測(cè)試技術(shù)課后題答案3測(cè)量系統(tǒng)

1、習(xí)題3測(cè)量系統(tǒng)的特性說(shuō)明線性系統(tǒng)的頻率保持性在測(cè)量中的作用。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)，首先將它與增益為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寸，壓力變化為多少？解總靈敏度K=80(nC/Mpa) x 5(mV/nC) x 25/1000(mm/mV)=10(mm/Mpa)A P=30/10=3(Mpa)把靈敏度為404 10 4 pC/Pa的壓電式力傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)到0.226mV/pC的電荷放大器相接，求其總靈敏度。若要將總靈敏度調(diào)到10 10 6 mV/P

2、a,電荷放大器的靈敏度應(yīng)作如何調(diào)整？解S=S S 2=404 x 10-4 (pC/Pa) x (mV/pC)= 乂 10-3 (mV/Pa)G= S /S 1=10X 10-6 (mV/Pa)/ (404x 10-4) (pC/Pa) = x 10-4 (mV/pC)用一時(shí)間常數(shù)為2s的溫度計(jì)測(cè)量爐溫時(shí)，當(dāng)爐溫在200C400c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?解溫度計(jì)為一階系統(tǒng)，其幅頻特性為0.99652冗 2(2)1Tmin 200 0.9965 199.3 C信號(hào)Tmax400 0.9965 398.6 C已知一測(cè)試系統(tǒng)是二階線性系統(tǒng),其頻響函數(shù)為輸

3、入此系統(tǒng)，基頻H(j )12n 0.5j nx(t) cos( 0t -2) 0.5cos(2 0t昉 0.2cos(4 0t00.5 n,求輸出信號(hào)y(t)o解輸入信號(hào)x(t)各次諧波的幅值和相位與頻率的關(guān)系是頻率幅值相位TtH(j12 22n0.2 5n、，0.5) arctan1fn2n將三個(gè)頻率成分的頻率值:00.52 n分別代入式和，求出它們所對(duì)應(yīng)的幅頻特性值和相頻特性值頻率| H(j3)| 幅值() ( 3 )相位一式一汽Tt得到時(shí)域表達(dá)式y(tǒng)(t) 1.28cos( 0t 0.4 ) cos(20 t ) 0.064 cos(40t0.7 )10%以?xún)?nèi)，時(shí)間用一階系統(tǒng)對(duì) 100Hz

4、的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50 Hz的正弦信號(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?A(f)1(2f)2 1是，有A(100)1J 2 (2 1 10)2 147.71 100.9A(50) 0.971(7.71 104)2(2 兀 502 1幅值相對(duì)誤差r 0.971 10.029相位誤差() arctan(7.71 104)(2 冗 50)某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/(0.04s 1),若用它測(cè)量頻率為、1Hz、2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。A(f)10.042 (2 f)2 11.0.063166f2 1將f =, 1,2 (Hz)

5、分別代入，有 A(f尸，相對(duì)誤差r = A (f )-1分別為r= % % %用傳遞函數(shù)為1/(0.0025s 1)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？1H(j )j0.00251是，有1A( ) 0.95.(0.0025 )2 1IJ-21 1/0.0025：A2()=(1/s)= Hz,()arctan(0.0025 )arctan(0.0025 131.5)(|) ( co )=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，問(wèn)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

6、角各為多少?A( ) 1_.(12)2 (2)2400/800 0.51- 11.31.(1 0.52)2 (2 0.14 0.5)2() arctan- 1arctan2 0.14 0.510.52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(guò)沖量的數(shù)值為,同時(shí)測(cè)得其周期為。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(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。M=3=最大過(guò)沖量26.28 10 33.14H(s)H(j )s2 2.(1nsK2)22442 s 10242arctan(2)22屋疏6.9/23-5 一氣象氣球攜帶一種時(shí)間常數(shù)為15秒的溫度計(jì)，以每秒5米的上升速度通過(guò)大氣層，設(shè)溫度隨所處的高度每升高30米下降C的規(guī)律而變化 ，氣球?qū)囟群透叨鹊臄?shù)據(jù)用無(wú)線電送回地面，在3000米處所記錄的溫度為 -1 Co試問(wèn)實(shí)際出現(xiàn)-1 C的真實(shí)高度是多少？解氣球的溫度表達(dá)式y(tǒng)(t) Kt取拉氏變換，有溫度計(jì)的傳遞函數(shù)令取拉氏反變換，有Z()上升到3000米所需時(shí)間Y(s)X()