工程测试与信号处理课后答案汇.doc

2-8 进行某次动态压力测量时，所用的压电式力传感器的灵敏度为 90.9nC/Mpa，将它与增益为0. 005V/nC的电荷放大器相联，而电荷放大器的输出接到一台笔记式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度，又当压力变化为3.5Mpa时，记录笔在记录纸上的位移量是多少？ 解： 总灵敏度 记录的位移=。 2-9求周期信号X(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-)通过传递函数为的装置后所得到的稳态响应。 解： 因题设装置的频率响应函数为 此装置对所给输入信号X(t),按线形迭加性和频率保持特性 其中 应分别有下列之增益和相移，并保持其频率，即 增益0.9987 相移 增益0.8944 相移 = 从本例可以看出，一阶装置具有对较高频率输入的“抑制”作用。 2-10用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内, 则时间常数应取多少？若用该系统测试50Hz信号，问次此时的振幅误差和相角误差是多少？ 1) 2) 2-13设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比 ，问使用该传感器作频率为400Hz的正弦力测试时，其幅值比A()和相角差将作何种变化？ 解： 即此时之 幅值比=1.31，相移= 等强度梁 (11.13)等强度梁如左图(等强度梁式力传感器)所示，梁厚为h，梁长为l，固定端宽为b0，梁的截面成等腰三角形，集中力F作用在三角形顶点。梁内各横截面产生的应力是相等的，表面上任意位置的应变也相等，因此称为等强度梁，其应变为 设计时根据最大载荷F和材料的允许应力σb确定梁的尺寸。用梁式弹性元件制作的力传感器适于测量5,000N以下的载荷，最小可测几克重的力。这种传感器结构简单，加工容易，灵敏度高，常用于小压力测量中。 窗体顶端 窗体底端 1． 以阻值 ，灵敏度S=2的电阻丝应变片与阻值为 的固定电阻组成电桥，供桥电压为2 V，并假定负载为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με是，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。 解：(1)对于电阻型应变片来说， 当应变片的应变为 时： 单臂电桥的输出电压为： 双臂电桥的输出电压为： (2)当应变片的应变为 时： 单臂电桥的输出电压为： 双臂电桥的输出电压为： 通过计算可知：双臂电桥的灵敏度比单臂电桥高一倍。 例2：一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。已知，传感器的灵敏度为15(mV/m m)， 最大线性范围6(mm)。现将传感器安装在主轴右侧，如图所示。用记录仪记录振动波 形， 如图，问: （1）传感器与被测金属的安装距离l为多少毫米时，可得到较好的测量效果? (2)轴向振幅的最大值A为多少? (3)主轴振幅的基频f是多少? 解： HYPERLINK /zskj/4018/%BF%CE%BC%FE%B9%E2%C5%CC/neutest/llbf/07/liti.htm \l # step1  HYPERLINK /zskj/4018/%BF%CE%BC%FE%B9%E2%C5%CC/neutest/llbf/07/liti.htm \l # step2  HYPERLINK /zskj/4018/%BF%CE%BC%FE%B9%E2%C5%CC/neutest/llbf/07/liti.htm \l # step3  HYPERLINK /zskj/4018/%BF%CE%BC%FE%B9%E2%C5%CC/neutest/llbf/00/0_1_1.htm （1）取其传感器线性范围的1/2，即取l=3（mm），线性最好，测量范围最大。 ? HYPERLINK /zskj/4018/%BF%CE%BC%FE%B9%E2%C5%CC/neutest/llbf/00/0_1_1.htm  （2）因为 y=kx输出，由图b）知， y=kx(mV) K=15(mV/mm) x=45/15=3(mm) A=x/2=3/2=1.5(mm)   HYPERLINK /zskj/4018/%BF%CE%BC%FE%B9%E2%C5%CC/neutest/llbf/00/0_1_1.htm  （3）由图b）知，主轴振动周期 ? T=20/2=10(ms) 频