第八章部分习题解答.pdf

电气工程学概论第八章部分习题解答 8 1 8 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fc A5 6 23 150 1 量程范围 fc25 0 图 b 应变片灵敏度mm 5 7 m 105 7 400 498501 3 2 量程范围 m 490 0 8 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 R t 500 时 传感器的输出电压 uo对电阻 R t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 R t 500 R t 5V 计算 解 mmmV5 37 mV5mm 5 7 21 RR R U UU RR R u t S SS t t 0 2 5 0 2 1 mV10 5002 V205 0 2 5 0 S 3 R U mmmV75 mV10mm 5 7 31 8 4 已知 放大器的开路增益为 120 输出电阻为 500 试求 当负荷电阻 RL 50 时放大器的增益 放大器的增益为 80 开路增益时的负荷电阻值 解 120 i S u u A Ro 500 498 499 500 501 100200 300 400 502 500 d m 503 Rt a 光电池特性 b 电阻应变片特性 题 1 图 50 100 150 200 10 20 30 40 L fc it R t 10V 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 11 1 50500 50 Lo L S o RR R U U 91 10 11 120 S o i S i o U U U U U U Ku Lo L S o i S 80 RR RA U U U U A L L 5 0 0 1 2 0 80120 R R 解方程得 k 2 L R 8 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 信号频率为 f 30kHz 时放大器的增益 当其输入信号为 V 2sin 01 01 0 i ftu 时放大器的输出信号 提示 放大器的低通频率特性为 U 0 j1ff G K v 解 低通频率特性 3000 j1 120 j1 0 0 f f f G K v 当kHz30 f时 3000 30000 j1 120 khz30 fv K 3 8494 1110arctan 101 120 2 tu 60000sin01 01 0 i V 0 f时 120 0 GKv Z kH30 f时 0 3 8494 11 v K 3 8460000sin94 1101 01 0120 0 tu 3 8460000sin12 012t 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 0 i ftu 时放大器的输出信号 提示 带通放大器的频率特性为 UL L v ffff ff KK j1 1 j1 j 0 解 带通放大器频率特性 UL L v ffff ff KK j1 1 j1 j 0 3000 j1 1 200 j1 200 j120 ff f 1 当 Z kH81 f 时 6 0 j19 j1 j9120 3000 1800 j1 1 200 1800 j1 200 1800 j 120 8 1 kfV K 3 102 6 0191 9120 22 v KV 2 i1i0i V 3600sin 01 01 0uutu 时 由于放大器具有带通特性 所以 fHz V K 120 12 3k 30k 120 f Hz 200 3k Kv 1 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 0 i1 tu 时 kHz8 1 f为中频 V24 6 1 02 60 j1 1 9 j1 9 j 120 imk8 1om UKU fu o1o00 uuu 6 243600sin02 1t V 8 8 画 MHz1 j 1 1 kHz10 j 1 1 kHz10 j 20 ff f H 的波特图 8 10 解 低通滤波器的传递函数 j1 H 0 ff G KU 对于 50Hz 的干扰信号 其幅值为 G0 通过改变 fH 可使干扰信号的幅值降低到原来的 1 8 所以 2 H 0 50 1 1 8 1 f G KU 由此可得 fH 6 3Hz 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 667mV 8 12 45 000447 0THD 1 2 3 2 2 a aa 8 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 1200 rpm 电路中应变片的电阻 1000 t R 试求 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 10 jf 10001 j f 10 j 1 1 f 1000 20lg20 0dB 10 100 1000 45 0 90 f kHz lg20H 10 45 90 1 1 电气工程学概论第八章部分习题解答 8 4 A 使系统在电阻 Rt变化 1 时 输出电压 2 u能够以 5V 选择放大器的放大倍数 的变化做出反应 解 振动频 Z H20 60 rpm1200 f 放大器 LL fw RC 2 11 3 20 L f F Rf C L 774 5000202 3 2 1 RR R U U t 2 5 0 S Z mV100075 3 1 15 t kR VUZ RU S 当 t R变化 1 时 1002 Z R mV3 37 Z U mV24 31 Z io i i U RR R U 1 160 1024 31 5 3 1 2 U U A 当 t R变化 1 时 5 997 Z R m