习题课a及答案.doc

　一、有人在使用电阻应变片时，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。

　二、如图 1 所示柱式力传感器，实心圆柱体钢试件直径 d=10mm，材料的弹性模量

　E=2×10 11 N/m 2 ， 泊松比 =0.285。试件上贴四片相同的电阻应变片，其灵敏系数 S=2.0，并采用直流电桥线路进行测量。

　为了提高测量精度和灵敏度，这四片电阻应变片应如何粘贴和怎样接入电桥线路，请画出相应的粘贴方式图和电桥电路图；若所受力 F=3×10 4 N，供桥电压 U i =6V，此时电桥的输出电压 U o 为多少?

　(a) 实心圆柱体钢试件

　(b) 圆柱体钢试件側面展开图 图 图 1

　柱式力传感器

　2 (1 ).... 14.74o iS FU U mVAE    答案：

　 四、已知 RC 低通滤波器中 C=0.01F ,输入信号频率为10 f kHz ，输出信号滞后于输入( ) 30  。求：R 值应为多少？如输入电压的幅值为 100V,则其输出电压幅值为多少？

　答案：1/( 2 ) ... 86.63oR C f U V    

　 五、已知低通滤波器的频率特性为) 2 1 ( 1 ) (   f j f H  ，式中  = 0.05s,当输入信号) 45 100 cos( 2 . 0 10 cos 5 . 0 ) (   t t t x时，求其输出) (t y,并比较) (t y与) (t x的幅值与相位有何区别。

　答案：

　( ) 0.45cos(10 26.56 ) 0.04cos(100 123.69 ) y t t t    

　六、画出 RC 低通滤波器电路图，并求其频率响应函数、幅频特性、相频特性及截止频率。

　1( )1 2Hj f 

　 121( ) ( ) tan ( )1ccfH f fff f   12cfRC 

　 七、如图所示用四片灵敏度 S=2 的电阻应变片组成全桥电路，且测试过程中4 3 2 1R R R R         ，且1 2 3 4R R R R   ，供桥直流电压为 6V, 求当输出03 u mV 时，应变片的应变值为多少？

　答案：42.5 10  

　八、已知某滤波器的传递函数为 ( )1sH ss，式中 0.04s   ，现在该滤波器的输出信号表达式为 ( ) 46.3sin(200 34 ) y t t  ，求该滤波器的输入信号 ( ) x t 的表达式。

　答案：

　46.7sin(200 26.9 )ot 

　 九、一台变间隙式平板电容传感器，其极板直径 D=8mm，极板间初始间距 d 0 =1mm.， 极板间介质为空气，其介电常数 ε 0 =8.85×10 -12 F/m。试求：

　 （1）初始电容 C 0 ； （2）当传感器工作时，间隙减小 d=10µm，则其电容量变化 C； u 0 R 1 R 2 R 4 R 3 V

　（3）如果测量电路的灵敏度 K u =100mV/pF，则在 d=±1µm 时的输出电压 U 0 。

　答案：31)0.4452)4.45 103) 0.0445pFpFmV