液壓傳動(dòng)-課后習(xí)題及解答

第一章緒論

一、填空題

1、一部完整的機(jī)器一般主要由三部分組成，

即、、

2、液體傳動(dòng)是主要利用能的液體傳動(dòng)。

3、液壓傳動(dòng)由四部分組成即、、、。

4、液壓傳動(dòng)主要利用的液體傳動(dòng)。

5、液體傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)的流體傳動(dòng)。包括和o

二、計(jì)算題：

1:如圖1所示的液壓千斤頂，已知活塞1、2的直徑分別為d=10mm,D=

35mm,杠桿比AB/AC=l/5,作用在活塞2上的重物G=19.6kN,要求重物提

升高度h=0.2m,活塞1的移動(dòng)速度v1=0.5m/s。不計(jì)管路的壓力損失、

活塞與缸體之間的摩擦阻力和泄漏。試求：

1）在杠桿作用G需施加的力F；

2）力F需要作用的時(shí)間；

3）活塞2的輸出功率。

二、課后思考題：

1、液壓傳動(dòng)的概念。

2、液壓傳動(dòng)的特征。

3、液壓傳動(dòng)的流體靜力學(xué)理論基礎(chǔ)是什么？

4、帕斯卡原理的內(nèi)容是什么？

5、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成。

6、液壓系統(tǒng)的壓力取決于什么？

第一章緒論答案

一、填空題

第1空：原動(dòng)機(jī)；第2空：傳動(dòng)機(jī)；第3空：工作機(jī)；第4空：液體動(dòng)能；第5

空：液壓泵；6：執(zhí)行元件；7：控制元件；8：輔助元件；9：液體壓

力能；10：液力傳動(dòng)；11：液壓傳動(dòng)

二、計(jì)算題:

答案:

1）由活塞2上的重物G所產(chǎn)生的液體壓力

_Q_404xlMxlO3

=20X106Pa

根據(jù)帕斯卡原理，求得在B點(diǎn)需施加的力

AT=1S7W

由于AB/AC=l/5,所以在杠桿C點(diǎn)需施加的力

F=x1=1570x1/51^=314V

2）根據(jù)容積變化相等的原則

加’k

?i—=>>—=y—

求得力F需施加的時(shí)間

.ufUxpSxKT9)11/_

--asKtLOxio-9)31.

3)活塞2的輸出功率

JIV=—xlMxKPlF^SOCIF

=1I4.9

第二章液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)

一、填空題

1、油液在外力作用下，液層間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)的產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)，叫

做。

2、作用在液體內(nèi)部所有質(zhì)點(diǎn)上的力大小與受作用的液體質(zhì)量成正比，這種力稱

為O

3、作用在所研究的液體外表面上并與液體表面積成正比的力稱為。

4、液體體積隨壓力變化而改變。在一定溫度下，每增加一個(gè)單位壓力，液體體

積的相對(duì)變化值，稱為

5、液體壓流動(dòng)中，任意一點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化的流動(dòng)狀態(tài)稱為定常流

動(dòng)，又稱O

6、伯努利方程是以液體流動(dòng)過程中的流動(dòng)參數(shù)來表示的一種數(shù)學(xué)表

達(dá)式，為即為能量方程。

二、計(jì)算題：

2-1如圖2-1所示，液壓泵的輸出流量qp=5lOfiBs全部經(jīng)進(jìn)油管進(jìn)入液壓缸，液壓缸

的大腔面積Al=20lO-4m2,小股面積八2=1010+峭，進(jìn)回油管的直徑di=<i2=10mm。試

用流量連續(xù)性方程求活塞運(yùn)動(dòng)速度及進(jìn)油管的流速?！?/p>

圖2-1，

2-2如圖2-2所示為一種熱水抽吸設(shè)備。水平管出口通大氣，水箱表面為大氣壓力，有關(guān)

尺寸如下：Ai=3.2cin2,AZAAI，h=lm,不計(jì)液體流動(dòng)時(shí)的能量損失，問水平管內(nèi)冷水

的流量達(dá)到多少時(shí)才能從水箱內(nèi)抽吸熱水？.

二、課后思考題：

1什么叫壓力？壓力有哪兒種表示方法？液壓系統(tǒng)的壓力與外界負(fù)載有什么關(guān)

系？

2解釋下述概念：理想流體、定常流體、過流斷面、流量、平均流速、層流、紊

流和雷諾數(shù)。

3連續(xù)性方程的本質(zhì)是什么？它的物理意義是什么？

4說明伯努利方程的物理意義并指出理想液體伯努利方程和實(shí)際液體伯努利方

程的區(qū)別。

第二章液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)答案

一、填空題

第1空：油液的粘性；第2空：質(zhì)量力；第3空：表面力；第4空:

液體的壓縮性；第5空：穩(wěn)定流動(dòng)；第6空：能量守恒

二、計(jì)算題:

1:答案："

因液壓泵的流量全部經(jīng)進(jìn)油管進(jìn)入液壓缸，由連續(xù)性方程可求解進(jìn)油管流速

5八10-4

3140012

活塞運(yùn)動(dòng)速度V=—=-~-rill3=025HI3^

W20x10-4

u3

液壓缸回油腔的流量q2=A2v=1010025ms

=25-lO'Ws.

nd}

回油流量應(yīng)滿足流量連續(xù)性方程，即丫21/=%”

<7,2.5X10“X4,…，

因此，得回油管流速匕=二飆=三:17777彳"〃$=3」勺"鼠

田；43140.01

顯然，VI-'2,這是因?yàn)橐簤焊椎倪M(jìn)回油管被活塞隔開，液流已不連續(xù)所致。.

2：慘窠…

對(duì)水平截面口和n-n列伯努利方程，因Z|=Z2,pz=pa.(f.

在剛剛右水箱抽吸熱水的瞬間垂直管的流量為零，此處可視為靜止液體，由靜壓力方程

有心="+Pgh(2>-

因A2=4A”由流量連續(xù)性方程有環(huán)=4丫2⑶“

一一限981^1

聯(lián)立(1)、(2)、(3)式，得=='-區(qū)-in/s=l.14iii/s

即開始抽吸熱水時(shí)水平管的冷水流量為.

-43-33

q=J2v2=4-32-IOx1.14/?/s=l.464xIO;///5

第三章液壓動(dòng)力元件

一、填空題

1、液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

中的動(dòng)力元件。

2、液壓傳動(dòng)中所用的液壓泵都是靠密封的工作容積發(fā)生變化而進(jìn)行工作的，所

以都屬于o

3、泵每轉(zhuǎn)一弧度，由其幾何尺寸計(jì)算而得到的排出液體的體積，稱為。

4、在不考慮泄漏的情況下，泵在單位時(shí)間內(nèi)排出的液體體積稱為泵

的。

5、泵在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下輸出的實(shí)際稱為泵的o

二、計(jì)算題：

3-1已知液壓泵的額定壓力ps=21MPa,額定流量q^WOOLmin,總效率i]=0.9,機(jī)械效率

i|m=0.93?！?/p>

試求："

1）驅(qū)動(dòng)泵所需的額定功率P;?

2）泵的泄漏量Aq?！?/p>

三、簡答題：

試述液壓泵工作的必要條件。

第三章液壓動(dòng)力元件答案

填空題

第1空：液壓能；第2空：容積式泵；第3空：泵的排量；第4空:

理論流量；第5空：額定流量；

二、計(jì)算題：

答案：驅(qū)動(dòng)泵所需要

的功率

P■歹■77.lxlO3IF-77.UHF

910x0.9

泵的泄漏量

A?=4L-=(_^L_-loo)￡/DD=6質(zhì)工，nib

q.0.9/0.93

三、簡答題:

1、答案：

答：（1）吸油腔和壓油腔要互相隔開，并且有良好的密封性.（2）由吸油腔容積

擴(kuò)大吸入液體；靠

壓油腔容積縮小排出（相同體積的）液體.（3）吸油腔容積擴(kuò)大到極限位置后，先

要與吸油腔切斷，

然后再轉(zhuǎn)移到壓油腔中來；壓油腔容積縮小到極限位置后，先要與壓油腔切斷,

然后再轉(zhuǎn)移到吸

油腔中來。

第四章液壓執(zhí)行元件

一、填空題

1、液壓馬達(dá)是將轉(zhuǎn)換為的裝置，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)運(yùn)

動(dòng)。

2、液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來實(shí)現(xiàn)的執(zhí)行元件。

二、計(jì)算題

4-1某減速機(jī)要求液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T=S〉5N-m,轉(zhuǎn)速n=30imin,馬達(dá)回油腔壓

力為零。設(shè)馬達(dá)的排量VM=l25cnPi,液壓馬達(dá)的容積效率UMV=O.9,機(jī)械效率心皿=09

求所需要的流量和壓力各為多少..

4-2某液壓馬達(dá)排量為VM=70mL，r,供油壓力為p=10MPa,輸入流量q=100L”nin,液壓

馬達(dá)的容積效率11MV=O.92,機(jī)械效率11Mm=094,液壓馬達(dá)回油背壓為02MPa。試求：.

1）液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩：.

2）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速?.

4-3如圖所示，兩串聯(lián)雙活塞桿液壓缸的有效作用面積A|=50cm2,A2=20cm2,液壓泵的

流量qp=0.05?UPnFs,負(fù)栽W|=5000N,W2=4OOON.不計(jì)損失求兩缸工作壓力pi、p?

及兩活塞運(yùn)動(dòng)速度V］、v2..

4-4如圖所示的液壓系統(tǒng)中，液壓泵的名牌參數(shù)q=18

Limn,p=6.3MPa,設(shè)活塞直徑D=90min,活塞桿直徑d=

60nun,在不計(jì)壓力損失且F=28000N時(shí)，試求在各圖示情

況下壓力表的指示壓力。"

第四章液壓執(zhí)行元件答案

-、填空題

第1空：液壓能；第2空：機(jī)械能；第3空：直線往復(fù)運(yùn)動(dòng);

二、計(jì)算題:

答案：-

1）白馬達(dá)的辛辛矩公式I=紐巳乙〃.

一，?.）萬"用丁'

得馬達(dá)的迸出口壓力量主

d.p.T..r23.14.52.5___，

=-：二二二！:：f=10寸一09?二尸。=N9.70.尸］

VM7W12.5?'

當(dāng)馬達(dá)回泊腔壓力為零時(shí)，馬達(dá)的選口壓力為293.I06P：t?

2）白馬達(dá)的轉(zhuǎn)速公式三

得馬達(dá)需要的流量’

L

=O.417L/min

答案:

1）液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩

?K=AJ7144=10-0.2)l(f-7010^

mA

,)TT…””2.3.O.947V-U/=102.77V-tn

2)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)聲8:..

0.92,

?r/11L.1=1314r/m.in

27T710」

4-3答菜iv

1）因液壓泵的流量作全部進(jìn)入缸1,所以缸1活塞運(yùn)動(dòng)速度

q0.05xlO-3.

Vi=—p=---------------m/s.

450x10一

=0.01m/$^

而缸1是雙活塞桿缸，排出的流量亦為耶且全部進(jìn)入缸2,故缸2活塞的運(yùn)動(dòng)速度.，

qp0.05x10-3

v=—=---------------mIs3

2420x10"

=Q025m/s2

2）缸2回油直接回油箱，因此活塞要推動(dòng)負(fù)載W?,缸2的進(jìn)口工作壓力

4000

P2=2=Pa=2x106Pa~

420x10

門即缸1的排油壓力，于是對(duì)缸1有2

piAi=p2A2+Ww

因此，缸1的進(jìn)口工作壓力〃

%+_5000+2xl0‘x50xlO"

Pi=Pa=3x10*Pa

450xlO-4

4-4答案：a:pi=4.4MP；b：pi=5.5MP；c：pi=0“

第五章液壓控制元件

一、填空題

1、液壓控制閥按用途分為、、三類。

2、液壓控制閥按結(jié)構(gòu)形式可分為:滑閥（或轉(zhuǎn)閥）、滑閥（或轉(zhuǎn)閥）、錐閥、球

閥、、六類。

3、液壓控制閥按連接方式可分

為、、、、五類。

4、根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為、兩類。

7、順序閥的功用是以使多個(gè)執(zhí)行元件自動(dòng)地按先后順序動(dòng)動(dòng)作。

8、流量控制閥是通過改變來改變局部阻力的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量

的控制。

9、減壓閥是使出口壓力低于進(jìn)口壓力的0

二、簡答題：

5-1圖示兩個(gè)系統(tǒng)中，各溢流閥的調(diào)整壓力分別是以=4唯，PB=iMPa,Pc=IMPa,如果系統(tǒng)

的外負(fù)我趨于無窮大，泵的工作壓力各為多少？.

b)?

5-2如圖所示，將兩個(gè)規(guī)格相同、調(diào)定壓力分別為Pl和P2（P!P2）的定值減壓閥并聯(lián)使

用，若進(jìn)口壓力為P”不計(jì)管路損失，試分析出口壓力P。如何確定。-

5-3如果將調(diào)整壓力分別為lOMPa和5MPa的順序閥F,和F2串聯(lián)或并聯(lián)使用，試分析進(jìn)

口壓力為多少？.

5-4試比較溢流閥、減壓閥、內(nèi)腔外泄式順序閥三者之間的異同。

5-5為什么調(diào)速閥用在回油節(jié)流調(diào)速時(shí)可以用普通的定值減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)來代

替？

第五章液壓控制元件答案

一、填空題

第1空：壓力控制閥；第2空：流量控制閥；第3空：方向控制閥；第4

空：噴嘴擋板閥；第5空：射流管閥；第6空：螺紋連接閥；第7空：法蘭連接

閥；第8空：板式連接閥；第9空：疊加式連接閥；第10空：插裝式連接閥；

第11空：直動(dòng)型；第12空：先導(dǎo)型；第13空：壓力差；第14空：系統(tǒng)壓力為

信號(hào)；第15空：節(jié)流口通流面積或通流通道的長短；第16空：壓力控制閥；

二、選擇題：

1-2：DA

二、簡答題:

5“答案：.

圖a：此系統(tǒng)壓力p=2Mpa：圖b：此系統(tǒng)壓力p=4+2=6MPa.

12答案：，

圖中標(biāo)注說明“

qisqo一并聯(lián)支路的進(jìn)、出口流量；"

p?Po一并聯(lián)支路的進(jìn)、出口壓力；"

Pi、p：-----閥1、閥2的調(diào)定壓力；"

金、q：-----通過閥1、閥2主閥口餓流量；"

q”、q‘:——通過閥1、閥2先導(dǎo)閥的流量；。

Ri、Pc:——閥I、閥2先導(dǎo)閥前的壓力??

因出口壓力與負(fù)我壓力有關(guān)，下面分三種情況進(jìn)行討論：“

1）若負(fù)載壓力pL<P：，則閥1和閥2的先導(dǎo)閥均關(guān)閉q“R,%：=?,主閥閥口全開，不

起減壓作用，P「P°=PI.，兩支路的流量,

qi=守=0.5qi，而qcFqi?0

2）若則閥2的先導(dǎo)閥開啟，主閥閥口關(guān)小，而處于另一支路的閥1

的先導(dǎo)閥仍然關(guān)閉，qU=0，主閥閥口全開，不起減壓作用，因此prp°=PL，兩支路的流

量生〉q：?為保證閥2的出口壓力大于調(diào)定壓力p：,經(jīng)其閥阻尼孔流至先導(dǎo)閥的流量”：

應(yīng)大于設(shè)討值，以形成足蟋的壓力差Zip產(chǎn)PL-pc使主閥芯上移至主閥口趨于關(guān)閉.~

3）若Pi?Pi，且P?PL，則兩減壓閥的先導(dǎo)閥均開啟，主閥口同時(shí)起件3壓作用，p0=pi?

這樣，閥2的出口壓力與再先導(dǎo)閥前的壓力差值較第二種情況更大，為在閥2內(nèi)部形成

更大的壓力損失，流經(jīng)主閥陰尼孔至先導(dǎo)閥的流量%：將更大，主閥芯進(jìn)一步上依，主閥

口完全關(guān)閉前經(jīng)閥2的流量q：=0.由于出口無法推動(dòng)負(fù)載，故并疑支路的出口流量qo=0,

并聯(lián)支路的進(jìn)口流量僅滿足兩先導(dǎo)閥的流量需求，即qi=qi=qc+qa，而2

一、填空（每空1份，共20分）

1.測試技術(shù)的基本任務(wù)是（獲取有用的信息）

2.從時(shí)域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng)（脈沖響應(yīng)函數(shù)的卷積）。

3.信號(hào)的時(shí)域描述，以一時(shí)間（f）_為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以一頻率/或（a）_為獨(dú)立變

量。

4.如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz,為了防止在時(shí)域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于一

100Hz,

5.在橋式測量電路中，根據(jù)其—激勵(lì)電壓（或工作電壓或橋壓或電源）_的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與

交流電橋。

6.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)別在于：前者利用一導(dǎo)體機(jī)械形變—引起的電阻變化，

后者利用一半導(dǎo)體電阻率的（或半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)）_變化引起的電阻變化。

7.壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的_壓電效應(yīng)一而工作的。

8.帶通浦波器的上下限截止頻率為ftz、fc”其帶寬B=_/c2一/“_；若其帶寬為1/3倍頻程則?=_

V2_fci?

9.屬于能量控制型的傳感器有一電阻式傳感器一、一渦電流傳感器一電容式傳感器、電感式傳感器等。

10.根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為一調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相

11.相關(guān)濾波的工作原理是一同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測原理

12測試裝置的動(dòng)態(tài)特性可以用一傳遞一函數(shù)、一頻率響應(yīng)一函數(shù)和一脈沖響應(yīng)

_函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。

二、選擇題（把正確答案前的字母填在空格上，每題1分，共10分）

1.不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是D信號(hào)。

A復(fù)雜周期B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī)

2.平穩(wěn)隨機(jī)過程必須B。

A連續(xù)B統(tǒng)計(jì)特征與時(shí)間無關(guān)C各態(tài)歷經(jīng)D統(tǒng)計(jì)特征等于時(shí)間平均

3.一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是工_________。

A固有頻率B阻尼比C時(shí)間常數(shù)D靈敏度

4.系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時(shí)，對(duì)于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)數(shù)值不同的輸出量

之間的最大差值稱為Ao

A回程誤差B絕對(duì)誤差C相對(duì)誤差D非線性誤差

5.電阻應(yīng)變片的輸入為B0

A力B應(yīng)變C速度D加速度

6.D用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。

A傳遞函數(shù)B互相關(guān)函數(shù)C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù)

7.為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用放大器。

A電壓B電荷C微分D積分

8.在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量而且不受油污等介質(zhì)影響的是Q傳感器。

A電容式B壓電式C電阻式D電渦流式

9.信號(hào)分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號(hào)的頻率，可將磁帶B,也可達(dá)到分析的目

的。

A重放速度放快B重放速度放慢C重放速度不變D多放兒次

10.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量?

A存在，但＜5%B存在，但＜1C在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在D不存在

三、判斷題(用J或X表示，在正確的題目對(duì)應(yīng)的括號(hào)里填，，反之填X,每題1分，共10分)

1.(F)非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。

2.(T)傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。

3.(F)調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。

4.(T)渦流傳感器屬于有源傳感器。

5.(T)滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測量。

6.(T)窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。

7.(F)恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。

8.(T)隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。

9.(F)壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。

10.(T)若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)一定為1。

四、簡答題(每題5分，共30分)

1.已知周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)展開式為，叼.1.,1.c)

試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說明其頻譜特點(diǎn)。

彳(3)

8A

K

8A

|318A

I產(chǎn)—

03、3“55④

頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減性3分(每答對(duì)一個(gè)得1

分)

2.二階測試裝置的兩個(gè)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實(shí)現(xiàn)不失真測試，如何確定其取值范圍？

固有頻率(以)和阻尼比(J)3分(每答對(duì)一個(gè)得1.5分)；為了實(shí)現(xiàn)不失真,阻尼比

(自)取值0.6~0.8;工作頻率取值小于等于0.58七2分(每答對(duì)一個(gè)得1

分

3.何謂不失真測試？實(shí)現(xiàn)測試不失真的測試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何？

輸出y(t)與輸入x(t)滿足關(guān)系y(t)=A＜,x(t-t0),其中和t°為常數(shù)，

則為不失真測試。2分

或者用文字描述上述關(guān)系，描述正確2分，不完整1分，錯(cuò)誤不得分。

實(shí)現(xiàn)不失真測試的測試裝置的

幅頻特性為A(3)=AO=常數(shù)1.5分

相頻特性為力1.5分

或者用文字表述，表述正確同樣得分。

4.信號(hào)的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？

(1)電壓幅值調(diào)理(或者放大)1分

(2)濾波(或者濾去高頻)2分

(3)隔離直流分量(或者隔直)1分

(4)如原信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)(或者解調(diào))I分

5.為什么在動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕？

動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋(1分)，即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線間存在

分布電容(1分)，相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個(gè)電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡

(3分)。5分

6.測得兩個(gè)同頻正弦信號(hào)的相關(guān)函數(shù)波形如圖I,問：

圖1

(1)這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是互相關(guān)函數(shù)？為什么？

(2)從波形中可以獲得信號(hào)的哪些信息？

(1)互相關(guān)函數(shù)，因?yàn)槭欠瞧娣桥己瘮?shù)。2分

(2)頻率信息：正弦波形的頻率與此波形頻率相同1分

相位信息：兩正弦波形之間的相位差就是此波形中的初相位1分

幅值信息：此波形的振幅是兩個(gè)正弦波振幅乘積的一半1分

五、計(jì)算題(共14分)

1.(6分)已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為

I,式中T=0.05.V

當(dāng)輸入信號(hào)為M，)=0.6COS(60，)+0.5COS(100,-45，)時(shí)，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出)'(，)?。

x(t)=0.6cos(60/)+0.5cos(100r-45°)

令xt(r)=0.6cos(60z)?々。)=0.5cos(100r-45°)

根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性

由8]=60,可以得到：

?1分

4(例)=j=0.316

"1+(0.05x60)2

奴)=-arctg(To))=-arcrg(0.05x60)=-71.565°1分

y,(0=0.6x0.316cos(60/-71.565°)=0.1896co5(60/-71.565°)

由①2=100,可以得到：

11分

4(電)=，=0.196

"+(0.05x100)2

<p(ct)2)=-arctg(ra))=-arcrg(0.05x100)=-78.69°】分

y2(/)=0.196x0.5cos(l00,-450-78.69°)=0.098cos(l00/-123.69°)

由線性系統(tǒng)的疊加性可得

y(0=3⑴+y2(t)=0.1896cos(60—71.565°)+0.098cos(l00/-123.69°)

2.（4分）有一信號(hào)x（f）=4cos（cyr+0）,初始相角“為一隨機(jī)變量;

試求1）求其自相關(guān)函數(shù)；2）確定其均值和方差。

自相關(guān)函數(shù)：&（加叫卜味…力1分

lim—￡Acos(frf+夕)?4cos[fiX/+r)+8)k〃

=421分

——cos(fwr)

均值:4=Jfl"⑺力JftAcos?“+(p)dt°1分

,(I2102

方差：，14A；

國x?)-4W=，

*02L

3.（4分）以阻值R=120Q,靈敏度S=2.5的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻組成電

橋，供橋電壓為4V,并假定負(fù)載電阻無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000〃￡時(shí)，分別求出單臂、雙臂

電橋的輸出電壓

鼠臂:

u=-Sa/?=-X2.5X1000X106x4=2.5xl0,V

?4R?4R°4°4

雙臂：

6,V

u,=—■?,,=-—???=-Sa(l)=-x2.5x1000x10x4=5xl0之分

'2R"2R02°2

復(fù)習(xí)題

第一章信號(hào)及其描述

（-）填空題

1、測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸?shù)摹＿@

些物理量就是,其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號(hào)。

2、信號(hào)的時(shí)域描述，以—為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以—為獨(dú)立變量.

3、周期信號(hào)的頻譜具有三個(gè)特點(diǎn)：，,。

4、非周期信號(hào)包括信號(hào)和信號(hào)。

5、描述隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)有、、。

6、對(duì)信號(hào)的雙邊譜而言，實(shí)頻譜（幅頻譜）總是—對(duì)稱，虛頻譜（相頻譜）總是—對(duì)稱。

（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過程。（）

2、信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含相同的信息量。（）

3、非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)的。（）

4、非周期信號(hào)幅頻譜與周期信號(hào)幅值譜的量綱一樣。（）

5、隨機(jī)信號(hào)的頻域描述為功率譜。（）

（三）簡答和計(jì)算題

1、求正弦信號(hào)x（f）=x0sinat的絕對(duì)均值P網(wǎng)和均方根值XM

2、求正弦信號(hào)》（/）=%）5出（由+9）的均值〃',均方值,和概率密度函數(shù)p（x）。

3、求指數(shù)函數(shù)x（f）=〉0"20）的頻譜。

cosa>t\t\<T

4,求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)X（f）=《n的傅立葉變換。

[0\t\>T

5、求指數(shù)衰減振蕩信號(hào)x（/）=e-"‘sin例"（a>0/20）的頻譜。

第二章測試裝置的基本特性

（-）填空題

1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為“（/0）=-1—,輸入信號(hào)x（7）=sin,，則輸出信號(hào)y。）的頻

2ja＞+\2

率為。=___,幅值y=.相位。=____。

is41ty?2

2、試求傳遞函數(shù)分別為—V—和—........-------r的兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。

3.5s+0.5s+1.4cons+a）n

3、為了獲得測試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、

和O

4、當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出y。）與輸入x（t）之間的關(guān)系為y（t）=Aox（t-%）時(shí)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)測試。

此時(shí)，系統(tǒng)的頻率特性為“（/。）=。

5、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的—越小。

6、一個(gè)理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有—關(guān)系為最佳。

（-）選擇題

1、不屬于測試系統(tǒng)的靜特性。

（1）靈敏度（2）線性度（3）回程誤差（4）阻尼系數(shù)

2、從時(shí)域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng)—響應(yīng)的卷積。

（1）正弦（2）階躍（3）脈沖（4）斜坡

3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為。|（。）和。2（0），則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為一。

Q.

（1）。|（。）。2（0）（2）。|（@）+。2（。）（3）c,、八，、＜4）。|（。）一。2（/）

0（。）+。2（助

4、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量_____o

（1）存在，但＜5%（2）存在，但＜1

（3）在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在（4）不存在

5、忽略質(zhì)量的單自由度振動(dòng)系統(tǒng)是一系統(tǒng)。

（1）零階（2）一階（3）二階（4）高階

6、?階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是一。

（1）固有頻率（2）線性度（3）時(shí)間常數(shù)（4）阻尼比

7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值一倍所經(jīng)過的時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。

（1）0.632（2）0.865（3）0.950（4）0.982

（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、?線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸?個(gè)1000Hz的正弦信號(hào)，則必然導(dǎo)致輸出波形失

真。（）

2、在線性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱為傳遞函數(shù)。

（）

3、當(dāng)輸入信號(hào)X。）?定時(shí)，系統(tǒng)的輸出y?）將完全取決于傳遞函數(shù)”（s）,而與該系統(tǒng)的物理模型無

關(guān)。（）

4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。（）

5、測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大。（）

6、幅頻特性是指響應(yīng)與激勵(lì)信號(hào)的振幅比與頻率的關(guān)系。（）

（四）簡答和計(jì)算題

1、什么叫系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？

2、測試裝置的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性各包括那些？

3、測試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是什么？

4、某測試裝置為一線性時(shí)不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為H（S）=——1——。求其對(duì)周期信

0.005.V+1

x（t）=0.5cos10/+0.2cos（100r-45°）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y（f）?

5、將信號(hào)cos&輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為"（s）=—!—的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在內(nèi)的輸出y（f）

1+TS

的表達(dá)式。

第三章常用傳感器

（~）填空題

1、屬于能量控制型的傳感器有等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有等（每個(gè)至少

舉例兩個(gè)）。

2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)別在于：前者利用引起的電阻變化，后者利用

變化引起的電阻變化。

3、為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對(duì)測量精度的影響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常

常采用____工作方式。

4、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式：放大器和放大器，后接____放大器

時(shí)，可不受連接電纜長度的限制。

5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場中的___效應(yīng)。

6、磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是。

7、壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的而工作的。

（-）選擇題

I、電阻應(yīng)變片的輸入為—?

（1）力（2）應(yīng)變（3）速度（4）加速度

2、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠—的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。

（1）本身物理性質(zhì)（2）體積大?。?）結(jié)構(gòu)參數(shù)（4）電阻值

3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是一。

（1）位移（2）材質(zhì)鑒別（3）探傷（4）非金屬材料

4、變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成關(guān)系。

（1）非線性（2）線性（3）反比（4）平方

5,半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是一。

（1）長度（2）截面積（3）電阻率（4）高通

6、壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會(huì)引起傳感器的—產(chǎn)生變化。

（1）固有頻率（2）阻尼比（3）靈敏度（4）壓電常數(shù)

7、在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是一傳感器。

（1）電容式（2）壓電式（3）電阻式（4）電渦流式

8、自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙6變化時(shí)，其靈敏度S與3之間的關(guān)系是：S=—。

（1）k—（2）k8（3）k8~2（4）-k8~2

8

9、光電倍增管是利用—效應(yīng)制成的器件。

（1）內(nèi)光電（2）外光電（3）光生伏特（4）阻擋層

（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（）

2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感喘（）

3、壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）

4、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（）

（四）簡答和計(jì)算題

1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？

2、渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為

什么？

3、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？

4、電渦流傳感器能否測量塑料物體移動(dòng)的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應(yīng)采取什么

措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測量了。

5,壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？

6、試用雙螺管線圈差動(dòng)型電感傳感器做成個(gè)測力傳感器。

（1）用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；

（2）兩個(gè)線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說明如何接法。

7、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑廠=4（加加），工作初始極板間距離

b（）=0.3（加〃。，介質(zhì)為空氣。問：

（1）如果極板間距離變化量Ab=±l（/zm）,電容的變化量AC是多少？

（2）如果測量電路的靈敏度匕=100（，"V7pP）,讀數(shù)儀表的靈敏度七=5（格/mV）在

△3=±1（///?7）時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？

第四章信號(hào)調(diào)理、記錄和顯示

（-）填空題

1、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為—輸出的裝置。

2、在橋式測量電路中，按照的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。

3、在橋式測量電路中，根據(jù)工作時(shí)阻抗參與變化的可將其分為半橋與全橋測量電路。

4、調(diào)幅是指一個(gè)高頻的正（余）弦信號(hào)與被測信號(hào)—，使高頻信號(hào)的幅值隨被測信號(hào)的—而變化。信號(hào)

調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的。

5、調(diào)頻波的解調(diào)又稱為____。

6、調(diào)頻是利用信號(hào)電壓的—控制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而—與信號(hào)電壓成正比。

7、常用濾波器的上、下截止頻率/“、￡,2的定義為，其帶寬6=,若為倍頻程濾波器

了“與02的關(guān)系為——?

8、RC低通濾波器中RC值愈—，則上截止頻率愈低。

(二)選擇題

、設(shè)有一電路，是工作橋臂，&是固定電阻，且=凡。工作時(shí)

1R]R2,&，RI=&=&

R]->+2AR],則電橋輸出電壓e,.?()?e()為電橋的電源電壓。

A/?!A/?,、2AR]

bRL

(3)―e0(4)

4^而叫

2、調(diào)幅過程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)。

(1)相乘(2)相除(3)相加(4)相減

3、電路中鑒頻器的作用是。

(1)使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓(2)使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫?/p>

(3)使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?4)使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?/p>

4、一選頻裝置，其幅一頻特性在3—8區(qū)間近于平直，在/2-0區(qū)間急劇衰減，這叫—濾波器。

(1)低通(2)高通(3)帶通(4)帶阻

5、一帶通濾波器，其中心頻率是端，-3dB帶寬是8,則濾波器的品質(zhì)因數(shù)。等于。

⑴/+8(2)fa-B(3)fnB(4)f0/B

(三)判斷對(duì)錯(cuò)題(用J或X表示)

1、平衡純電阻交流電橋須同時(shí)調(diào)整電阻平衡與電容平衡。()

2、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。()

3、帶通濾波器的波形因數(shù)4值越大，其頻率選擇性越好。()

4、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。()

(四)簡答和計(jì)算題

1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？

2、調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？

3、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？

4、相關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。

5、以阻值R=120Q,靈敏度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120。的固定電阻組成電橋，供橋電壓

Vo=3V,若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變￡=2000〃￡。

(1)求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。

(2)求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度

6、若X。)為調(diào)制信號(hào)，y?)=cos2Mof為載波，為調(diào)幅波(如圖所示)

(1)利用傅里葉變換性質(zhì)說明調(diào)幅過程的原理。

(2)畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。

第五章信號(hào)處理初步

(-)填空題

1、為了識(shí)別信號(hào)類型，常用的信號(hào)分析方法有、和。

2、為了獲得測試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、

和.

3、在數(shù)字信號(hào)處理中，為避免頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)成為,還應(yīng)使采樣頻率

滿足采樣定理即。

4、如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz,為了防止在時(shí)域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于

Hz。

5、若x(t)是均值為U,為零的寬帶隨機(jī)信號(hào)其自相關(guān)函數(shù)T=0時(shí)RX(T),T->8時(shí)

R*(T)。

6、用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。

7、若某一信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為AC0S(07),則該信號(hào)的均方值為y，=,均方根值為

^rms____________0

8、最常用的功率譜估計(jì)方法為。

9、Sr(/)為信號(hào)的沿頻率軸的分布，|X(/)「稱為。

10、巴塞伐爾定理表示在—中計(jì)算的信號(hào)總能量，等于在—中計(jì)算的信號(hào)總能量。

(二)判斷對(duì)錯(cuò)題(用J或X表示)

1、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。()

2、A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。()

3、對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全避免柵欄效應(yīng)。()

4、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。()

5,互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。()

6、利用系統(tǒng)輸入x(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。