函數(shù)結(jié)果表明，單位階躍信號u(t)的頻譜在f=0處存在一個沖激分量，這是因為u(t)含有直流分量，在預(yù)料之中。單位階躍信號頻譜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 求被截斷的余弦函數(shù)(見圖126)的傅里葉變換。也說明，單一頻率的簡諧信號由于截斷導(dǎo)致頻譜變得無限寬?，F(xiàn)乘以余弦型振蕩。試求調(diào)幅信號的傅里葉變換，示意畫出調(diào)幅信號及其頻譜。fX(f)ω0ω0矩形調(diào)幅信號頻譜若將發(fā)生混疊。 解答： (1)，式中—正弦信號周期 (2) (3)在一個周期內(nèi) x(t)正弦信號xx+ΔxΔtΔtt 第二章 測試裝置的基本特性 21 進(jìn)行某動態(tài)壓力測量時，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。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。20(mm/V)=。=180。 22 、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穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差，將已知周期代入得 23 求周期信號x(t)=+(100t?45176。 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?！娴囊?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。15=2925m 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%以內(nèi)，那么時間常數(shù)應(yīng)取多少？若用該系統(tǒng)測量50Hz正弦信號，問此時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是時間常數(shù)則 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差令d≤5%，f=100Hz，解得t≤523ms。 解答：從不失真條件出發(fā)分析。 27 將信號coswt輸入一個傳遞函數(shù)為H(s)=1/(ts+1)的一階裝置后，試求其包括瞬態(tài)過程在內(nèi)的輸出y(t)的表達(dá)式。 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 ( + )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)）。 K2 = 3 180。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比z=，問使用該傳感器作頻率為400Hz的正弦力測試時，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。 ?176。 ，j(400) 187。 211 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，,。 解： 因為td = ，所以 wd = 2p/td = 1rad/s 所以 當(dāng)w = wn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。32 試舉出你所熟悉的五種機械式傳感器，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＝120W。1000180。120= 1）I1= 2）I2=(R+DR)=(120+)187。100%=% 4）電流變化量太小，很難從電流表中讀出。一般需要電橋來測量，將無應(yīng)變時的靈位電流平衡掉，只取有應(yīng)變時的微小輸出量，并可根據(jù)需要采用放大器放大。 又因為線圈阻抗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)。 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d會增大非線性。解答：電容式傳感器的測量電路 自感型變磁阻式電感傳感器的測量電路： 電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路：電橋電路（直流電橋和交流電橋）。電容、電感式傳感器都可使用調(diào)幅電路、調(diào)頻電路等。另外電容式、電感式傳感器測量電路種類繁多。1mm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Dd＝177。5180。180。177。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：輸入量是電刷相對電阻元件的位移x，輸出量為電刷到端點電阻Rx。 ，輸出電阻與輸入位移成線性關(guān)系。 由上式可見，只有當(dāng)Rp/RL174。所以要求后續(xù)測量儀表的輸入阻抗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。 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：框圖如下壓力傳感器電荷放大器光線示波器壓力P
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