测试技术每章重点作业答案汇总.docx
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测试技术每章重点作业答案汇总
2.2用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s,2s,5s的正弦信号,问幅值误差将是多少?
2.3求周期信号
,
通过传递函数为
的装置后所得到的稳态响应。
解:
利用叠加原理及频率保持性解题
2.5想用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测量,如要求限制振幅误差在5%以内,则时间常数应取多少?
若用该系统测试50Hz正弦信号,问此时的振幅误差和相角差是多少?
解:
由振幅误差
∴
即
,
,
当
,且
时
∴此时振幅误差
3-7一个电容测微仪,其传感器的圆形极板的半径r=4mm,工作初始间隙δ=0.3mm,
空气介质。
问:
1)工作时,如果传感器与工件的间隙变化量
时,电容变化量是多少?
2)如果测量电路的灵敏度
,读数仪表的灵敏度
,在
时,读数仪表的指示值变化多少格?
解:
1)
因为
所以
2)如果测量电路的灵敏度
,读数仪表的灵敏度
,在
时,读数仪表的指示值变化
3-11一压电式压力传感器的灵敏度S=90pC/MPa,把它和一台灵敏度调到0.005V/pC的电荷放大器连接,放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V的光线示波器上记录,试绘出这个测试系统的框图,并计算其总的灵敏度。
解:
框图如下
各装置串联,如果忽略负载效应,则总灵敏度S等于各装置灵敏度相乘,即
S=x/P=900.00520=9mm/MPa。
3-13何谓霍尔效应?
其物理本质是什么?
用霍尔元件可测哪些物理量?
解答:
霍尔(Hall)效应:
金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过薄片时,则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差,这种现象称为霍尔效应,产生的电位差称为霍尔电势。
霍尔效应产生的机理(物理本质):
在磁场中运动的电荷受到磁场力FL(称为洛仑兹力)作用,而向垂直于磁场和运动方向的方向移动,在两侧面产生正、负电荷积累。
应用举例:
电流的测量,位移测量,磁感应强度测量,力测量;计数装置,转速测量(如计程表等),流量测量,位置检测与控制,电子点火器,制做霍尔电机—无刷电机等。
3-21选用传感器的基本原则是什么?
试举一例说明。
解答:
灵敏度、响应特性、线性范围、可靠性、精确度、测量方法、体积、重量、价格等各方面综合考虑。
4-1以阻值R=120Ω、灵敏度Sg=2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为3V,并假定负载电阻为无穷大,当应变片的应变为2με和2000με时,分别求出单臂、双臂电桥的输出电压,并比较两种情况下的灵敏度。
解:
由
ε=2时,
单臂,
双臂,
ε=2000时,
单臂,
双臂,
根据电桥的灵敏度
,双臂的灵敏度比单臂的提高一倍。
4-10已知某RC低通滤波器,R=1000Ω,C=1μF,
1)确定各函数式H(s),H(ω),A(ω),φ(ω)
2)当输入信号ui=10sin1000t时,求输出信号uo。
解:
1)
2)当输入信号ui=10sin1000t时,ω=1000
4-11已知低通滤波器的频率响应函数
式中τ=0.05s,当输入信号x(t)=0.5cos(10t)+0.2cos(100t-45o)时,求输出y(t),并比较y(t)与x(t)的幅值与相位有何区别。
解:
利用叠加原理及频率保持性解题