电气工程学概论林孔元主编第八章部分习题解答

电气工程学概论第八章部分习题解答8-18.1已知：图a是某光电池的传递特性，图b电阻应变片的传递特性。(1)分别指出两个传感器的类型；(2)试求：它们的灵敏度和量程。（提示：光电池灵敏度用A/fc表示；电阻应变片的灵敏度用m表示）。解：(1)a图所示传感器为直接转换型；b图所示传感器为间接转换型(2)图a光电池灵敏度fcμA5.6231501，量程范围：fc25~0图b应变片灵敏度mmΩ5.7μmΩ105.740049850132，量程范围：m490~08.2一种应变仪的电路如图所示，应变片的传递特性如题1图b所示。已知应变片的电阻Rt=500时，传感器的输出电压uo对电阻Rt的灵敏度为5mV/。试问：1.传感器输出电压uo(mV)对变形位移d(mm)的灵敏度是多少？2.当电桥的电源电压增至20V时，传感器的灵敏度将如何变化？(提示：直流电桥的输出电压信号按uo=(10V)Rt/(500+Rt)-5V计算)。解：⑴mmmV5.37ΩmV5mmΩ5.721，⑵RRRUUURRRutSSStt025.021ΩmV105002V205.025.0S3RUmmmV75ΩmV10mmΩ5.731；8.4已知：放大器的开路增益为120，输出电阻为500。试求：⑴当负荷电阻RL=50时放大器的增益；⑵放大器的增益为80%开路增益时的负荷电阻值。解：120iSuuARo=5004984995005011000200300400502500d(m)503Rt()(a)光电池特性(b)电阻应变片特性题1图5010015020010203040L(fc)it()_+Rt10V_+传感器题2图500500500uo+_+_+_ui_RL_uo_uS_Ri_Ro_电气工程学概论第八章部分习题解答8-2接负载后1115050050LoLSoRRRUU，⑴91.1011120SoiSioUUUUUUKu，⑵LoLSoiS%80RRRAUUUUA，LL500120%80120RR，解方程得：kΩ2LR8.5已知某放大器具有低通频率特性。已知其直流增益G0=120，截止频率fU=3kHz。求：⑴信号频率为f=30kHz时放大器的增益。⑵当其输入信号为：V)2sin(01.01.0iftu时放大器的输出信号。（提示：放大器的低通频率特性为：U0/j1ffGKv）。解：低通频率特性3000j1120j100fffGKv，⑴当kHz30f时，300030000j1120khz30fvK3.8494.1110arctan1011202；⑵tu60000sin01.01.0iV0f时，1200GKvZkH30f时，03849411..Kv38460000sin9411010101200.t...u3846000012012.tsin.V;8.6已知某放大器具有带通特性。已知其中频增益为Ko=120，fU=3kHz，fL=200Hz。试求：(1)信号频率kHz8.1f时放大器的增益。(2)输入信号为：V)2sin(01.01.0iftu时放大器的输出信号。（提示：带通放大器的频率特性为：ULLvffffffKK/j11/j1/j0）。解：带通放大器频率特性ULLvffffffKK/j11/j1/j03000j11200j1200j120fff；(1)当ZkH81.f时，6.0j19j1j912030001800j112001800j12001800j1208.1kfVK3.1026.0191912022vKV(2)i1i0iV)3600sin(01.01.0uutu时，由于放大器具有带通特性，所以)(fHzVK120123k30k120f(Hz)2003k|Kv|120电气工程学概论第八章部分习题解答8-3直流分量ui0=0.1V作用时，uo0=0V交流分量V)3600sin(01.0i1tu时，kHz8.1f为中频，V24.6-1.02.60j119j19j120|imk8.1omUKUfuo1o00uuu6243600sin021.t.V;8.8画MHz1j11kHz10j11kHz10j20fffH的波特图8.11已知一个电压放大器的增益为30，其输出信号的幅值在20V处被削平。试问为使放大器不发生非线性失真，其输入信号的最大幅值应为多少？解：输入输出增益最大不失真输出所对应的输入为：20/30=0.667V=667mV8.16一个电阻应变仪（电路如图示）被用来检测电动机基座的振动。已知电动机的工作转速n=1200rpm，电路中应变片的电阻1000tR。试求：⑴选择电容参数C的值，使放大器的低端截止频率fL等于基座振动频率的1/3。⑵选择放大器的放大倍数A，使系统在电阻Rt变化1%时，输出电压2u能够以5V的变化做出反应。10jf10001jf10j11f100020lg200dB101001000-450-90f/kHz||lg20H10459011题16图_+Rt15Vu21k_+1k1k传感器_+u1_+_+50Au15k电气工程学概论第八章部分习题解答8-4解：振动频ZH2060rpm1200f⑴放大器LLfwRC211，320LfF.RfCL7745000202321⑵RRRUUt25.0SZΩmV100075.3115tkRVUZRUS，当tR变化1﹪时，1002ZR，mV3.37ZU；mV24.31ZioiiURRRU；1.1601024.315312UUA当tR变化1﹪时，5.997ZR，mV7.37ZU；mV4.3165.375ZioiiURRRU；9.159104.315312UUA_+Rt_+RRRZUSU+u1+UZRZ5kC