0-6为什么选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程?为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用?用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压,请问哪一个测量准确度高?解答:(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如,精度等级为0.2级的电表,其引用误差为0.2%),而引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程),所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大,引起的绝对误差越大,所以在选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程。(2)从(1)中可知,电表测量所带来的绝对误差=精度等级×量程/100,即电表所带来的绝对误差是一定的,这样,当被测量值越大,测量结果的相对误差就越小,测量准确度就越高,所以用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用。(3)150V的0.5级电压表所带来的绝对误差=0.5×150/100=0.75V;30V的1.5级电压表所带来的绝对误差=1.5×30/100=0.45V。所以30V的1.5级电压表测量精度高。0-7如何表达测量结果?对某量进行8次测量,测得值分别为:802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43。求其测量结果。2-1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2-2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,问稳态响应幅值误差将是多少?2-10设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比z=0.14,问使用该传感器作频率为400Hz的正弦力测试时,其幅值比A(w)和相角差j(w)各为多少?若该装置的阻尼比改为z=0.7,问A(w)和j(w)又将如何变化?3-3电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?各有何优缺点?应如何针对具体情况来选用?解答:电阻丝应变片主要利用形变效应,而半导体应变片主要利用压阻效应。电阻丝应变片主要优点是性能稳定,现行较好;主要缺点是灵敏度低,横向效应大。半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小;主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。3-4有一电阻应变片(见图3-84),其灵敏度Sg=2,R=120W。设工作时其应变为1000me,问DR=?设将此应变片接成如图所示的电路,试求:1)无应变时电流表示值;2)有应变时电流表示值;3)电流表指示值相对变化量;4)试分析这个变量能否从表中读出?4)电流变化量太小,很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表,则量程不够,无法测量12.5mA的电流;如果采用毫安表,无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量,将无应变时的灵位电流平衡掉,只取有应变时的微小输出量,并可根据需要采用放大器放大。3-7一个电容测微仪,其传感器的圆形极板半径r=4mm,工作初始间隙d=0.3mm,问:1)工作时,如果传感器与工件的间隙变化量Dd=±1mm时,电容变化量是多少?2)如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF,读数仪表的灵敏度S2=5格/mV,在Dd=±1mm时,读数仪表的指示值变化多少格?解:1)3-11一压电式压力传感器的灵敏度S=90pC/MPa,把它和一台灵敏度调到0.005V/pC的电荷放大器连接,放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V的光线示波器上记录,试绘出这个测试系统的框图,并计算其总的灵敏度。解:框图如下4-1以阻值R=120W、灵敏度Sg=2的电阻丝应变片与阻值为120W的固定电阻组成电桥,供桥电压为3V,并假定负载电阻为无穷大,当应变片的应变为2me和2000me时,分别求出单臂、双臂电桥的输出电压,并比较两种情况下的灵敏度。解:这是一个等臂电桥,可以利用等比电桥和差特性表达式求解。4-2有人在使用电阻应变仪时,发现灵敏度不够,于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问,在下列情况下,是否可提高灵敏度?说明为什么?1)半桥双臂各串联一片;2)半桥双臂各并联一片。解答:电桥的电压灵敏度为即电桥的输出电压和电阻的相对变化成正比。由此可知:1)半桥双臂各串联一片,虽然桥臂上的电阻变化增加1倍,但桥臂总电阻也增加1倍,其电阻的相对变化没有增加,所以输出电压没有增加,故此法不能提高灵敏度;2)半桥双臂各并联一片,桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半,电阻的相对变化也没有增加,故此法也不能提高灵敏度。4-9设一带通滤器的下截止频率为fc1,上截止频率为fc2,中心频率为f0,试指出下列记述中的正确与错误。已知某RC低通滤波器,R=1kW,C=1mF,试;1)确定各函数式H(s);H(w);A(w);j(w)。2)当输入信号ui=10sin1000t时,求输出信号uo,并比较其幅值及相位关系。解:4-11已知低通滤波器的频率响应函数式中t=0.05s。当输入信号时,求其输出y(t),并比较y(t)与x(t)的幅值与相位有何区别。比较:输出相对输入,幅值衰减,相位滞后。频率越高,幅值衰减越大,相位滞后越大。