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信息检测与信号处理习题4含答案

第四章习题
一、选择题
1.在动态测试中,电桥的输出量通常采用( B )。

A.电阻量 B.电压量 C.电流量 D.电感量
2.直流电桥同一桥臂增加应变片数时,电桥灵敏度将( C)。

A.增大 B.减少 .C.不变 D.变化不定
3.为提高电桥的灵敏度,可采取的方法是( C ) A.半桥双臂各串联一片电阻应变片 B.半桥双臂各并联一片电阻应变片 C.适当提高电桥的电源电压 D.增大应变片的初始电阻值
4.为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作,传感器的两个电容应当连接成( C )。

A.并联电路
B.串联电路
C.电桥电路
5.交流电桥的供桥电压频率为0f ,输出信号最高频率为m f 。

它们之间的关系应满足( D )。

A.0m f f =
B.0m f f <
C.0m f f ≥
D.m f f >>0 6.电阻应变仪常用交流供桥的原因是( B )。

A.为了提高电桥的灵敏度
B.为了使放大器设计简单及提高抗电源干扰能力 C.可以使用相敏检波电路
7.调幅可以看成是调制信号与载波信号( A )。

A.相乘 B.相加 C.相减 D.相除 8.在调幅信号的解调过程中,相敏检波的作用是( B )。

A.恢复载波信号 B.恢复调制信号的幅值和极性 C.恢复已调制波 D.恢复调制信号的幅值
9.用一缓变的综合信号()cos 20cos 200e t A t B t ππ=⋅+来调制一载波()sin 2000i u t E t π=⋅,得到的调幅波的频带宽度为( C )。

A.(1000-10)Hz ~(1000+10)Hz B.-(1000+100)Hz ~(1000+100)Hz C. (1000-100)Hz ~(1000+100)Hz
10.要使RC 低通滤波器的通带加宽,则RC 值应( B )。

A.增加 B.减少 C.不变
11.在一定条件下RC 带通滤波器实际上是低通滤波器与高通滤波器( A )而成的。

A.串联
B.并联
C.串并联
D.叠加
12.滤波器的上、下截止频率为21,c c f f ,中心频率0f 则它们的关系是( A )。

A.0f =1202c c f f f += C.1202c c f f
f -=
13.滤波器的—3dB 频率截止频率,是指信号幅值衰减为输入幅值的( C )处的频率。

14 重复频率为1000Hz 的方波,经过一截止频率为2000Hz 的理想低通滤波器后的输出量为( B )。

A.1000Hz 的失真的方波
B.1000Hz 的正弦波
C.2000Hz 的正弦波
D.不知是什么波形
15. 光线示波器的振子的固有频率越高,其电流灵敏度( B )。

A. 越高 B. 越低 C.不变
16.为了用分析仪或计算机进行测试数据的处理,再现记录实验数据,则应选用(C )。

A.光线示波器
B.伺服式记录仪
C.磁带记录仪
D.阴极射线示波器
二、填空题
1.交流供桥的应变仪电桥,在压应变时,假如已调波与载波同相,则在拉应变时,已调波与载波_.反相180°__,因而可利用_相位跳变__作比较基准进行_相敏检波__。

2.将电桥接成差动方式可以提高_灵敏度__,改善_线性__,进行_温度__补偿。

3.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差,工作应变片与温度补偿应变片应接在_相邻__桥臂上。

4.调幅信号由载波的_幅值_携带信号信息,而调频信号则由载波的_频率_携带信号信息。

5.调制有_调幅__、_调频__、和_调相__三种类型,将调制高频振荡的缓变信号称为_调制波__,载送缓变信号的高频振荡称为_载波__,经调制后的高频振荡波称为__已调波_。

6.调幅过程在频域相当于_频率搬移__过程,调幅装置实际上是一个_乘法1器__,典型的调幅装置是_电桥__等。

7.调幅波经过相敏检波后,既能恢复信号电压的__幅值_,又能反映其__极性_。

8.RC低通滤波器中的RC值越大,则其上限频带越_窄__。

10.带通滤波器的中心频率
f与上、下截止频率间的关系是_
f=__。

11.RC微分电路实际上是一种_高通__滤波器,而RC积分电路实际上是一种_低通__滤波器。

例 3.有人使用电阻应变仪时,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,在半桥双臂上各串联一片的情况下,是否可以提高灵敏度?为什么?
答:不能提高灵敏度。

因为半桥双臂时,其输出电压为 12o i R u u R
∆=
⋅ 当两桥臂各串联电阻应变片时,其电阻的相对变化量为
22R R R R
∆∆= 即仍然没有发生变化,故灵敏度不变。

要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥联接。

这时o i R u u R
∆=⋅
例 4.用电阻应变片及双臂电桥测量悬臂梁的应变ε。

其贴片及组桥方法如下图
所示。

已知图中''
1122120R R R R ====Ω,上、下贴片位置对称,应变片的灵
敏度系数k=2。

应变值31010-ε=⨯,电桥供桥电压3i u V =。

试分别求出图(b )、图(c )组桥时的输出电压o
u =?
R
R
解:如图(b )组桥时的输出电压为
11112211121221
0.03()2
o i i
i i i
i R R R
u u u R R R R R R
R R R u u u R R R k u V +∆=
⋅-⋅+∆+-∆++∆∆ =⋅-⋅=⋅+ =
⋅ε⋅=
如图(c )组桥时的输出电压为
''1111''''
11112222221
42110.03()
22o i i i i
i i R R R R R
u u u R R R R R R R R R R R R u u R R u k u V R +∆++∆=⋅-⋅+∆++∆++-∆-∆++∆ =
⋅-∆ =⋅=⋅ε⋅=
例5.下图中所示为两支流电桥,其中图(a )称为卧式桥,图(b )称为立式桥,且12340R R R R R ====。

12,R R 为应变片,34,R R 为固定电阻。

试求在电阻应变片阻值变化为R ∆时,两电桥的输出电压表达式并加以比较。

解:图(a )中,卧式桥的输出电压为
114
112234
0000
()222o b d i i
i i
R R R u u u u u R R R R R R R R R R
u u R R R +∆=-=
⋅-⋅+∆+-∆++∆∆∆ =-⋅=⋅
图(b )中,立式桥的输出电压为
1122
114223
000000
22
200
(
)222241()2o b d i i
i
i i R R R R u u u u u R R R R R R R R R R u R R R R
R
R R R u u R R R R +∆-∆=-=⋅-⋅+∆+-∆++∆-∆ =-⋅+∆-∆∆⋅∆ =⋅=⋅∆-∆-
由此可知,当20
()12R R ∆ 时,得0
2o i R u u R ∆=⋅,在忽略了高阶无穷小之后,
两电桥的输出电压是一样的,均为2o i R
u u R
∆=
⋅,不同之处是:立式桥有非线形误差,而卧式桥没有,所以卧式桥更精确。

例 6.用电阻应变片接成全桥,测量某一构件的应变,已知其变化规律为:
()cos10cos100t A t B t ε=+,如果电桥的激励电压sin10000i u U t =⋅,试求此电桥
的输出信号频谱。

画出频谱图。

解:全桥时,电桥输出电压为:()o i u k u t =⋅⋅ε,k 为常数,应变片的灵敏度及电桥的接法有关。


sin10000(cos10cos100)
sin10000cos10sin10000cos100(sin10010sin 9990)(sin10100sin 990)
22
o u k U t A t B t k U A t t k U B t t
k U A k U B t t t t =⋅⋅⋅+ =⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ =+++其频谱如下图所示。

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