测试技术作业

第一章作业1-5.求题图所示指数衰减振荡函数0()sin(0)atxteta为常数的频谱，并作出频谱图。解：根据傅里叶变换的定义，其频谱为000000()0()()00000002220()()sin()2[]2()()11[]2()()2jtatjtjtjtajtajjtajjtXxtedtetedtjeeedtjeeajjajjjajajaja频谱图：不会第三章作业：3.1.说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。答：在实际测试中，测试得到的信号常常会受到其他信号或噪声的干扰，这时可依据频率保持性认定，测得的信号中只有与输入信号相同频率成分才是真正由输入引起的输出。依据频率保持性还可以诊断故障原因。3.2.解：312380/510/25/10/30/a3a10SSSSnCMPaVnCmmVmmMPapxSMPMP3.3.解：43126821440410p/a0.226/p9.1310m/a1010m/a/2.4810m/p40410p/aSSSCPmVCVPVPSSSVCCP3.4.解：2150s2/sTT2211()0.99651()1(4/150)A3000.9965100200.353000.9965100399.65CC故温度变化范围在200.35C~399.65C.3.5.解:=1530652/sTssT设实际高度为h，则此处实际温度为：00.1530htt此处温度计所记录的温度为：0()()(0.15)30htAtAt由题可得：0300010.0635(0.15)30t00.75tC真实高度为：00.75(1)500.0050.005tthm第四章作业4.1.答：选用传感器的原则及运用这些原则的方法：1)根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。2)灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵0635.0)6/215(11)(11)(22A敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的干扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。3)频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过大的误差。4)稳定性传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。5)精度精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。4.2.答：金属的电阻应变效应：金属发生应变时，其阻值随之发生变化的现象。金属丝的灵敏度的物理意义：金属丝的灵敏度系数是其在单位应变条件下的电阻变化率。特点：在金属丝的屈服极限以下的范围内，灵敏度系数为常数。4.3.答：半导体的压阻效应：半导体材料发生效应时，其电阻系数发生变化的现象。半导体应变片灵敏度的特点：半导体应变计的灵敏度系数比较大，是金属材料的50~70倍，但是对于同规格型号的应变计，其数值的差异比较大，易受温度的影响。补充：怎么测电动机输给转子的转矩？传感器名称：电阻式应变传感器（接触式旋转扭矩传感器）测量原理：传动轴由于受扭产生机械应变，引起贴在轴上的应变计变形使其电阻值发生改变，从而导致应变电桥失衡，输出与扭矩成正比的微弱电压信号，然后即可根据材料力学中应变与扭矩的关系得到相应转矩的大小。初学本门课程的感想：从内心感受到这个领域的广阔前景，它是一门集机电于一体、软硬件结合的综合性技术。同时，也认识到自己的不足，作为一个测试工作者需具有深厚的多科性知识，像力学、电学、计算机、信号处理、数学等。