同济大学汽车试验学考卷考题答案

同济大学汽车实验学题目填空题（45分）1.分析系统动态特性可用时域分析法和频域分析法,在用频域分析法中,通过傅里叶变换,描述系统的特性函数H(f)称为(频响函数),还可以用其对应幅值关系的(幅频函数)和对应相位关系的(相频函数)来描述。2.一阶动态系统的特征是(时间常数τ)二阶动态系统的特征参数是(系统固有频率ω0、阻尼比ξ)3.如果时域信号为x(t),若满足相应条件,其频域信号X(f),则有：dfefXtxftj2)()((傅里叶逆变换表达式)4.信号在时域被压缩,则该信号在频域的(幅值)成分将减小。5.信号x(t)的输出为y(t),当t=t0时输出的显示值为y(t0),由于系统非线性误差的存在,实际的真值应该是A0，此时系统的绝对误差Δ为(X-A0)相对误差(δ2=（X-A0）/Xmax*100%)6.由于测量的真值无法获得,则在有限次等精度测量中(样本平均值)作为最佳估计值取代测量值,其数学表达式为平均值(X=(x1+x2+x3+…..xn)/n)7.随机误差正态分布具有的特性是(单峰性、对称性、有界性和抵偿性)8.应变片灵敏度应(小于)相同材料单根金属丝的灵敏度.应变片实际灵敏度应由厂家标定,标定的条件是(单向应力状态、贴片方向与主应力方向一致和试件材料的泊松比µ0=0.285）9.根据截面应力分布的特点以及测量值尽可能大的要求,测量正应力的应变片贴片位置在截面的(正面)上,贴片方向与截面方向(相同);测量剪应力的应变片贴片位置在截面的(侧面)处,贴片方向与截面方向(垂直)10.一般情况下电桥的加减特性可采用来(进行温度补偿、提高输出灵敏度以及实现载荷分离)11.霍尔电势UH,是由霍尔元件上运动的带电粒子和磁场的作用产生的(洛伦茨力)以及带电粒子产生的(横向电场力)的瞬时平衡时的电势差12.电位式电阻传感器的空载特性是线性的,而实际特性是非线性的,常用的非线性补偿的方法由(串联补偿电阻补偿法、推挽补偿法)13.电容式传感器的电容量C与(极板面积大小、极板间距离和介电质常数)等参数有关,其中与变量___的表达式为非线性。14.噪声测量的客观量有(声压与压级、声强与声强级、声功率和声功率级),它们是客观描述声音的物理量.而描述声音的主观量是模拟正常人的听力的强度,为(响度和响度级).对噪声的主观评价方法有(纯音噪音和复合音噪音)简答及问答：（40分）1.什么是应变片的横向效应，为什么会产生横向效应？（p.53）由于横向段的存在，感受横向应变而使电阻变化化率减小并降低灵敏度的现象。原因：理想的电阻应变片输出应该完全是片长方向上的变形，但由于电阻片是制成栅状的，它存在横向段，所以会产生横向效应。2.电阻位移计出现最大误差的位置在什么地方？其误差的产生与什么因素有关？减小误差的方法是什么？LRRmxmx%100)1(11120,0,:,212则尽可能提高增加负载减小方法误差最大时当mRxL3.简述霍尔效应以及霍尔传感器的基本原理。霍尔效应:金属或半导体薄片，若在它两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁场B，则在垂直电流和磁场方向上AA’将产生电势的现象。基本原理:不论载流子是正电荷还是负电荷，都将受到向上方向的洛伦茨力的作用,由于洛伦磁力的作用,正电荷在A侧堆积,负电荷在A’侧堆积,并由此产生A指向A’的横向电场。4.交流电桥平衡条件为Z1Z3=Z2Z4.其中Z4为交流电桥桥臂的阻抗.若Z1=R1,Z4=R4,Z2=1/(1/R2+jωC2),Z3=1/(1/R3+jωC3),请写出交流电桥平衡条件的具体表达式。平衡条件:R1R3/(1+jωC1R1)=R2R4/(1+jωC3R3)平衡时:实部相等R1R3=R2R4虚部相等C2R1=C3R45.在用磁电式扭矩仪测量轴的扭矩时，为何轴与传感器之间要有相对转动？相对运动产生间隙变化,从而引起磁阻变化,导致磁通量变化,e=-d(∮)/d(t)产生电势6.试述惯性式加速度测振传感器的正确响应条件。惯性式加速度测振传感器的正确响应条件:ξ=0.7ω/ω00.4或者ω/ω0《1惯性式速度测振传感器的正确响应条件:ξ=0.7ω/ω02或者ω/ω0》17.灵敏度：测量系统或装置在稳态下输出相对于输入变化的比值。8.现有从一条等响曲线查得三个纯音噪声的参数表如下，请将空白处填满。频率（Hz）声压级（dB）响度级(phon)10003030500025301004830计算分析题（15分）请用文字叙述差动原理及差动补偿的优点,并对下面电容传感器的非线性输出,用差动法计算其灵敏度和非线性误差.C=εA/δ,其中δ为电容两极板的距离,A为极板面积,ε为介电常数,C为电容.答：原理及优点：使用两个具有特性方程的装置，使其中一个装置输入端作用一个正变量的输入信号时，另一个装置的输入端作用一个绝对值与前相等的负变量输入信号，其总输出为这两个装置的输出之差；两个优点：（1）输出增加一倍；（2）非线性误差大大减小；...)()(1,3020001CC为正时当...)()(-1,3020002CC为负时当003003000212)()(2-...)(22,CKCCCCy灵敏度含三次项之后非线性误差为正时当2.为测量某轴的转动功率,用测量轴受到的力矩M和轴的转速ω进行间接测量.测得轴受到的力矩为M1,转速ω1其理想值应为M和ω,试计算转动功率N=Mω的相对误差和绝对误差。绝对误差:示值与约定真值的差值M1*n/974.4(Kw)-M*n/974.4(Kw)标称相对误差:(M*n/974.4-M1*n/974.4)/M1*n/974.4(Kw)实际相对误差:(M*n/974.4-M1*n/974.4)/M*n/974.4(Kw)