部分习题参考答案.pdf

《部分习题参考答案.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章作业题2、请对如下机械系统进行力-电流和力-电压机电模拟。图一机械系统解答：i):力-电流模拟下表为力-电流相似系统中参量对应关系把题中的图一机械系统用用图二所示的电流激励并联电路来模拟。利用上表的对应关系可知，只要知道A点的电压就可以模拟机械系统中的质量m相对应于大地的速度v2m2模拟了电路的激励电流就模拟了机械系统结构物的激励力f，结构物相对于大地的速度v是用激励电压ux来模拟的。对应关系是：uvam2if图二电流激励并联电路uvxm1、m2相对速度为vvv012mm只要知道得到了模拟电路中a、b两节点的电压差uuu012

2、即可模拟输出速度v0对输入速度vx的响应。ii):力-电压模拟下表为力-电流相似系统中参量对应关系把题中的图一机械系统用用图三所示的电压激励串联电路来模拟。类似以力-电流模拟，有以下对应关系：vixvvv22xmvvv121mm当研究输出速度v的响应特性o时，只需要研究CR中的响应电11流i即可。1第二章习题2、说明对传感器的输出输入特性曲线进行线性化的方法。解答：使传感器输出—输入特性线性化，所采用的直线称为拟合直线，目的是获得最小的非线性误差。拟合方法：①理论拟合；②过零旋转拟合；③端点连线拟合；④端点连线平移拟合；⑤最小二乘拟合；

3、⑥最小包容拟合下图1所示四种直线拟合方法。理论拟合过零旋转拟合端点连线拟合端点平移拟合图1几种直线拟合方法3、对照书上图2-9和2-11，说明传感器一阶和二阶系统的幅频相频特性。解答：i);传感器一阶幅频相频特性ii);传感器二阶幅频相频特性第四章作业2、什么叫横向效应？怎样减小横向效应的误差？答：将直的金属丝绕成敏感栅之后；虽然长度相同，但应变状态不同，应变片敏感栅的电阻变化较直的金属丝小，因此灵敏系数有所降低，这种现象称为应变片的横向效应。金属丝原长为：Snlrn1敏感栅总变形：(n)1r2nl(n)1r(n)1r

4、LLLnl()12xxyxy222因此横向效应可以用下式来表示：LSL＝横向应变xnr1xy2nr11ux2从上式可知可以通过减小圆弧半径，以及金属丝的轴向应变。可以用如下几种结构来减小横向效应：1），将敏感栅的圆弧段直接用金属丝短接；2），采用萡式应变片；3、一应变片的电阻R＝120欧姆，k＝2.05，用作应变为800um／m的传感元件。①求ΔR和ΔR／R，②若电源电压U＝3v，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压。解：①利用（4-9）式可得RKRxR

5、2.05800120197R1971.64R120②由于题中只给出了一个应变片的阻值，我们采用不平衡电桥来解此题由RRRR,12341UV31.641.2304第五章习题3、在压力比指示系统中采用差动式变极距型电容传感器，已知原始极距δ1＝δ2＝0.25mm，极板直径D＝38.2mm，采用电桥电路作为其转换电路，电容传感器的两个电容分别接R＝5.1kΩ的电阻后作为电桥的两个桥臂，并接有效值为U1=60V的电源电压，其频率为f＝400HZ，电桥的另两桥臂为相同的固定电容C=0.001uF．试求该电容传感器的电压灵敏度。若Δδ＝10

6、um时，求输出电压有效值。答案：电压灵敏度=15；输出电压有效值=2.4V提示：利用5.1.1节变间隙电容式传感器中关于差动式电桥结构灵敏度的分析得出ΔC与C的关系，然后利用电路学方法求出U的表达00式，利用U及ΔC与C的关系求出S的表达式。00u第六章作业4、电涡流传感器线圈的外径、内径和厦度分别为48mm、43mm和2mm，今用它检测钢材的厚度，若以x=2mm为零点，测量范围为+/-0.2mm，问用端点连线法求线性度相对误差约为多少？tQ/Eke渗解：根据6.3.2节可知，其中t未被测材料的厚度根据端点连线法'2.2/QQ1.8/Ek

7、e0e2/QEke01.8/Q满量程值：EkeFS'EE000.4/QQ0.2/ee1e1EFS第七章习题1、用压电式传感器能测量静态和变化很缓慢的信号吗？为什么？而其阻尼比很小，为什么可以响应很高频率的输入信号而失真却很小?答：当作用在压电元件上的力是静态力（w=0）或者是变化很缓慢的力（w︽0）时，则前置放大器的输入电压等于零。因为电荷就会通过放大器的输入电阻和传感器本身的泄漏电阻漏掉。压电式传感器可以等效为一个电荷源与一个电容并联，阻尼比很小的压电式传感器可以认为电容很大，故在响应很高频率的输入信号时，压电

8、式传感器的自身阻抗就会很小，输出失真也就很小。2、压电式传感器中采用电荷放大器有何优点？为什么电压灵敏度与电线长度有关？而电荷灵敏度无关