傳感器與測(cè)試技術(shù)復(fù)習(xí)題及答案

1、1、求周期信號(hào) x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通過(guò)傳遞函數(shù)為 H(s)=1/(0.005s+1) 的裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解二當(dāng)3 =10時(shí)，1 1一廠 一工.=0.998 7 5J1 + (丁 J1 + (0 - 00 5 x I 0A(10)=0.49940(10)=-arci:anCT )2.862當(dāng)3=19。日寸，1 11_ _- =,= 0.8944 3Jl + ( 13 '廣 * + (0.00 5 x 100)一A(1OO>=O/7S9> *(100)=-arctan(；r<y >-26,565該雕信號(hào)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為

2、x(t)=0.4W4cos(10t-2.862° )<1789cos(100t-71.565° )2、進(jìn)行某動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量時(shí)， 所采用的壓電式力傳感器的靈敏度為 90.9nC/MPa ,將它與增益 為0.005V/nC的電荷放大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺(tái)筆式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/M試計(jì)算這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的總靈敏度。當(dāng)壓力變化為3.5MPa時(shí)，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？解：若不考慮負(fù)載效應(yīng)，則各裝置串聯(lián)后總的靈敏度等于各裝置靈敏度相乘，即5=90.9(nC MPa)x0,005(V nC)x20(mm V>=9.f)9min M Pa6偏移量

3、：尸5乂3.5=9.09乂3.5=315mnu1s、2s、和5s的正弦信號(hào)，問(wèn)3、用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為 0.35s的一階裝置去測(cè)量周期分別為幅值誤差是多少？解：設(shè)一階系統(tǒng)11 + JT0)T-輸入的正弦信號(hào)的周期 則穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值誤差：8 =1/() l|xlOO%將已知周期權(quán)入得T = 1sT = 2sT = 5s58,6%32.7%8,5%4、想用一個(gè)一階系統(tǒng)做 100Hz正弦信號(hào)的測(cè)量，如要求限制振幅誤差在 5%A內(nèi)，那么時(shí)間常數(shù)應(yīng)取為多少？若用該系統(tǒng)測(cè)量50Hz正弦信號(hào)，問(wèn)此時(shí)的振幅誤差和相位差是多少？解：設(shè)該一階系統(tǒng)的頻響函數(shù)為A(D)=Jl+g)?精選資料，歡迎下載穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對(duì)幅值誤差5

4、二|月3)-1卜100%= 1-X100%令B<5%, f=100Hz,解得丁4 523潛。如果f=50Hz,則相對(duì)幅值誤差二相角差:0(刃)=-arctan(2/) = -arctan(2x 523 xIO"6x50” -933°5、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E =0.14 ,問(wèn)使用該傳感器做頻率為400Hz的正弦測(cè)試時(shí),其幅彳1比A( 3 )和相角差。(3)各為多少？解：設(shè)H(co)-次L一 /(pf = - arctan H1 將得A(如n = SOOHz, q = 0. 14, f = 400Hz,代入上面的式

5、子x 1. 31,(p(400)” 一10 57°0. 7,則A(400) & 0. 975, (p(4 00)今-4 3. 03°6、一臺(tái)精度等級(jí)為 0.5級(jí)、量程范圍6001200 C的溫度傳感器，它最大允許絕對(duì)誤差是多少？檢驗(yàn)時(shí)某點(diǎn)的溫度絕對(duì)誤差是4 C,問(wèn)此表是否合格？解,根據(jù)精度定義表達(dá)式d =% 并由題意已知A = 0.5%, Y一二(1200-600)C,得最多允許誤差 A = A , Y=一 二 03%X (1200-600)= 3C此溫度傳感器最大允許誤差位3 C。檢驗(yàn)?zāi)滁c(diǎn)的最大絕對(duì)誤差為4匕，大于3匕, 故此傳感器不合格.7、若一階傳感器的時(shí)間常

6、數(shù)為0.01s,傳感器響應(yīng)幅值誤差在10%范圍內(nèi)，此時(shí)最高值為0.5,試求此時(shí)輸入信號(hào)和工作頻率范圍？6,解；傳感器響應(yīng)的幅值百分誤差在10%范圍內(nèi)即相當(dāng)于幅值比應(yīng)大于o. %可用田r =0. 5來(lái)確定輸入信號(hào)工作頻率范圍的上限。因而得出上限頻率為:0.5 0.5G) =rad j = 50rad $r 0.0190/=Hz = Hz 17T可知I所求工作頻率范圍為O-gHd8、某力傳感器為一典型的二階振蕩系統(tǒng)，已知該傳感器的自振頻率 =1000Hz,阻尼比=0.7,試求用它測(cè)量頻率為 600Hz的正弦交變力時(shí),其輸出與輸入幅值比 A（ 3 ）和相位差。（3） 各為多少？解：振幅相對(duì)誤差A(yù)-1

7、5 =I5=24 * 1000rad/S ?"07 (n-ln x 600rad/SA(w)= 0,9469相對(duì)誤差5=0.94691=531%以切)=-arctan2rtxy一0?)=-arc tan=-arctan 13125 = -52.70°2x64 x 600x1000 10002-600-9、一個(gè)理想測(cè)試系統(tǒng)，其幅頻特性和相頻特性應(yīng)具有什么特點(diǎn)，并用頻響特性曲線表示。解：理想測(cè)試系統(tǒng)中其幅頻特性應(yīng)為常數(shù)，相頻特性應(yīng)為直線（線性）。圖52給出了不產(chǎn)生線性失真的振幅頻率響應(yīng)和 相位頻率響應(yīng)，稱之為理想頻率響應(yīng)。10、 有一個(gè)1/3倍頻程濾波器，其中心頻率 fn=10

8、00Hz,求該濾波器的帶寬 B,以及上、 下截止頻率fc1 , fc2。解工% = 2-2, = 2 "1 500 = 0.891 X 500 = 445 ,5 Hz/C1 = 2 V, = 21 500 = 1.122 x 500 = 561 .0 HzB =八=561 .0 - 445 .5 = 115 .5 Hz11、 應(yīng)變式傳感器的溫度誤差要進(jìn)行補(bǔ)償，常用的方法是用電橋， 懸臂梁上、下方各粘貼規(guī)格相同的工作應(yīng)變片R1和R2,請(qǐng)組成電橋。若 R1=R2=12(D,靈敏度k=2的應(yīng)變片與阻值為120 的固定電阻組成電橋，供橋電壓為2V,并假定負(fù)載為無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變中的應(yīng)變?yōu)?pe時(shí)，求電橋的輸出電壓 解： R/Ro=KeUy=(AR/Ro) ?U0/2=2 X2X 10-6X2 + 2=4X 10-6V12、 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/ (0.04S+1 ),若用它測(cè)量頻率為 0.5Hz、1Hz、2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅值誤差。解：該一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)是:0.04 jco + 10,04 J x 2/rf + I其幅值頻譜函數(shù)為:+ I 7(00427+1.當(dāng)頻率分別等于0.5Hz、1Hz、2Hz時(shí)，幅值 頻譜