机械工程测试技术课本习题及参考答案王安敏刘培基.docx

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1、机械工程测试技术课本习题及参考答案王安敏刘培基1 第二章 信号描述及其分析 描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具? 如何进行描述? 周期信号是否可以进行傅里叶变换? 为什么? 参考答案一般采用傅里叶级数展开式。根据具体情况可选择采用傅里叶级数三角函数展开式和傅里叶级数复指数函数展开式两种形式。不考虑周期信号的奇偶性,周期信号通过傅里叶级数三角函数展开可表示为: 0 01( ) sin( ) ( 1,2,3, )n nnx t a A n n 2021( )TTa x t dtT 2 2n n nA a b (2022( )cosTnTa x t n tdtT 2022( )sinTnTb

2、x t n tdtT ) tann n nb a 式中T为信号周期, 0为信号角频率, 02T 。 nA图为信号的幅频图, n 图为信号的相频图。 周期信号通过傅里叶级数复指数函数展开式可表示为: 0( ) ( 0, 1, 2, )jn tnnx t C e n 0221( )Tjn tnTC x t e dtT nC是一个复数,可表示为: njn nR nI nC C jC C e 2 2n nR nIC C C arctann nI nRC C nC图为信号的幅频图, n 图称为信号的相频图。 不可直接进行傅里叶变换,因为周期信号不具备绝对可积条件。但可间接进行傅里叶变换。参见书中第25页

3、“正弦和余弦信号的频谱”。 求指数函数( ) ( 0, 0)atx t Ae a t 的频谱。 参考答案由非周期信号的傅里叶变换( ) ( )j tX x t e dt得 2 202( ) ( )j tA a jX x t e dt Aa j a 由此得到幅频谱为2 2( )AXa 相频谱为 ( ) arctan( )a 求周期三角波图2-5a的傅里叶级数复指数函数形式 参考答案周期三角波为 (2 ) 2 0( )(2 ) 0 2A A T t T tx tA A T t t T 则 0221( )Tjn tnTC x t e dtT 积分得 02 2 2 2 204(1 cos ) (1 c

4、os )2nA T AC n nn T n 即 22 ( ) 1, 3, 5,0 0, 2, 4,nA n nCn 又因为周期三角波为偶函数则0nb所以arctan 0n nI nRC C 所以周期三角波傅里叶级数复指数形式展开式为 0 0(2 1)2 22( ) ( 0, 1, 2 )(2 1)jn t j k tnn nAx t C e e kk 求图2-15所示有限长余弦信号( )x t的频谱。 设 0cos( )0t t Tx tt T 参考答案 方法一 0 000 00 00 01( ) cos ( )2sin( ) sin( )sin ( ) sin ( ) T Tj t j tj

5、 t j tT TX te dt e e e dtT TT c T c T 方法二对于上面所给的有限长余弦信号( )x t其实也就是用一个窗宽为2T的窗函数把无限长的余弦信号截断所得到的即把无限长余弦信号( )x t与窗函数相乘此时所需的窗函数为 3 1( )0t Tw tt T。由傅里叶变换的性质可知时域内相乘对应在频域内相卷积即( ) ( ) ( ) ( )x t w t X f W f 。已知余弦信号的傅里叶变换是函数由函数的性质( ) ( )X f W f意味着把( )W f的图像搬移到( )X f图像的位置。 当模拟信号转化为数字信号时遇到那些问题应该怎样解决 参考答案遇到的问题1采

6、样间隔与频率混叠2采样长度与频率分辨率3量化与量化误差4频谱泄漏与窗函数。 参见课本第2629页。 第三章 测试系统的基本特性 测试装置的静态特性指标主要有哪那些它们对装置性能有何影响 参考答案主要有线性度灵敏度和回程误差。线性度主要影响系统的测试精度灵敏度主要影响系统的分辨力而回程误差主要引起系统的滞后误差。 什么叫一阶系统和二阶系统它们的传递函数频率响应函数以及幅频和相频表达式是什么 参考答案 1能够用一阶微分方程描述的系统为一阶系统。其传递函数为 ( )( )( ) 1Y sH sX s sS S为系统灵敏度 频率响应函数为( )1SH jj 幅频特性2( ) ( )1 ( )A H j

7、S 相频特性( ) arctan( ) 2能够用用二阶微分方程描述的系统为二阶系统。 其传递函数为 22 2( )( )( ) 2nn nY sH sX s s s 频率响应函数为22 2( )( ) 2 ( )nn nH jj j 幅频特性2 2 21( ) ( )1 ( ) 4 ( )n nA H j 相频特性为22 ( )( ) arctan1 ( )nn 4 求周期信号( ) 0.5cos(10 ) 0.2cos(100 45 )x t t t 通过传递函数为1( )0.005 1H ss的装置后得到的稳态响应 参考答案 信号( )x t可分解为两个信号1( ) 0.5cos(10 )

8、x t t和2( ) 0.2cos(100 45 )x t t 。分别求出这两个信号通过装置的响应再相加就是信号( )x t的响应。 1( )x t的角频率110 而0.005 则 21 1( ) 1 1 ( ) 0.998A 1 1( ) arctan( ) 2.86 2( )x t的角频率2100 同理得 22 2( ) 1 1 ( ) 0.894A 1 2( ) arctan( ) 26.5 所以信号( )x t经过一阶装置的稳态响应为 ( ) 0.499cos(10 2.86 ) 0.179cos(100 71.5 )y t t t 一气象气球携带一种时间常数为15s的一阶温度计并以5

9、m/s的上升速度通过大气层。设温度随所处的高度按每升高30m下降00.15C的规律变化气球温度和高度的数据用无线电传回地面。在3000m处所记录的温度为02C。试问实际出现02C的真实高度是多少 参考答案设实际出现02C的真实高度为h,则温度计的输入为 000.15( ) 2 ( ) 2 0.025305Cx t C t x t tmm s 22 0.025 ( ) ( )L x t X ss s 已知一阶温度计的传递函数 1( )1H ss故有 220.025 2 0.025 0.025( ) ( ) ( ) ( )1Y s X s H ss s s 取拉氏逆变换 21 1 1 120.02

10、5 2 0.025 0.025 2 ( ) 10.025 (2 0.025 ) (0.025 2) 1.625(1 ) 0.025ttL Y s L L Ls s st ee t 当2t0( ) 2.155y t C01.9 ( ) 2.0944t y t C 01.8 ( ) 2.0313t y t C 。 设实际出现02C的真实高度为h从输入到稳态输出需要一定的过渡时间一般响应已达到稳态值的98%以上调整时间4sT此题温度计调整时间60sT s则在02C时气球的真实高度H=3000-60*5=2700米。 5 某传感器为一阶系统当阶跃信号作用在该传感器时在0t时输出10mVt时输出100m

11、V在5t s时输出50mV试求该传感器的时间常数。 参考答案阶跃信号可表示为 0( )0 0A tx tt 阶跃信号通过一阶系统其输出的拉氏变换为 1( ) ( ) ( )1AY s X s H ss s 取拉氏逆变换1( ) ( ) (1 )ty t L Y s A e 由题意代入数据得到 ( ) 100 90ty t e 时间常数8.5065s 求信号 ( ) 12sin( 30 ) 4sin(2 45 ) 10cos(4 60 )x t t t t ,通过一阶系统后的输出( )y t。设该系统时间常数1s 系统的灵敏度为25S。 参考答案信号( )x t可分解为三个信号 1( ) 12s

12、in( 30 )x t t 2( ) 4sin(2 45 )x t t 3( ) 10cos(4 60 )x t t 分别求出三个周期信号的幅频和相频响应即 121( ) ( )1 ( )SA H j 21.91 1( ) arctan( ) 45 222( ) ( )1 ( )SA H j 11.12 2( ) arctan( ) 63.4 323( ) ( )1 ( )SA H j 6.063 3( ) arctan( ) 76 所以稳态输出为 0 0 0( ) 262.8sin( 15 ) 44.4sin(2 18.4 ) 60.6cos(4 16 )y t t t t 某测试系统频率响

13、应函数为23155072( )(1 0.01 )(157* * )Hj j 试求该系统对正弦输入( ) 10sin(62.8 )x t t的稳态响应。 参考答案该测试系统可看成一个一阶系统和一个二阶系统串联而成。 一阶系统传递函数3155072( )(1 0.01 )Hj其中10.01 12S 6 二阶系统传递函数21( )(157* * )Hj 其中21S1256n 0.7 。 对一阶系统12( ) 1.69371 ( )SA 0( ) arctan( ) 32.13 对于二阶系统22 2 2( ) 0.99881 ( ) 4 ( )n nSA 022 ( )( ) arctan( ) 4.

14、011 ( )nn 所以稳态输出为 0( ) 16.917sin(62.8 36.14 )y t t 单位阶跃信号作用于一个二阶装置之后测得其响应中产生了数值为2.25的第一个超调量峰值。同时测得其衰减振荡周期为3.14s。已知该装置的静态增益为5试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。 参考答案已知 超调量2.25M由21 ( ln ) 1M 得阻尼比0.25 又因为衰减振荡周期3.14T s则由公式2dT 得2d 由公式21n d 得系统的固有频率2.06n 已知静态增益为5即5S所以该装置的传递函数为 22 2 221.2( )2 1.03 4.24nn nSH ss

15、s s s 当无阻尼即0 时由21n d 得2n d 代入频响公式即可。 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为1000Hz阻尼比0.14 问使用该传感器作频率为500Hz的正弦力测试时其幅值比( )A和相角差( ) 各为多少若该装置的阻尼比可改为0.7 问( )A和( ) 又将作何种变化 参考答案由题意知1000n 0.14 信号500 由 2 2 21( )1 ( ) 4 ( )n nA 得 ( ) 1.32A 由 22 ( )( ) arctan( )1 ( )dd 得 ( ) 10.57 7 同理当0.7 得 ( ) 0.98A ( ) 43.02 如何理解信号不失

16、真测试的条件若要求输入信号通过系统后反相位则系统有何要求 参考答案系统实现不失真测试可用其幅频特性和相频特性简单表示为 0 0( ) , ( )A A t 这表明1系统的幅频特性即灵敏度在量程范围内要求为常数。任何非线性度、回程误差、漂移的存在都会引起测试波形的失真。2相频特性为输入信号频率的线性函数即不失真测试有一定的频率范围。3当对测试系统有实时要求即00t时上式变为 0( ) , ( 0)A A 要求信号通过系统后反相位则幅频特性和相频特性应为0( ) , ( )A A 第四章 常用传感器原理及应用 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别各有何优缺点应如何根据具体情况选用 参考

17、答案 金属电阻应变片的工作原理是基于金属的电阻应变效应即当金属丝在外力作用下产生机械变形时其电阻值发生变化。电阻丝的灵敏度较低1.73.6但是稳定性较好一般用于测量精度要求较高的场合。 半导体应变片的工作原理是基于压阻效应即半导体单晶材料在沿某一方向受到外力作用时电阻率会发生相应变化。半导体应变片的最大优点是灵敏度高金属电阻应变片的5070倍另外还有横向效应和机械滞后小、体积小等特点。但是温度稳定性差在较大应变下灵敏度非线形误差大在具体使用时一般需要采用温度补偿和非线性补偿。 有一电阻应变片其120R 灵敏度K=2设工作时的应变为1000问?R 若将此应变片连接成图4-26所示电路试求1无应变

18、时电流表示值2有应变时电流表示值3电流表指示值的相对变化量4试分析这个变化量能否从电流表中读出 参考答案 由公式R R K , 得 0.24R 1当无应变时由公式11.5 120 12.5I U R mA 2有应变时由公式2( ) 12.475I U R R mA 3电流表指示值相对变化量1 20.025I I I mA 4 因为电流的相对变化很小所以不能直接从电流表中读出电流的相对变化可以运用电桥电路将电阻变化转变为电流的变化再测量。 许多传感器采用差动形式差动传感器有何优点 8 参考答案参见书中第60页 采用差动式结构除了可以改善非线性提高灵敏度对电源电压及温度变化等外界影响也有补偿作用。

19、 一电容式传感器其圆形极板半径4r mm初工作间隙00.3mm 若工作时极板间隙的变化量1m 电容变化量是多少128.85 10 参考答案 由公式2C A , 得 2C A 代入数据得15 39.88 10 9.88 10C F pF 何为压电效应和逆压电效应常用的压电材料有那些 参考答案参见书中第65页 某些材料当沿着一定的方向受力时不但产生机械变形而且内部极化表面有电荷出现当外力去掉后又重新恢复到不带电状态这种现象称为压电效应。相反在某些材料的方向的施加电场材料会产生机械变形当去掉电场后变形随之消失这种现象称为逆压电效应。 常用的压电材料有三类压电单晶、压电陶瓷和新型压电材料。 压电式传感

20、器的测量电路为什么常用电荷放大器 参考答案参见书中第6768页 由于压电式传感器输出的电荷量很小而且由于压电元件本身的内阻很大这样就造成了输出信号电压或电流很微弱所以要先把输出信号输入到高输入阻抗的前置放大器经过阻抗变换后再进行其他处理。?但输出受到连接电缆对地电容的影响故常采用电荷放大器。 何为霍尔效应其物理本质是什么 参考答案参见书中第68页 如下图所示将导体薄片置于磁场B中如果在a 、b端通以电流I则在断就会出现电位差这一现象称为霍尔效应。霍尔效应的产生是由于运动的电荷在磁场中受到洛仑兹力作用的结果。如下图假设导体为N型半导体薄片那么半导体中的载流子电子将沿着与电流方向相反的方向运动由于

21、洛仑兹力的作用电子将偏向d一侧形成电子积累与它对立的侧面由于减少了电子的浓度而出现正电荷在两侧就形成了一个电场。当电场力EF与洛仑兹力LF的作用相等时电子偏移达到动态平衡形成霍尔电势。 abcdabcd 9 分别用光电元件和霍尔元件设计测量转速的装置并说明其原理。 参考答案 1用霍尔元件测转速示意图 2用光电元件测转速示意图 将一个打有均匀空的铝盘孔越多测量精度越高固定在电动机的同速轴上两边固定发光二极管和光电晶体管。当铝盘的实体部分挡在红外光发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时传感器将会输出一个低电平而当铝盘孔在发光二极管和光敏晶体管之间时则输出为高电平从而形成一个脉冲。当铝盘随着轴旋转的

22、时候传感器将向外输出若干个脉冲把这些脉冲通过一系列的测量电路即可算出电动机即时的转速。 第五章 信号的变换与处理 在材料为钢的实心圆柱形试件上沿轴线和圆周方向各贴一片金属电阻应变片1R和2R接入电桥。若应变片的阻值R=120灵敏度K=2钢的泊松比=0.285桥压03U V当应变片受到的应变为1000时求电桥的输出电压。 参考答案 由题意可知电阻应变片1R的阻值变化为 61 1 1120 2 1000 10 0.24R RK 10 注意应变是无量纲的量由于其值很小在应变测量中常用微应变表示61 10。 电阻应变片2R的阻值变化为 62 2 2 2 1120 2 1000 10 0.285 0.0

23、684R R K R K 应变片形成的电桥为半桥双臂电桥所以 6012 3(1 ) 1000 10 (1 0.285) 1.92754 4KUU V mV 什么是滤波器的分辨力与那些因素有关 参考答案 上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽,或3dB带宽。带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力频率分辨力。通常用品质因数Q描述带通滤波器的品质,0Q f B,0f为中心频率B为滤波器带宽。例如一个中心频率为500Hz的滤波器,若其中-3dB带宽为10Hz,则称其Q值为50。Q值越大表明滤波器频率分辨力越高。 分别设计一个截止频率为1kHz二阶有源低通滤波器和一个截止频率为100Hz的二阶

24、有源高通滤波器。 参考答案略 调幅波是否可以看成是调制信号与载波的叠加为什么 参考答案 不可以。调幅是将载波与调制信号相乘使载波信号的幅值随调制信号的变化而变化。调幅过程相当于频谱平移过程。时域相乘对应频域卷积。 说明相敏检波器的作用和基本原理。 参考答案参见课本第92页 作用1若偏置电压未能使信号电压都在零线一侧则可用相敏检波恢复原信号。2判别信号的极性。 原理交变信号在其过零线时符号+、-发生突变调幅波的相位与载波比较也相应地发生1800的跳变。利用载波信号与之相比便既能反映出原信号的幅值又能反映其极性。详见书中的图释。 第六章 随机信号分析 概率密度函数的物理意义是什么它和均值、均方值有

25、何联系 参考答案 概率密度函数表示随机信号的幅值落在指定区间内的概率。不同的随机信号的概率密度函数图形不同可借此来辨别信号的性质。 均值描述信号的常值分量。均方值反映信号的强度即平均功率。概率密度函数以 11 ( )xx t为对称轴对称并在( )xx t处取得最大值。 自相关函数和互相关函数在工程上有何应用举例说明。 参考答案 自相关函数可判断信号的随机程度、区别信号类型、判断噪声是宽带还是窄带。互相关函数可识别、提取含有噪声成分的信号从而消除噪声干扰。在测试技术中互相关技术得到广泛的应用。如测量运动物体的速度、测定深埋地下的输液管道裂损位置、查找振动源. 已知一个随机信号( )x t的自功率

26、谱密度函数为( )xS f将其输入到频率响应函数为( ) 1 (1 2 )H f j f 的系统中试求该系统的输出信号( )y t的自功率谱密度函数( )yS f以及输入、输出函数的互功率谱密度函数( )xyS f。 参考答案 221( ) ( ) ( ) ( )1 (2 )y x xS f H f S f S ff 1( ) ( ) ( ) ( )1 2xy x xS f H f S f S fj f 第七章 机械位移测量 哪些类型的传感器适合于100以上的大量程位移测量 参考答案 电位器式位移传感器适合100mm以上位移的测量此外光栅、磁栅、感应同步器也可测量大位移。 变极距电容传感器的线

27、性范围如何、它适合高精度微小位移测量否还有哪些类型的传感器适合高精度微小位移测量 参考答案 线性范围较小适合高精度微小测量测量范围310 10mm。还有光栅、磁栅、感应同步器、霍尔式微量位移传感器和激光位移传感器适合高精度微小测量。 数字式位移传感器有哪些种类阐述其各自的工作原理 参考答案 光栅、磁栅、感应同步器、轴角编码器是常见的数字位移传感器。 光栅位移传感器是利用莫尔条纹的移动来测量光栅移动的大小和方向。 磁栅是一种有磁化信息的标尺它是在非磁性体的平整表面上镀一层磁性薄膜并用录制磁头沿长度方向按一定的节距录上磁性刻度线而构成的因此又把磁栅称为磁尺。磁栅的种类可分为单面型直线磁栅、同轴型直

28、线磁栅和旋转型磁栅等。 感应同步器是利用电磁感应原理把位移量转化为数字量的传感器。 轴角编码器是测量轴角位置和位移的一种数字式传感器。有两种类型绝对式编码器、 12 增量式编码器。 采用四细分技术的增量式轴角编码器参数为2048p/r与螺距为2mm的丝杠相连接。实测轴角编码器在1s的时间内输出了411648个脉冲请计算丝杠转过的圈数、与之配合的螺母移动的直线位移及螺母移动的平均速度。 有一差动电容传感器动极板处于中间位置时两个电容器的电容均为20pF正弦激励源的电压峰-峰值为12V、频率为15kHz请完成1设计一个电桥电路具有电压输出的最大灵敏度2计算传感器以外两个桥臂的匹配阻抗值3传感器电容

29、变化量为1pF时桥路的输出电压为多少 第八章 振动的测量 何谓相对式测振传感器何谓惯性式测振传感器它们之间有什么不同 参考答案 相对式测振传感器是选定相对不动点为参考点测量被测物体相对于该参考点的相对运动。即将传感器壳体固定在相对静止的物体上作为参考点传感器活动部分与被测物体连接或通过弹簧压紧在被测物体上。测振时把两者之间的相对运动直接记录在记录纸上或转换成电量输给测振仪。 惯性式测振传感器由质量块、弹簧和阻尼器组成。测振时整个传感器固定安装在被测物体上由于惯性力、弹簧力及阻尼力的综合作用使质量块对传感器壳体的相对运动来反映被测物体振动参数的变化。 相对式传感器用于测量结构上两部件间的相对振动

30、。惯性式位移传感器用于测量被测物体相对于地球惯性坐标系的绝对振动。 要使惯性式位移传感器、惯性式速度传感器和惯性式加速度传感器的输出量能够准确的反映被测物体的振动参数它们各应该满足什么条件 参考答案 惯性式位移传感器的响应条件1幅值不失真的条件是/n>>1即传感器惯性系统的固有频率远低于被测物体振动的下限频率。2选择适当的阻尼抑制/n=1处的共振峰使幅频特性平坦部分扩展从而扩大传感器可测的下限频率。3降低传感器惯性系统的固有频率扩展传感器可测量振动的下限频率。 惯性式速度传感器的响应条件与惯性式位移传感器的响应条件相同。 惯性式加速度传感器的响应条件1幅值不失真的条件是/n<<

31、1即传感器惯性系统的固有频率远高于被测物体振动的上限频率。2选择适当的阻尼可以改善=n的共振峰处的幅频特性从而扩大传感器可测的上限频率。3提高传感器惯性系统的固有频率扩展传感器可测量振动的上限频率。 已知某应变式加速度传感器的阻尼比=0.7当 <n时传感器的相频特性可近似的表示为()-0.5(/n)设输入信号是一个由多个谐波组成的周期信号x(t)=0x cos( )n n t当该信号经过应变式加速度传感器时其响应为y(t)=0x cos( )n nn t ,式中n为整数试证明输出波形有没有相位失真 13 用某惯性式位移传感器测量振动时若要求其测量误差不超过2问其可测频率范围有多大取 =0.

32、6? 根据磁电式惯性速度传感器的结构说明为了扩展可测下限频率在结构设计上采取了哪些措施 参考答案 为了扩展被测频率的下限应尽量降低惯性式速度传感器的固有频率即加大惯性质量、减小弹簧的轴向刚度。 压电式加速度传感器是否能够测量常值加速度为什么 参考答案 不能。因为压电式加速度传感器是基于某种晶体材料的压电效应而制成的惯性传感器。传感器受振时质量块加在压电元件上的力随之变化当被测振动频率远低于传感器的固有频率时这个力的变化与被测振动的加速度成正比。由于压电效应在压电元件中便产生了与被测加速度成正比的电荷量。常值加速度下力不变化不会产生压电效应。 第九章 应变、力和扭矩的测量 一简单拉伸试件上贴有两

33、片电阻应变片一片沿轴向一片与之垂直分别接入电桥相邻两臂。已知试件弹性模量112.0 10aE p 泊松比0.3 应变片灵敏系数K=2供桥电压5oU V若测得电桥输出电压8.26BDU mV求试件上的轴向应力为多少aP 参考答案 (1 )4OBDUU K 又轴向应力 所以将已知量代入得aP 以单臂工作为例说明电桥实现温度补偿必须符合哪些条件 参考答案 电桥实现温度补偿的条件是两只参数完全相同的应变片贴在相同材料的试件上放在相同的温度场中接在相邻桥臂则电桥输出可以补偿这两只应变片由于温度变化产生的电阻变化。 为了测量某轴所承受的扭矩在其某截面的圆周上沿轴向45 方向贴了两个电阻应变片组成半桥。已知

34、轴径40d mm弹性模量112.0 10aE p 泊松比0.3 。若由静态应变仪测得读数为1000求该轴所受的扭矩大小 参考答案 设扭矩为NM则 1N NEM W其中 NW=0.23d2 仪将已知量代入得 14 11 332.0 10 100.2 0.04(1 0.3) 2NM 即 985NM N m 一构件受拉弯综合作用试设计如何贴片组桥才能进行下述测试1只测弯矩并进行温度补偿消除拉力的影响2只测拉力并进行温度补偿消除弯矩的影响。 试述转轴扭矩测量的原理和方法。 参考答案 转轴扭矩测量方法基本分为两大类一是通过测量由剪应力引起的应变进而达到测量扭矩的目的二是通过测量沿轴向相邻两截面间的相对转

35、角而达到测量扭矩的目的。 有一扭矩标定小轴其轴径d=30mm弹性模量112.0 10aE p 泊松比0.3 加载力臂L=1000mm。若用静态应变仪全桥测其应力若加载50N时静态应变仪读数为多少用同种材料直径D=300mm的轴进行实测测试条件与标定完全相同问当应变仪读数与上面标定相同时实测轴所受的扭矩是多少 参考答案 设扭矩为NM则 1N NEM W其中50NM L NW=0.23d全桥 4 仪所以静变仪的读数为 1132.0 1050 0.2 0.03(1 0.3) 仪解得 仪=240 若D=300mm则11 62.0 10 240 10(1 0.3) 4 所以 =N.m 第十章 温度测量

36、当热电偶的参考端温度不为0C时应怎样测量温度举例说明。 参考答案 若参考端温度不为0C时可按中间温度定律公式计算 0 0( , ) ( , ) ( , )AB AB n AB nE T T E T T E T T 式中nT为中间温度。 分别说明热电偶、金属热电阻和半导体热敏电阻的特点和用途。 参考答案 热电偶具有结构简单、精确度高、热惯性小、测量范围宽等特点是应用最广泛的一种测温元件。 半导体热敏电阻主要优点是电阻温度系数大、灵敏度高、分辨率高而且体积小、热惯性小、响应速度快主要缺点是非线性严重因而精确度较低在使用时一般需经过线性化处理。 金属热电阻金属热电阻具有精确度高、稳定性好、性能可靠等

37、特点。 15 第十一章 压力和流量的测量 说明力平衡式压力变送器的工作原理。 利用弹簧管作为压力敏感元件试设计一个霍尔式压力变送器。 流量主要有哪些测量方法 电磁流量计有哪些特点 参考答案 11-1 力平衡式压力变送器采用力矩平衡原理将弹性元件测压产生的集中力与输出电流经反馈装置产生的反馈力通过杠杆形成力矩平衡这时的输出电流值反映了被测压力值。 11-3 流量的测量方法主要有 1 容积法 用容积法制成的流量计相当于一个具有标准容积的容器连续不断的对 流体进行度量。容积式流量计有椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计等。 2 速度法 属于这一类的有差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计。 3 质量流量法 这种方法是测量与流体质量有关的物理量从而直接得到质量流量具有被测流量不受流体的温度、压力、密度、粘度等变化影响的优点。 11-4 电磁流量计的主要特有 1 精度高可达0.5。 2 不受被测流体的压力、温度、密度、粘度等变化的影响。 3 不仅可以测量单相的导电性液体的流量而且可以测量液固两相介质还可以测量高温、腐蚀性流体。 4 测量管内没有突出物内壁光滑因此被测流体流过时几乎没有压力损失。 5 结构简单可靠没有