機械工程測試技術課后題答案(清華出版_韓建海主編)

1、機械工程測試技術習題答案2.3解答：因為FE EA10510 3:S201010510 4所以 RS R 2 103 1200.242.4解答：由于線性電位器空載時滿足：xRcbU CB即xRcbABRabU，150mm30kRcb2x2xUoCBUUUU12V 8VRab3AB3150 mm第一章：略。第二章：2.1 略。22略。U CB12V(1)當 Uo 0V 時，x 100mm(2)當 x 10140mm 時，uo 7.2V 3.2V2.5 解答：（1） c8.85 10 123.14 4 100.310(1 10 6)34.94 10 pF(2) S-SS24.94 10 310 6

2、100 52.5格 /(3) n SC S, S24.94 10 3 100 52.5 格2.6解答：.R2 ( L)2. 402 (2400 30 10 3)2 85.32所以u , Uo(Z1Z2)u Z40.23V4Z1Z22 Z285.32qxSqa1000.52.7解答：Uox50mVCfCf1000因為 Z1 Z2 Z，Z2.8解答：由輸出波形圖可知，輸出信號頻率150.1150Hz旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為:60 f 60 150 nZ 12750r/ min2.10解答：晚上無光照時，流過光敏二極管止、V2導通，繼電器K線圈通電，常開觸點Vd1的電流很小，A點為低電位，晶體管 K1吸合，路

3、燈點亮。白天有光照時，流過光敏二極管 Vdi的電流增大，A點電位升高，晶體管V導通、V截 止，繼電器K線圈斷電，常開觸點 K1斷開，路燈熄滅。Vd2為繼電器K提供放電回路，保護晶體管V第三章：3.1 略。3.2解答：設運放反相輸入端電勢為Ua, R3左邊電勢為Uo,右端電勢為Ut則有綜上由于R1R 2 R4 R3 R5 且 R5R3，則運算放大器 A輸出電壓為當色禺2&龍立一 2兄丄& &3.3解答：設計的I/V轉(zhuǎn)換電路如下圖所示（答案不是唯一的）R2Ubf0rnI,_ Ui _,Uo由圖可知：uiiRi,Uo(1¥)UiUb取 Ri 250，則i4 20mA

4、，對應Ui1 5V,Uo 010V，即解得:R2R32,Ub(1(110-V ,取 R3320 k，則R230k, R4 R2/R312k3.4 略。3.5解答：(1)由題3.5圖可知，為了測量拉力P，電橋應滿足相加特性，接橋如下圖所示3.6由于12500則 Uo US(1)2解答：為了實現(xiàn)一次性貼片,o341(2)電橋輸出電壓為：U。2 22測量彎矩(10.3)R2R4)S( 1324)40.3 500150500 10 61.3mVM和測量軸向力 P布片相同，如下圖所示R1R2R3R1r1(1)欲測量彎矩M接橋如下圖所示o(2)欲測量軸向力 P接橋如下圖所示o3.7解答：由題3.7圖可知，

5、并聯(lián) 艮、&和Rc時產(chǎn)生的電阻變化量分別為Ra R R/Ra 120120 1066 U. 0144120 106Rb R R/Rb 1205120 5 105 0.02881205 10Rc R R/Rc 120120 1050.144120 10R因為S，所以并聯(lián)Ra、Rabc3.8 略。Ra0.014460SR2 120Rb0.0288120SR2 120Rc0.144600Rb和Rc時產(chǎn)生的應變分別為SR 2 120f t 20cos 6 f t )cos 2 fct100cos 2 fct15cos 2 (fcf )t 15cos 2 (fc f )t 10cos 2 (fc

6、 3f )t 10cos 2 (fc 3f )t3.9 解答：xm(t)(100 30cos 2Xm （t）所包含的各頻率分量及幅值分別為幅值10015151010頻率（kHz）1010.59.511.58.53.10 解答：xm(t)(1 cost)cos100tcos100t -cos101t -cos99t2帶通濾波器的幅頻特性為:A(11 (2 f 100)211 ( 100)2帶通濾波器的相頻特性為:arctan(2 f 100)arcta n(100)100 時,A(1,101 時,A(99時,A(調(diào)幅波通過帶通濾波器后的輸出為y(t) cos100t Nos(101t -)44，

7、cos(99t -)443.11 解答：由題 3.11 圖得：ui(t) iR uo(t)，iC険，則dtq(t) RCdU£)dtUo(t)令 RC,并對上式求拉普拉斯變換得：Uj(s) ( s 1)U°(s)(1)濾波器的傳遞函數(shù)、頻率響應函數(shù)、幅頻特性和相頻特性表達式分別為H(s)11 sH(jA()arcta n( )(2)當輸入信號ui10sin 1000 t 時，即1000，幅頻特性和相頻特性分別為A()1：'1 (1000 103 10 6)212()arctan()arctan(1000 103 10 6)4濾波器的輸出信號為y(t) 5.2 s i

8、n (1000t -)43.12 略。3.13 略。3.14 略。第四章：4.1 解答：f t 2sin(gt 30o) t4.2解答：錯誤！未找到引用源。的周期為錯誤！未找到引用源。，錯誤!未找到引用源。的周期為錯誤!未找到引用源。，則：xt2cos 10 te的周期為1/10 。4.3解答：已知矩形單位脈沖信號x t的頻譜為X。A sinc y又知錯誤！未找到引用源。 是x. t經(jīng)以T為周期的周期延拓，幅值放大 A倍，即 錯誤！未找到引用源。由傅里葉變換時域卷積性質(zhì)，錯誤！未找到引用源。的頻譜函數(shù)為：X(wr) = A 缶(a) = A 叱=_HC4.4解答：已知單個矩形脈沖11utot&

9、#176;的頻譜函數(shù)為：U f sinc 2 ftocos2 f°t1余弦信號的傅里葉變換為：2又知錯誤!未找到引用源。t錯誤！未找到引用源。其中：錯誤!未找到引則：錯誤！未找到引用源。 的傅里葉變換為 錯誤！未找到引用源。 用源。4.5解答：設錯誤！未找到引用源。是寬度為2、幅度為1的三角波信號，由于 錯誤!未找到 引用源?？捎蓛蓚€單位脈沖方波 錯誤!未找到引用源。的卷積求得，即錯誤!未找到引用源。 錯誤!未找到引用源。的傅里葉變換為： 錯誤!未找到引用源。，由傅里葉變換的時域卷積性 得：錯誤！未找到引用源。的傅里葉變換為： 錯誤！未找到引用源。，利用傅里葉變換的線性 和展縮特性可

10、得 錯誤！未找到引用源。的傅里葉變換為： 錯誤！未找到引用源。4.6 解答：丄 Tx2 t dtRx丄 xt x t dtT 0T 0所以有 =錯誤！未找到引用源。 錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。x 2=錯誤！未找到引用源。=6400 則其均方根值為：804.7解答：“S錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。=乂/2則其均方根值為： X錯誤!未找到引用源。4.8 解答:T0xt dt錯誤!未找到引用源。=0XnXnn1xn10.5%3001.5oc2n2 xn21%1201.2oc兩支溫度計的相對誤差分別為11.5100%=100100% 1.5%21.22100%100% 1

11、.2%x x5.1解答：由引用誤差n100%100%可得，兩溫度計的絕對誤差分別為100由于第二支溫度計比第一支溫度計的相對誤差小，因此應選用第二支溫度計。5.2本題解法不是唯一的，答案也有所差別。若用平均法求擬合直線：241由上表可得9603a°3a°則擬合直線方程為:30 a120ai0.43 7.99Fa0求得0.437.99傳感器的靈敏度為:a17.99 10 6/N最大偏差Lmax(0.437.99 30) 22812.13傳感器的線性度為:12.13400100%3%傳感器的滯后量為:252 228400100% 6%5.3解答:由 AA()1)21可得5s時,

12、從（1s時,AA(2s時,AA(5.4解答：幅值誤差不大于1 (2)28.5%1 (；0.35)2、1 (20.35)21 (：0.35)25%，即58.6%32.7%A()0.95,1 (200)2由此解得:523 s解答：將數(shù)據(jù)整理如下拉力F/N01020304050平均應變- /10 -6180160240320400理論應變？/10-60.4380.33160.23240.13320.03399.93設擬合直線方程為:a。 qF5.5 解答：(1)由 yu(t)1 e l 20%解得tln1yu(t)ln1 0.28£6s由yu(t) 1 e "95%解得t ln1

13、yu(t)8.961 n10.95 26.84s由題意可得，爐溫的表達式為：540 5002X 520 2St 520 20S%0t5.6解答:f0.787亦時，A（1.1 ( )2121(40 10)y(t)予os(t45°) -10 cos(3t 116.6°)50()arcta n( )arctan(10)400.665（1）y(t)52020 0.787sin(t400.665)520 15.74si n( t 0.665)40（2）()arctan( )0.665rad（3）t -()0.6658.47s1405.7解答：由H(j )11 j可知，該一階系統(tǒng)的時間

14、常數(shù)1s，幅頻特性和相頻特性分別為A()11.1 ()21 ( )2()arcta n()arctan()（1）當1時,A(1)12，(1)45°當3時,A(3)1.10，(3)71.6°穩(wěn)態(tài)輸出信號為:（2）不失真條件為： A（）=常數(shù)，=常數(shù)5.9解答:AA()5.10解答:y(t)導相位失真，即測量結(jié)果波形失真。(3)輸出信號本題A(1) A(3)幅值失真，1()22narcta n A(0時,3 0時,5 0時,A(2( )2n/竝n)21o)A(3 o)(3 0)A(5 o)(5 0)1 (1 0.62)2 4arctan 乙°7。610.620.72

15、0.6252.7。arcta n215.3%T可得/ n),(10.52)24 0.72 10.52丄 2 0.7 0.5 arcta n21 0.543.3°1.(1 1.52 )24 0.72 1.52丄 2 0.7 1.5 arcta n21 1.5120.51110.409.(1 2.52)24 0.72 2.522 2 2 2()4()nn° °59.490.9750.158arctan弊146.05° 33.95°1 2.50.975sin( °t 43.3°) 0.409sin(3 °t 59.49°) 0.158sin(50t 33.95°)測量結(jié)果的幅頻譜如下圖所示Y( ”0.975 -0.409 0.158