机械工程测试技术基础第三版段富海第四章.ppt

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1、第四章第四章 习题习题4-1 以阻值R=120、灵敏度Sg=2的电阻丝应变片与阻值为120 的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2和2000时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的电桥灵敏度。u要点要点:a.电桥灵敏度S=Uo/R/R和应变片dR/R=Sg。b.电桥接法不同，灵敏度不同：单臂灵敏度Ue/4,双臂灵敏度Ue/4，全桥灵敏度Ue（可获得最大灵敏度）。解：（1）单臂电桥的输出电压 当=2时， 当=2000时，VUSURRUegeo6610343102244VUSURRUegeo3610343102000244（2） 双臂电桥的输

2、出电压 当=2时， 当=2000时，（3） 双臂电桥比单臂电桥的输出灵敏度提高一倍。 注意：电桥的和差特性。VUSURRUegeo6610623102222VUSURRUegeo36106231020002224-2 有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于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。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？说明为什试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么？么？ 1）半桥双臂各串联一片；）半桥双臂各串联一片； 2）半桥双臂各并联一片。）半桥双臂各并联一片。解：解

3、：半桥双臂时，电压输出半桥双臂时，电压输出 1）当双桥臂各串联电阻）当双桥臂各串联电阻R时，其电阻相对变化量时，其电阻相对变化量为为2R/2R，即没有变化。故灵敏度不变。，即没有变化。故灵敏度不变。 2）当双桥臂各并联电阻）当双桥臂各并联电阻R时，并联电阻值时，并联电阻值R=R/2, 并联后电阻变化并联后电阻变化 R= R/2 ，故电阻相对变化，故电阻相对变化R/R= R/R,也没有变化，故灵敏度也不变。也没有变化，故灵敏度也不变。RRUUeo24-4 用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为 如果电桥激励电压 ，试求此电桥的输出信号频谱。tBtAt100cos10cos)(

4、tEuo10000sin式中，K为与电阻应变片灵敏度及电桥接法有关的系数。解：电桥的输出电压)(0tuKey)9900sin10100(sin2)9990sin10010(sin2100cos10000sin10cos10000sin)100cos10cos(10000sinttKEBttKEAttKEBttKEAtBtAtKEey其频谱：其频谱图如下： （设AB，对全桥K=1) )29990()29990()210010()210010(41)(ffffjKEAfey)29900()29900()210100()210100(41ffffjKEB其中4-5 已知调幅波 )(cos3cos20

5、cos30100()(ttttxca试求：1） 所包含的各分量的频率及幅值； 2）绘出调制信号与调幅波的频谱。HzfkHzfc500,10)(txa解：1） 所包含的各分量的频率及幅值：)(txa( )(10030cos20cos3)(cos)100cos30coscos20cos3cos3030100coscos()cos()222020cos(3 )cos(3 )22acccccccccx tttttttttttttt 调幅波频率成分Hz幅值fc10000100fc+f1050015fc-f950015fc+3f1150010fc-3f850010调幅波的频率与幅值2）调制信号与调幅波的频

6、谱图调制信号频谱图tt3cos20cos30100调制信号：调制信号频谱：)1500()1500(10)500()500(15)(100fffff2）调制信号与调幅波的频谱图调幅波的频谱图调幅波：)3cos()3cos(10)cos()cos(15cos100)(ttttttxccccca调幅波频谱：)8500()8500( 5)11500()11500(5 )9500()9500( 5 . 7)10500()10500( 5 . 7)10000()10000(50)(fffffffffffXa4-9 设一带通滤波器的下截止频率为fc1，上截止频率为fc2，中心频率为f0，试指出下列记述中的正

7、确与错误。 1）倍频程滤波器 ； 2） ； 3）滤波器的截止频率就是此通频带的幅值-3dB处的频率； 4）下限频率相同时，倍频程滤波器的中心频率是1/3倍频程滤波器的中心频率的 倍。210ccfff 122ccff32解： 1）错，应为 122ccff 2）正确。 3）正确。 4）正确。因为倍频程滤波器 122ccff121012cccffff1/3倍频程滤波器13/122ccff13/1022cff313/110201222ccffff4-10 已知某RC低通滤波器，R=1k,C=1F, 1）确定各函数式H(s)；H()；A()； ()。 2）当输入信号ui=10sin1000t时，求输出信

8、号u0,并比较其幅值及相位关系。解：1）传递函数 频率响应函数幅频特性sssH3101111)(jjH31011)(相频特性2)1000(11)(A1000)(arctg2）当输入信号ui=10sin1000t时，=1000，则21)10001000(11)(2A410001000)(arctg)41000sin(210tuy比较：输出uy幅值衰减为输入的 ，相位滞后 。则2/14/4-11 已知低通滤波器的频率响应函数式中 ，当输入信号x(t)=0.5cos(10t)+0.2cos(100t-450)时，求输出信号y(t),并比较y(t)与x(t) 的幅值及相位有何区别。解：低通滤波器的频率响应函数 当=10时jjH11)(89. 0)5 . 0(11)(11)()(22HA06 .265 . 0)(arctgarctgs05. 0jjH05. 011)( 当=100时2 . 0)5(11)(11)()(22HA07 .785)(arctgarctg 所以，)7 .123100cos(04. 0)6 .2610cos(445. 0)7 .7845100cos(2 . 02 . 0)6 .2610cos(89. 05 . 0)(00000ttttty比较：与输入x(t)比较，输出y(t)幅值衰减了，相位滞后了；且对不同的输入频率，幅值衰减程度不同，相位滞后程度也不同。