機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第三版課后習(xí)題答案(已改無(wú)錯(cuò)字)
2022-12-08 23:33:31 本頁(yè)面
【正文】 兩種以上方法，并闡明所用傳感器的工作原理。 渦電流傳感器，紅外輻射溫度測(cè)量，聲發(fā)射傳感器（壓電式）等。 316 說(shuō)明用光纖傳感器測(cè)量壓力和位移的工作原理，指出其不同點(diǎn)。 解答： 微彎測(cè)壓力原理：力 微彎板 光纖變形 光纖傳遞的光強(qiáng)變化。 微彎測(cè)位移原理：位移 微彎板 光纖變形 光纖傳遞的光強(qiáng)變化。 不同點(diǎn)：壓力需要彈性敏感元件轉(zhuǎn)換成位移。 317 說(shuō)明紅外遙感器的檢測(cè)原理。為什么在空間技術(shù)中有廣泛應(yīng)用？舉出實(shí)例說(shuō)明。 解答：紅外遙感就是遠(yuǎn)距離檢測(cè)被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量。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(shí)現(xiàn)很多對(duì)地、對(duì)空觀測(cè)任務(wù)。如觀測(cè)星系，利用衛(wèi)星遙測(cè)技術(shù)研究地殼斷層分布、探討地震前兆，衛(wèi)星海洋觀測(cè)等。 318 試說(shuō)明固態(tài)圖像傳感器（ CCD 器件）的成像原理，怎樣實(shí)現(xiàn)光信息的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和傳輸過(guò)程，在工程測(cè)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(chǔ)在 CCD的 MOS電容中，然后再控制信號(hào)的控制下將 MOS電容中的光生電荷轉(zhuǎn)移出來(lái)。 應(yīng)用：如冶金部門(mén)中各種管、線、帶材軋制過(guò)程中的 尺寸測(cè)量，光纖及纖維制造中的絲徑測(cè)量，產(chǎn)品分類，產(chǎn)品表面質(zhì)量評(píng)定，文字與圖象識(shí)別，傳真，空間遙感，光譜測(cè)量等。 319 在軋鋼過(guò)程中，需監(jiān)測(cè)薄板的厚度，宜采用那種傳感器？說(shuō)明其原理。 解答：差動(dòng)變壓器、渦電流式、光電式，射線式傳感器等。 320 試說(shuō)明激光測(cè)長(zhǎng)、激光測(cè)振的測(cè)量原理。 解答：利用激光干涉測(cè)量技術(shù)。 321 選用傳感器的基本原則是什么？試舉一例說(shuō)明。 解答：靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、可靠性、精確度、測(cè)量方法、體積、重量、價(jià)格等各方面綜合考慮。 第四章 信號(hào)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(fù)載電阻為無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)楹?時(shí)，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。 解：這是一個(gè)等臂電橋，可以利用等比電橋和差特性表達(dá)式求解。 時(shí)： 雙臂輸出電壓：?jiǎn)?臂 輸 出 電 壓 ： 時(shí)： 雙臂輸出電壓： 單臂輸出電壓： 雙臂電橋較單臂電橋靈敏度提高 1倍。 42 有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問(wèn)，在下列情況下，是否可提高靈敏度？說(shuō)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。 解答：電橋的電壓靈敏度為 ，即電橋的輸出電壓 和電阻的相對(duì)變化成正比。由此 可知： 1）半橋雙臂各串聯(lián)一片，雖然橋臂上的電阻變化增加 1 倍，但橋臂總電阻也增加 1倍，其電阻的相對(duì)變化沒(méi)有增加，所以輸出電壓沒(méi)有增加，故此法不能提高靈敏度； 2）半橋雙臂各并聯(lián)一片，橋臂上的等效電阻變化和等效總電阻都降低了一半，電阻的相對(duì)變化也沒(méi)有增加，故此法也不能提高靈敏度。 43 為什么在動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕 解答：動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變 儀采用高頻交流電給電橋供電，電橋工作在交流狀態(tài)，電橋的平衡條件為 ， 由于導(dǎo)線分布、各種寄生電容、電感等的存在，光有電阻平衡是不能實(shí)現(xiàn)阻抗模和阻抗角同時(shí)達(dá)到平衡，只有使用電阻、電容兩套平衡裝置反復(fù)調(diào)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)電橋阻抗模和阻抗角同時(shí)達(dá)到平衡。 44 用電阻應(yīng)變片接成全橋，測(cè)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(lì)電壓 u0=Esin10000t，試求此電橋的輸出 信號(hào)頻譜。 解：接成等臂全橋，設(shè)應(yīng)變片的靈敏度為 Sg，根據(jù)等臂電橋加減特性得到 An( 幅頻圖為 45 已知調(diào)幅波 ，其中 fc=10kHz。試求： 1） xa(t)所包含的各分量的頻率及幅值； 2）繪出調(diào)制信號(hào)與調(diào)幅波的頻譜。 解： 1 ） 各頻率分量的頻率 /幅值分別為： 10000Hz/100， 9500Hz/15， 10500Hz/15，8500Hz/10， 11500Hz/10。 2）調(diào)制信號(hào) ，各分量頻率 /幅值分別為： 0Hz/100，500Hz/30， 1500Hz/20。 調(diào)制信號(hào)與調(diào)幅波的頻譜如圖所示。 AnAn 調(diào)幅波頻譜 調(diào)制信號(hào)頻譜 46 調(diào)幅波是否可以看作是載波與調(diào)制信號(hào)的迭加？為什么？ 解答：不可以。因?yàn)檎{(diào)幅波是載波幅值隨調(diào)制信號(hào)大小成正比變化，只有相乘才能實(shí)現(xiàn)。 47 試從調(diào)幅原理說(shuō)明，為什么某動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋激勵(lì)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(shí)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(hào)頻率。動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋激勵(lì)電壓為載波，頻率為 10kHz，所以工作頻率（即允許的調(diào)制信號(hào)最高頻率）為 0~1500Hz是合理的。 48 什么是濾波器的分辨力？與哪些因素有關(guān)？ 解答：濾波器的分辨力是指濾波器分辨相鄰頻率成分的能力。與濾波器帶寬 B、品質(zhì)因數(shù) Q、倍頻程選擇性、濾波器因數(shù)等有關(guān)。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。 49 設(shè)一帶通濾器的下截止頻率為 fc1，上截止頻率為 fc2，中心頻 率為 f0，試指出下列記述中的正確與錯(cuò)誤。 1 ）倍頻程濾波器 2 ） fc2c1。 f0 3）濾波器的截止頻率就是此通頻帶的幅值 3dB處的頻率。 4）下限頻率相同時(shí)，倍頻程濾波器的中心頻率是 1/3 解答： 1）錯(cuò)誤。倍頻程濾波器 n=1，正確的是 fc2=21fc1=2fc1。 2）正確。 3）正確。 4）正確。 410 已知某 RC 低通濾波器， ， ，試； 1）確定各函數(shù)式 H(s)； ； ； )。 2）當(dāng)輸入信號(hào) ui=10sin1000t時(shí)，求輸出信號(hào) uo，并比較其幅值及相位關(guān)系。 解： ) 一階 RC 低通濾波器 1） ， 11， 6= 所以 ， ） ui=10sin1000t時(shí)， ，所以 （穩(wěn)態(tài)輸出） 4 3dB），相位滯后 相對(duì)輸入 ui ，輸出幅值衰減為 。
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