习题解答68252Word文档格式.docx

1、 （2）当应变片的应变为 习题4 有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么？1） 半桥双臂各串联一片。2） 半桥双臂各并联一片。（1）未增加电阻应变片时，半桥双臂的灵敏度为：当半桥双臂各串联一片时：简化电路，设 时，计算得：，所以不能提高灵敏度。（2）当半桥双臂各并联一片时：，所以也不能提高灵敏度。习题5. 用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为 如果电桥激励电压是 求此电桥输出信号的频谱。（1）电桥输出电压 ，其中 为电阻应变片的灵敏度，所以得：因为： 所以： （2） 4 已

2、知调幅波 其中 ， 试求：1）所包含的各分量的频率及幅值；2）绘出调制信号与调幅波的频谱。1） 各分量频率及幅值为：2）调制信号频谱图：调幅波的频谱图：习题6 图为利用乘法器组成的调幅解调系统的方框图。设载波信号是频率为 的正弦波， 各环节输出信号的时域波形；2） 各环节输出信号的频谱图。（1）原信号时域波形：，频谱图：（2）第一次乘法运算后时域波形：（3）第二次乘法运算后频谱图：低通处理后时域波形：（幅值为原信号的一半），频谱图：6 交流应变电桥的输出电压是一个调幅波。设供桥电压为 ，电阻变化量为 试求电桥输出电压 的频谱。（2）因为 ，所以：习题8 一个信号具有 从到 范围的频率成分，若对

3、此信号进行调幅，试求： 调幅波的带宽将是多少？2） 若载波频率为 ，在调幅波中将出现那些频率成分。（1）调波带宽为500-100=400Hz。（2）调幅波频率成份为1010010500Hz以及99009500Hz。习题9 选择一个正确的答案：将两个中心频率相同的滤波器串联，可以达到：a） 扩大分析频带；b）滤波器选择性变好，但相移增加；c） 幅频、相频特性都得到改善 b）习题10 什么是滤波器的分辨力？与那些因素有关？滤波器的分辨力是指滤波器有效的辨别紧密相邻量值的能力。滤波器的分辨力与滤波器的带宽有关，通常越窄则分辨率越高。习题11 设一带通滤波器的下截止频率为 ，上截止频率为 ，中心频率为

4、 ，试指出下列技术中的正确与错误。 频程滤波器 2） 3） 滤波器的截止频率就是此通频带的幅值 处的频率。 4） 下限频率相同时，倍频程滤波器的中心频率是 倍频程滤波器的中心频率的 倍。1）错误：式中n称为倍频程数。当n=1称为倍频程滤波器；若n=1/3称为1/3倍频程滤波器。3）4）.根据（1）式中的公式推导。习题12 有一 倍频程滤波器，其中心频率 ，建立时间 求该滤波器： 带宽 上、下截止频率 、 3） 若中心频率改为 ，求带宽、上下截止频率和建立时间。解: 1） =115.78Hz =445.45Hz =561.23Hz 3） =46.31Hz =178.18Hz =224.49Hz

5、（C是常数） 习题13 图所示的磁电指示机构和内阻的信号源相连，其转角 和信号源电压 的关系可用二阶微分方程来描述， 即 设其中动圈部件的转动惯量 为 ，弹簧刚度为 ，线圈匝数 ，线圈横截面积 ，线圈内阻 ，磁通密度 和信号内阻 1）试求该系统的静态灵敏度。2）为了得到0.7的阻尼比，必须把多大的电阻附加在电路中？改进后系统的灵敏度为多少？图: 动圈式磁电指示机构 习题14 设有一低通滤波器，其带宽为 问如何与磁带纪录仪配合使用，使其分别当作带宽为 和 的低通滤波器使用？（1）把记录磁带慢录快放即使时间尺度压缩，这样所得到信号频带就可以加宽; （2）同理，把记录磁带快录慢放即使时间尺度伸长，这

6、样所得到信号频带就可以变窄，所以，只要改变磁带的时间尺度，就可以实现上面要求。习题17: 一个4位逐次逼近式A/D转换器，分辨率为0.05V，若模拟输入电压为0.68V，试求其数字输出量的数值。 （1）掌握转换及逐次逼近式转换器的量化原理。参考电压：VREF=0.05*24=0.8V 数字输出量的数值：Dn=int（0.68/0.8*24）14 其数字输出量的数值14 习题18: 简述虚拟仪器与网络化测试仪器的相同点。 （1）掌握虚拟仪器与网络化测试仪器的特点。从起源而言，二者都是一种基于计算机的自动化测试仪器系统，是现代计算机技术与仪器技术完美结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一项重要技

7、术，充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力，提供对测量数据的分析和显示。（2）从系统组成来看，二者都由计算机硬件平台和软件支持共同构成的。（3）从发展趋势而言，随着计算机网络技术、多媒体技术、分布式技术等的飞速发展，融合了计算机技术的的技术，其内容更加丰富，应用更为广泛。习题19 一个6位逐次逼近式A/D转换器，分辨率为0.05V，若模拟输入电压为2.2V，试求其数字输出量的数值。（1）参考电压：VREF=0.05*26=3.2V （2） 数字输出量的数值：Dn=int（2.2/3.2*26）44 习题20 如果要求一个D/A转换器能分辨5mV的电压，设其满量程电压为10V，试问其输入端数

8、字量至少要多少位？（1）由分辨率的表示方法及定义，且其满量程为10V,所以：10/2nE则锁1。之后移位寄存器右移一位，将当前最高位寄存1，经D/A转换后再比较，VE时锁1（否则为0）。直到移位寄存器右移溢出为止。此时右移脉冲作为A/D转换结束信号，锁存器的锁存结果即为A/D转换结果。 分析容积式流量计的误差及造成误差的原因。为了减小误差，测量时应注意什么？容积式流量计包括椭圆齿轮流量计和腰轮转子流量计。（1）椭圆齿轮流量计是借助于固定的容积来计量流量的，与流体的流动状态及粘度无关。但是，粘度变化会引起泄漏量的变化，泄漏过大将影响测量精度。椭圆齿轮流量计只要保证加工精度，和各运动部件的配合紧密

9、，保证使用中不腐蚀和磨损，便可得到很高的测量精度，一般情况下为0.51%，较好时可达0.2%。值得注意的是，当通过流量计的流量为恒定时，椭圆齿轮在一周的转速是变化的，但每周的平均角速度是不变的。在椭圆齿轮的短轴与长轴之比为0.5的情况下，转动角速度的脉动率接近0.65。由于角速度的脉动，测量瞬时转速并不能表示瞬时流量，而只能测量整数圈的平均转速来确定平均流量。椭圆齿轮流量计的外伸轴一般带有机械计数器，由它的读数便可确定流量计的总流量。这种流量计同秒表配合，可测出平均流量。但由于用秒表测量的人为误差大，因此测量精度较低。现在大多数椭圆齿轮流量计的外伸轴都带有测速发电机或光电测速盘。再同二次仪表相

10、连，可准确地显示出平均流量和累积流量。（2）腰轮转子流量计中，两个腰轮转子的加工精度和表面粗糙度要求较高，安装时必须要保证两腰轮轴线的平行度要求。普通腰轮流量计，随着流量的增大，转子角速度的波动现象较严重，脉冲率约为0.22左右。对大流量的计量，往往都采用45度角组合腰轮，可大大减小转子角速度的波动，脉冲率可减小到0.027左右。此种流量计具有结构简单，使用寿命长，适用性强等特点，对于不同粘度的流体，均能够保证精确的计量，一般精度可达 超声波流量计测量速度差的方法有哪几种？分别说明基本原理。（1）测定超声波顺、逆流传播速度之差的方法很多，主要有测量在超声波发生器上、下游等距离处接到超声信号的时

11、间差，相位差或频率差等方法。（2）时差法 设超声波发生器与接收器之间的距离为 ，则超声波到达上、下游接收器的传播时间差为 当 时 （3）相差法 若超声波发生器发射的是连续正弦波，则上、下游等距离处接收到超声波的相位差为 式中， 为超声波的角频率。只要能测出时间差 或相位差 ，就能求算出流速 ，进而求得流量。（4）频差法 此法是通过测量顺流和逆流时超声脉冲的重复频率差来测量流速。在上、下游等距离处收到超声波的频率差为 可见，利用频率差测流速时与超声波传播速度 无关，因此工业上常用频率差法。3.椭圆齿轮流量计的排量 ，若齿轮转速 ，求每小时流体的排量。（1）掌握椭圆齿轮流量计的工作原理，会计算其流

12、量。 Q=nq=850=0.04（m3/h） 习题：例1：极板间距式电容式传感器，极板半径r=4mm，间隙=0.5mm，极板介质为空气，试求其静态灵敏度。若极板移动，求其电容变化。step1 step2 step3 电容式传感器原理，写出电容的表达式。2）掌握静态灵敏度的概念，列出电容式传感器灵敏度的计算公式。（3）带入给定参数计算c=s=2.84710-7210-3=5.69410-10（F）一电位计式位移传感器及接线图如图所示，变阻器有效长度为L，总 电阻Rt=200（W），读数仪表电阻RL=500（W），活动触点位置x=L/5。求（1）读数仪表的指示值U0;（2）指示值的非线性误差;（3

13、）RL=100（W）时，指示值的非线性误差。step1 step2 step3线性电阻器的电阻分压电路。 用戴维南定律求解，得到（2）掌握非线性误差的计算方法。求示值的非线性误差线性输出电压= 非线性误差= （3）若RL=100（） r=32 （） Uoc=2（V）实际非线性误差= 应变片的灵敏系数与电阻丝（敏感栅）的灵敏系数有何不同？为什么？（1）一般情况下，应变片的灵敏系数小于电阻丝的灵敏系数。（2）原因是： 1） 当应变片粘贴于弹性体表面或者直接将应变片粘贴于被测试件上时，由于基底和粘结剂的弹性模量与敏感栅的弹性模量之间有差别等原因，弹性体或试件的变形不可能全部均匀地传递到敏感栅。2）丝栅转角及接线的影响。 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？前者利用金属形变引起电阻的变化；而后者是利用半导体电阻率变化引起电阻的变化（压阻效应）。3. 试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。（1）不同点：1）自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化；2）差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感