同济大学汽车试验学考卷考题答案新编

填空题（45分）

1.分析系统动态特性可用时域分析法和频域分析法,在用频域分析法中, 通过傅里叶变换,描述系统的特性函数H(f)称为(频响函数),

还可以用其对应幅值关系的(幅频函数)和对应相位关系的(相频函数)来描述。 2.一阶动态系统的特征是(时间常数τ)二阶动态系统的特征参数是 (系统固有频率ω0、阻尼比ξ)

3.如果时域信号为x(t),若满足相应条件,其频域信号X(f),

j2ftdf (傅里叶逆变换表达式) 则有：x(t)X(f)e4.信号在时域被压缩,则该信号在频域的(幅值)成分将减小。

5.信号x(t)的输出为y(t),当t=t0时输出的显示值为y(t0),由于系统非线性误差的存在,

实际的真值应该是A0，此时系统的绝对误差Δ为(X-A0)相对误差(δ2 =（X-A0）/Xmax*100%)

6.由于测量的真值无法获得,则在有限次等精度测量中(样本平均值)作为最佳估计值取代测量值,其数学表达式为平均值(X=(x1+x2+x3+…..xn)/n)

7.随机误差正态分布具有的特性是(单峰性、对称性、有界性和抵偿性)

8.应变片灵敏度应(小于)相同材料单根金属丝的灵敏度.应变片实际灵敏度应由厂家标定,

标定的条件是(单向应力状态、贴片方向与主应力方向一致和试件材料的泊松比μ0=0.285）

9.根据截面应力分布的特点以及测量值尽可能大的要求,测量正应力的应变片贴片位置在截面的(正面)上,

贴片方向与截面方向(相同);测量剪应力的应变片贴片位置在截面的(侧面)处,贴片方向与截面方向(垂直)

10.一般情况下电桥的加减特性可采用来(进行温度补偿、提高输出灵敏度以及实现载荷分离)

11.霍尔电势UH,是由霍尔元件上运动的带电粒子和磁场的作用产生的(洛伦茨力)以及

带电粒子产生的(横向电场力)的瞬时平衡时的电势差

12.电位式电阻传感器的空载特性是线性的,而实际特性是非线性的,常用的非线性补偿的方法由(串联补偿电阻补偿法、推挽补偿法)

13.电容式传感器的电容量C与(极板面积大小、极板间距离和介电质常数)等参数有关,

其中与变量___的表达式为非线性。

14.噪声测量的客观量有(声压与压级 、声强与声强级、声功率和声功率级), 它们是客观描述声音的物理量.而描述声音的主观量是模拟正常人的听力的强度, 为(响度和响度级).对噪声的主观评价方法有(纯音噪音和复合音噪音)

简答及问答：（40分）

1.什么是应变片的横向效应，为什么会产生横向效应（p.53）

由于横向段的存在，感受横向应变而使电阻变化化率减小并降低灵敏度的现象。 原因：理想的电阻应变片输出应该完全是片长方向上的变形，但由于电阻片是 制成栅状的，它存在横向段，所以会产生横向效应。

2.电阻位移计出现最大误差的位置在什么地方其误差的产生与什么因素有关 3.

减小误差的方法是什么？

3.简述霍尔效应以及霍尔传感器的基本原理。

霍尔效应:金属或半导体薄片，若在它两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁场B，则在垂直电流和磁场方向上AA’将产生电势的现象。

基本原理:不论载流子是正电荷还是负电荷，都将受到向上方向的洛伦茨力的作用,

由于洛伦磁力的作用,正电荷在A侧堆积,负电荷在A’侧堆积,并由此产生A 指向A’

的横向电场。

4.交流电桥平衡条件为Z1Z3=Z2Z4.其中Z4为交流电桥桥臂的阻抗.若Z1=R1,Z4=R4, Z2=1/(1/R2+jωC2),Z3=1/(1/R3+jωC3),请写出交流电桥平衡条件的具体表达式。 平衡条件:R1R3/(1+jωC1R1)=R2R4/(1+ jωC3R3) 平衡时:实部相等 R1R3=R2R4 虚部相等C2R1=C3R4

5.在用磁电式扭矩仪测量轴的扭矩时，为何轴与传感器之间要有相对转动？ 相对运动产生间隙变化,从而引起磁阻变化,导致磁通量变化,e=-d(∮)/d(t)产生电势

6.试述惯性式加速度测振传感器的正确响应条件。

惯性式加速度测振传感器的正确响应条件:ξ=0.7 ω/ω0<0.4 或者ω/ω0《1 惯性式 速度测振传感器的正确响应条件:ξ=0.7 ω/ω0>2 或者ω/ω0 》1 7.灵敏度：测量系统或装置在稳态下输出相对于输入变化的比值。

8.现有从一条等响曲线查得三个纯音噪声的参数表如下，请将空白处填满。 频率（Hz） 声压级响度级（dB） (phon) 1000 30 30 5000 25 30 100 48 30 计算分析题（15分） 请用文字叙述差动原理及差动补偿的优点,并对下面电容传感器的非线性输出, 用差动法计算其灵敏度和非线性误差.C=εA/δ,

其中δ为电容两极板的距离,A为极板面积,ε为介电常数,C为电容.

答：原理及优点：使用两个具有特性方程的装置，使其中一个装置输入端作用 一个正变量的输入信号时，另一个装置的输入端作用一个绝对值与前相等的 负变量输入信号，其总输出为这两个装置的输出之差；

两个优点：（1）输出增加一倍；（2）非线性误差大大减小；

2.为测量某轴的转动功率,用测量轴受到的力矩M和轴的转速ω进行间接测量. 测得轴受到的力矩为M1,转速ω1其理想值应为M和ω,试计算转动功率N=Mω的 相对误差和绝对误差。

绝对误差:示值与约定真值的差值M1*n/974.4(Kw)-M*n/974.4(Kw) 标称相对误差:(M*n/974.4-M1*n/974.4)/M1*n/974.4(Kw) 实际相对误差:(M*n/974.4-M1*n/974.4)/M*n/974.4(Kw)