工程测试作业1-3答案

1、西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院作业作业1 1.1.测试系统测试系统的幅频特性和相频特性的含义是什么？与的幅频特性和相频特性的含义是什么？与信号信号的幅频特性和相频特性的含义是什么？的幅频特性和相频特性的含义是什么？ 2.2.图图1-43(a)1-43(a)，写出其传递函数（标准形式）。，写出其传递函数（标准形式）。 3.3.一阶一阶RCRC滤波电路分析。滤波电路分析。 4.4.测试系统的不失真条件是什么？测试系统的不失真条件是什么？ 5.5.用一阶系统对用一阶系统对100Hz100Hz正弦量测量。正弦量测量。1 1）要求振幅误差在）要求振幅误差在5%5%范围内，应如何选取系统时间常数

2、？范围内，应如何选取系统时间常数？2 2）若用该系统对）若用该系统对50Hz50Hz的信号进行测量，求振幅误差和相角差。的信号进行测量，求振幅误差和相角差。西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院 1 1、直流电桥平衡的条件是什么？交流电桥的平衡、直流电桥平衡的条件是什么？交流电桥的平衡条件是什么？条件是什么？ 2 2、信号的幅度调制（调幅）是调制信号与载波信、信号的幅度调制（调幅）是调制信号与载波信号的号的 乘积乘积 ？同步解调是调幅波与同一载波信？同步解调是调幅波与同一载波信号的号的 乘积乘积 ？试绘图表达同步调制解调过程。？试绘图表达同步调制解调过程。 3 3、（、（2 28 8）用电阻

3、应变片接全桥，测量某一构件）用电阻应变片接全桥，测量某一构件的应变。已知应变得变化规律为的应变。已知应变得变化规律为 e=Acos10t+Bcos100te=Acos10t+Bcos100t。若激励电压。若激励电压U=Esin100000tU=Esin100000t，试求此电桥输出信号的频谱。，试求此电桥输出信号的频谱。作业作业2西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院 1 1数字处理主要有哪三个步骤？数字处理主要有哪三个步骤？ 2 2一个时域有限区间内有值的信号，其频谱是一个时域有限区间内有值的信号，其频谱是 无限无限的。在数字信号处理中，采样时如果不满足的。在数字信号处理中，采样时如果不满

4、足采样定理，则会产生采样定理，则会产生 混叠混叠 现象若在时域中截取现象若在时域中截取信号的一段进行记录，则从数学上相当于原信号信号的一段进行记录，则从数学上相当于原信号与矩形窗函数做与矩形窗函数做 乘法乘法 运算，因而所得信号频谱运算，因而所得信号频谱将是原信号频域函数与将是原信号频域函数与 sincsinc闸门闸门 函数做卷积运函数做卷积运算，它将会出现算，它将会出现 能量泄漏能量泄漏 的现象。的现象。 3 3经过经过 时域采样时域采样 、 时域截断时域截断 、 周期延拓周期延拓 和和频域采样频域采样 后，信号变为时域离散的后，信号变为时域离散的周期周期信号、同信号、同时也是频域离散的时也

5、是频域离散的周期周期信号。这样一对傅立叶变信号。这样一对傅立叶变换对称为离散傅立叶变换（换对称为离散傅立叶变换（DFTDFT）。）。 作业作业3西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院作业作业1.1 1.1 测试系统的幅频特性和相频特性的含义是什测试系统的幅频特性和相频特性的含义是什么？与信号的幅频特性和相频特性的含义是什么？么？与信号的幅频特性和相频特性的含义是什么？课件：测试系统的频率响应函数描述的是系统的简谐课件：测试系统的频率响应函数描述的是系统的简谐输入和其稳态输出的关系。幅频特性，是系统稳态输输入和其稳态输出的关系。幅频特性，是系统稳态输出与输入的幅值比出与输入的幅值比; ;相频特

6、性，是系统稳态输出与输入相频特性，是系统稳态输出与输入的相位差；统称为系统的频率特性的相位差；统称为系统的频率特性 测试系统的测试系统的幅频特性幅频特性反映的是反映的是不同频率不同频率周期信号通过测试周期信号通过测试系统的系统的幅值幅值增益增益( (放大比放大比) )；相频特性相频特性反映的是反映的是不同频率不同频率周周期信号通过测试系统的期信号通过测试系统的初始相位初始相位变化变化( (差差) )； 信号系统的信号系统的幅频特性幅频特性反映的是组成该信号的反映的是组成该信号的不同频率分量不同频率分量的的幅值与频率幅值与频率的的关系；关系；相频特性相频特性反映的是组成该信号的反映的是组成该信号

7、的不不同频率分量同频率分量的的初始相位与频率初始相位与频率的关系；的关系；西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院2222)(nnsscbsassH其动态参数有两个：其动态参数有两个：阻尼比；阻尼比；n 固有频率固有频率标准形式标准形式作业作业1.2 1.2 二阶质量二阶质量弹簧系统分析弹簧系统分析西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院KCM y tMmg F t0f if t dft eft0f ef t df t if t弹簧静力弹簧静力弹簧力弹簧力阻尼力阻尼力惯性力惯性力1 1）时域表达式力平衡微分方程：）时域表达式力平衡微分方程： 222221

8、LTd y tdy tMCKy tF tdtdtY sMMS Y sCSY sKY sF sH sCKF ssMM西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院1 1）时域表达式力平衡微分方程：）时域表达式力平衡微分方程： 222221LTd y tdy tMCKy tF tdtdtY sMMS Y sCSY sKY sF sH sCKF ssMM2 2）复频域表达式传递函数：）复频域表达式传递函数：MKsMCsMsFsYsHsFsKYsCsYsYMs22/1)()()()()()()(西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院二阶系统传递函数的标准形式：二阶系统传递函数的标准形式： 222 2nnn

9、asbscH sss阻尼比固；有频率； 221;2nKCMHsCKMMKsMM3 3）频域表达式频率响应函数：令）频域表达式频率响应函数：令 s=jws=jwMKsMCsMsH2/ 1)(西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院幅频特性：幅频特性： 相频特性：相频特性： 22 ()( )arctan1 ()nn nnnnnjjjH2)(1 1)(2)()(22222222)(4)(1 1)(nnA西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院幅频特性幅频特性西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院相频特性相频特性西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院作业作业1.31.3：RCRC滤波电路分析滤波电

10、路分析一阶系统传递函数一阶系统传递函数: 01100000100( )( )( )( )( )( )( )( )( )1111LTdy ty tKx tdtbady tdy taa y tb x ty tx tdtadtabaKaaYsKsYsYsKXsHsXssKYsHsXss时称为，为；为 研 究 方 便 起 见 ， 可 令， 灵 敏 度 归 一 化间 常 数灵 敏 度1 1）时域表达式微分方程：）时域表达式微分方程：)()()()(1)(txtydttdyRCdttdyCidtiCty西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院 1111)(sRCssHRC2 2）传递函数：）传递函数：)(

11、)()(txtydttdyRC1 1）时域表达式：）时域表达式：3 3）频率响应函数：）频率响应函数：11)(jwwH西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院幅频特性曲线幅频特性曲线： 相频特性曲线相频特性曲线： ( )arctan() 1)(1)(2wwH一阶系统的一阶系统的转折频率转折频率西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院时域表达时域表达: y(t: y(t)=A0 x(t-t0) )=A0 x(t-t0) ；频域表达频域表达：A(A()=A0=)=A0=常数常数 ()=-t0)=-t0语言描述语言描述：幅频特性为一常数，相频特性和频率呈线性关系：幅频特性为一常数，相频特性和频率呈线性关系作业作业1.4 1.4 系统不失真条件系统不失真条件西安工业大学机电学院西安工业大学机电学院作业作业1.5：用一阶系统对：用一阶系统对100Hz正弦量测量。正弦量测量。1）要求振）要求振幅误差在幅误差在5%范围内，应如何选取系统时间常数？范围内，应如何选取系统时间常数？2）若）若用