机械工程测试技术课后作业Word格式.docx

机械工程测试技术课后作业Word格式.docx

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提高检测系统的灵敏度。

re→应变带来的电阻变化

rt→温度带来的电阻变化

第二次作业

1、举例说明传感器采用差动式结构的优点。

要举例说明

（2）精度高达0.01%。

（3）动态特性好，适合测量动态参数。

（4）能量损耗小。

（5）结构简单，环境适应性好（高温、辐射等）

缺点：

电缆分布电容影响大，集成电路、双屏蔽传输电缆等——降低分布电容的影响。

第三次作业

1、什么是压电效应？

什么是逆压电效应？

答：

某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；

当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。

压电效应是可逆的，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

2、什么是电荷放大器？

它有哪些特点？

电荷放大器是一个带电容负反馈的高输入阻抗，高增益的放大器，是压电式传感器的一种专

用前置放大器。

能将高内阻的电荷源转变为低内阻的电压源。

特点：

理想情况下：

电荷放大器的输出电压只与反馈电容的大小、压电体产生的电荷量有关，而与压电体的电容、电缆的电容等无关。

高阻抗变低阻抗输出；

输入电压与输入电荷成正比，信噪比高；

频带宽，电缆长度变化引起的电容变化，不影响测量灵敏度。

作业存在问题：

1、基本都没给出等效电路图和推导过程

2、特点这一块，有些属于乱凑：

a、具有电压输出功能，使仪器可以配装电压输出型传感器；

b、具有一次积分功能，配接压电加速度传感器，除了测量加速度外，还可测速度，配接速度传感器，除了测速度，还可测位移。

。

（本身就是测位移的）

c、体积小，重量轻，稳定可靠。

3、为什么压电传感器不能测量静态量？

压电传感器的频率上限和下限主要由什么决定？

理论上来讲，如果施加在晶片上的外力不变，积聚在极板上的电荷无内部泄漏，外电路负载无穷大，那么在外力作用期间，电荷量将始终保持不变。

但这是不存在的,漏电阻会很快泄放掉其上的电荷。

所以，这类传感器不能用于静态测量。

【存在最主要的问题：

很多同学写着压力传感器只有在动态时才有信号输出，静态时，不管受力与否，压力值多大，都没信号输出，所以不能测静态量。

这肯定是属于没有认真思考的】

（1）频率下限

压电传感器的低频响应不好。

主要是受到泄漏电阻（传感器本身与放大器输入电阻）的影响。

传感器的低频响应可以很低，但就是不能为零（DC）；

（2）频率上限

压电传感器的频率上限由传感器本身的固有频率限制，一般应为固有频率的三分之一以下。

第四次作业

1、理论推导：

2、精密仪器中如何避免热电偶效应带来的影响，可采取哪些措施。

在精密仪器中，热电偶效应是非常重要的一个需要考虑的内容。

每度几十个微伏的热电势在有些情况下会带来很大的测量误差。

由于温度的变化一般是缓变的，因此可以用电容把这一直流变化的量给去除。

当然，这里的前提是有用信号必须是快变的。

当有用信号也是慢变的时候，可以使用斩波的方法把它加载到高频分量上，从而与温度的变化区分开来。

在设计电路时，还可通过减小温度差、恒温、使用热电势小的导体对来减小热电势的影响。

3、太阳能电池的光接收面正对着太阳具有最大的效率，设计一个使用四象限PSD进行太阳位置追踪的系统，使太阳电池板始终对着太阳。

答题要点：

首先给出PSD的工作原理分析，然后设计出追踪框图，并给出相应的分析介绍。

存在问题：

PSD原理分析不清；

未给出控制框图。

第五次作业

1、如何设置霍尔元件能实现既能测速又能判断转动方向？

请简单说明。

作业中存在的问题：

就是写的比较简单，直接说采用相位差来实现辨向，但真正的实现还要考虑一些东西，比如圆盘上的贴的磁铁从两个霍尔元件中间启动。

2、有一批涡轮机叶片，需要检测是否有裂纹，请举出两种以上方法，并阐明所用传感器的工作原理。

（1）超声波探测

（2）振动信号频谱分析

（3）涡流传感器霍尔元件等对标准件和待测件进行对比分析探测

都提到了红外测温探测，但内部裂纹还是很难探测的，毕竟温度分布没有那么不均，对红外热像仪的分辨率要求太高。

只有两三个同学提到了超声探伤

第六次作业:

1、将书中整流检波的某一过程分析清楚。

个别同学没有画图；

另外可能直接抄书的，不确定是否理解透彻

第七次作业

1、利用滤波器设计软件filtersolution，设计一个三阶butterworth滤波器，带通的，50kHz~150kHz，分别给出无源和有源的电路原理图，并画出幅频特性。

第八次作业

1、详细描述模拟信号到数字信号处理过程中时域与频域的变化过程，并给出步骤中可能会引起信号失真的问题。

第九次作业

课本P175

5-2假定有一个信号x（t），它由两个频率、相角均不相等的余弦函数叠加而成。

其数学表达式为：

，求该信号的自相关函数。

由同频相关，不同频不相关得：

5-4某一系统的输入信号为

（见图5-25），若输出

与输入

相同，输入的自相关函数

和输入——输出的互相关函数

之间的关系为

，试说明该系统起什么作用？