传感器与测试技术复习题及答案

1、1、求周期信号 x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通过传递函数为 H(s)=1/(0.005s+1) 的装置后得到的稳态响应。2、进行某动态压力测量时，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试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即MPa)xO.OOS(V nC)x:2t)(mniMPa.偏移量：5=9.09x3.5=3

2、1.815mm3、用一个时间常数为 0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s、和5s的正弦信号，问幅值误差是多少？TIs卫（劲二J+伽）解：设一阶系统将已知周期代入得 =冋砒=, z 21十（亍）T-输入的正啟倍号的周期。 则稳态响应幅值谋差：稔态响应相对幅值误差J = |-4（）-l|x 100% =1-.= X100%J1十（2兀”鬥力（亦）一1 xlOO%58.6%庐社32.7%8.5%T = 5s4、想用一个一阶系统做 100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在 5姬内，那么时间 常数应取为多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相位差是多少？解：设该一阶系统

3、的频响函数为令6 5乳 f=100Hz,解得THz. 代入 J_面的式孑.E 31,q(400)(k 7,则am)倍-10. 5严君 0. 975, cp(4 00)倒一彳3. 036、 一台精度等级为 0.5级、量程范围6001200 C的温度传感器，它最大允许绝对误差是 多少？检验时某点的温度绝对误差是 4 C,问此表是否合格？解：根据精度定义畫达式J-xioa %,并由题意己知A二心断s =J(120MW) V,得最多允许误差 A = A Y?厂 05%X (1200-600)= 3C此温度传感器最大允许误差位3 Cc检验某点的最大绝对误差为4 0 大干W C, 故此传感器不合移。7、

4、若一阶传感器的时间常数为0.01s,传感器响应幅值误差在10%范围内，此时最高值为0.5，试求此时输入信号和工作频率范围？6,解二传感器响应的幅值百分误差在10%范围內即相当于幅值比应大于0. G可用皈=C. 5来确定辐入信号工作频率范围的上限.因而得出上限频率为：0 * 0少=rad j =! r 0.01f二圧二碎可Mb所求工作频率8、某力传感器为一典型的二阶振荡系统，已知该传感器的自振频率 =1000Hz,阻尼比E =0.7,试求用它测量频率为 600Hz的正弦交变力时，其输出与输入幅值比 A( 3 )和相位差$(3 ) 各为多少？解：振幅相对误差A-1T%=2兀 x 1000rad/S

5、A (心,11-(rr+tifr v %叫= 0.9469=0-7 s 少=2tt x 600rad/S相对误差 S=(k9469-1 =-531 %做y) = -nrttiui2和“/(窗一，)2x04x600x10001- art tail r二=-aixtaul.3125 = -52*7010002-60029、一个理想测试系统，其幅频特性和相频特性应具有什么特点，并用频响特性曲线表示。 解：理想测试系统中其幅频特性应为常数，相频特性应为直线（线性）。图52给出了不产生线性失真的振幅频率响应和 相位频率响应，称之为理想频率响应i1叫如1严aA0Bt-V10、 有一个1/3倍频程滤波器，其

6、中心频率fn=1000Hz，求该滤波器的带宽 B,以及上、 下截止频率fc1，fc2。fa = ln l = 2_L x 500 = 0.891 x 500 = 445 .5 Hz- 2 2/fl - 2L 6 x 500 - 1.122 x 500 - 561 .0 HzB = X2 -仁=561 .0-4+5 .5 =115 .5Hz11、应变式传感器的温度误差要进行补偿，常用的方法是用电桥， 悬臂梁上、下方各粘片与阻值为120 Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为2V,并假定负载为无穷大，当应变中的应变为2卩&时，求电桥的输出电压 解： R/Ro=Ke0.5Hz、1Hz、2Hzuy=( R/Ro) ?U0/2=2 x 2X 10-6 x 2-2=4X 10-6V12、某一阶测量装置的传递函数为1/ (0.04S+1 ),若用它测量频率为的正弦信号，试求其幅值误差。解:该一阶系统的频率响应函数足:片(丿Q)=其幅值频谱函数为:当频率分别等于1Hz. 2Hz时，幅值 频I普为A(/)/=n5 =I(X9922丄=|0.96 & 念门=|。893*幅度溟