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1、机械工程测试技术基础第三版熊诗波课后答案(打印版)机械工程测试技术基础第三版熊诗波课后答案(打印版)怎样表达测量结果？对某量进行8次测量，测得值分别为：802、40，802、50，802、38，802、48，802、42，802、46，802、45，802、43。求其测量结果。解答：(1)测量结果=样本平均值不确定度或(2)所以测量结果=802、44+0、0-8用米尺逐段丈量一段10m的距离，设丈量1m距离的标准差为0、2mm。怎样表示此项间接测量的函数式？求测此10m距离的标准差。解答：(1)(2)第一章信号的分类与描绘1-1求周期方波见图1-4的傅里叶级数复指数函数形式，划出|cn|和n图
2、，并与表1-1比照。解答：在一个周期的表达式为积分区间取-T/2，T/2所以复指数函数形式的傅里叶级数为，。没有偶次谐波。其频谱图如下列图所示。1-2求正弦信号的绝对均值和均方根值。解答：1-5求被截断的余弦函数(见图1-26)的傅里叶变换。解：w(t)为矩形脉冲信号所以根据频移特性和叠加性得：可见被截断余弦函数的频谱等于将矩形脉冲的频谱一分为二，各向左右移动f0，同时谱线高度减小一半。也讲明，单一频率的简谐信号由于截断导致频谱变得无限宽。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，
3、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：所以根据频移特性和叠加性得：可见调幅信号的频谱等于将调制信号的频谱一分为二，各向左右移动载频0，同时谱线高度减小一半。若将发生混叠。第二章测试装置的基本特性2-1进行某动态压力测量时，所采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的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3、5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即S=90、9(nC/MPa
4、)0、005(V/nC)20(mm/V)=9、09mm/MPa。偏移量：y=S3、5=9、093、5=31、815mm。2-5想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，那么时间常数应取多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相角差是多少？解：设该一阶系统的频响函数为，t是时间常数则稳态响应相对幅值误差令d5%，f=100Hz，解得t523ms。假如f=50Hz，则相对幅值误差：相角差：2-7将信号coswt输入一个传递函数为H(s)=1/(ts+1)的一阶装置后，试求其包括瞬态经过在内的输出y(t)的表达式。解答：令x(t)=coswt，则，所以
5、利用部分分式法可得到利用逆拉普拉斯变换得到2-9试求传递函数分别为1、5/(3、5s+0、5)和41wn2/(s2+1、4wns+wn2)的两环节串联后组成的系统的总灵敏度不考虑负载效应。解：，即静态灵敏度K1=3，即静态灵敏度K2=41由于两者串联无负载效应，所以总静态灵敏度K=K1K2=341=1232-11对一个可视为二阶系统的装置输入一单位阶跃函数后，测得其响应的第一个超调量峰值为1、5,振荡周期为6、28s。设已知该装置的静态增益为3，求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。解：由于td=6、28s，所以wd=2p/td=1rad/s所以当w=wn时，第三章常用传感器
6、与敏感元件3-2试举出你所熟悉的五种机械式传感器，并讲明它们的变换原理。解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。3-4有一电阻应变片见图3-84，其灵敏度Sg2，R120W。设工作时其应变为1000me，问DR？设将此应变片接成如下图的电路，试求：1无应变时电流表示值；2有应变时电流表示值；3电流表指示值相对变化量；4试分析这个变量能否从表中读出？解：根据应变效应表达式DR/R=Sge得DR=SgeR=2100010-6120=0、24W1I1=1、5/R=1、5/120=0、0125A=12、5mA2I2=1、5/(R+DR)=1、5/(120+0、24)0、
7、A=12、475mA3d=(I2-I1)/I1100%=0、2%4电流变化量太小，很难从电流表中读出。假如采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12、5mA的电流；假如采用毫安表，无法分辨0、025mA的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。3-6电容式、电感式、电阻应变式传感器的测量电路有何异同？举例讲明。解答：电容式传感器的测量电路自感型变磁阻式电感传感器的测量电路：电阻应变式传感器的测量电路：电桥电路直流电桥和沟通电桥。一样点：都可使用电桥电路，都可输出调幅波。电容、电感式传感器都可使用调幅电路、调频电路
8、等。不同点：电阻应变式传感器能够使用直流电桥电路，而电容式、电感式则不能。另外电容式、电感式传感器测量电路种类繁多。第四章信号的调理与记录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，能否可提高灵敏度？讲明为什么？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，固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
9、电阻都降低了一半，电阻的相对变化也没有增加，故此法也不能提高灵敏度。4-11已知低通滤波器的频率响应函数式中t=0、05s。当输入信号x(t)=0、5cos(10t)+0、2cos(100t-45)时，求其输出y(t)，并比拟y(t)与x(t)的幅值与相位有何区别。解：，y(t)=0、5A(10)cos10t+j(10)+0、2A(100)cos100t-45+j(100)=0、447cos(10t-26、6)+0、039cos(100t-123、7)比拟：输出相对输入，幅值衰减，相位滞后。频率越高，幅值衰减越大，相位滞后越大。4-12若将高、低通网络直接串联见图4-46，问能否能组成带通滤波
10、器？请写出网络的传递函数，并分析其幅、相频率特性。解：t1=R1C1，t2=R2C2，t3=R1C2A(0)=0，j(0)=p/2；A()=0，j()=-p/2，能够组成带通滤波器，如下列图所示。第五章信号处理初步5-4某一系统的输人信号为x(t)见图5-25，若输出y(t)与输入x(t)一样，输入的自相关函数Rx(t)和输入输出的相互关函数Rx(t)之间的关系为Rx(t)=Rxy(t+T)，试讲明该系统起什么作用？解：由于Rx(t)=Rxy(t+T)所以所以x(t+t)=y(t+t+T)令t1=t+t+T，代入上式得x(t1-T)=y(t1)，即y(t)=x(t-T)结果讲明了该系统将输入信
11、号不失真地延迟了T时间。5-8对三个正弦信号x1(t)=cos2pt、x2(t)=cos6pt、x3(t)=cos10pt进行采样，采样频率fs=4Hz，求三个采样输出序列，比拟这三个结果，画出x1(t)、x2(t)、x3(t)的波形及采样点位置，并解释频率混叠现象。解：采样序列x(n)采样输出序列为：1，0，-1，0，1，0，-1，0，采样输出序列为：1，0，-1，0，1，0，-1，0，采样输出序列为：1，0，-1，0，1，0，-1，0，从计算结果和波形图上的采样点能够看出，固然三个信号频率不同，但采样后输出的三个脉冲序列却是一样的，这三个脉冲序列反映不出三个信号的频率区别，造成了频率混叠。原因就是对x2(t)、x3(t)来讲，采样频率不知足采样定理。