机械工程测试技术 作业标答

发布 2022-07-18 17:41:28 阅读 3671

ex.2-8 进行某次动态压力测量时,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。试计算该测量系统的总灵敏度。又当压力变化3.

5mpa时,记录笔在记录纸上的偏移量是多少?

解: 总灵敏度(nc/mpa * v/nc * mm/v = mm/mpa)

对应压力变化3.5mpa时,记录笔在记录纸上偏移量为mm

ex.2-9 求周期信号通过传递函数为的系统后所得到的稳态响应。

解:由于输入信号由不同简谐信号叠加而成,对应输出信号必然为同频简谐信号叠加,既可以写成:

对应于传递函数的频率响应函数为:,分别写出其幅频特性和相频个性为:

分别代入两个不同的简谐频率,有:

在频点位置上,放大倍数,相角偏移。

在频点位置上,放大倍数,相角偏移。

于是有:ex.2-10.

想用一个一阶系统做100hz正弦信号的测量,若要求限制幅值误差在5%以内,则时间常数应取多少?若用该系统测试50hz正弦信号,试问此时的幅值误差和相角差是多少?

解: 一阶系统的频率响应函数可以写成:,对应的幅频特性为,相频特性为,当输入信号为100hz时,其幅频特性与相频特性可以分别表示为:

由于,令幅值误差为5%,既相当于,从而可以列写方程式:

若输入信号频率为50hz,对应的幅频特性为,既幅值误差约为1.324%

对应的相频特性为,既相差角为。

ex.2-11 已知某线性系统,现测得该系统的稳态响应输出为,试求它所对应的输入信号。

解:频率响应函数的幅频响应为,相频响应为。

当信号频率为时,,,因此,对应原输入信号可以表示为:

ex.2-12. 某二阶系统的固有频率为12khz,阻尼为0.707,若要使幅值误差不大于20%,则被测信号的频率应限制在什么范围?

解:二阶系统的频率响应函数为:,其幅频响应为:

若要限制幅值误差不大于20%,则有:

既。解不等式:

令,则上述不等式可分别表示为:

既,相当于,于是有。

当输入信号频率小于10.39khz时,既可以保证幅值误差不大于20%

ex.2-13 设某力传感器为二阶振荡系统。已知传感器的固有频率为800hz,阻尼比为0.

14,试问使用该传感器对频率为400hz的正弦力测试时,其幅值比和相角差各为多少?若该系统的阻尼比改为0.7,则幅值比和相角差将如何变化?

解:二阶系统的幅频响应为:

相频响应为:

当,,时,有。

当阻尼比时,

ex.2-14 对某一阶系统(设s=1)输入一个阶跃信号,其输出在2s内达到输入信号的20%,试求该系统的时间常数,并确定20s时输出所达到的值。

解:标准一阶系统阶跃信号的时域响应函数为:。在时,其幅值由零增加到0.2,既。

该一阶系统传递函数可以写成为:

当时,,既在20s时,输出大约达到输入信号幅值的89.26%

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