欧美精品一二区,性欧美一级,国产免费一区成人漫画,草久久久久,欧美性猛交ⅹxxx乱大交免费,欧美精品另类,香蕉视频免费播放

測(cè)試技術(shù) 第二版 習(xí)題答案 完整版 賈民平 吐血拼整.docx

上傳人:小** 文檔編號(hào):16763497 上傳時(shí)間:2020-10-23 格式:DOCX 頁數(shù):54 大小:524.97KB
收藏 版權(quán)申訴 舉報(bào) 下載
測(cè)試技術(shù) 第二版 習(xí)題答案 完整版 賈民平 吐血拼整.docx_第1頁
第1頁 / 共54頁
測(cè)試技術(shù) 第二版 習(xí)題答案 完整版 賈民平 吐血拼整.docx_第2頁
第2頁 / 共54頁
測(cè)試技術(shù) 第二版 習(xí)題答案 完整版 賈民平 吐血拼整.docx_第3頁
第3頁 / 共54頁

下載文檔到電腦,查找使用更方便

5 積分

下載資源

還剩頁未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《測(cè)試技術(shù) 第二版 習(xí)題答案 完整版 賈民平 吐血拼整.docx》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《測(cè)試技術(shù) 第二版 習(xí)題答案 完整版 賈民平 吐血拼整.docx(54頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、緒 論 1 .舉例說明什么是測(cè)試? 答:(1) 測(cè)試?yán)樱? 為了確定一端固定的懸臂梁的固有頻率,我們可以采用錘擊法對(duì)梁進(jìn)行激振,再利用壓電傳感器、電荷放大器、波形記錄器記錄信號(hào)波形,由衰減的振蕩波形便可以計(jì)算出懸臂梁的固有頻率。 (2)結(jié)論: 由本例可知:測(cè)試是指確定被測(cè)對(duì)象懸臂梁的屬性—固有頻率的全部操作,是通過一定的技術(shù)手段—激振、拾振、記錄、數(shù)據(jù)處理等,獲取懸臂梁固有頻率的信息的過程。 2. 測(cè)試技術(shù)的任務(wù)是什么? 答:測(cè)試技術(shù)的任務(wù)主要有: 通過模型試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),提高產(chǎn)品質(zhì)量; 通過測(cè)試,進(jìn)行設(shè)備強(qiáng)度校驗(yàn),提高產(chǎn)量和質(zhì)量; 監(jiān)測(cè)環(huán)境振

2、動(dòng)和噪聲,找振源,以便采取減振、防噪措施; 通過測(cè)試,發(fā)現(xiàn)新的定律、公式等; 通過測(cè)試和數(shù)據(jù)采集,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、質(zhì)量控制和故障診斷。 3. 以方框圖的形式說明測(cè)試系統(tǒng)的組成,簡(jiǎn)述主要部分的作用。 (1) 測(cè)試系統(tǒng)方框圖如下: (2)各部分的作用如下: l 傳感器是將被測(cè)信息轉(zhuǎn)換成某種電信號(hào)的器件; l 信號(hào)的調(diào)理是把來自傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合傳輸和處理的形式; l 信號(hào)處理環(huán)節(jié)可對(duì)來自信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)的信號(hào),進(jìn)行各種運(yùn)算、濾波和分析; l 信號(hào)顯示、記錄環(huán)節(jié)將來自信號(hào)處理環(huán)節(jié)的信號(hào)顯示或存貯。 l 模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換是進(jìn)行模

3、擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換,以便用計(jì)算機(jī)處理。 4.測(cè)試技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向是什么? 傳感器向新型、微型、智能型方向發(fā)展; 測(cè)試儀器向高精度、多功能、小型化、在線監(jiān)測(cè)、性能標(biāo)準(zhǔn)化和低價(jià)格發(fā)展; 參數(shù)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理向計(jì)算機(jī)為核心發(fā)展; 第一章 1 求周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)(復(fù)指數(shù)函數(shù)形式),畫出|cn|-w和j-w圖。 解:(1)方波的時(shí)域描述為: (2) 從而: 2 . 求正弦信號(hào) 的絕對(duì)均值 和均方根值 。 解(1) (2) 3.求符號(hào)函數(shù)和

4、單位階躍函數(shù)的頻譜。 解:(1)因?yàn)椴粷M足絕對(duì)可積條件,因此,可以把符合函數(shù)看作為雙邊指數(shù)衰減函數(shù): 其傅里葉變換為: (2)階躍函數(shù): 4. 求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù) 的傅里葉變換。 解: (1)被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)可以看成為:余弦函數(shù)與矩形窗 的點(diǎn)積,即: (2)根據(jù)卷積定理,其傅里葉變換為: 5.設(shè)有一時(shí)間函數(shù)f(t)及其頻譜如圖所示?,F(xiàn)乘以余弦函數(shù)cosw0t(w0>wm)。在這個(gè)關(guān)系中函數(shù)f(t)稱為調(diào)制信號(hào),余弦函數(shù)cosw0t稱為載波。試求調(diào)幅信號(hào)的f(t)cosw0t傅氏變換,并繪制其頻譜示意圖。又:若w0<

5、wm將會(huì)出現(xiàn)什么情況? 解:(1)令 (2) 根據(jù)傅氏變換的頻移性質(zhì),有: 頻譜示意圖如下: (3) 當(dāng)w0

6、; (2) ; (3) ; 2 .求 的自相關(guān)函數(shù).其中 解:瞬態(tài)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)表示為: 3. 求初始相角 為隨機(jī)變量的正弦函數(shù) 的自相關(guān)函數(shù),如果 , 有何變化? (1)具有圓頻率為 、幅值為A、初始相交為 的正弦函數(shù),是一個(gè)零均值的各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程。其平均值可用一個(gè)周期 的平均值計(jì)算。其自相關(guān)函數(shù)為 令 , 則 , (2)當(dāng) 時(shí),自相關(guān)函數(shù) 無變化。 4. 求指數(shù)衰減函數(shù) 的頻譜函數(shù) ,( )。并定性畫出信號(hào)及其頻譜圖形。 解:(1)求單邊指數(shù)

7、函數(shù) 的傅里葉變換及頻譜 (2)求余弦振蕩信號(hào) 的頻譜。 利用 函數(shù)的卷積特性,可求出信號(hào) 的頻譜為 其幅值頻譜為 a a` b b` c c` 題圖 信號(hào)及其頻譜圖 注:本題可以用定義求,也可以用傅立葉變換的頻移特性求解。 5 一線性系統(tǒng),其傳遞函數(shù)為 ,當(dāng)輸入信號(hào)為 時(shí), 求:(1) ;(2) ;(3) ;(4) 。 解:(1) 線性系統(tǒng)的輸入、輸出關(guān)系為: 已知 ,則 由此可得: (2) 求 有兩種方法。其一是利用 的傅立葉逆變換; 其二是先求出 ,再求 ,其三

8、是直接利用公式 求。 下面用第一種方法。 (3)由 可得: (4) 可以由 的傅立葉逆變換求得,也可以直接由 、 積分求得: 6. 已知限帶白噪聲的功率譜密度為 求其自相關(guān)函數(shù) 。 解: 可由功率譜密度函數(shù)的逆變換求得: 7.車床加工零件外圓表面時(shí)常產(chǎn)生振紋,表面振紋主要是由轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪的不平衡慣性力使主軸箱振動(dòng)而引起的。振紋的幅值譜 A(f) 如題圖a)所示,主軸箱傳動(dòng)示意圖如題圖b)

9、所示。傳動(dòng)軸1、2、3上的齒輪齒數(shù)分別為 ,傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1=2000(r/min) ,試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響大?為什么? a) 振紋的幅值譜 b) 主軸箱傳動(dòng)示意圖 解:(1)計(jì)算軸的轉(zhuǎn)速和頻率: (2)判別: 由計(jì)算結(jié)果知 與頻譜圖中最大幅值處的頻率相吻合,故知軸II上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響最大。 8. 某8位A/D轉(zhuǎn)換器輸入電壓范圍是 5V,輸入信號(hào)電壓為 -3.215V。試把該信號(hào)電壓分別轉(zhuǎn)換成原碼、補(bǔ)碼、反碼和偏移碼。 解: 偏移碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為: (

10、5-3.125)/q=(5-3.125)28 /(25)=48 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,有 [x]ob =00110000 符號(hào)位取反,得補(bǔ)碼 [x]c1 =10110000 補(bǔ)碼末位減1,得反碼 [x]c2 =10101111 反碼尾數(shù)按位取反,得原碼 [x]0 =11010000 9. 對(duì)三個(gè)余弦信號(hào) 分別做理想采樣,采樣頻率為 ,求三個(gè)采樣輸出序列,畫出信號(hào)波形和采樣點(diǎn)的位置并解釋混迭現(xiàn)象。 解:(1)求采樣序列 采樣輸出序列為:1,0,-1,0,1,0,-1,0,… 采樣輸出序列為:1,0,

11、-1,0,1,0,-1,0,… 采樣輸出序列為:1,0,-1,0,1,0,-1,0,… (2)由計(jì)算結(jié)果及采樣脈沖圖形可以看出,雖然三個(gè)信號(hào)頻率不同,但采樣后輸出的三個(gè)脈沖序列卻是相同的,產(chǎn)生了頻率混迭,這個(gè)脈沖序列反映不出三個(gè)信號(hào)的頻率特征。原因是對(duì)于 ,不符合采樣定理。脈沖圖見下圖。 10. 利用矩形窗函數(shù)求積分 的值。 解: (1)根據(jù)Paseval定理,時(shí)域能量與頻域能量相等,而時(shí)域 對(duì)應(yīng)于頻域的矩形窗。 即 (2) = = = = 11.什么是窗函數(shù),

12、描述窗函數(shù)的各項(xiàng)頻域指標(biāo)能說明什么問題? 解: (1)窗函數(shù)就是時(shí)域有限寬的信號(hào)。其在時(shí)域有限區(qū)間內(nèi)有值,頻譜延伸至無限頻率。 (2)描述窗函數(shù)的頻域指標(biāo)主要有最大旁瓣峰值與主瓣峰值之比、最大旁瓣10倍頻程衰減率、主瓣寬度。 (3)主瓣寬度窄可以提高頻率分辨力,小的旁瓣可以減少泄漏。 12. 什么是泄漏?為什么產(chǎn)生泄漏?窗函數(shù)為什么能減少泄漏? 解: (1)信號(hào)的能量在頻率軸分布擴(kuò)展的現(xiàn)象叫泄漏。 (2)由于窗函數(shù)的頻譜是一個(gè)無限帶寬的函數(shù),即是x(t)是帶限信號(hào),在截?cái)嗪笠脖厝怀蔀闊o限帶寬的信號(hào),所以會(huì)產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。 (3)盡可能減小旁瓣幅度,使頻譜集中于主瓣附近,可以

13、減少泄漏。 13. 什么是 “柵欄效應(yīng)”?如何減少“柵欄效應(yīng)”的影響? 解: (1)對(duì)一函數(shù)實(shí)行采樣,實(shí)質(zhì)就是“摘取”采樣點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的函數(shù)值。其效果有如透過柵欄的縫隙觀看外景一樣,只有落在縫隙前的少量景象被看到,其余景象都被柵欄擋住,稱這種現(xiàn)象為柵欄效應(yīng)。 (2)時(shí)域采樣時(shí)滿足采樣定理要求,柵欄效應(yīng)不會(huì)有什么影響。頻率采樣時(shí)提高頻率分辨力,減小頻率采樣間隔可以減小柵欄效應(yīng)。 14.數(shù)字信號(hào)處理的一般步驟是什么?有哪些問題值得注意? 答: (1)數(shù)字信號(hào)處理的一般步驟如下圖所示: 其中預(yù)處理包括 1)電壓幅值調(diào)理,以便適宜于采樣;2)必要的濾波;3)隔離信號(hào)的直流分量;

14、4)如原信號(hào)經(jīng)過調(diào)制,則先進(jìn)行解調(diào)。 (2)數(shù)字信號(hào)處理器或計(jì)算機(jī)對(duì)離散的時(shí)間序列進(jìn)行運(yùn)算處理。運(yùn)算結(jié)果可以直接顯示或打印。要注意以下一些問題:要適當(dāng)?shù)倪x取采樣間隔,采樣間隔太小,則對(duì)定長的時(shí)間記錄來說其數(shù)字序列就很長,計(jì)算工作量迅速增大;如果數(shù)字序列長度一定,則只能處理很短的時(shí)間歷程,可能產(chǎn)生較大的誤差;若采樣間隔大(采樣頻率低),則可能造成頻率混疊,丟掉有用的信息;應(yīng)視信號(hào)的具體情況和量化的精度要求適當(dāng)選?。粒霓D(zhuǎn)換器;在數(shù)字信號(hào)處理的過程中,要適當(dāng)?shù)倪x取窗函數(shù),以減小截?cái)嗾`差的影響。 15. 頻率混疊是怎樣產(chǎn)生的,有什么解決辦法? 答: (1)當(dāng)采用過大的采樣間隔Ts對(duì)兩個(gè)不同頻

15、率的正弦波采樣時(shí),將會(huì)得到一組相同的采樣值,造成無法辯識(shí)兩者的差別,將其中的高頻信號(hào)誤認(rèn)為低頻信號(hào),于是就出現(xiàn)了所謂的混疊現(xiàn)象。 (2)為了避免頻率混疊,應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)x(t)成為有限帶寬的信號(hào),同時(shí)應(yīng)使采樣頻率fs大于帶限信號(hào)的最高頻率fh的2倍。 16. 相關(guān)函數(shù)和相關(guān)系數(shù)有什么區(qū)別?相關(guān)分析有什么用途,舉例說明。 答: (1)通常,兩個(gè)變量之間若存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,則稱兩者存在著函數(shù)關(guān)系,相關(guān)函數(shù)又分為自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)。當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量之間具有某種關(guān)系時(shí),隨著某一個(gè)變量數(shù)值的確定,另一變量卻可能取許多不同的值,但取值有一定的概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律,這時(shí)稱兩個(gè)隨機(jī)變量存在相關(guān)關(guān)

16、系,對(duì)于變量X和Y之間的相關(guān)程度通常用相關(guān)系數(shù)ρ來表示。 (2)在測(cè)試技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域中,無論分析兩個(gè)隨機(jī)變量之間的關(guān)系,還是分析兩個(gè)信號(hào)或一個(gè)信號(hào)在一定時(shí)移前后的關(guān)系,都需要應(yīng)用相關(guān)分析。例如在振動(dòng)測(cè)試分析、雷達(dá)測(cè)距、聲發(fā)射探傷等都用到相關(guān)分析。 第三章 1.說明線性系統(tǒng)的頻率保持性在測(cè)量中的作用。 答: (1)線性系統(tǒng)的頻率保持性,在測(cè)試工作中具有非常重要的作用。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試中,測(cè)試得到的信號(hào)常常會(huì)受到其他信號(hào)或噪聲的干擾,這時(shí)依據(jù)頻率保持特性可以認(rèn)定測(cè)得信號(hào)中只有與輸入信號(hào)相同的頻率成分才是真正由輸入引起的輸出。 (2)同樣,在故障診斷中,根據(jù)測(cè)試信號(hào)的主要頻率成分,在排

17、除干擾的基礎(chǔ)上,依據(jù)頻率保持特性推出輸入信號(hào)也應(yīng)包含該頻率成分,通過尋找產(chǎn)生該頻率成分的原因,就可以診斷出故障的原因。 2.在使用靈敏度為80nC/MPa的壓電式力傳感器進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí),首先將他與增益為 5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí),壓力變化為多少? 2 解:(1)求解串聯(lián)系統(tǒng)的靈敏度。 (2)求壓力值。 3.把靈敏度為 的壓電式力傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)到 的電荷放大器相接,求其總靈敏度。若要將總靈敏度調(diào)到 ,電荷放大器的靈敏度應(yīng)作如何調(diào)整? 解: 4.用一

18、時(shí)間常數(shù)為2s的溫度計(jì)測(cè)量爐溫時(shí),當(dāng)爐溫在200℃—400℃之間,以150s為周期,按正弦規(guī)律變化時(shí),溫度計(jì)輸出的變化范圍是多少? 解: (1)已知條件。 (2)溫度計(jì)為一階系統(tǒng),其幅頻特性為 (3)輸入為200℃、400℃時(shí),其輸出為: y=A(w)200=200.7(℃) y=A(w) 400=401.4( ℃) 5.用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正旋信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí),如果要求振幅誤差在10%以內(nèi),時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少?如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz的正旋信號(hào)進(jìn)行測(cè)試時(shí),則此時(shí)的幅值誤差和相位誤差是多少? 解:(1)一階系統(tǒng)幅頻誤差公式。 幅值誤差為:2.9%,相位

19、差為:-67.540 7.用傳遞函數(shù)為 的一階測(cè)量裝置進(jìn)行周期信號(hào)測(cè)量。若將幅度誤差限制在5%以下,試求所能測(cè)量的最高頻率成分。此時(shí)的相位差是多少? 解:(1)已知一階系統(tǒng)誤差公式。 (2)解得w=131.47 8.設(shè)一力傳感器作為二階系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比為0.14,問使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí),其振幅和相位角各為多少? 解:(1)fn=800HZ, ξ=0.14 , f=400HZ 帶入頻譜特性。 9.對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后,測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量 的數(shù)值為1.5,同時(shí)測(cè)得其周期為6

20、.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。 解:(1)求解阻尼比、固有頻率。 (2)求解傳遞函數(shù)。 傳遞函數(shù)為:將 , , 將 , 和 代,可得該裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)   第4章 常用傳感器 1. 應(yīng)變片的靈敏系數(shù)與電阻絲(敏感柵)的靈敏系數(shù)有何不同?為什么? 答: (1)一般情況下,應(yīng)變片的靈敏系數(shù)小于電阻絲的靈敏系數(shù)。 (2)原因是: 1) 當(dāng)應(yīng)變片粘貼于彈性體表面或者直接將應(yīng)變片粘貼于被測(cè)試件上時(shí),由于基底和粘結(jié)劑的彈性模量與敏感柵的彈性模

21、量之間有差別等原因,彈性體或試件的變形不可能全部均勻地傳遞到敏感柵。 2)絲柵轉(zhuǎn)角及接線的影響。 2. 金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何不同? 答:前者利用金屬形變引起電阻的變化;而后者是利用半導(dǎo)體電阻率變化引起電阻的變化(壓阻效應(yīng))。 3. 試比較自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同。 答: (1)不同點(diǎn): 1)自感式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化;2)差動(dòng)變壓器式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。 (2)相同點(diǎn): 兩者都屬于電感式傳感器,都可以分為氣隙型、截面型和螺管性三種類型。 4. 在自感式傳感器中,螺管式自感

22、傳感器的靈敏度最低,為什么在實(shí)際應(yīng)用中卻應(yīng)用最廣泛? 答: (1)在自感式傳感器中,雖然螺管式自感傳感器的靈敏度最低,但示值范圍大、線性也較好; (2)同時(shí)還具備自由行程可任意安排、制造裝配方便、可互換性好等優(yōu)點(diǎn)。 (3)由于具備了這些優(yōu)點(diǎn),而靈敏度低的問題可在放大電路方面加以解決,故目前螺管式自感傳感器應(yīng)用中最廣泛。 5. 為什么電容式傳感器易受干擾?如何減小干擾? 答: (1)傳感器兩極板之間的電容很小,僅幾十個(gè)μμF,小的甚至只有幾個(gè)μμF。 (2)而傳感器與電子儀器之間的連接電纜卻具有很大的電容,如屏蔽線的電容最小的l米也有幾個(gè)μμF,最大的可達(dá)上百個(gè)μμF。這

23、不僅使傳感器的電容相對(duì)變化大大降低,靈敏度也降低,更嚴(yán)重的是電纜本身放置的位置和形狀不同,或因振動(dòng)等原因,都會(huì)引起電纜本身電容的較大變化,使輸出不真實(shí),給測(cè)量帶來誤差。 (3)解決的辦法,一種方法是利用集成電路,使放大測(cè)量電路小型化,把它放在傳感器內(nèi)部,這樣傳輸導(dǎo)線輸出是直流電壓信號(hào),不受分布電容的影響; (4)另一種方法是采用雙屏蔽傳輸電纜,適當(dāng)降低分布電容的影響。由于電纜分布電容對(duì)傳感器的影響,使電容式傳感器的應(yīng)用受到一定的限制。 6. 用壓電式傳感器能測(cè)量靜態(tài)或變化很緩慢的信號(hào)嗎?為什么? 答: (1)由于不可避免地存在電荷泄漏,利用壓電式傳感器測(cè)量靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)量值時(shí),必須

24、采取一定措施,使電荷從壓電元件經(jīng)測(cè)量電路的漏失減小到足夠小的程度; (2)而在作動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí),電荷可以不斷補(bǔ)充,從而供給測(cè)量電路一定的電流,故壓電式傳感器適宜作動(dòng)態(tài)測(cè)量。 7. 什么是物性型傳感器?什么是結(jié)構(gòu)型傳感器?試舉例說明。 答: (1)物性型傳感器是依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。例如利用水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象制成水銀溫度計(jì)來測(cè)溫;利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成壓電測(cè)力計(jì)等。 (2)結(jié)構(gòu)型傳感器則是依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化而實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的。例如,電容式傳感器依靠極板間距離變化引起電容量變化;電感式傳感器依靠銜鐵位移引起自感或互感變化等。 8. 有源型傳感器和

25、無源型傳感器有何不同?試舉例說明。 答: (1)有源型傳感器即能量控制型傳感器,是從外部供給輔助能量使其工作的,并由被測(cè)量來控制外部供給能量的變化。例如,電阻應(yīng)變測(cè)量中,應(yīng)變計(jì)接于電橋上,電橋工作能源由外部供給,而由于被測(cè)量變化所引起應(yīng)變計(jì)的電阻變化來控制電橋的不平衡程度。此外電感式測(cè)微儀、電容式測(cè)振儀等均屬此種類型。 (2)無源型傳感器即能量轉(zhuǎn)換型傳感器,是直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作的,例如,熱電偶溫度計(jì)、彈性壓力計(jì)等。但由千這類傳感器是被測(cè)對(duì)象與傳感器之間的能量傳輸,必然導(dǎo)致被測(cè)對(duì)象狀態(tài)的變化,而造成測(cè)量誤差。 9. 選用傳感器應(yīng)注意哪些問題? 答: 1)靈敏度:

26、 傳感器的量程范圍是和靈敏度是緊密相關(guān)的。傳感器的靈敏度并非越高越好,根據(jù)被測(cè)量要求來選取。 2) 線性范圍:為了保證測(cè)量的精確度,傳感器必須在線性區(qū)域內(nèi)工作。 3) 響應(yīng)特性:傳感器的響應(yīng)特性必須在所測(cè)頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實(shí)際傳感器的響應(yīng)總有一遲延,但遲延時(shí)間越短越好。 4) 穩(wěn)定性:經(jīng)過長期使用以后,其輸出特性不發(fā)生變化的性能。為了保證穩(wěn)定性,在選用傳感器之前,應(yīng)對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,以選擇合適的傳感器類型。 5) 精確度:表示傳感器的輸出與被測(cè)量的對(duì)應(yīng)程度。傳感器的精確度也并非愈高愈好,因?yàn)檫€要考慮到經(jīng)濟(jì)性。 傳感器在實(shí)際測(cè)試條件下的工作方式,也是選用傳感器時(shí)應(yīng)

27、考慮的重要因素。 10. 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4(mm),工作初始極板間距離δ0=0.3(mm),介質(zhì)為空氣。問: a) 如果極板間距離變化量Δδ=士l(mm),電容的變化量ΔC是多少? b) 如果測(cè)量電路的靈敏度k1=10O(mv/pF),讀數(shù)儀表的靈敏度k2=5(格/mV),在Δδ=士1(um)時(shí),讀數(shù)儀表的變化量為多少? 答:1)已知ε0=8.851012(F/M),傳感器的靈敏度為k 2) 11. 壓電式加速度傳感器的固有電容為Ca,電纜電容為Cc,電壓靈敏度Ku=U0 /a(a為被測(cè)加速度),輸出電荷靈敏度Kq=Q/a。試推導(dǎo)

28、Ku和Kq的關(guān)系。 答: (1)壓電式加速度傳感器的靈敏度是指其輸出變化量(電壓或電流)與輸入變化量(加速度a)的比值,故有兩種表示方法:電荷靈敏度Kq(采用電荷放大器)和電壓靈敏度Ku(采用電壓放大器)。因?yàn)? (2) 12. 圓柱形彈性元件,在拉、彎聯(lián)合作用下,如題圖4-1a,應(yīng)變片應(yīng)如何布片和正確接電橋才能測(cè)定拉力p和彎矩M,并能消除拉力和彎矩間的相互干擾? 答:1)原則上僅需在圓柱彈性元件上下表面各貼一片應(yīng)變片R1和R2(見圖),并與兩阻值和應(yīng)變片阻值相同的固定電阻組成電橋。沒有力、彎矩作用時(shí),R1=R2=R,電橋輸出電壓U0為零。

29、 2)測(cè)拉力時(shí),由于受拉,ΔR1=ΔR2,測(cè)彎矩時(shí),由于受彎,ΔR1`=ΔR2`。測(cè)定拉力的電橋如圖b,R1和R2組成電橋的相對(duì)臂。測(cè)定彎矩的電橋如圖c,R1和R2組成相鄰臂。測(cè)拉力的電橋輸出電壓U0 將ΔR2=-ΔR1代入上式有 可見,ΔRT互相抵消,對(duì)電橋的輸出無影響。 第5章 信號(hào)的調(diào)理與記錄 1. 以阻值 ,靈敏度S=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3 V,并假定負(fù)載為無窮大,當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?με和2000με是,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:(1)對(duì)于電阻型應(yīng)變片來說, 當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?

30、時(shí): 單臂電橋的輸出電壓為: 雙臂電橋的輸出電壓為: (2)當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?時(shí): 單臂電橋的輸出電壓為: 雙臂電橋的輸出電壓為: 通過計(jì)算可知:雙臂電橋的靈敏度比單臂電橋高一倍。 2. 有人在使用電阻應(yīng)變片時(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,在下列情況下,是否可提高靈敏度?說明為什么? 1) 半橋雙臂各串聯(lián)一片。 2) 半橋雙臂各并聯(lián)一片。 解:(1)未增加電阻應(yīng)變片時(shí),半橋雙臂的靈敏度為: 當(dāng)半橋雙臂各串聯(lián)一片時(shí): 簡(jiǎn)化電路,設(shè) 時(shí),計(jì)算得: ,所以不能提高靈敏度。 (2)

31、當(dāng)半橋雙臂各并聯(lián)一片時(shí): 簡(jiǎn)化電路,設(shè) 時(shí),計(jì)算得: ,所以也不能提高靈敏度。 3. 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)電壓是 。求此電橋輸出信號(hào)的頻譜。 解:(1)電橋輸出電壓 ,其中 為電阻應(yīng)變片的靈敏度, 所以得: 因?yàn)椋? 所以: (2) 4. 已知調(diào)幅波 其中 , 試求:1)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) 各分量頻率及幅值為: , , , , ,

32、 2)調(diào)制信號(hào)頻譜圖: 調(diào)幅波的頻譜圖: 5. 圖為利用乘法器組成的調(diào)幅解調(diào)系統(tǒng)的方框圖。設(shè)載波信號(hào)是頻率為 的正弦波, 試求:1) 各環(huán)節(jié)輸出信號(hào)的時(shí)域波形;2) 各環(huán)節(jié)輸出信號(hào)的頻譜圖。        解:(1)原信號(hào)時(shí)域波形: ,頻譜圖:                            (2)第一次乘法運(yùn)算后時(shí)域波形: ,頻譜圖: (3)第二次乘法運(yùn)算后頻譜圖: 低通處理后時(shí)域波形: (幅值為原信號(hào)的一半),頻譜圖: 6. 交流應(yīng)變電橋的輸出電壓是一個(gè)調(diào)幅波。設(shè)供橋電壓為 ,電阻變化量為 ,其中 。試求電橋輸出電壓 的

33、頻譜。 解:(1)電橋輸出電壓 (2)因?yàn)?,所以: 7. 一個(gè)信號(hào)具有 從到 范圍的頻率成分,若對(duì)此信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅,試求: 1) 調(diào)幅波的帶寬將是多少? 2) 若載波頻率為 ,在調(diào)幅波中將出現(xiàn)那些頻率成分。 解:(1)調(diào)波帶寬為500-100=400Hz。 (2)調(diào)幅波頻率成份為10100~10500Hz以及-9900~-9500Hz。 8. 選擇一個(gè)正確的答案: 將兩個(gè)中心頻率相同的濾波器串聯(lián),可以達(dá)到: a) 擴(kuò)大分析頻帶;b)濾波器選擇性變好,但相移增加;c) 幅頻、相頻特性都得到改善 解:b) 9. 什么是濾波器的分辨力?與那些因素有關(guān)

34、? 解:濾波器的分辨力是指濾波器有效的辨別緊密相鄰量值的能力。濾波器的分辨力與濾波器的帶寬有關(guān),通常越窄則分辨率越高。 10. 設(shè)一帶通濾波器的下截止頻率為 ,上截止頻率為 ,中心頻率為 ,試指出下列技術(shù)中的正確與錯(cuò)誤。 1) 頻程濾波器 。 2) 3) 濾波器的截止頻率就是此通頻帶的幅值 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 倍頻程濾波器的中心頻率的 倍。 解:1)錯(cuò)誤:    式中n稱為倍頻程數(shù)。當(dāng)n=1稱為倍頻程濾波器;若n=1/3稱為1/3倍頻程濾波器。 2) 3) 4) .根據(jù)(1)式中的公式推導(dǎo)。 11. 有一

35、 倍頻程濾波器,其中心頻率 ,建立時(shí)間 。求該濾波器: 1) 帶寬 2) 上、下截止頻率 、 3) 若中心頻率改為 ,求帶寬、上下截止頻率和建立時(shí)間。 解: 1) =115.78Hz 2) =445.45Hz =561.23Hz 3) =46.31Hz =178.18Hz =224.49Hz (C是常數(shù)) 12. 一濾波器具有如下傳遞函數(shù) ,求其幅頻、相頻特性。并說明 濾波器的類型。 解:(1)由 可得頻率響應(yīng)函數(shù) (2)所以幅頻特性: 相頻特性: 根據(jù)它的幅頻特性可知:低通濾波器 13. 圖所示的磁電指示

36、機(jī)構(gòu)和內(nèi)阻的信號(hào)源相連,其轉(zhuǎn)角 和信號(hào)源電壓 的關(guān)系可用二階微分方程來描述, 即 設(shè)其中動(dòng)圈部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 為 ,彈簧剛度為 ,線圈匝數(shù) 為 ,線圈橫截面積 為 ,線圈內(nèi)阻 為 ,磁通密度 為 和信號(hào)內(nèi)阻 為 。 1)試求該系統(tǒng)的靜態(tài)靈敏度。2)為了得到0.7的阻尼比,必須把多大的電阻附加在電路中?改進(jìn)后系統(tǒng)的靈敏度為多少? 圖: 動(dòng)圈式磁電指示機(jī)構(gòu) 解:1)因?yàn)樾盘?hào)靜態(tài)時(shí) 所以 因此信號(hào)的靜態(tài)靈敏度 2) 所以 =6781.2 改進(jìn)后的靈敏度 14. 設(shè)有一低通濾波器,其帶寬為 。問如

37、何與磁帶紀(jì)錄儀配合使用,使其分別當(dāng)作帶寬為 和 的低通濾波器使用? 解:(1)把記錄磁帶慢錄快放即使時(shí)間尺度壓縮,這樣所得到信號(hào)頻帶就可以加寬; (2)同理,把記錄磁帶快錄慢放即使時(shí)間尺度伸長,這樣所得到信號(hào)頻帶就可以變窄,所以,只要改變磁帶的時(shí)間尺度,就可以實(shí)現(xiàn)上面要求。 第6章 現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng) 1. 一個(gè)6位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器,分辨率為0.05V,若模擬輸入電壓為2.2V,試求其數(shù)字輸出量的數(shù)值。 解:(1)參考電壓:VREF=0.05*26=3.2V (2) 數(shù)字輸出量的數(shù)值:Dn=int(2.2/3.2*26)=44 2. 采用12位A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)

38、10Hz信號(hào)進(jìn)行采樣,若不加采樣保持器,同時(shí)要求A/D采樣孔徑誤差小于1/2LSB時(shí),A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間最大不能超過多少? 解:(1)由shannon定理:采樣間隔為:Δf≤1/(2fmax)=0.05s 所以采樣頻率為:f≥20Hz (2)由f=1/(2n*T)≥20得 轉(zhuǎn)換最大時(shí)間:T≤1/(20*2n)=0.0000122s 3. 如果要求一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器能分辨5mV的電壓,設(shè)其滿量程電壓為10V,試問其輸入端數(shù)字量至少要多少位? 解:(1)由分辨率的表示方法及定義,且其滿量程為10V,所以: 10/2n<0.005V (2)解得:n≥11 即

39、其輸入端數(shù)字量至少要11位。 4. 說明逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理。試設(shè)計(jì)一軟件模擬該A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換過程。 答:(1)逐次逼進(jìn)式A/D轉(zhuǎn)換器是一種反饋比較轉(zhuǎn)換。將被測(cè)的輸入電壓V與一個(gè)推測(cè)電壓E相比較,根據(jù)比較結(jié)果大于或小于推測(cè)電壓的值,使之向輸入電壓逼進(jìn)。 (2)具體過程為:當(dāng)出現(xiàn)啟動(dòng)脈沖時(shí),移動(dòng)寄存器和鎖存器全清為零,故輸出也為零,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)時(shí)鐘到達(dá)時(shí),最高位寄存1,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后得推測(cè)電壓E,與輸入電壓V比較,若V>E則鎖1。之后移位寄存器右移一位,將當(dāng)前最高位寄存1,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后再比較,V>E時(shí)鎖1(否則為0)。直到移位寄存器右移溢出為止。此時(shí)右移脈沖作為A/D轉(zhuǎn)

40、換結(jié)束信號(hào),鎖存器的鎖存結(jié)果即為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 5. 簡(jiǎn)要說明計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的主要功能及其技術(shù)要求。 答:計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的主要組成部分包括: (1)傳感器:其功能為利用轉(zhuǎn)換功能,將外界信號(hào)變換為可直接測(cè)量的信號(hào)。要求其具有可靠性(在規(guī)定的使用條件和期限內(nèi)保持其計(jì)量性能的能力),選擇性(輸出不受任何非被測(cè)量的影響),超然性(不影響被測(cè)系統(tǒng)原來狀態(tài)的能力)。 (2)測(cè)量電路:其功能為將傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行再次變換、放大、衰減、濾波、調(diào)制和解調(diào)等,使它們成為便于顯示、記錄或進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的信號(hào)。 (4)輸入接口(A/D):將經(jīng)過處理的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸入微機(jī)。其技術(shù)要求包括

41、:分辨率、精度、線性和量化誤差等。 (5)計(jì)算機(jī)(測(cè)試軟件):其功能為執(zhí)行以測(cè)試為目的的算法程序后,得到與被測(cè)參數(shù)相對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié)果,或者形成相應(yīng)的決策和判斷。(智能測(cè)試) (6)輸出接口(D/A):其功能為將微機(jī)處理后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量后輸出,還可輸出數(shù)字量、開關(guān)量。其技術(shù)要求包括分辨率、單值性、精度等。 (7)指示儀表、記錄儀表、報(bào)警控制裝置:其功能為根據(jù)輸出的信號(hào)進(jìn)行判斷、分析、顯示、報(bào)警或反饋控制被測(cè)過程。 第7章 位移測(cè)量 1、 選用位移傳感器應(yīng)注意哪些問題? 答:選用位移傳感器時(shí),除應(yīng)符合一般傳感器的選用原則外,其測(cè)量范圍、線性度和精確度對(duì)傳感器的合理選用尤為重

42、要。 1) 測(cè)量范圍:小位移測(cè)試可用電感式、差動(dòng)變壓器式、電容式、應(yīng)變式、渦流式、霍爾式、壓電式等,大位移測(cè)試可采用光柵、感應(yīng)同步器、磁柵等。數(shù)字式位移傳感器確定測(cè)量范圍的原則是:測(cè)量上限不準(zhǔn)傳感器過載,測(cè)量下限應(yīng)考慮示值相對(duì)誤差。 2) 線性度:由于一些位移傳感器本身是非線性的,為了滿足測(cè)試精確度要求,在位移測(cè)試中常采用適當(dāng)方法給予校正、補(bǔ)償。 3) 精確度:根據(jù)測(cè)試的目的和被測(cè)位移實(shí)際要求,盡可能選擇精密度較低的傳感器,以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 2、 利用電渦流傳感器測(cè)量物體的位移。試問: (1) 如果被測(cè)物體由塑料制成,位移測(cè)量是否可行?為什么? (2) 為了能夠?qū)υ?/p>

43、物體進(jìn)行位移測(cè)量,應(yīng)采取什么措施?應(yīng)考慮什么問題? 答: (1)不可行。因?yàn)殡姕u流傳感器是電感傳感器的一種形式,是利用金屬導(dǎo)體在交變磁場(chǎng)中的渦流效應(yīng)進(jìn)行工作的,而塑料不是導(dǎo)體,不能產(chǎn)生渦流效應(yīng),故不可行。 (2)可在該物體表面上鍍上一層金屬,使之在變化的磁場(chǎng)中或者磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),表層產(chǎn)生感應(yīng)電流,并自行閉合,從而形成渦流。應(yīng)考慮以下問題:導(dǎo)體的電阻率要高,消除加工過程中殘余的剩磁,避免導(dǎo)體表面有不同性質(zhì)的電鍍層,以防止影響靈敏度;被測(cè)物體的大小應(yīng)大于線圈直徑的1.8倍,若為圓柱體時(shí),其直徑應(yīng)大于線圈直徑的3.5倍。 3、 渦流位移傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較,其主要優(yōu)點(diǎn)是什么?渦流

44、傳感器能否測(cè)量大位移?為什么?電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外,還能測(cè)量哪些非電量? 答: (1)電渦流式傳感器具有頻率響應(yīng)范圍寬,靈敏度高,測(cè)量范圍大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗干擾能力強(qiáng),不受油污等介質(zhì)影響,特別其具有非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。 (2)因?yàn)闇u流傳感器受變換磁場(chǎng)大小的限制,故它不能用于測(cè)量大位移。 (3)渦流傳感器除了能夠測(cè)量位移外,還可測(cè)量:1)由位移量變換而來的被測(cè)對(duì)象,如:位移振幅、表面粗糙度、轉(zhuǎn)速、零件尺寸、零件個(gè)數(shù)、零件厚度、回轉(zhuǎn)軸線誤差運(yùn)動(dòng)等測(cè)量;2)由被測(cè)材質(zhì)物性變換來的被測(cè)對(duì)象,如溫度、硬度、渦流探傷等。 第8章 振動(dòng)的測(cè)量 1、 某車床加工外圓表面時(shí),表面振紋

45、主要由轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪的不平衡慣性力而使主軸箱振動(dòng)所引起。振紋的幅值譜如題圖8.1a所示,主軸箱傳動(dòng)示意圖如題圖8.1b所示。傳動(dòng)軸I、傳動(dòng)軸II和主軸III上的齒輪齒數(shù)為 , , , 。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 =2000r/min。試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響最大?為什么? a) 振紋的幅值譜 b) 傳動(dòng)示意圖 題圖 主軸箱示意圖及其頻譜 解:1)計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率: 軸I的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率: Hz 軸II的轉(zhuǎn)速: (r/min) 軸II的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率: Hz 軸III的轉(zhuǎn)速: (r/min) 軸III的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率: Hz 2)判別 由計(jì)算結(jié)果

46、知,軸II的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 =25(Hz)與幅頻圖A(f)中最大幅值處的頻率相吻合,故知軸II上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響最大。 2、 某產(chǎn)品性能試驗(yàn)需要測(cè)試溢流閥的壓力響應(yīng)曲線(即流量階躍變化時(shí),溢流閥壓力上升的過渡曲線)。已知,該閥為二階系統(tǒng),穩(wěn)態(tài)壓力10MPa,超調(diào)量<20%。閥的剛度k=6400N/m,運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量m=0.1kg。試: 1) 計(jì)算閥的固有頻率。 2) 選用一種精度高、抗振性能好、可靠性高、頻率響應(yīng)特性能滿足上述測(cè)試要求的壓力傳感器。寫出其名稱、工作原理、量程、選用理由等。 解:1)閥的固有頻率為: Hz 2) 測(cè)量壓力的傳感器常用的有應(yīng)變式、壓阻式、壓電式

47、、電容式等,根據(jù)題意,所要求的測(cè)量范圍為0~12MPa,并要求避開其共振頻率。 應(yīng)變式壓力傳感器,如懸鏈膜片壓力傳感器其共振頻率較底(30~50Hz),難以勝任本題的測(cè)試要求; 壓阻式壓力傳感器工作頻率范圍可以在0到數(shù)百Hz,具有靈敏度高、重復(fù)性好、零漂小等特點(diǎn),測(cè)量范圍可以在0.014MPa~140MPa之間; 壓電式壓力傳感器具有固有頻率高、慣性小、滯后小、體積小等特點(diǎn),可以測(cè)量幾百帕到幾百兆帕的壓力。 電容式壓力傳感器利用電容方法測(cè)量壓力,由于是非接觸式測(cè)量,該傳感器具有靈敏度高、測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大、抗振性能好、可靠耐用等特點(diǎn),在壓力測(cè)量中也得到廣泛的應(yīng)用。 綜上所述,本題

48、中可選用壓阻式、壓電式和電容式等多種壓力傳感器。 3、 用壓電式加速度傳感器及電荷放大器測(cè)量振動(dòng),若傳感器靈敏度為7pc/g,電荷放大器靈敏度為100mv/pc,試確定輸入a=3g時(shí)系統(tǒng)的輸出電壓。 解: (1)求系統(tǒng)的總靈敏度: 系統(tǒng)的總靈敏度為:S=7 pc/g 100 mv/pc =700 mv/ g (2)根據(jù)已知條件,求解。 當(dāng)輸入a=3g時(shí),系統(tǒng)的輸出電壓為:u=aS=3g700 mv/ g =2100mv 4、 若某旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,為分析機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性,需要考慮的最高頻率為工作頻率的10倍,問: 1) 應(yīng)選擇何種類型的振動(dòng)傳感器,

49、并說明原因? 2) 在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí),選用的采樣頻率至少為多少? 解:1) 機(jī)組工作頻率為:f=3000/60=50Hz,最高分析頻率:fh=10f=500Hz, (1) 在工業(yè)上常見振動(dòng)傳感器有:電渦流振動(dòng)位移傳感器、磁電式振動(dòng)速度傳感器、壓電式振動(dòng)加速度傳感器三類,其中渦流傳感器頻率范圍為DC~20KHz以上,磁電式速度傳感器頻率范圍為10Hz~1500Hz左右,而壓電式加速度傳感器的頻率范圍為0.5Hz~10KHz左右,因此從頻率范圍的角度,三種傳感器均可采用。 (2) 但是,如果考慮到安裝的方便性,則最好選擇壓電式加速度傳感器,該類型傳感器可直接固定與機(jī)組機(jī)殼表面,精度高,頻

50、響范圍寬,壽命長等特點(diǎn);而磁電式速度計(jì)由于存在運(yùn)動(dòng)部件,壽命較短,且傳感器本身的質(zhì)量較重,附加質(zhì)量影響較大,故不建議采用。 (3) 若要求直接測(cè)量轉(zhuǎn)軸振動(dòng),則應(yīng)選用電渦流振動(dòng)位移傳感器以實(shí)現(xiàn)不接觸測(cè)量。 2)根據(jù)最高分析頻率及采樣定理的要求,系統(tǒng)采樣頻率不應(yīng)低于2fh=1000Hz,實(shí)際使用場(chǎng)合考慮到信號(hào)頻譜分析的精度,要求系統(tǒng)采樣頻率應(yīng)不低于2.56 fh=1280Hz。如果為了能夠較好地復(fù)現(xiàn)振動(dòng)波形,則采樣頻率需要更高,如1600Hz。 第9章 噪聲的測(cè)量 1.評(píng)價(jià)噪聲的主要技術(shù)參數(shù)是什么?各代表什么物理意義? 答: (1)評(píng)價(jià)噪聲的主要技術(shù)參數(shù)有:聲壓和聲壓級(jí)、聲強(qiáng)和聲

51、強(qiáng)級(jí)、聲功率和聲功率級(jí)、頻率或頻譜、響度和響度級(jí)等。 (2)物理意義分別如下: 1) 聲壓與聲壓級(jí):表示聲音壓力強(qiáng)弱的物理量。 聲壓:聲波是在彈性介質(zhì)中傳播的疏密波即縱波,其壓力隨著疏密程度的變化而變化,所謂聲壓,是指某點(diǎn)上各瞬間的壓力與大氣壓力之差值,單位為 ,即帕(Pa); 聲壓級(jí):聲壓級(jí) 定義為: (dB),式中,P為聲壓,P0為聽閾聲壓。 2) 聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí):是用能量的大小來表征聲音強(qiáng)弱的物理量。 聲強(qiáng):聲強(qiáng)是在聲的傳播方向上,單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的聲能量。以I表示,單位為 / 。 聲強(qiáng)級(jí):聲強(qiáng)與參考聲強(qiáng) (取 )比值常用對(duì)數(shù)的10倍來表示,稱為聲強(qiáng)級(jí) ,亦是一

52、種無量綱量,定義為: [dB] 3) 聲功率及聲功率級(jí):是聲源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的總能量的量度。 聲功率:是聲源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的總能量,用 表示,單位為瓦。 聲功率級(jí):聲功率 和參考基準(zhǔn)聲功率 (取10 )的比值常用對(duì)數(shù)的10倍來表示聲功率級(jí) ,定義為: [dB] 。 4) 頻率與頻譜 頻譜:由強(qiáng)度不同的許多頻率純音所組成的聲音稱為復(fù)音,組成復(fù)音的強(qiáng)度與頻率的關(guān)系圖稱為聲頻譜,簡(jiǎn)稱頻譜。 5) 響度與響度級(jí) 為了把客觀上存在的物理量和人耳感覺的主觀量統(tǒng)一起來,引入一個(gè)綜合聲音強(qiáng)度量度——響度、響度級(jí)。 2. 舉例說明如何確定寬帶噪聲的總響度? 答:(1)噪

53、聲總響度 的計(jì)算,是以響度指數(shù)曲線為出發(fā)點(diǎn),這些曲線是在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上并考慮了聽覺某些方面的屬性后得出的。 (2)計(jì)算時(shí),先測(cè)出噪聲的頻帶聲壓級(jí),然后從響度指數(shù)曲線圖中查出各頻帶的響度指數(shù),再按下式計(jì)算總響度。 3. A、B、C三種不同計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)在測(cè)試噪聲中各有什么用途? 答:(1) A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是效仿倍頻程等響曲線中的40方曲線而設(shè)計(jì)的,它較好地模仿了人耳對(duì)低頻段(500Hz以下)不敏感,而對(duì)于1000~5000Hz聲敏感的特點(diǎn),用A計(jì)權(quán)測(cè)量的聲級(jí)來代表噪聲的大小,叫做A聲級(jí)。A聲級(jí)是單一數(shù)值,容易直接測(cè)量,并且是噪聲的所有頻率成分的綜合反映,與主觀反映接近,故目前在噪

54、聲測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用,并以它作為評(píng)價(jià)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)。 (2)B計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是效仿70方等響曲線,對(duì)低頻有衰減; (3)C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是效100方等響曲線,在整個(gè)可聽頻率范圍內(nèi)近于平直的特點(diǎn),它讓所用頻率的聲音近于一樣程度的通過,基本上不衰減,因此C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)表示總聲壓級(jí)。 4. 噪聲測(cè)試中主要用哪些儀器、儀表? 答: (1)噪聲的分析除利用聲級(jí)計(jì)的濾波器進(jìn)行簡(jiǎn)易頻率分析外; (2)還可以將聲級(jí)計(jì)的輸出接電平記錄儀、示波器、磁帶記錄器進(jìn)行波形分析; (3)或接信號(hào)分析儀進(jìn)行精密的頻率分析。 5. 噪聲測(cè)試中應(yīng)注意那些具體問題? 答: 噪聲測(cè)試中應(yīng)注意選取正確

55、的測(cè)量部位,選取合適的測(cè)量時(shí)間,對(duì)本底噪聲要進(jìn)行修正,并且要排除干擾。詳細(xì)可參考教材內(nèi)容。 6. 聲級(jí)計(jì)的校準(zhǔn)方法有幾種? 答:聲級(jí)計(jì)的校準(zhǔn)方法有: 活塞發(fā)生器校準(zhǔn)法,揚(yáng)聲器校準(zhǔn)法,互易校準(zhǔn)法,靜電激勵(lì)校準(zhǔn)法,置換法等。 第10章 力、扭矩、壓力的測(cè)量 1. 如題圖10.1所示,在一受拉彎綜合作用的構(gòu)件上貼有四個(gè)電阻應(yīng)變片。試分析各應(yīng)變片感受的應(yīng)變,將其值填寫在應(yīng)變表中。并分析如何組橋才能進(jìn)行下述測(cè)試:(1) 只測(cè)彎矩,消除拉應(yīng)力的影響;(2) 只測(cè)拉力,消除彎矩的影響。電橋輸出各為多少? 解: (1)組橋如題圖10.1-1。 設(shè)構(gòu)件上表面因彎矩產(chǎn)

56、生的應(yīng)變?yōu)棣?,材料的泊松比為μ,供橋電壓為u0,應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)為K。 各應(yīng)變片感受的彎應(yīng)變?nèi)?題表10.1-1。 題表10.1-1 R1 R2 R3 R4 -με ε -ε με 由式10.3 可得輸出電壓 其輸出應(yīng)變值為 (2) 組橋如題圖10. 1-2。 設(shè)構(gòu)件上表面因拉力產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)棣?,其余變量?1)的設(shè)定。 各應(yīng)變片感受的應(yīng)變?nèi)?題表10.1-2。 題表10.1-2 R1 R2 R3 R4 -με ε ε -με 由 式10.3 可得輸出電壓 其輸出應(yīng)變值為 2. 一等強(qiáng)度梁上、下表面貼有若干參數(shù)相同的應(yīng)

57、變片,如題圖10.2 所示。 梁材料的泊松比為μ,在力P的作用下,梁的軸向應(yīng)變?yōu)棣牛渺o態(tài)應(yīng)變儀測(cè)量時(shí),如何組橋方能實(shí)現(xiàn)下列讀數(shù)? a) ε; b) (1+μ)ε; c) 4ε; d) 2(1+μ)ε;e) 0;f) 2ε 解: 本題有多種組橋方式,例如題圖10.2-1所示。 3. 用YD-15型動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測(cè)量鋼柱的動(dòng)應(yīng)力,測(cè)量系統(tǒng)如題圖10.3所示,若R1=R2=120Ω,圓柱軸向應(yīng)變?yōu)?20με,μ=0.3,應(yīng)變儀外接負(fù)載為Rfz=16Ω,試選擇應(yīng)變儀衰減檔,并計(jì)算其輸出電流大小。(YD-15型動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的參數(shù)參見題表10.3-1和10.3-2。) 題表1

58、0.3-1 YD-15應(yīng)變儀衰減檔位 衰減檔位置 1 3 10 30 100 衰減檔總電阻(Ω) 600 600 600 600 600 衰減檔用電阻(Ω) 600 200 60 20 6 信號(hào)衰減比(%) 100 33 10 3.3 1 量程(με) 100 300 1000 3000 10000 題表10.3-2 YD-15應(yīng)變儀輸出及靈敏度 匹配電阻(Ω) 12 16 20 50 1000 輸出靈敏度(mA/με) 0.25 0.093 0.025 0.01 10(mV/με) 滿量程輸出(mA

59、) 25 9.3 2.5 1 1(V) 解: (1)由式10.3 可得電橋輸出應(yīng)變 με (2)由題表10.3-1選衰減檔3。 (3)由題表10.3-2可知16Ω負(fù)載時(shí)的靈敏度為0.093mA/με,于是,輸出電流的幅值 I= 4. 轉(zhuǎn)軸扭矩的測(cè)量方法有幾種方法?試述采用應(yīng)變?cè)頊y(cè)量轉(zhuǎn)軸扭矩的原理及方法。 答: (1)扭矩測(cè)量方法如下: 測(cè)量轉(zhuǎn)軸的應(yīng)變,例如應(yīng)變式扭矩測(cè)量; 測(cè)量轉(zhuǎn)軸兩橫截面的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角,例如用磁電感應(yīng)式、光電感應(yīng)式傳感器測(cè)量扭矩; 測(cè)量軸材料導(dǎo)磁率的變化,例如采用壓磁式傳感器測(cè)量扭矩。

60、 (2)應(yīng)變式扭矩測(cè)量方法如下: 沿與軸線方向粘貼應(yīng)變片,應(yīng)變計(jì)的布置及組橋方式應(yīng)考慮靈敏度、溫度補(bǔ)償及抵消拉、壓及彎曲等非測(cè)量因素干擾的要求,如題圖10.4-1所示。 若沿與軸線方向軸的應(yīng)變值為ε1,則扭矩為 (10.20) 式中 E——材料的彈性模量; μ——材料的泊松比; Wn——材料的抗扭模量。 對(duì)于實(shí)心圓軸 (10.21) 圖中電橋輸出可經(jīng)拉線式或電刷式集電裝置連接到電阻應(yīng)變儀。 測(cè)量前應(yīng)做扭矩標(biāo)定。若應(yīng)變儀輸出應(yīng)變?yōu)棣艃x,則 ε1=ε儀/4 第11章 溫度的測(cè)量

61、 1.接觸法測(cè)溫和非接觸法測(cè)溫各有什么特點(diǎn)? 答:(1)接觸式測(cè)溫時(shí),由于溫度計(jì)的感溫元件與被測(cè)物體相接觸,吸收被測(cè)物體的熱量,往往容易使被測(cè)物體的熱平衡受到破壞。所以,對(duì)感溫元件的結(jié)構(gòu)要求苛刻,這是接觸法測(cè)溫的缺點(diǎn),因此不適于小物體的溫度測(cè)量。 (2)非接觸法測(cè)溫時(shí),溫度計(jì)的感溫元件與被測(cè)物體有一定的距離,是靠接收被測(cè)物體的輻射能實(shí)現(xiàn)測(cè)溫,所以不會(huì)破壞被測(cè)物體的熱平衡狀態(tài),具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。但非接觸測(cè)量的精度較低。 表列出了兩種測(cè)溫方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 接觸式 非接觸式 必要條件 感溫元件必須與被測(cè)物體相接觸。 感溫元件與被測(cè)物體雖然接觸,但后者的溫度不變。   感

62、溫元件能接收到物體的輻射能。 特 點(diǎn) 不適宜熱容量小的物體溫度測(cè)量; 不適宜動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量; 便于多點(diǎn),集中測(cè)量和自動(dòng)控制。 被測(cè)物體溫度不變; 適宜動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量; 適宜表面溫度測(cè)量。 測(cè)量范圍 適宜 1000℃以下的溫度測(cè)量 適宜高溫測(cè)量 測(cè)溫精度 測(cè)量范圍的1%左右 一般在10℃左右 滯后 較大 較小 2.溫標(biāo)及其傳遞的主要內(nèi)容是什么? 答:(1)通常用純物質(zhì)的三相點(diǎn)、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)和超導(dǎo)轉(zhuǎn)變點(diǎn)等作為溫度計(jì)量的固定點(diǎn),并賦予固定點(diǎn)一個(gè)確定的溫度。 (2)由固定點(diǎn)、測(cè)溫儀器以及內(nèi)插公式構(gòu)成了溫標(biāo)的主要內(nèi)容。 3.熱電偶測(cè)溫的充要條件? 答: (1)

63、只有當(dāng)熱電偶的兩個(gè)電極材料不同,且兩個(gè)接點(diǎn)的溫度也不同時(shí),才會(huì)產(chǎn)生電勢(shì),熱電偶才能進(jìn)行溫度測(cè)量。 (2)當(dāng)熱電偶的兩個(gè)不同的電極材料確定后,熱電勢(shì)便與兩個(gè)接點(diǎn)溫度T、T0有關(guān)。即回路的熱電勢(shì)是兩個(gè)接點(diǎn)的溫度函數(shù)之差。 第12章 流量的測(cè)量 1. 分析容積式流量計(jì)的誤差及造成誤差的原因。為了減小誤差,測(cè)量時(shí)應(yīng)注意什么? 答:容積式流量計(jì)包括橢圓齒輪流量計(jì)和腰輪轉(zhuǎn)子流量計(jì)。 (1)橢圓齒輪流量計(jì)是借助于固定的容積來計(jì)量流量的,與流體的流動(dòng)狀態(tài)及粘度無關(guān)。但是,粘度變化會(huì)引起泄漏量的變化,泄漏過大將影響測(cè)量精度。橢圓齒輪流量計(jì)只要保證加工精度,和各運(yùn)動(dòng)部件的配合緊密,保證使用中

64、不腐蝕和磨損,便可得到很高的測(cè)量精度,一般情況下為0.5~1%,較好時(shí)可達(dá)0.2%。 值得注意的是,當(dāng)通過流量計(jì)的流量為恒定時(shí),橢圓齒輪在一周的轉(zhuǎn)速是變化的,但每周的平均角速度是不變的。在橢圓齒輪的短軸與長軸之比為0.5的情況下,轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的脈動(dòng)率接近0.65。由于角速度的脈動(dòng),測(cè)量瞬時(shí)轉(zhuǎn)速并不能表示瞬時(shí)流量,而只能測(cè)量整數(shù)圈的平均轉(zhuǎn)速來確定平均流量。 橢圓齒輪流量計(jì)的外伸軸一般帶有機(jī)械計(jì)數(shù)器,由它的讀數(shù)便可確定流量計(jì)的總流量。這種流量計(jì)同秒表配合,可測(cè)出平均流量。但由于用秒表測(cè)量的人為誤差大,因此測(cè)量精度較低?,F(xiàn)在大多數(shù)橢圓齒輪流量計(jì)的外伸軸都帶有測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電測(cè)速盤。再同二次儀表相連,可準(zhǔn)確地顯示出平均流量和累積流量。 (2)腰輪轉(zhuǎn)子流量計(jì)中,兩個(gè)腰輪轉(zhuǎn)子的加工精度和表面粗糙度要求較高,安裝時(shí)必須要保證兩腰輪軸線的平行度要求。普通腰輪流量計(jì),隨著流量的增大,轉(zhuǎn)子角速度的波動(dòng)現(xiàn)象較嚴(yán)重,脈沖率約為0.22左右。對(duì)大流量的計(jì)量,往往都采用45 角組合腰輪,可大大減小轉(zhuǎn)子角速度的波動(dòng),脈沖率可減小到0.027左右。此種流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用壽命長,適用性強(qiáng)等特點(diǎn),對(duì)于不同粘度的流體,均能夠保證精確的計(jì)量,一般精度可達(dá) 。 2. 超聲波流量計(jì)測(cè)量速度差的方法有哪幾種?分別說明基本原理。 答: (1)測(cè)定超聲

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

相關(guān)資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關(guān)于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權(quán)所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號(hào):ICP2024067431號(hào)-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號(hào)


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務(wù)平臺(tái),本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!