数控机床习题

1、Mechanical Engineering Measurement Technology课后题答案课后题答案 3-1.测试装置的静态特性主要有：测试装置的静态特性主要有：线性度线性度：测试系统定度曲线与理想直线的接近程度。影响测试系统的工作范围，线性度好工作范围大。灵敏度灵敏度：稳态情况下，输出信号的变化量与输入信号变化之比。表示测试系统对输入量变化的灵敏度。灵敏度不是越大与好，大了噪声干扰大，并且测量范围通常变小。分辨率分辨率：引起测量装置产生一个可觉察变化的最小的被测量变化值。迟滞误差迟滞误差（回程误差）：是测试装置在正反行程中输入输出曲线的不重合程度。即 式中，hmax是正反行程间，对

2、于同一输入的最大差值 ,A为满量程输出值。max100%HhrA 重复性误差：重复性误差：是指测试装置在输入按同一方向做全量程连续多次变动时，所得特性曲线不一致的程度。一般来说正行程的最大重复性偏差为 ，反行程的最大重复性偏差为 ，重复性误差取这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出的百分数表示。即max100%RfsRrymax1Rmax2R3-2. 能够用一阶微分方程表达的系统叫做一阶系统能够用一阶微分方程表达的系统叫做一阶系统。传递函数： 1Y sH sX ssS又称为一阶惯性系统，典型的一阶系统：体温计又称为一阶惯性系统，典型的一阶系统：体温计一阶系统的单位阶跃响应一阶系统的单位阶跃响

3、应( )1ty te 当当t4 系统的输出接近输入（误系统的输出接近输入（误差小于差小于1.8%），）， 越小，一阶系统越小，一阶系统达到稳态值的时间越小，响应越快。达到稳态值的时间越小，响应越快。t1能够用二阶微分方程表示的系统称为二阶系统传递函数：传递函数：相应的频率响应函数、幅频特性和相频特性为相应的频率响应函数、幅频特性和相频特性为典型的二阶系统：质量、弹簧、阻尼系统典型的二阶系统：质量、弹簧、阻尼系统n90 。当时，（ ）=-，与阻尼比无关 二级系统的单位阶跃响应02468101200.20.40.60.811.21.41.61.82ntC(t)y(t)t221211( )1sin1

4、tan11ntnyett 1时不振荡时不振荡2. 阻尼比阻尼比的取值，决定了的取值，决定了阶跃响应趋阶跃响应趋于稳态的快慢，于稳态的快慢， 过大或者过小，趋于过大或者过小，趋于稳态的时间都会过长。为了提高响应速稳态的时间都会过长。为了提高响应速度，度， 通常选择通常选择0.6-0.8之间之间3. 在在一定的条件，一定的条件， n越大响应速度越快越大响应速度越快综上，二阶系统的特征参数为综上，二阶系统的特征参数为固有频率固有频率n和和阻尼比阻尼比，为了提高测试系统的响应，为了提高测试系统的响应速度和工作频率范围，速度和工作频率范围，应选择合适的阻尼比应选择合适的阻尼比，提高测试系统的固有频率，提

5、高测试系统的固有频率3-3. H()的物理意的物理意义：义： H()明确明确表达了对系统作表达了对系统作用不同频率输入用不同频率输入信号，稳态时其信号，稳态时其输出信号与输入输出信号与输入信号的幅值之比信号的幅值之比和相位之差；表和相位之差；表达了系统对不同达了系统对不同频率输入信号的频率输入信号的幅值和相位变换幅值和相位变换关系关系。同样是系同样是系统的固有特性。统的固有特性。 3-9 作频率为400Hz的正弦力测试时 2222411nnA22221500500140.1410001000 31. 1 212nnarctg25002 0.14100050011000arctg 6 .10 当

6、阻尼比改为 时7 . 0 222210.97500500140.710001000A 25002 0.710004350011000arctg 即阻尼比变化时，二阶振荡系统的输出副值变小，同时相位角也变化剧烈，相位差变大 4-1金属电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化。 灵敏度低、稳定性好 半导体应变片是基于半导体材料的压阻效应，即单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生显著变化的现象。灵敏度高、稳定性差。选用：当测量结果较小时应该选用基于压阻效应的半选用：当测量结果较小时应该选用

7、基于压阻效应的半导体应变片，当测量结果较大时应选用基于电阻应导体应变片，当测量结果较大时应选用基于电阻应变效应的金属电阻应变片变效应的金属电阻应变片 4-2 (12)RKR611 0 2K 621000101200.24RKR11.50.0125120UIR21 .50 .0 1 2 4 7 51 2 00 .2 4UIRR 4-3211C2C改为差动后，输出灵敏度可提高一倍，非线性改为差动后，输出灵敏度可提高一倍，非线性度改善，测量范围变大。度改善，测量范围变大。EwEoutM1M2E21E22I1 4-4AC 4-5、4-6 5-1(12)RKR012()4URRURR0()4UUKK 0

8、(1)4UK 632 (10 .2 8 5)1 0 0 01 01 .9 2 7 54m v相对式传感器适用于测量结构上两部件的相对振动，这种相对振动直接反映了结构本身的弹性变形，相对式传感器只有在作为参考系的外壳固定在静止物体时，才能测得绝对振动。因此当需要测量结构上某点的绝对振动，而周围没有静止物体时，只能用惯性式传感器。又称为惯性式测振传感器8-18-2 惯性式位移、速度传感器幅值不失真的条件是传感器惯性系统的固有频率远低于被测物体振动的下限频率，此时即传感器输出信号的相位滞后约为选择适当的阻尼比， 抑制w/wn=1处的共振峰， 使幅频特性平坦部分扩展，从而扩大传感器可测的下限频率。降低

9、传感器惯性系统的固有频率， 扩展传感器可测量振动的下限频率上限频率理论上是无限的，但实际上仪器结构和元件的限制，不能太高，而下限频率受刚度、质量的限制也不能太低，因此测量频率范围是有限的。/35( )1( )nxA 幅值不失真的条件是传感器性系统的固有频率远高于被测物体振动的上限频率，其幅频特性才近似等于常数。选择适当的阻尼， 可以改善w=wn处的幅频特性，从而扩大传感器可测的上限频率。 提高传感器惯性系统的固有频率， 扩大传感器可测量振动的上限频率，扩展工作频率范围。但是灵敏度下降2022 2201/( )1 ( / ) (2 / )nnxAy21/311( )(0)nnnAA 常数， 称为

10、灵敏度8-5 为了扩展被测频率的下限，应尽量降低惯性式速度传感器的固有频率，即加大惯性质量、减小弹簧的轴向刚度。因此，装在芯杆的线圈和阻尼环共同组成了惯性系统的质量元件；弹簧片径向刚度很大，轴向刚度很小，使惯性系统既可以得到可靠的径向支承，又能保证有很低的轴向固有频率；铜制阻尼环一方面可增加惯性系统质量，降低固有频率， 另一方面又利用闭合铜环在磁场中运动产生的磁阻尼力使振动系统具有合理的阻尼。 1弹簧弹簧 2壳体壳体 3阻尼环阻尼环 4磁钢磁钢 5线圈线圈 6芯轴芯轴(12)RKR012()4URRURR0(1)4UK 358 .2 61 02 (10 .3)432 .5 41 01 1382 .01 02 .5 41 05 .0 81 0EP a9-1 9-2 实现温度补偿必须满足以下条件：a、补偿板和试件的材料相同；b、工作片、补偿片完全相同，c、放在完全相同温度场中；d、必须接在相临桥臂上（利用是电桥的加减特