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热工测试技术各章习题2-1、阻容滤波器电路如图所示。USCUSrCiR试完成以下问题：1）建立描述输出量与输入量之间关系的微分方程；2）写出三种形式的传递函数表达式；3）若R=1KΩ，C=20μF，当输入量频率为：f=50HZ,求阻容滤波器对该交流分量的滤波效果。2-2、R-L-C电路如图所示。USrUCCRLi试完成以下问题：1）建立描述输出量与输入量之间关系的微分方程；2）写出三种形式的传递函数表达式；3）若R=10Ω，C=10μF，L=0.1亨时，当输入量为正弦交流电压，其有效值为220V，频率f=50HZ。求输出量的有效值并讨论结果。2-3、用一支温度计测量气流温度。温度计原处于20℃室温中。突然将其插入220℃的气流中，已知温度计在工作条件下的时间常数Tc=1.1秒，试画出温度计的温升曲线。（描点作图）2-4一测量元件是二阶环节，静态灵敏度K1=1，固有频率ωn=10弧度/秒，阻尼比ζ=0.7。若输入信号为频率f=1Hz的正弦波，试求该系统的动态误差是多少？解：f=1HZ,输出信号频率：22f幅频特性：B/A=222/[1(/)][2(/)]nnk=2221/[1(2/10)][20.7(2/10)]=93.65%相频特性：55222(/)20.7(2/10)arctarct1(/)1(2/10)nngg=55.47°2-5、工程测量中遇到的动态量大致可分为哪3种信号？研究动态特性时常用阶跃信号研究哪部分响应？正弦信号又研究哪部分？线性测量系统有哪些重要性质？2-6、设一压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ωn为800Hz，阻尼比ζ=0.14，问使用该传感器去测量频率为400Hz正弦变化的脉动压力时，动态误差有多大？如果将该装置的阻尼比改为ζ=0.7，此时的动态误差有多大？3-1、用压电式压力传感器配电压放大器测量动态压力。若传感器绝缘电阻Ra=1010欧；Ri=109欧；Ca=1pf；Cc=0.5pf；Ci=0.1pf。若用该测量系统测量50周/秒的正弦脉动压力。问由动态响应决定的准确度是多少？若测量500周/秒的正弦脉动压力准确度又是多少？3-2、压电式压力传感器属于那一类压力传感器？根据压电式压力传感器工作原理，分析为什么它的测量线路必须有极高的输入电阻，而且压电式测压系统只适合于测量频率较高的压力脉动。3-3、用压力传感器测量脉动压力。被测介质为20℃空气。如果测压容腔的几何尺寸为：d=2mm,L=10mm,V=1cm3。由于容腔效应影响能否用来测量100周/秒的波动压力。根据P76公式3.79求出ωn即可，k=1.4，大气压力ps=0.1MPa，20度时空气密度ρ=1.237，将已知参数带入即可，如果结果接近100周/秒则不可测量，反之则可以。也可以进一步求出幅频及相频特性。3-4、温度是影响许多压力传感器准确测量的因素之一。对压电式压力传感器，温度变化通常影响压电系数变化；压阻式压力传感器与应变式压力传感器消除温度变化的影响的方法，前者常采用恒流源供电，而后者则是全桥电路。在压力测量中常常会由于连接传感器而出现容腔效应。该环节是二阶环节，其动态特性参数为,n。要减少该环节的影响减小几何尺寸参数，最根本的办法是采用非谐振传压管。压力传感器静态标定常用活塞压力计，而动态标定常用激波管。4-1、用热电偶测温时为什么要保持参比端温度恒定?一般都采用哪些方法?由于热电偶的热电势是两个接点温度的函数差，只有当冷端温度不变时，热电势才是热端温度的单值函数，因此要进行冷端补偿。一般采用（1）冰水混合物放保温瓶保持冷端为0℃（冰点法）；（2）采用接补偿导线（计算法）；（3）仪表机械调零；（4）软件法。4-2、接触式温度计在测量气流温度时有哪些误差？高速常温气流速度误差减小的方法？4-3、用电桥法测定热电阻的电阻值时，为什么常采用三线制接线方法?4-4、辐射高温计有哪三种基本形式？他们各自的原理什么？4-5、画出常用的三种流场显示技术光学布置图。4-6、用K型裸丝对焊热电偶测量气流的脉动温度，温度波动频率f=1Hz，试问要求其测量的动态误差小于5%时，热电偶的直径至少要小于多少毫米？（已知对流换热系数h=2000W/（m2.℃），热电偶的密度ρ=8300kg/m3,比热Cp=0.11KJ/Kg.℃）利用P132公式4.71与4.72之间的时间常数公式，注意根据体积和表面积的公式可以算出V/s=1/4d，根据时间常数公式即可求得时间常数与直径d的关系，将这个关系式带入一节环节的幅频特性公式2)(11/wTABc，B/A=95%，即可求出直径d。4-7、已知某测温传感器的复温系数r=0.9。用它来测量高速空气流的温度。测得有效温度Tg=1250K，同时测得气流的马赫数M=0.8，求气流的总温T*为多大？速度误差ΔTv为多大？（自己假定绝热指数）已知空气绝热指数：K=1.4T*=222211.41110.822125011.41110.90.822gkMTkrM=1264.35K速度误差：*=-vgTTT=1264.35-1250=14.35K4-8、M-Z干涉仪光源采用汞光。其。测试段无窗口。试验元件长20厘米，放在1个大气压，20℃的空气中，计算相邻两条纹代表的温差。4-9、用接触式感温元件测量温度一般有传热、速度、化学、动态误差。其中共性误差是传热。当气流马赫数0.2时，需考虑速度误差；当温度随时间变化时，需考虑动态误差；低速气流时T*=TgTj。高速常温气流时T*Tg=Tj。4-10、一恒流式热线，热线为钨丝，其时间常数Mcc=3×10-4秒，用它测量脉动频率f=300Hz的脉动速度时存在多大的动态误差？画出使用电流负反馈的伺服放大器的恒温型热线风速仪原理图，说明它测量脉动速度的原理。5-1、热线风速仪测速原理？恒温和恒流热线风速仪的静态和动态特性？5-2、双光束光束系统由哪几部分组成？LDV信号的特点是什么？5-3、用LDV测量流体速度，已知两光束的夹角为100。激光波长为0.6328微米。试求当气流为10米/秒时，多普勒频移fD为多少？5-4、常用的LDV外差检测光路是双光束双散射系统；根据应用场合可分为前向散射和后向散射光路布置。LDV信号的特点不连续、调频、变幅。光线在通过不均匀折射率场会产生角偏转，线位移物理现象，由此可用纹影仪、阴影仪进行定性测量。定量测量常用干涉法。001.546A