工程測(cè)試考試題

1、1、求傳遞函數(shù)為H(S)=-1試題-一的系統(tǒng)對(duì)正弦輸入x(t)=10sin的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y(t),并求0.01S出幅值誤差和相位誤差。答：由頻率保持性知4 ( co)y(t)=10|H( 3 )|sin+且 I H(co) | =S()24.232(0.01 62.8)4 (w)=-arctg( t w )=-tg -1 x =-32 y(t)= )幅值誤差為5X =，相位誤差為322、實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什么？分別敘述一、二階裝置滿足什么條件才能基本上保證不失真測(cè)試。答：.測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是A( w )=A0=常數(shù)(j) ( co )=-t 0 co為能滿足上述條件，對(duì)于一階裝置，

2、時(shí)間常數(shù)。原則上越小越好，對(duì)于二階裝置一般選取E =, = =0con。3、用一階量?jī)x作100Hz正弦信號(hào)的測(cè)量，如要限制振幅誤差在5%A內(nèi)，則該量?jī)x的時(shí)間常數(shù) 應(yīng)設(shè)計(jì)成多大？答：一階量?jī)x的頻率響應(yīng)函數(shù)H(j ) 1一，幅頻特性H( ) 1/J?(一7，1 j欲誤差小于5% H ()應(yīng)大于，已知 2 f 200故：1/J1 (200 )2應(yīng)大于，解得：0.0005234、某光線示波器的振動(dòng)子輸入i(t)為單位階躍，輸出(t)如下圖所示的衰減振動(dòng)，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動(dòng)子的固有頻率n及阻尼比保M孑稱3)藉劫4輸答：由圖可見衰減振動(dòng)的周期為=6.28 10 3s即衰減振動(dòng)的頻率fd 1000 ,

3、相應(yīng)d 2 fd 1000r/s6.28阻尼比與振幅衰減的關(guān)系為ln正2M2/J12 ,圖中注明ln業(yè)2M21 故有 /1,解得 下 0.70772衰減振動(dòng) d與無(wú)阻尼振動(dòng) n的關(guān)系為 dn 12代入值，彳導(dǎo)n 22 d 1410r/s5、一磁電式速度傳感器的幅頻和相頻特性如下圖所示，其中。為該傳感器的固有角頻率， 為被測(cè)角頻率，其阻尼比 為，為了盡量減小測(cè)量時(shí)的幅值和相位誤差，（1）該傳感器應(yīng)工作在什么條件下？ （2） f0=10Hz時(shí)，其工作最低頻率 范圍應(yīng)為多少？答：（1）應(yīng)工作在。的條件下。（2） f （7 8）f0,即f 70 80HZo此時(shí)幅值誤差很小，相位差接近180 ,成為一個(gè)

4、反相器。6、用時(shí)間常數(shù)為秒的一階裝置對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，要求振幅誤差在 5/100以內(nèi)，求 該裝置能夠測(cè)量的正弦信號(hào)的最高頻率。6、2、用傳遞函數(shù)為 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%Z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？解：（1）已知一階系統(tǒng)誤差公式。（2）解得w=7、用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為秒的一階裝置去測(cè)量周期分別為1秒，2秒和5秒的正弦信號(hào), 問(wèn)幅值誤差分別為多少？8、設(shè)某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比為衛(wèi)=。用該傳感器作頻率為 400Hz正弦力測(cè)試時(shí)，其幅值比 A(co)和相角差。()各為多 少？若用其測(cè)量頻率為4

5、00Hz的方波信號(hào)，輸出信號(hào)是否失真？為什么？作出輸出信號(hào)的波 形圖。9、液體溫度傳感器是一階傳感器，現(xiàn)已知某玻璃水銀溫度計(jì)特性的微分方程為4dy/dx+2y = 2 X103x。|y:水銀柱高(m), x:被測(cè)溫度( )求：| (1)水銀溫度計(jì)的傳遞函數(shù)；(2)溫度計(jì)的時(shí)間常數(shù)及靜態(tài)靈敏度；(3)若被測(cè)水溫是頻率為的正弦信號(hào)，求此時(shí)的振幅誤差和相角誤差。10、一濾波器電路如圖所示，R=Q , C=2uF, 1)該濾波器是低通、高通還是帶通濾波器？2)確定頻率響應(yīng)函數(shù) H()以及濾波器的截止頻率；3)當(dāng)輸入信號(hào) ux=100cos(1000t-45 ?時(shí)，求輸出信號(hào)uy,并比較其幅值及相位關(guān)系

6、。11、一壓電式力傳感器，將它與一只靈敏度Sv可調(diào)的電荷放大器聯(lián)接，然后接到靈敏度為Sx=20mm/v的光線示波器上記錄，現(xiàn)知壓電式壓力傳感器靈敏度為Sp=5pc/Pa ,該測(cè)試系統(tǒng)的總靈敏度為 S=0.5mm/Pa,試問(wèn)：(1)電荷放大器的靈敏度 Sv應(yīng)調(diào)為何值(v/Pc)?(2)用該測(cè)試系統(tǒng)測(cè) 40Pa的壓力變化時(shí)，光線示波器上光點(diǎn)的移動(dòng)距離是多少？12、想用一個(gè)時(shí)間常數(shù) =秒為一階裝置作正弦信號(hào)的測(cè)量，如要求限制振幅誤差在 5%以內(nèi)，試問(wèn)：(1)該裝置所能測(cè)量的正弦信號(hào)的最高頻率f為何值？(2)利用該裝置測(cè)量周期為秒的正弦信號(hào)，其幅值誤差將為多少？13、一測(cè)試裝置如圖所示，R為電阻，C為

7、電容，均為定值，輸入X,輸出為V。(1)試求該裝置的頻響函數(shù)H(3)。(2)該裝置是什么類型的濾波器？如R=350K!, 0=1000 F,求它的截止頻率f?14、一潛水器攜帶一種時(shí)間常數(shù)為2 0秒和壓力計(jì)，并以每秒5米的速度下潛，假設(shè)水深每增加1米，潛水器所受壓力增加1 0公斤，當(dāng)壓力計(jì)指示為1 0 0 0公斤時(shí)，則實(shí)際該潛水器受壓多少公斤？（要求有詳細(xì)計(jì)算過(guò)程）15、用一階測(cè)量?jī)x器測(cè)量 100Hz的正弦信號(hào)，如果要求振幅的測(cè)量誤差小于5%問(wèn)儀器的時(shí)間常數(shù)T的取值范圍。若用該儀器測(cè) 50Hz的正弦信號(hào)，相應(yīng)的振,誤差和相位滯后是多少？ （10分）答：一階裝置，仍有同一，越大，越小.今=100

8、Hz,測(cè)量誤差小于5%即，求出秒用該儀器測(cè) 50Hz的正弦信號(hào)，有, 即振幅誤差是，相位滯后是16、用時(shí)間常數(shù)為的一階裝置進(jìn)行測(cè)量，若被測(cè)參數(shù)按正弦規(guī)律變化，若要求裝置指示值的幅值誤差小于5%,問(wèn)被測(cè)參數(shù)變化的最高頻率是多少？如果被測(cè)參數(shù)的周期是2s和5s,問(wèn)幅值誤差是多少？（10分）答：對(duì)一階裝置，有 H （s）H(f)11 ( 2 f)212今 0.5,有幅值誤差小于H(f)12 1 21 (2 f )5% ,應(yīng) H (f) 0.95,求出 f0.1Hz。(4 分)對(duì)被測(cè)信號(hào)周期是2s, f1 0.5Hz , H(f1) 0.537,幅值誤差為(3分)周期是 5s, f2 0.2Hz ,

9、H(f2)0.847,幅值誤差為 （3分）17、已知一階低通濾波器的頻率特性為，式中 =,當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)，求其輸出并比較與的幅值與相位有何區(qū)別。（10分）解：H (f)1J4-2f2(f) arctg 2 f信號(hào)x（t）的頻率構(gòu)成為:f21002(2分)對(duì)九:A(f。12，210420.8941(f1)arctg 20.052100.05226.57(3 分)對(duì)f 2:AT)121 4 21000.052220.1962(f2)arctg 2100 c C0.05278.69 (3 分)0.196cos(100t 4578.69 )123.69 ) (2 分)y(t) 0.5 0.894cos(

10、10t 26.57 ) 0.20.447 cos(10t 25.57 ) 0.0392 cos(100t18、析周期信號(hào)x（t）=+（100t-冗/4）通過(guò)一個(gè)傳遞函數(shù)為H（s）=1/+1）的系統(tǒng)后所得的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。（12分）18、2、求輸入信號(hào)x(t) 0.2cos(100t 45 )通過(guò)H(s) 裝置后0.005s 1得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)(t)。19、待測(cè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為 1000 r/min ,現(xiàn)有級(jí)精度，量程為 1000 r/min及級(jí)精度，量程 為3000 r/min的兩個(gè)轉(zhuǎn)速，請(qǐng)問(wèn)使用哪一個(gè)轉(zhuǎn)速表較好，并說(shuō)明原因。20、已知一個(gè)二階測(cè)量裝置，阻尼比t=, fn=1200Hz,問(wèn)：輸入240Hz

11、和480Hz的信號(hào)時(shí)A(co)和()(w )是多少？若阻尼比 I變?yōu)楹停珹(co)和()(w )又各是多少？21、已知某一測(cè)力傳感器為二階測(cè)量裝置，其動(dòng)態(tài)參數(shù)為固有頻率fn=1200Hz,=。試求當(dāng)測(cè)量信號(hào) x(t尸sin2兀ft+sin6兀ft+sin10兀ft時(shí)其幅值、相位變化，其中 f=600Hz。最后請(qǐng)用幅頻、相頻圖作出定性解釋。22、對(duì)某量進(jìn)行了 8次測(cè)量，測(cè)得值為：,求測(cè)量量的最佳估計(jì)值和測(cè)量不確定度。23、試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。124、已知RC低通濾波器的傳遞函數(shù)為 H(s)=,其中 0.001s,求A()s 1和()。輸入一信號(hào)求幅值誤差和相

12、角誤差25、已知RCW通濾波器的傳遞函數(shù)為 H(s尸一s-，其中 0.001s,求A() s 1和()。輸入一信號(hào)求幅值誤差和相角誤差頻率遠(yuǎn)高于固有頻率，幅值相角如何變化？26、某一壓電式壓力傳感器的靈敏度已調(diào)到S1=90pC/Mpa把它和一臺(tái)靈敏度S2調(diào)到pC的電荷放大器連接，放大器的輸出又接到一 靈敏度S3已調(diào)到20mm/V勺光線示波器上記錄，試?yán)L出這個(gè)測(cè)試系統(tǒng) 的框圖，并計(jì)算其總的靈敏度。答：傳感器電荷放大器光線示波器繪圖正確5分S=S1*S2*S3=90*20=9(mm) (5 分)27、某壓電式傳感器的靈敏度為 MPa將它與tf益為nC的電荷放 大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺(tái)筆

13、式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/V試計(jì)算這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的總靈敏度。又當(dāng)壓力變化為 時(shí)，記錄筆在紙上的偏移量是多少？答：設(shè) S1=MPa S2=nC S3=20mm/V則 s Si S2 S3 99.9 0.005 20 = (mm/MPa (5 分)、JS 八當(dāng)壓力 P 時(shí)： P, x=3.5 9.99 34.965 (mm (5 分)28、設(shè)某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)處理。 已知傳感器的固有 頻率為n ,阻尼比為E ,問(wèn)使用該傳感器作頻率為 的正弦力測(cè)試時(shí)， 其幅值比A( 3)和相位角差0( 3)各為多少？。（2分）A（）. 1 （）22 4 （）2,nn（4分）2 （一）（） arc

14、tgn- （4 分）1 （一 ）2n答：H(s) 得 H（j ）29、用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為的一階裝置去測(cè)量周期為 1s的正弦信號(hào),問(wèn)幅值誤差將是多少？ ( 10分)1答：由系統(tǒng)為一階系統(tǒng)可知：H(s尸丁 其中 0.35S由信號(hào)周期為1S可知 2 rad/s （1分）1可知Hg)=j 1A()則1 A()1W（）2（1 分）1 ?。ǎ? （4 分）=%（1 分）30、已知二階的力傳感器，固有頻率為 800HZ,阻尼比為，用此傳感器來(lái)測(cè)量400Hz的正弦變化力時(shí)，求：（1）：A （3）和（3）;（2）:若該裝置的阻尼比為，求此時(shí)的A（3）和（3 ）。31、一壓電式力傳感器，將它與一只靈敏度Sv可調(diào)的電

15、荷放大器聯(lián)接，然后接到靈敏度為Sx=20mm/v的光線示波器上記錄，現(xiàn)知壓電式壓力傳感器靈敏度為Sp=5pc/Pa ,該測(cè)試系統(tǒng)的總靈敏度為S=0.5mm/Pa,試問(wèn)：（1）電荷放大器的靈敏度Sv應(yīng)調(diào)為何值（v/Pc）?（2）用該測(cè)試系統(tǒng)測(cè) 40Pa的壓力變化時(shí)，光線示波器上光點(diǎn)的移動(dòng)距離是多少？S Sp Sv SxS 0 5_答：.Sv-0-5- 0.005 （V / Pc） Sp Sx 5 202. x 40 0.5 20(mm)32、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)，首先將他與增益為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

16、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30mnW,壓力變化為多少？答：（1）求解串聯(lián)系統(tǒng)的靈敏度。（2）求壓力值。33、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200C 400c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？答：（1）已知條件(2)溫度計(jì)為一階系統(tǒng)，其幅頻特性為(3)輸入為200 C 400c時(shí)，其輸出為：y=A(w) X 200=( C ) y=A(w) X 400=( C)34、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)。 (1)求解阻尼比