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济南大学20102011学年第2学期课程考试试卷答案（A卷）fflx电容测伙系據饥成图？电容传感滤的测伙范国购品文档（1）粮据电容传悠器与帔测农面的相对位且关系.说明电容传感器的测歆方X。答：由于在测St位移的过桎中电容传埒器号破测表面不接触.电容传峥器的测量属 于非按触测at方式.2分（2）写出电容传第器的电祚m极帀h的关系.说明传感購的测侵范用号量程.答：传感器的输岀电容C（F） U输入位移或极八h（um）ZfuJ的关系为：C=2.传感器的测撤范is50um-150um W lOOum3分（3）在b由SOuBflJlSOuB变化的过程中.将电猝传感器的电容问位利（戒 K）变化的 h（um）ZfBj的关系为：C = 甞因此貝有非线性关系.1分b传感器的灵壇度为：S =-習，因此不为轴数.2分h*4）电密利做仪即她电容传感器的測撤放大电路.其输岀为电乐信号. 很据学习的理论知识说明可穌収的测量电踣.出电踣简H9.并卑出 系统的输岀电压与被测位移贽Z间的关系式。答：采用运X放人器电路可以改洱极即变化的电容传密器非线件.极弟变化的电容传感器的输出为，c =竺上V其电容与极料之间足非线性关系因此.存在非线性误至.使符其测址电附很小.股叹极沖变化他M约为 % = 0.1比|膜可：临过*i线如图所示.反tfi冋路中的C*为极片变化熨电牡传悠為的电舁.输入 电舛采川同尢电容c为艳定的激励电丿仁那么输岀电輔品文rt5z间的关系式为I可畀.输岀电压，与电容传3器的间门5成找性关系.改变了其非线性问题.）变化的关系在卜图中绘出（定性丧示）. 井说明该鸿撤系统的输岀与输入之间足否貝冇线性关系？ffl分闻眷人二计算题（共25分）如图所示任一个嚴曹梁1：下茨而备钻贴了药个用值为R“2g.灵敏度 S, =2的金电阻应吏片当在集的木瑙施加一个但定的力F时.梁发生直交其 主視图和俯觇图如图3所示.其中.&与&在上表面.&与&化卜农I虬用3的皓构简图（1）将以上側个应变片按成全桥电桥.假设宜就供桥电源为5V.并骰设 负我电宙无穷人.当应变片的应变为2000/时.求岀此时电桥的输出电压.并 顾岀宜流电桥的电路图.解：U-Ut -/xSr xUt -2000-10x2x5x10 20mV2 分其电路图如下：梁的响应.力 信巧和响应佢巧同时送ft（；iV处理设备经处理历便获得所需的机械BI抗故据.：12 分I（2）金图5的利猷过程中.保持激掘力恒定.由低频段向高倾段泾次ii改变激械烦辜可以WMSW梁的一阶.二阶.三阶共娠波形若孑酚囚冇IH隼约为30Hz、ISOHz, 50OHz任以卜坐标图中SiBtt形的人観受化規MU（3）住图S的如厦中，若侑号发生豪产生的正找仙号的频率.值總定.但初:始相位角为R8机变量在M的响,中却可能包含一定的干执応须率戍”丫源的频耶并不郴同认分析汲用什么：以把测荻9的信号中的扰穴掉.从而 j获得真正由止弦激助侑号引起的响应？:答；采用相关滤波的方法2分悬骨梁可以音做个线杵系统.线杵务统的I弋持恂待别星符合叠如廩現和倾率保 tm. tfiMft E作中 ATft作用.1 分对个线性系统激掘若测WXI包含人的喋川I扰.根据坝性系统的疑/車保持性.只有和激掘频案相同的成分才可能是由激撮引足的响应庆它成分均是干扰 2分将激撇处儿所测再的响应信号AhlLMlK （iUr二0 卅用互棚关勺矣、不同頻不相关的杵质卫豉处理.就可以得到由没按而引起的响应幅值和相位菱消除了噪声干扰的妙响.应用郴关分析匝现来消陰侑由找握耽冇用侑号的处理方法读丿XII笑池波 亓的方法。:设有iW个周明信号Ht）和*）其闘频半不等x(t) = Xq sxn(qt + 6)y(t) = y0 sin(他 t + &-)艮为倍号Ht)和Ht)的词I倾率不等.不貝冇共同的周期.所以:Xq sin(幼 t + )y0 sin: (t + r) +kRvCr) = lun ifl ! 板.被河轴的侧面作为动様板转动传动轴.每肖传感器与轻的凹馆相对时.传感 器勺轴的侧而何蚣会突然变儿 这样将传憋髀的冷出倍号放人后比牧输;1；就会得 對一系列的方IMI号，知韵庚示。将这些方波倍号输入到计数8中.并把计數 以齿数.就会側到轴的转功频丰.即为转堆。 ，分HI品文料jinnjirLTL（2）若对一个丸淆的金属材料回转轴进行测量如圈7所示.是否 町以达测at的LI的？如果不训以.说明廉因.如果可以请根据 依号的变化规律进行分析.电*Uft传幺as hf| 电容传也那图7光滑冋转轴的转速测试n：若对一个光滑的金属材料网转轴进行测lit.涡滾传感电猝传恳器仍然固 定于轴的第使KWiWie达刘婪求.与轴任转动过程中.轴的侧面与传悠器的iffiiftiZfo的何隙一般不念发生芟化.但 罷由于13转越不可能绝对的同心在中.由轴的做小ffi心.可能便得侧面也仝周期件的笈生变化.邵久购个件$5的侯匕经过放火匚御竹的信 号波彤为轴的個心是乂出期受化的.所以传够器测员时刘的殆号也是同期变化的.而且二者的周期相同.此侑号同样经过计数器汁数后得到转連。5分3）时F个时不变线性系统.输入为某一孙半他,的圧技依号时JC臆心筍岀值号的频率应该为（如九1分已知带通淳液器的kttll Vi! f ;=40Hz.下裁止f,=10Hz辉么该池波器的中心頻聿=（ 20 ） Hz.1分（5）调幅足梅低龍的被测依号9个高频的我波佶号相乘使麻频佢号的（幅值随被测信号的变化而变化.1分6，变阴器式传J器的分矫力由十受到电阳沖甘令的限制TR不高腹堆小于（20 ） xm.1分7）方波侑号与其通过菜一波波器后的输出信号见下图.那么该遊波器可能是（低通滤波2L1分MAA文档输人用弓（b）输出诵号
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