傳感器與測試技術復習題及答案

1、1、求周期信號 x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通過傳遞函數(shù)為 H(s)=1/(0.005s+1) 的裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應。2、進行某動態(tài)壓力測量時，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筆式記錄儀上，記錄儀 的靈敏度為20mm/V試計算這個測量系統(tǒng)的總靈敏度。當壓力變化為3.5MPa時，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？解：若不考慮負載效應，則各裝置串聯(lián)后總的靈敏度等于各裝置靈敏度相乘，即MPa)xO.OOS(V nC)x:2t)(mniMPa.偏移量：5=9.09x3.5=3

2、1.815mm3、用一個時間常數(shù)為 0.35s的一階裝置去測量周期分別為1s、2s、和5s的正弦信號，問幅值誤差是多少？TIs衛(wèi)（勁二J+伽）解：設一階系統(tǒng)將已知周期代入得 =冋砒=, z 21十（?。㏕-輸入的正啟倍號的周期。 則穩(wěn)態(tài)響應幅值謀差：稔態(tài)響應相對幅值誤差J = |-4（）-l|x 100% =1-.= X100%J1十（2?！濒Y力（亦）一1 xlOO%58.6%廬社32.7%8.5%T = 5s4、想用一個一階系統(tǒng)做 100Hz正弦信號的測量，如要求限制振幅誤差在 5姬內，那么時間 常數(shù)應取為多少？若用該系統(tǒng)測量50Hz正弦信號，問此時的振幅誤差和相位差是多少？解：設該一階系統(tǒng)

3、的頻響函數(shù)為令6 5乳 f=100Hz,解得THz. 代入 J_面的式孑.E 31,q(400)(k 7,則am)倍-10. 5嚴君 0. 975, cp(4 00)倒一彳3. 036、 一臺精度等級為 0.5級、量程范圍6001200 C的溫度傳感器，它最大允許絕對誤差是 多少？檢驗時某點的溫度絕對誤差是 4 C,問此表是否合格？解：根據精度定義畫達式J-xioa %,并由題意己知A二心斷s =J(120MW) V,得最多允許誤差 A = A Y?廠 05%X (1200-600)= 3C此溫度傳感器最大允許誤差位3 Cc檢驗某點的最大絕對誤差為4 0 大干W C, 故此傳感器不合移。7、

4、若一階傳感器的時間常數(shù)為0.01s,傳感器響應幅值誤差在10%范圍內，此時最高值為0.5，試求此時輸入信號和工作頻率范圍？6,解二傳感器響應的幅值百分誤差在10%范圍內即相當于幅值比應大于0. G可用皈=C. 5來確定輻入信號工作頻率范圍的上限.因而得出上限頻率為：0 * 0少=rad j =! r 0.01f二圧二碎可Mb所求工作頻率8、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E =0.7,試求用它測量頻率為 600Hz的正弦交變力時，其輸出與輸入幅值比 A( 3 )和相位差$(3 ) 各為多少？解：振幅相對誤差A-1T%=2兀 x 1000rad/S

5、A (心,11-(rr+tifr v %叫= 0.9469=0-7 s 少=2tt x 600rad/S相對誤差 S=(k9469-1 =-531 %做y) = -nrttiui2和“/(窗一，)2x04x600x10001- art tail r二=-aixtaul.3125 = -52*7010002-60029、一個理想測試系統(tǒng)，其幅頻特性和相頻特性應具有什么特點，并用頻響特性曲線表示。 解：理想測試系統(tǒng)中其幅頻特性應為常數(shù)，相頻特性應為直線（線性）。圖52給出了不產生線性失真的振幅頻率響應和 相位頻率響應，稱之為理想頻率響應i1叫如1嚴aA0Bt-V10、 有一個1/3倍頻程濾波器，其

6、中心頻率fn=1000Hz，求該濾波器的帶寬 B,以及上、 下截止頻率fc1，fc2。fa = ln l = 2_L x 500 = 0.891 x 500 = 445 .5 Hz- 2 2/fl - 2L 6 x 500 - 1.122 x 500 - 561 .0 HzB = X2 -仁=561 .0-4+5 .5 =115 .5Hz11、應變式傳感器的溫度誤差要進行補償，常用的方法是用電橋， 懸臂梁上、下方各粘片與阻值為120 Q的固定電阻組成電橋，供橋電壓為2V,并假定負載為無窮大，當應變中的應變?yōu)?卩&時，求電橋的輸出電壓 解： R/Ro=Ke0.5Hz、1Hz、2Hzuy=( R/Ro) ?U0/2=2 x 2X 10-6 x 2-2=4X 10-6V12、某一階測量裝置的傳遞函數(shù)為1/ (0.04S+1 ),若用它測量頻率為的正弦信號，試求其幅值誤差。解:該一階系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)足:片(丿Q)=其幅值頻譜函數(shù)為:當頻率分別等于1Hz. 2Hz時，幅值 頻I普為A(/)/=n5 =I(X9922丄=|0.96 & 念門=|。893*幅度溟