測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第二次作業(yè)

1、測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第二次作業(yè)1、有一薄壁圓管式拉力傳感器如圖所示。已知其彈性元件材料的泊松比為0.3，電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為2，貼片位置如圖。若受拉力作用，問(wèn)：1） 欲測(cè)量力的大小，應(yīng)如何正確組成電橋？2） 當(dāng)供橋電壓，時(shí)，輸出電壓是多少（）？解：（1）欲測(cè)量拉力P的大小，正確組成電橋如圖所示（2）12，3410.3×500150 2、調(diào)幅波，已知，試求所包含的各分量的頻率及幅值。解： 所以：有5個(gè)分量，即幅值和頻率為： ，100；，15；，15； ，10； ，103、下圖為采用某一種傳感器測(cè)量不同的非電量的示意圖。圖中被測(cè)物體2均為金屬材料制成，1為傳感器。試問(wèn)： （1）該種傳感器是何種

2、傳感器？（2）圖中分別測(cè)量的是哪些非電量？（3）總結(jié)該種傳感器的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 （a） （b） （c）答：（1）渦流傳感器 （2）（a）測(cè)轉(zhuǎn)速，（b）測(cè)材料的厚度，（c）計(jì)數(shù) （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)4、說(shuō)明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？答：相同之處在于：都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E，其中 H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E是由電阻率的變化引起的阻值變化。不同的是：電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以 dR/R(1+2H) ，S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓

3、阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以 dR/R= E ，S E。各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的 50-70 倍。5、已知某位移傳感器的位移測(cè)量值右側(cè)表所列，其擬合直線為，試問(wèn)：此擬合直線能否滿足線性誤差小于5%的要求？00.00101.85203.45304.92406.22507.37答：根據(jù)已有擬合直線，計(jì)算當(dāng)取不同值時(shí)，對(duì)應(yīng)的值及誤差為：當(dāng)時(shí)， ， 對(duì)應(yīng)誤差為-2.2當(dāng)時(shí)， 對(duì)應(yīng)誤差為0.38當(dāng)時(shí)， 對(duì)應(yīng)誤差為0.26當(dāng)時(shí)， 對(duì)應(yīng)誤差為1.256當(dāng)時(shí)， 對(duì)應(yīng)誤差為0.096當(dāng)時(shí)， 對(duì)應(yīng)誤差為-2.084所以，最大誤差出現(xiàn)

4、在當(dāng)時(shí)，此時(shí)誤差線性誤差為，故此擬合直線能滿足線性誤差小于5%的要求。6、什么是調(diào)制和解調(diào)？其作用是什么？答：所謂調(diào)制就是使一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一信號(hào)的控制下而發(fā)生變化的過(guò)程。從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，稱為解調(diào)。調(diào)制的主要作用：便于區(qū)分信號(hào)和噪聲，給測(cè)量信號(hào)賦予一定特征。解調(diào)的主要作用：已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制。7、什么是測(cè)試？說(shuō)明測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。答：測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測(cè)量過(guò)程，也是獲取信息的過(guò)程。（1）測(cè)量對(duì)象（2）傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。

5、（3）中間轉(zhuǎn)換電路（信號(hào)調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。（4）信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理（如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等）（5）顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果8、選用傳感器的原則是什么？答：（1）、根據(jù)測(cè)量對(duì)象和環(huán)境確定類型首先，認(rèn)真分析測(cè)量工作，考慮采用哪種原理的傳感器進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)榧词箿y(cè)量同一物理量，也可以通過(guò)不同的原理實(shí)現(xiàn)。其次就得考慮量程、體積（空間是否足夠）、安裝方式、信號(hào)類型（模擬還是數(shù)字信號(hào)）、測(cè)量方式（直接測(cè)量還是間接測(cè)量）等等。（2）、精度傳感器的精度等級(jí)關(guān)乎到整個(gè)系統(tǒng)精度

6、，是一個(gè)非常重要的參數(shù)。一般，精度越高，價(jià)格越貴。所以我們選擇的時(shí)候，得從整體考慮，適合自己的才是最好的，不要一味追求所謂的高精度，除非在需要定量測(cè)量精確值的場(chǎng)合，我們才選用精度等級(jí)高些的傳感器。（3）、靈敏度的選擇靈敏度指輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。我們得正確認(rèn)識(shí)該參數(shù)，它分為兩方面：1、在線性范圍內(nèi)，靈敏度高，輸出信號(hào)值比較大，這是優(yōu)點(diǎn)。2、靈敏度高，與測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，在處理過(guò)程中，影響精度。（4）、線性范圍線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍，所以我們都希望線性范圍越寬越好，線性范圍越寬，量程就大，精度就高。但是任何傳感器的線性范圍都是相對(duì)的。我們只需要把測(cè)量量估算好

7、，以便在線性范圍內(nèi)。（5）、頻率響應(yīng)特性在測(cè)量過(guò)程中，傳感器的輸出總有一定的延遲，跟實(shí)際值也有一定的差別。所以我們希望頻率響應(yīng)快一點(diǎn)，這樣延遲時(shí)間就短一點(diǎn)。但由于受到結(jié)構(gòu)等特性的影響，頻率也難以提高。（6）、穩(wěn)定性穩(wěn)定性指使用時(shí)間長(zhǎng)了以后，其性能還能維持不變的能力。影響穩(wěn)定性的因素除自身原因外，主要是環(huán)境因素。因此，選用的傳感器要具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候還得采取保護(hù)措施。9、簡(jiǎn)述調(diào)幅波的特點(diǎn)。答：（1）當(dāng)調(diào)制信號(hào) x(t)>0 時(shí)，調(diào)幅波 xm(t)與載波 y(t)同頻同相，其幅值的大小與x(t)的大小有關(guān)；x(t) y(t)（2）當(dāng) x(t)<0 時(shí)，xm(t)與載波 y(t) 同頻反相，其幅值大小仍與x(t)的大小有關(guān)；（3）調(diào)幅波是一高頻，但其包洛線和調(diào)制信號(hào)x(t)相似，其副值受x(t)變化的影響，y(t)的頻率越高，即波形越寬，