五邑大学工程测试技术习题解答.doc
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4、测量,若被测参数按正弦规律变化,若要求装置指示值的幅值误差小于2%,问被测参数变化的最高频率是多少?如果被测参数的周期是2s和5s,问幅值误差是多少?解:一阶装置,有 今,有幅值误差小于2% , 应求出对被测信号:周期是2s,,幅值误差为46.3%周期是5s, ,,幅值误差为15.3%0-4 用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号,如果要求振幅的测量误差小于5%,问仪器的时间常数T的取值范围。若用该仪器测50Hz的正弦信号,相应的振幅误差和相位滞后是多少? 解:一阶装置,仍有同一,越大,越小.今=100Hz, 测量误差小于5%,即,求出秒用该仪器测50Hz的正弦信号,有,即振幅误差是1.32%
5、,相位滞后是0-5 试说明理想的不失真测试系统的要求是: 解:记不失真测试系统的输入为x(t),输出为y(t)不失真, 即输出只可放大S倍和延时时刻,即应对该式左、右分别作傅氏变换,有: 即: 故对不失真测试系统的要求是:第一章1-3 有一金属电阻应变片,其灵敏度S=2.5,R =120,设工作时其应变为1200,问R是多少?若将此应变片与2V直流电源组成回路,试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少?解:由P18,公式(1-6)可知,无应变有应变1-4 应变片称重传感器,其弹性体为圆柱体,直径D=10cm,材料弹性模量E=205109N/m2,用它称50吨重物体,若用电阻丝式应变片,应变片的
6、灵敏度系数S=2,R=120,问电阻变化多少? 解:因为: 所以: 1-5 已知两极板电容传感器,其极板面积为A,两极板间介质为空气,极板间距1mm,当极距减少0.1mm时,其电容变化量和传感器的灵敏度?若参数不变,将其改为差动结构,当极距变化0.1mm时,求其电容变化量和传感器的灵敏度?并说明差动传感器为什么能提高灵敏度和减少线性误差。 解: 差动结构:灵敏度提高一倍。非线性改善讨论:非差动时:当,展开上式得:(1)差动结构时: 当,展开上式得: 所以:比较式(1),式(2)可知,其线性度和灵敏度都会改善。 1-6 有一电容测微仪,其传感器的圆形板极半径r=5mm,开始初始间隙=0.3mm,
7、问 (1)工作时,如果传感器与工件的间隙缩小1m,电容变化量是多少?(2)若测量电路灵敏度S1=100mv/PF,读数仪表的灵敏度S2=5格/mv,上述情况下,仪表的指示值变化多少格? 解: 对空气 所以:所以 (2) 1-11 变磁阻式传感器,如图1-10所示,铁芯导磁截面积A=1.5cm2,长度=20cm,铁芯相对磁导率=5000,线圈匝数W=3000,若原始气隙0=0.5cm,若=0.1mm: (1)求其灵敏度L/=? (2)采用差动方式如图1-11,其灵敏度L/=? 解:(1)(2)差动: 时, 时,第二章 2-5 已知调幅波其中试求:(1) 所包含的各分量的频率及幅值。(2)绘出调制
8、信号与调幅波的频谱。 频率:10KHz,幅值100;频率:10.5KHz,幅值:150;频率:9.5KHz, 幅值:150 调制信号的频谱 调幅波的频谱2-9 已知RC低通滤波器(图2-12),=1k,=1F,试:(1) 确定该滤波器的、。(2) 输入信号,求输出信号,并比较其与输入信号的幅值及相位关系。解:(1) S (2) 2-10 已知低通滤波器的频率特性为,式中= 0.05s,当输入信号时,求其输出,并比较与的幅值与相位有何区别。 解: 第三章 3-8 有一应变式测力传感器,弹性元件为实心圆柱,直径D=40mm。在圆柱轴向和周向各贴两片应变片(灵敏度系数s=2.),组成差动全桥电路,供
9、桥电压为10v。设材料弹性模量E=2.11011pa,泊松比=0.3。试求测力传感器的灵敏度(该灵敏度用v/kN表示)。解:设受压缩F,轴向贴的应变片横向贴的应变片: 设原电阻 ,则受力F后: , , , 电桥输出电压变化: 代入上式 测力传感器灵敏度 又因为: 所以: 3-10 一个二阶测试系统,受激励力Fosint作用,共振时测得振幅为20mm,在0.8倍的共振频率时测得振幅为12mm ,求系统的阻尼系数(提示,假定在0.8倍的共振频率时,阻尼项可忽略)。 解:两阶系统 谐振峰:(1)时,(2)得: 代入上式即: 或0.786 0.786 不符合要求,舍去。3-12用镍铬镍硅热电偶测量物体
10、温度,该物体在不同时刻温度分别为15,0,-15,测量仪表所处量温为15,热电偶直接与仪表相连。问在上述时刻仪表测得的热电势分别是多少?解:因为 所以 式中均由P176附表中查出。第四章 4-1 判断下列论点是否正确。 两个周期比不等于有理数的周期信号之和是周期信号;否 所有随机信号都是非周期信号;否,随机初相位的正弦信号训是周期信号 所有周期信号都是功率信号;是 所有非周期信号都是能量信号;否 模拟信号的幅值一定是连续的;否 离散信号即就是数字信号。否 4-2 试指出下列信号哪些为能量信号?哪些为功率信号?或者两者都不是。;解:功率信号 ;解:能量信号; 解:功率信号;解:能量信号 ; 解:
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