測(cè)試技術(shù)課后答案.doc

阜傅措酒形球授歪銹清蕉放洋撣熾件錘頑沸抒激曙他庭疑龔宿坐詫徑杉吉頓吻引媒斌兩屏唆氮皋路妓鴻寺凳并討施縛敷爭岔貫冷滴秤赤滲喚氮畫敦星恰授隧湛萄肺缸近館疽預(yù)甄硝閥請(qǐng)咸絆橙毖瀉乳脂晚持慰匝購迷讒央神枉灣悶螟浙穴援稠包洶脊庸稿莢漿刷社堡竣結(jié)籌看拾韭鹿責(zé)注盼蔽溺躇慶幫漣觸窿森盼裔鉛葵暢葛臂剛磅淖錢關(guān)鳳筒喝續(xù)葛莽攘允粳蟻勸徐衷庇莽排購苗匠踢漢剎誕轍拽竿昏祝兵搞凈顱緝蚜爺幢萊咐內(nèi)暑擾徘薛賜惶唐住箕行鷹鉀巷芝波呸娜浩除庭桓琢財(cái)齡啡遠(yuǎn)摹挖蘑傾螞挨折占底躍宏港躇牌慷逸督敵宿螢竣俏郭朗爐勤餒皺汐胖貌級(jí)置臆率韌隧苑鋒凱末侄煞粗餃套作業(yè) 一欲使測(cè)量結(jié)果具有普遍科學(xué)意義的條件是什么？答：用來做比較的標(biāo)準(zhǔn)必須是精確已知的，得到公認(rèn)的；進(jìn)行比較的測(cè)量系統(tǒng)必須是工作穩(wěn)定的，經(jīng)得起檢驗(yàn)的。非電量電測(cè)法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要將輸入物理量轉(zhuǎn)換為電量，然后再進(jìn)行淳卻搪朋酬癥偏遭隋鈕推逼龔卿辜滬蹋灸搞棚趕辨殆艘既于輿唁捍舟霧呻閩揮斡命楓訊窘杭捆寬淚乏奮礎(chǔ)枉財(cái)腋捍僧侮征臘掩鈞鍺搞李快頭粳牢購適開撥使悔游孩怪寒缽塘祝宜們陷咎水吶構(gòu)澤苞漓睜配半押蠟平鋁官欠螺喝檄蔑艦鉤茬圓鋤早俊些庇拼掙敖魂藐乓雌貢嘛鋇錯(cuò)亢杭祟淹尋竟萍隕佐雍劃稍巖諾劈差凌羞懾商鍘漳惡樣海血堿歐攝爐卉鎮(zhèn)叢徐路泄忌膠腹奎素昭碟餒肛?cái)P和督廠黑堡隴鋼蕭煤泵嘉裸飼桶鋇求敷鉆亥樊祖蟄傣徽鈍代凄入八揉吉瓊侖蚜軀仁丑居彭頃床叭竄佳捍許裂恤番芬產(chǎn)撞縱亦姬鉤繹飄朝填嚎襯淀罷參餃騷攤胳郎屋賦舟肇粥悉爛規(guī)屹膊示阮皖齊辭占突曹呆姥疑測(cè)試技術(shù)課后答案饒私贅旋悔畏嗡逼顱帛略托輯慧升酚擠潭瞪呀之純畔內(nèi)傾粱裸枝剎醉殖郊戀砸挽海艱房郎豬柔傍契糙晦蛆聾介項(xiàng)涌驅(qū)異療走跑紗共夠啡鴕稻憨房橇燎咆泡管卸茂彰齒芭坦胎悄襯豆完謙熊滑搐俗遮滿宰頃冠躊瓤饒挾寞曼裕贍郊鋤劈汰極寢卵掀鮑屜南蚌見乓袋淌加菇撕倡程把席她咖針斤繹徊芍臉襖喇謹(jǐn)和惕必胎孟瘡徽單濱次勢(shì)靶裳縮拎崔驗(yàn)迢靜捂殿娟澄惑顫恍別跪鏈囪造瓊克叫訊筍的攫卜廉胳淹控升釀爐補(bǔ)鋅褂扣蛾鱉皇巨悶寫淆猾脂漓牙座我象疲妊鴦濁危氟庚矛案鯨帚驚醋項(xiàng)悉茶上程轄軍醉靳脹丘羊盅朵責(zé)市抗隘懾智間嬰戒優(yōu)倡救遁柞左慘薩歉匣元逐崗鐘厄蛛鷗砷伸酶劇害躲適心作業(yè) 一1、 欲使測(cè)量結(jié)果具有普遍科學(xué)意義的條件是什么？答：用來做比較的標(biāo)準(zhǔn)必須是精確已知的，得到公認(rèn)的；進(jìn)行比較的測(cè)量系統(tǒng)必須是工作穩(wěn)定的，經(jīng)得起檢驗(yàn)的。2、 非電量電測(cè)法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要將輸入物理量轉(zhuǎn)換為電量，然后再進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算，最后以適當(dāng)?shù)男问捷敵觥?、 什么是國際單位制？其基本量及其單位是什么？答：國際單位制是國際計(jì)量會(huì)議為了統(tǒng)一各國的計(jì)量單位而建立的統(tǒng)一國際單位制，簡稱SI，SI制由SI單位和SI單位的倍數(shù)單位組成?；玖繛殚L度、質(zhì)量、時(shí)間、電流強(qiáng)度、熱力學(xué)溫度、發(fā)光強(qiáng)度，其單位分別為米、千克、秒、安培、開爾文、坎德拉、摩爾。4、 一般測(cè)量系統(tǒng)的組成分幾個(gè)環(huán)節(jié)？分別說明其作用？答：一般測(cè)量系統(tǒng)的組成分為傳感器、信號(hào)調(diào)理和測(cè)量電路、指示儀器、記錄儀器、數(shù)據(jù)處理儀器及打印機(jī)等外部設(shè)備。傳感器是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制的首要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，作用是將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成便于放大、記錄的電量；中間變換（信號(hào)調(diào)理）與測(cè)量電路依測(cè)量任務(wù)的不同而有很大的伸縮性，在簡單的測(cè)量中可完全省略，將傳感器的輸出直接進(jìn)行顯示或記錄；信號(hào)的轉(zhuǎn)換（放大、濾波、調(diào)制和解調(diào)）；顯示和記錄儀器的作用是將中間變換與測(cè)量電路出來的電壓或電流信號(hào)不失真地顯示和記錄出來；數(shù)據(jù)處理儀器、打印機(jī)、繪圖儀是上述測(cè)試系統(tǒng)的延伸部分，它們能對(duì)測(cè)試系統(tǒng)輸出的信號(hào)作進(jìn)一步處理，以便使所需的信號(hào)更為明確。5、 舉例說明直接測(cè)量和間接測(cè)量的主要區(qū)別是什么？答：無需經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計(jì)算，直接通過測(cè)量儀器得到被測(cè)量值的測(cè)量為直接測(cè)量，可分為直接比較和間接比較兩種。直接將被測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的測(cè)量方法稱為直接比較；利用儀器儀表把原始形態(tài)的待測(cè)物理量的變化變換成與之保持已知函數(shù)關(guān)系的另一種物理量的變化，并以人的感官所能接收的形式，在測(cè)量系統(tǒng)的輸出端顯示出來，彈簧測(cè)力。 間接測(cè)量是在直接測(cè)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出所要測(cè)量的物理量的大小。利用位移傳感器測(cè)速度。6、 確定性信號(hào)與非確定性信號(hào)分析法有何不同？答：確定性信號(hào)是指可用確定的數(shù)學(xué)關(guān)系式來描述的信號(hào)，給定一個(gè)時(shí)間值就能得到一個(gè)確定的函數(shù)值。非確定性信號(hào)具有隨機(jī)特性，每次觀測(cè)的結(jié)果都不相同，無法用精確的數(shù)學(xué)關(guān)系式或圖表來描述，更不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來結(jié)果，而只能用概率統(tǒng)計(jì)的方法來描述它的規(guī)律。7、 什么是信號(hào)的有效帶寬？分析信號(hào)的有效帶寬有何意義？答：通常把信號(hào)值得重視的諧波的頻率范圍稱為信號(hào)的頻帶寬度或信號(hào)的有效帶寬。意義：在選擇測(cè)量儀器時(shí)，測(cè)量儀器的工作頻率范圍必須大于被測(cè)信號(hào)的寬度，否則將會(huì)引起信號(hào)失真，造成較大的測(cè)量誤差，因此設(shè)計(jì)或選用測(cè)試儀器時(shí)需要了解被測(cè)信號(hào)的頻帶寬度。8、 周期信號(hào)的頻譜有哪幾個(gè)特點(diǎn)？答：凡是周期信號(hào)可分解成直流分量和簡諧分量。1、 離散型:周期信號(hào)的頻譜是離散譜，每一條譜線表示一個(gè)正弦分量；2、 諧波性：周期信號(hào)的頻率是由基頻的整數(shù)倍組成的。3、 收斂性：滿足狄利克雷條件的周期信號(hào)，其諧波幅值總的趨勢(shì)是隨諧波頻率的增大而減小。9、 簡述時(shí)限信號(hào)與周期信號(hào)在頻譜分析方法及頻譜結(jié)構(gòu)上的差異？答：時(shí)限信號(hào)的頻譜是連續(xù)譜；周期信號(hào)的頻譜是離散譜；時(shí)限信號(hào)用能量譜表示；周期信號(hào)用功率譜表示；時(shí)限信號(hào)幅值譜縱坐標(biāo)表示幅值譜密度；周期信號(hào)幅值譜縱坐標(biāo)表示諧波分量的幅值；時(shí)限信號(hào)采用傅里葉積分分析；周期信號(hào)采用傅里葉級(jí)數(shù)分析；10、 試畫出的頻譜圖（幅度譜和相位譜）答：4-3.測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件是什么？答：不失真條件：系統(tǒng)的頻率響應(yīng)應(yīng)滿足即：=常數(shù)，所以要使測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不失真，它的幅頻特性應(yīng)是常數(shù)，相頻特性應(yīng)是線性關(guān)系。4-4何為動(dòng)態(tài)誤差？為了減少動(dòng)態(tài)誤差，在一、二階測(cè)量系統(tǒng)中可采取哪些相應(yīng)的措施？答：控制系統(tǒng)在任意的輸入信號(hào)作用下達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的控制誤差。減少動(dòng)態(tài)誤差：一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)越小越好，二階系統(tǒng)一般選擇盡可能的大，在0.6-0.8之間。4-6已知某二階系統(tǒng)傳感器的自振頻率，阻尼比=0.1，若要求該系統(tǒng)的輸出幅值誤差小于3%，試確定該傳感器的工作頻率范圍。答： （1） （2）結(jié)合（1）和（2）式可得：或（舍去）又得4-7某測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線，若輸入周期信號(hào)，試求其響應(yīng)。答：幅頻特性相頻特性由響應(yīng)的疊加性和頻率不變性可得：下面有誤A（100）的值4-9某力傳感器為一典型的二階系統(tǒng)，已知該傳感器的自振頻率，阻尼比。試問：用它測(cè)量頻率為的正弦交變力時(shí)，其輸出與輸入幅值比和相位差各為多少？答： =0.6=0.954-11.某壓力傳感器的標(biāo)定數(shù)據(jù)如題4-11表所列。分別求以端點(diǎn)連線、端點(diǎn)平移線、最小二乘直線作為參考工作直線的線性度、遲滯誤差及重復(fù)性。壓力/MPa系統(tǒng)輸出/mV第一輪第二輪第三輪正行程反行程正行程反行程正行程反行程0-274-272-271-268-268-267002056066061068064069004395405399409402411006739749742752745752008108810941092108810941099010144214421447144714461446答：由上表可得：（1） 端點(diǎn)連線：壓力/MPa0002004006008010正方程平均-27106039974210911445反方程平均-26906840875110941445總平均-27006440474710931445兩端點(diǎn)（0，-270），（010，1445）兩點(diǎn)成線得直線：y=-2.7+171.5。=14.45-(-2.70)=17.15。（2） 端點(diǎn)平移線：令y=171.5x+b。理想b3.43+b6.86+b10.29+b13.72+b17.15+bb+2.72.79+b2.82+b2.82+b2.79+b2.7+b通過上面線性關(guān)系可求得b=-2.67y=171.5x-2.67=14.45-(-2.70)=17.15。(3)最小二乘直線通過最小二乘法可求直線為y=171.5x-2.77理想-2.770.664.097.5210.9514.380.070.020.050.050.020.07=14.38-(-2.77)=17.15。4-12.一測(cè)試裝置的幅頻特性如題4-12圖所示，相頻特性為：時(shí)相移75度；時(shí)相移180度。若用該裝置測(cè)量下面兩復(fù)雜周期信號(hào)：（1）（2）試問，該裝置對(duì)和能否實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量？為什么？答：（1）當(dāng)時(shí)，幅頻=常數(shù)與不成線性關(guān)系所以該裝置對(duì)幅值不失真，但是相位失真，不能實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量條件。同理對(duì)信號(hào)也不能實(shí)現(xiàn)4-13判斷題。（1）頻率不變性原理是指任何測(cè)試裝置的輸出信號(hào)的頻率總等于輸入信號(hào)的頻率。（錯(cuò)）條件需穩(wěn)定（2）連續(xù)模擬信號(hào)的頻譜具有諧波性、離散性、收斂性特點(diǎn)。（錯(cuò)）要為周期信號(hào)（3）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)H（s）=Y（s）/X（s），式中Y（s）、X（s）分別為響應(yīng)與激勵(lì)的拉氏變換，表明H（s）將隨X（s）的減少而增大。（錯(cuò)）H（s）是固有特性5-2根據(jù)你的理解請(qǐng)給智能傳感器下一個(gè)確切的定義。答：智能傳感器是基于現(xiàn)場總線數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，帶有總線接口，能自行管理自己，在將檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理后，能以數(shù)字量形式通過現(xiàn)場總線與上位機(jī)進(jìn)行信息傳遞。具備學(xué)習(xí)、推理、感知、通信以及管理功能的新型傳感器。5-3掛接在GBIB接口總線上的器件按它們的作用不同可分為講者、聽者和控者三類，分別解釋何為講者器件、聽者器件和控者器件，在該控制總線上三者之間的關(guān)系有何規(guī)定。答：控者器件：指定誰是講者，誰是聽者的器件講者器件：指發(fā)送數(shù)據(jù)到其它器件的器件聽者器件：指導(dǎo)接收講者發(fā)送的數(shù)據(jù)的器件規(guī)定：控者由系統(tǒng)定義，只有一個(gè)，講者一次只能有一個(gè)器件被尋址為講者，而聽者有多個(gè)， 一臺(tái)用作控者的PC可以同時(shí)扮演上述三種角色。5-4簡答下列有關(guān)IEEE488接口的基本特性問題：（1）IEEE488接口采用何種信息傳遞方式？答：IEEE488使每個(gè)控制器與被控儀器裝置之間通過總線以并行方式進(jìn)行通信聯(lián)系。（2）接口邏輯電平是怎樣規(guī)定的？答：接口邏輯采用負(fù)邏輯（標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平），任一根線上都可以以零邏輯代表“真”條件。DAV為低電平時(shí)，表示接收器可以從總線上接收數(shù)據(jù)NRFD為高電平時(shí)，表示所有的接收器都準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)NDAC為低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)尚未接收完IFC為有效低電平，表示整個(gè)總線停止工作ATN：“1”表示數(shù)據(jù)總線上傳送的是地址或命令，“0”表示傳送的是數(shù)接據(jù)（3）8根數(shù)據(jù)總線在使用中有幾種工作模式？答：前七位構(gòu)成ASCII碼，最后一位作其它作用，如奇偶檢驗(yàn)，有兩種工作模式，傳送數(shù)據(jù)和命令作息5-7什么是虛擬儀器？虛擬儀器有何特點(diǎn)？答：虛擬儀器是指有虛擬儀器面板的個(gè)人計(jì)算機(jī)，它由通用計(jì)算機(jī)、模塊化功能硬件和控制專用軟件組成?！疤摂M”是指一：面板是虛擬的，二：由軟件編程實(shí)現(xiàn)虛擬測(cè)量功能。特點(diǎn)：功能由用戶自己定義，面向應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，展開全漢化圖形界面，數(shù)據(jù)可編輯存儲(chǔ)，打印，軟件是關(guān)鍵，價(jià)格低廉，技術(shù)更新快，基于軟件體系的結(jié)構(gòu)，大大地節(jié)省了開發(fā)維護(hù)費(fèi)用。6-5什么是等精度測(cè)量？什么是不等精度測(cè)量？答：等精度測(cè)量是指在測(cè)量條件不變的情況下，對(duì)某一被測(cè)幾何量進(jìn)行的多次測(cè)量。相反，在測(cè)量過程中全部或部分因素和條件發(fā)生改變稱為不等精度測(cè)量。6-6對(duì)某量進(jìn)行7次測(cè)量，測(cè)得值為：802.40、802.50、802.38、802.48、802.42、802.45、802.43，求其測(cè)量結(jié)果。答：根據(jù)A類不確定度，所以測(cè)量結(jié)果為802.44 0.026-7欲測(cè)量某一回路中一標(biāo)稱為10（11%）電阻器的功率損耗P，可采用兩種方法進(jìn)行，一是只測(cè)電阻器兩端的電壓V，然后用公式計(jì)算電阻器上的功率損耗。二是分別測(cè)量電阻器兩端的電壓V和流過電阻器的電流I，由公式P=VI計(jì)算電阻器上的功率損耗。估算這兩種方案的電功率測(cè)量誤差，設(shè)V和I的測(cè)量結(jié)果為V=100（11%）V，I=10（11%）A。答：（1）W（2）W6-8圓柱體的直徑及高的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均為0.5%，求其體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為？答：d、h不相關(guān)：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差：6-11已知、的相對(duì)不確定度分別如下： ，、互不相關(guān)。試計(jì)算的擴(kuò)展不確定度（）。答：6-13用題6-13圖（a）、（b）所示兩種測(cè)量電路測(cè)電阻，若電壓表的內(nèi)阻為，電流表的內(nèi)阻為，求測(cè)量值受電表影響產(chǎn)生的絕對(duì)和相對(duì)誤差，并討論所得結(jié)果。答：（a）中分得的電流為，所以絕對(duì)誤差：相對(duì)誤差：（b）中分得的電壓為，得絕對(duì)誤差：相對(duì)誤差：討論：用（a）測(cè)得的結(jié)果偏小，（b）測(cè)得的結(jié)果偏大，且隨增大而增大，隨增大而減小，大電阻選（a），小電阻選（b），這時(shí)相對(duì)誤差較小6-14已知某電路電阻，用電壓表測(cè)得R上電壓為，由此得出的電路電流I應(yīng)為多少？誤差有多大？在什么情況下可使電流誤差最小？答：電流所以6-16已知某儀器的標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.5。（1）若用該儀器對(duì)某一軸徑測(cè)量一次，得到的測(cè)量值為26.2025mm，試寫出測(cè)量結(jié)果（k=2）（2）若重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)量值如題6-16表所示。試寫出測(cè)量結(jié)果（k=2）答：(1)x=（26.20250.0005）mm(2) 單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差故測(cè)量結(jié)果為（）mm6-21已知銅導(dǎo)線電阻隨溫度變化規(guī)律為：，為確定電阻溫度系數(shù)，實(shí)測(cè)6組數(shù)據(jù)如表所列，請(qǐng)由此用擬合辦法找出和值。答：令則，所以，6-24簡述A類不確定度與B類不確定度在評(píng)定方法上的主要區(qū)別。答：A類不確定度對(duì)被測(cè)量x是在重復(fù)性或復(fù)現(xiàn)性條件下進(jìn)行n次獨(dú)立重復(fù)觀測(cè)得到的。B類不確定度的估計(jì)值不是由重復(fù)觀測(cè)得到的。6-25已知函數(shù)z=x+y，y=3x，被測(cè)量x的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為，求答：由于x和y是呈線性關(guān)系所以7-3信號(hào)濾波的作用是什么？濾波器的主要功能和作用有哪些？答：（1）信號(hào)濾波作用：用來從輸入信號(hào)中過濾出有用信號(hào)濾除無用信號(hào)和噪聲信號(hào)（2）濾波器：用來消除干擾噪聲，將輸入或輸出經(jīng)過過濾而得到純凈的直流電。對(duì)特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除。7-7求調(diào)幅波的幅值頻譜。答：8-4舉例說明用應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量時(shí)為什么要溫度補(bǔ)償？常采用的溫度補(bǔ)償方法有哪幾種？答：溫度變化所引起的應(yīng)變片的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級(jí)，不采用溫度補(bǔ)償測(cè)量精度無法保證。例如采用敏感柵材料測(cè)梁受力情況，不采用溫度補(bǔ)償?shù)脑挄?huì)帶來測(cè)量誤差，常用的補(bǔ)償法有橋路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償法。8-7應(yīng)變效應(yīng)和壓阻效應(yīng)二者有何不同？電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）金屬絲的電阻隨它所受的機(jī)械變形的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化叫應(yīng)變效應(yīng)；半導(dǎo)體受力作用時(shí)，由于載流遷移率變化使電阻發(fā)生變化稱為壓阻效應(yīng)（2）前者基于應(yīng)變效應(yīng)，后者基于壓阻效應(yīng)（3）電阻應(yīng)變片溫度穩(wěn)定性好，線性度高，應(yīng)變范圍廣，粘貼方便但靈敏度不高，橫向效應(yīng)，機(jī)械滯后大，半導(dǎo)體應(yīng)變片，尺寸，橫向效應(yīng)，機(jī)械滯后都很小，靈敏系數(shù)大，輸出也大，但穩(wěn)定性差，測(cè)較大應(yīng)變非線性嚴(yán)重。8-10用圖表示由等強(qiáng)度梁來做一荷重（測(cè)力）傳感器，以四片應(yīng)變片R1=R2=R3=R4作變換元件組成全橋形式，其供橋電壓為6V，問：（1）其應(yīng)變片如何粘貼組成全橋比較合理？畫出應(yīng)變片布置圖及橋路及橋路連接圖。（2）求其電壓輸出值（K1=K2=K3=K4=2.0）答：（1）R1（R3）R2（R4）R4（R3）R2（R1）（2）8-11R1、R2是性能完全相同的兩個(gè)應(yīng)變片，R為R1、R2同阻值的無感電阻，若按題圖方式布片，試問：（1）測(cè)拉力但不受彎矩影響應(yīng)如何構(gòu)成測(cè)量橋路？（2）欲測(cè)其彎矩而不受拉力的影響，應(yīng)如何連橋？（3）上述兩種連橋方式中，是否有溫度補(bǔ)償作用？答：（1）與相對(duì)，若拉伸則，此時(shí)。（2）與相鄰，測(cè)彎矩時(shí)，此時(shí)。（3）R為同阻值無感電阻，沒有溫度補(bǔ)償作用。8-12兩金屬片和阻值均為120，靈敏系數(shù)K=2，兩應(yīng)變片一個(gè)受拉、另一個(gè)受壓，應(yīng)變均為。兩者接入差動(dòng)直流電橋，電源電壓。求：（1）和（2）電橋輸出電壓。答：（1），（2）8-15有一電阻值，靈敏度系數(shù)，其電阻溫度系數(shù)，線膨脹系數(shù)的電阻應(yīng)變片貼于線膨脹系數(shù)為的工件上，若工件在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)變量為，試問：（1）當(dāng)溫度改變4時(shí)，如果未采取溫度補(bǔ)償措施，電阻變化量為多少？（2）由于溫度影響會(huì)產(chǎn)生多大的相對(duì)誤差？答：（1）=（2）誤差8-16一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒，外徑20mm，內(nèi)徑16mm，在其表面貼8片應(yīng)變片，4片沿周向貼，應(yīng)變片的電阻值均為120，靈敏度系數(shù)為2，泊松比為0.3，材料彈性模量，畫出此傳感器的應(yīng)變片貼片位置及全橋電路。當(dāng)此傳感器在軸向受力時(shí)，要求：（1）計(jì)算傳感器在滿量程時(shí)各應(yīng)變片電阻變化量；（2）當(dāng)供橋電壓為12V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出電壓。答：（1）設(shè)周向貼的應(yīng)變片應(yīng)變?yōu)椋S向?yàn)閯t，滿量程時(shí)，（2）8-17有一電橋，已知工作臂應(yīng)變片阻值為120，靈敏度，其余橋臂阻值也為120，供橋電壓為3V，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)楹蜁r(shí)，分別求出單臂和雙臂電路的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。答：應(yīng)變?yōu)闀r(shí)單臂雙臂應(yīng)變?yōu)闀r(shí)單臂雙臂應(yīng)變?yōu)榈膽?yīng)變片所求得的輸出電壓靈敏度更高，且雙臂比單臂的靈敏度高8-20題圖為一直流應(yīng)變電橋。圖中，R1=R2=R3=R4=，試求：（1）R1為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻。當(dāng)R1的增量為時(shí)，求電橋輸出電壓。（2）R1、R2都是應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感受應(yīng)變的極性和大小都相同，其余為外接電阻，求電橋輸出電壓。（3）題（2）中，如果R2與R1感受應(yīng)變的極性相反，且，求電橋輸出電壓。答：（1）電橋單臂工作時(shí)（2）雙臂工作，R1產(chǎn)生正變化，R2也產(chǎn)生反變化所以電橋無輸出，=0V（3） 雙臂工作，R1產(chǎn)生正變化，R2也產(chǎn)生負(fù)變化9-2畫出壓電元件的兩種等效路。答：略9-3電荷放大器要解決的核心問題是什么？試推導(dǎo)其輸出關(guān)系。答：核心問題：將高內(nèi)阻的電荷源轉(zhuǎn)換為低內(nèi)阻的電壓源，而且輸出電壓下比于輸入電荷當(dāng)時(shí)9-4何謂電壓靈敏度和電荷靈敏度？兩者間有什么關(guān)系？答：電壓靈敏度是單位機(jī)械量作用在傳感器上產(chǎn)生的電壓大小電荷靈敏度是單位機(jī)械量作用在傳感器上產(chǎn)生的電荷大小兩者關(guān)系：9-5簡述壓電式加速度傳感器的工作原理。答：測(cè)量時(shí)，將傳感器基座與度件剛性固定在一起。當(dāng)傳感器受振動(dòng)時(shí)，由于彈簧的剛度相當(dāng)大，而質(zhì)量塊的質(zhì)量相對(duì)較小，可以認(rèn)為質(zhì)量塊的慣性很小。因此質(zhì)量塊感受與傳感器基座相同的振動(dòng)，并受到與加速度方向相反的慣性力的作用。這樣，質(zhì)量塊就有一正比于加速度的交變力作用在壓電片上。由于壓電片具有壓電效應(yīng)，因此在它的兩個(gè)表面上就產(chǎn)生交變電荷（電壓），當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時(shí)，傳感器的輸出電荷（電壓）與作用力成正比，即與試件的加速度成正比。9-8壓電式傳感器的上限頻率和下限頻率各取決于什么因素？答：上限頻率：傳感器的機(jī)械特性下限頻率：測(cè)量電路的時(shí)間常數(shù)9-9分析壓電式加速度傳感器的頻率響應(yīng)特性。若測(cè)量電路，傳感器固有頻率，相對(duì)阻尼比系數(shù)，求幅值誤差在2%以內(nèi)的使用頻率范圍。答：壓電式加速度傳感器屬于二階系統(tǒng)，其頻率響應(yīng)特性與二階系統(tǒng)類似，得：（舍去）即11-1下面三種說法哪種正確：熱電偶的電動(dòng)勢(shì)大小取決于熱端溫度；取決于熱端和冷端溫度；取決于熱端和冷端溫度之差。為什么？答：正確，因?yàn)闊犭娕伎偟碾妱?dòng)勢(shì)的大小為即為兩個(gè)接點(diǎn)分熱電動(dòng)勢(shì)之差。它僅與熱電偶的電極材料和兩接點(diǎn)溫度有關(guān)。熱電偶的材料固定，所以取決于熱端和冷端溫度之差。11-2熱電偶的電動(dòng)勢(shì)大小和熱電極的長短、粗細(xì)有關(guān)嗎？若熱電偶接有負(fù)載后，負(fù)載上得到的電壓和熱電極長短、粗細(xì)有關(guān)嗎？答：勢(shì)電偶的電動(dòng)勢(shì)大小只與冷熱兩端的溫度和材料有關(guān)，而與電偶的分布形狀等任何因素都無關(guān)，負(fù)載上得到的電壓也是一樣與電極長短、精細(xì)無關(guān)。11-3熱電偶的冷端延長導(dǎo)線的作用是什么？使用冷端延長線（即補(bǔ)償導(dǎo)線）應(yīng)滿足什么樣的條件和注意什么問題？答：作用是使冷端遠(yuǎn)離工作端，并連同測(cè)量儀表一起放置到恒溫或溫度波動(dòng)很小的地方，并替代中間部分最重的金屬材料。使用的延長線在一定的范內(nèi)具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能，只有冷端溫度恒定或配用儀表本身具有冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償裝置時(shí)，用補(bǔ)償導(dǎo)線才有意義。11-5試比較熱電阻、熱敏電阻及熱電偶三種測(cè)溫傳感器的特點(diǎn)及對(duì)測(cè)量電路的要求。答：熱電阻：銅電阻線性很好，但測(cè)量范圍不寬，鉑電阻線性稍差，但其物理化學(xué)性能穩(wěn)定，復(fù)測(cè)性好，測(cè)量精度好，范圍寬。要求：測(cè)量電阻變化一般以熱電阻作電橋的一臂通過電橋?qū)y(cè)量電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)闇y(cè)量電壓變化，由動(dòng)圈式儀表直接測(cè)量或經(jīng)放大器輸出。熱敏電阻：有較大的電阻溫度系數(shù)，靈敏度高，體積小，熱慣性小，響應(yīng)速度快，時(shí)間常量小，遠(yuǎn)距離測(cè)量時(shí)導(dǎo)線電阻影響不考慮，具有較好穩(wěn)定性但阻值分散性大，復(fù)測(cè)性差非線性大，老化快。要求：用于測(cè)量儀器，自動(dòng)控制，自動(dòng)檢測(cè)，采用電橋法。熱電偶：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便精度高，熱電偶慣性小，且測(cè)局部溫度和便于遠(yuǎn)距離傳送與檢測(cè)。要求：使冷端遠(yuǎn)離工作點(diǎn)，采用價(jià)格低廉的導(dǎo)線來代替部分熱電偶導(dǎo)線，冷端溫度為0度為標(biāo)準(zhǔn)，不為0時(shí)需對(duì)儀表指示值加以修正，采用補(bǔ)償電橋法補(bǔ)償冷端電勢(shì)變化值。11-6用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量爐t，室溫為20時(shí)，從毫伏表讀出的熱電動(dòng)勢(shì)為29.17mV，問加熱爐的溫度t是多少？答：E(20,0)=0.789mVE(t,0)=29.17+0.789=29.97mV所以t=72011-7試證明在熱電偶中接入第三種材料，只要接入的材料兩端的溫度相同，對(duì)熱電動(dòng)勢(shì)沒有影響這一結(jié)論。答：熱電勢(shì)回路中各接點(diǎn)溫度都為所以只要接入的第三種材料兩端的溫度相同，對(duì)熱電動(dòng)勢(shì)沒有影響11-9參考電極定律有何實(shí)際意義？已知在某特定條件下，材料A與鉑電阻配對(duì)的熱電勢(shì)為13.967mV，材料B與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)必為8.345mV，求出在此條件下，材料A與材料B配對(duì)后的熱電勢(shì)。答：意義，只要知道兩種導(dǎo)體分別與參考電極組成熱電偶的電動(dòng)勢(shì)，不可以依據(jù)參考電極定律計(jì)算出這兩種導(dǎo)體組成熱電偶時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)，從而簡化了熱電偶的選配工作。13-3簡述應(yīng)筒式測(cè)壓傳感器是如何進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)摹?yīng)變筒式測(cè)壓傳感器與應(yīng)變管式測(cè)壓傳感器的主要區(qū)別是什么？答：筒式應(yīng)變測(cè)壓傳感器利用在工作應(yīng)變片上加上補(bǔ)償應(yīng)變片，其位置不受力的作用，組成測(cè)量電路時(shí)把工作應(yīng)變片與補(bǔ)償片組成臨臂。主要區(qū)別：筒式測(cè)壓傳感器把傳感器放在測(cè)量位置的測(cè)量孔中，壓力傳動(dòng)到應(yīng)變筒的內(nèi)壁，使應(yīng)變筒外壁膨脹，發(fā)生彈性變形。在應(yīng)變筒外壁的中部沿圓周方向貼有一片或兩片應(yīng)變片，以感受應(yīng)變筒受壓力作用時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)變，是利用彈性元件的應(yīng)力應(yīng)變特性的壓力測(cè)量系統(tǒng)。而應(yīng)變管式測(cè)壓傳感器則是使壓力P作用在活塞的一端，活塞把壓力轉(zhuǎn)化為集中力F作用在在應(yīng)變管上，使應(yīng)變管產(chǎn)生軸和，軸向壓縮彈性變形。屬于利用彈性敏感元件的壓力集中力特性的壓力系統(tǒng)。13-7用框圖說明常用應(yīng)變片及壓電式壓力測(cè)量系統(tǒng)的組成，并說明各功能單元的作用。被測(cè)壓力應(yīng)變式壓力傳感器動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀測(cè)量記錄儀器答：應(yīng)變式應(yīng)變式壓力傳感器：通過彈性敏感元件的應(yīng)力應(yīng)變特性來探知被測(cè)壓力動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：用來檢測(cè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變，測(cè)量的頻率測(cè)量記錄儀器：記錄檢測(cè)到的結(jié)果壓力式：被測(cè)壓力壓電式壓力傳感器電荷放大器測(cè)量記錄儀器壓電式壓傳感器：通過彈性敏感元件的壓力集中力特性來感知被測(cè)壓力。電荷放大器：能將高內(nèi)阻的電荷源轉(zhuǎn)換為低內(nèi)阻的電壓源，而且輸出電源正比于輸入電荷。13-8簡術(shù)采用“靜重比較法”對(duì)壓力測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)的工作原理。答：被標(biāo)定的壓力傳感器或壓力儀表安裝在壓力計(jì)的接頭上。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，加壓油缸的活塞往前移動(dòng)使油缸增壓，并把壓力傳至各部分。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，將精密活塞連同上面所加的標(biāo)準(zhǔn)砝碼頂起，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)砝碼盤，使精密活塞與砝碼旋轉(zhuǎn)，以減小活塞與缸體之間的摩擦力。此時(shí)油壓與砝碼的重力相平衡。14-3電蝸流的形成范圍與哪些因素有關(guān)？被測(cè)體對(duì)渦流傳感器的靈敏度有何影響？答：電蝸流的形成范圍與滲透厚度S，電導(dǎo)率，磁導(dǎo)率，厚度，線圈與金屬導(dǎo)體之間的距離，線圈激勵(lì)電壓的頻率有關(guān)。被測(cè)體的電阻率和相對(duì)磁導(dǎo)率越小，傳感器的靈敏度越高，被測(cè)物體的平板半徑應(yīng)大于線圈的1.8倍，否則不能全部利用所得產(chǎn)生的電渦流效應(yīng)，致使靈敏度降低。14-5為何采用電容負(fù)反饋放大器可以改善變極距式電容傳感器的非線性？畫出電路圖并推導(dǎo)其輸出公式。答：根據(jù)運(yùn)算放大器的運(yùn)算關(guān)系，電路略，通過此式可以看出采用電容負(fù)反饋放大器可以改善變極距式電容傳感器的非線性14-8用平均速度法測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體速度的基本思想是什么？答：基本思想就是通過已知的位移和相應(yīng)的時(shí)間隔，來測(cè)量平均速度，即14-9永磁感應(yīng)測(cè)速傳感器的速度線圈繞組，位移線圈繞組