機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課后答案

1、0Hz正弦信號，問此時得振幅誤差與相角差就幅值誤1c,C,1 100% 1.3%1 (2523 10 6 50)2相角差： () arctan(2 f)arctan(2 523 10 6 50)9.3321進(jìn)行某動態(tài)壓力測量時，所采用得壓電式力傳感器得靈敏度為90、9nC/MPa,將它與增益為0、005V/nC得電荷放大器相連，而電荷放大器得輸出接到一臺筆式記錄儀上，記錄儀得靈敏度為20mm/M試計(jì)算這個測量系統(tǒng)得總靈敏度。當(dāng)壓力變化為3、5MPa時,記錄筆在記錄紙上得偏移量就是多少？解：若不考慮負(fù)載效應(yīng)，則各裝置串聯(lián)后總得靈敏度等于各裝置靈敏度相乘，即S=90、9(nC/MPa)0、005(

2、V/nC)20(mm7V=9.09mm/MPt。偏移量：y=S3、5=9、093、5=31。815mm.2-2用一個時間常數(shù)為0、35s得一階裝置去測量周期分別為1s、2s與5s得正弦信號，問穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值誤差將就是多少？?的設(shè)一階系統(tǒng)，,T就是輸入得正弦信號得周期穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差，將已知周期代入得2-3求周期信號x(t)=0、5cos10t+0、2cos(100t-45)通過傳遞函數(shù)為H(s)=1/(0、005s+1)得裝置后得到得穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解：，該裝置就是一線性定常系統(tǒng)，設(shè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為y(t),根據(jù)線性定常系統(tǒng)得頻率保持性、比例性與疊加性得到W(t)=y01cos(10t+1)+y02co

3、s(100t-45+2)其中，所以穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為2-5想用一個一階系統(tǒng)做100Hz正弦信號得測量，如要求限制振幅誤差在5%以內(nèi),那么時間常數(shù)應(yīng)取多少？若用該系統(tǒng)測量5是多少？解：設(shè)該一階系統(tǒng)得頻響函數(shù)為,就是時間常數(shù)則穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差令W5%,f=100Hz,解得<523So如果f=50Hz,則相對1差：1100%1.1(2f)229試求傳遞函數(shù)分別為1、5/(3、5s+0、5)與41n2/(s2+1、4nS+n2)得兩環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成得系統(tǒng)得總靈敏度(不考慮負(fù)載效應(yīng))。解：?即靜態(tài)靈敏度K=3?,即靜態(tài)靈敏度K=41因?yàn)閮烧叽?lián)無負(fù)載效應(yīng)，所以總靜態(tài)靈敏度K = KiK2 = 34 1=

4、 12 3?2-10設(shè)某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)處理.已知傳感器得固有頻率為800Hz,阻尼比=0、14,問使用該傳感器作頻率為400Hz得正弦力測試時，其幅值比A()與相角差()各為多少？若該裝置得阻尼比改為=0、7,問A()與()又將如何變化？解：設(shè)，則?,即,?各fn=800Hz,=0、14,f=400Hz,代入上面得式子得到A(400)1、31,(400)-10、57依口果=0、7,貝UA(400)0、975,(400)-43、032-11對一個可視為二階系統(tǒng)得裝置車入一單位階躍函數(shù)后，測得其響應(yīng)得第一個超調(diào)量峰值為1、5,振蕩周期為6、28s。設(shè)已知該裝置得靜態(tài)增益為3,求該裝置得

5、傳遞函數(shù)與該裝置在無阻尼固有頻率處得頻率響應(yīng)。解：因?yàn)閐=6、28s,所以d=2/d=1rad/s所以當(dāng)=n時,3-4有一電阻應(yīng)變片(見圖384),其靈敏度Sg=2,R=120。設(shè)工作時其應(yīng)變?yōu)?000,問R=?設(shè)將此應(yīng)變片接成如圖所示得電路，試求：1)無應(yīng)變時電流表示值；2)有應(yīng)變時電流表示值；3)電流表指示值相對變化量；4)試分析這個變量能否從表中讀出？1、5V圖3-84題3-4圖解：根據(jù)應(yīng)變效應(yīng)表達(dá)式R/R=&得R=SR=21000106120=0、241)I1=1、5/R=1、5/120=0.0125A=12、5mA?2)12=1.5/(R+R=1、5/(120+0、24)0。

6、012475A=12、475mA=(I2Ii)/I1100除0、2%4)電流變化量太小，很難從電流表中讀出。如果采用高靈敏度小量程得微安表，則量程不夠，無法測量12、5mA得電流；如果采用毫安表，無法分辨0、025mA得電流變化.一，只取有應(yīng)變時得微小輸出量，并可根據(jù)般需要電橋來測量，將無應(yīng)變時得靈位電流平衡掉需要采用放大器放大。3-7一個電容測微儀，其傳感器得圓形極板半徑r=4mm,工作初始間隙=0.3mm,問：1）工作時，如果傳感器與工件得間隙變化量=1m時，電容變化量就是多少？2）如果測量電路得靈敏度Si=10OmV/pF,讀數(shù)儀表得靈敏度S2=5格/mV,在=1m時，讀數(shù)儀表得指示值變

7、化多少格？解：1）2）B=S1S2C=1005（4、94I。-）2、47格120得固定電阻組成電橋，與20 0 0時，分別求出單41以阻值R=120、靈敏度Sg=2得電阻絲應(yīng)變片與阻值為供橋電壓為3V,并假定負(fù)載電阻為無窮大，當(dāng)應(yīng)變片得應(yīng)變?yōu)?臂、雙臂電橋得輸出電壓，并比較兩種情況下得靈敏度。解：這就是一個等臂電橋，可以利用等比電橋與差特性表達(dá)式求解=2時:1 R1彈臂輸出電壓：UoUe Sg Ue o 4 R e g e 41R雙臂輸出電壓：UoUeSqUeo2Rege?=2000 時：1R單臂輸出電壓：UoUeSgUeo4Rege1R雙臂輸出電壓：UoUeSqUe2 R g雙臂電橋較單臂電橋靈敏度提高1倍.2 2 10 6 3 3 10 6V 3V166-2 2 10 6 3 6 10 6V 6困2163-2 2000 10 6 3 3 103V 3mV4163-2 2000 10 6 3 6 103V 6mV242有人在使用電阻應(yīng)變儀時，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠,于就是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問，在下列情況下，就是否可提高靈敏度？說明為什么？1）半橋雙臂各串聯(lián)一片；2）半橋雙臂各并聯(lián)一片。解答：電橋得電壓靈敏度為，即電橋得輸出電壓與電阻得相對變化成正比.由此可知：1）半橋雙臂各串聯(lián)