测试习题答案解析.doc

1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。 1-7 设有一时间函数f(t)及其频谱如图1-27所示。现乘以余弦型振荡。在这个关系中，函数f(t)叫做调制信号，余弦振荡叫做载波。试求调幅信号的傅里叶变换，示意画出调幅信号及其频谱。又问：若时将会出现什么情况？ 解： 所以 可见调幅信号的频谱等于将的频谱一分为二，各向左右移动载频ω0，同时谱线高度减小一半。 将发生混叠。 1-8 求正弦信号的均值、均方值和概率密度函数p(x)。 (1)，式中—正弦信号周期 (3)在一个周期内 2-3 求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t?45()通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得到的稳态响应。 解：，， 该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y(t)，根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得到 y(t)=y01cos(10t+(1)+y02cos(100t?45(+(2) 其中， ， 所以稳态响应为 2-6 试说明二阶装置阻尼比(多采用0.6~0.8的原因。 解答：从不失真条件出发分析。(在0.707左右时，幅频特性近似常数的频率范围最宽，而相频特性曲线最接近直线。 2-10 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(=0.14，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((()各为多少？若该装置的阻尼比改为(=0.7，问A(()和((()又将如何变化？ 解：设，则 ，，即 ， 将fn = 800Hz，( = 0.14，f = 400Hz，代入上面的式子得到 A(400) ( 1.31，((400) ( ?10.57( 如果( = 0.7，则A(400) ( 0.975，((400) ( ?43.03( 3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况来选用？ 解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。 电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。 半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。 选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。 3-9 试按接触式与非接触式区分传感器，列出它们的名称、变换原理，用在何处？ 解答：接触式：变阻器式、电阻应变式、电感式（涡流式除外）、电容式、磁电式、压电式、热电式、广线式、热敏电阻、气敏、湿敏等传感器。 非接触式：涡电流式、光电式、热释电式、霍尔式、固态图像传感器等。 可以实现非接触测量的是：电容式、光纤式等传感器。 3-10 欲测量液体压力，拟采用电容式、电感式、电阻应变式和压电式传感器，请绘出可行方案原理图，并作比较。 3-11 一压电式压力传感器的灵敏度S=90pC/MPa，把它和一台灵敏度调到0.005V/pC的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V的光线示波器上记录，试绘出这个测试系统的框图，并计算其总的灵敏度。 解：框图如下 各装置串联，如果忽略负载效应，则总灵敏度S等于各装置灵敏度相乘，即 S=(x/(P=90(0.005(20=9mm/MPa。 3-13 何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举出三个例子说明。 解答： 霍尔（Hall）效应金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过薄片时，则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差，这种现象称为霍尔效应，产生的电位差称为霍尔电势。 霍尔效应产生的机理：在磁场中运动的电荷受到磁场力FL（称为洛仑兹力）作用，而向垂直于磁场和运动方向的方向移动，在两侧面产生正、负电荷积累。 电流的测量位移测量磁感应强度测量力测量计数装置转速测量（如计程表等）流量测量位置检测与控制电子点火器制做霍尔电机—无刷电机 (=2((时： 单臂输出电压： 双臂输出电压： (=2000((时： 单臂输出电压： 双臂输出电压： 双臂电桥较单臂电桥灵敏度提高1倍。 4-2 有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么？ 1）半桥双臂各串联一片； 2）半桥双臂各并联一片。 解答：电桥的电压灵敏度为，即电桥的输出电压和电阻的相对变化成正比。由此可知： 1）半桥双臂各串联一片，虽然桥臂上的电阻变化增加1倍，但桥臂总电阻也增加1倍，其电阻的相对变化没有增加，所以输出电压没有增加，故此法不能提高灵敏度； 2）半桥双臂各并联一片，桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半，电阻的相对变