?nc?K0min1.24?108?rad/s?633rad/s 11m?ms300??27.633如果忽略电动机轴及减速器中的扭转变形，则系统的最低扭振固有频率为 ?nt?KTmin1.9?104?rad/s?571rad/s Jsd0.0583 ?nc和?nt都较高，说明系统动态特性较好。
第2章 检测系统设计
一、选择题
1.D；2.A；3.B；4.B；5.A；6.B；7.C；8.C；9.D；10.A；11.C；12.B；13.C；14.D；15.B；16.C；17.B；18.D；19.A；20.C；21.B；22.C；23.B；24.A；25.C；26.B；27.B；28.D；29.A；30.C；31.B；32.C 二、名词解释题
1.包络检波：是利用二极管等具有单向导电性能的器件截去调幅信号的下半部，再用滤波器滤除其高频成分，从而得到按调幅波包络线变化的调制信号。
2.旋转变压器的鉴相工作方式：是根据旋转变压器转子绕组中感应电动势的相位来确定被测位移大小的检波方式。
3.滤波器的截止频率：是指滤波器的幅频特性值等于K2所对应的频率。
4.小信号双线变送器：将现场微弱信号转化为4～20mA的标准电流输出，然后通过一对双绞线传送信号以实现信号和电源的一起传送。
5.莫尔条文：是指用平行光垂直照射相互倾斜微小角度而重叠在一起的指示光栅与标尺光栅时，在光栅的另一面所出现的与刻线垂直、明暗相间的粗大条纹。 6.增量式编码器是将位移转换成周期性变化的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。
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7.调频与解调：调频是用调制信号去控制高频振荡的载波信号的频率；调频波的解调是先将调频波变换成调频调幅波，然后进行幅值检波。
8.低通滤波器：能使频率不超过截止频率的低频信号顺利通过，迅速衰减截止频率以上的高频信号的电路装置。 三、简述题
1.答：1）低通滤波器；2）高通滤波器；3）带通滤波器；4）带阻滤波器。 2.答：1）幅度调制及其解调；2）频率调制及其解调；3）相位调制及其解调；4）脉冲宽度调制及其解调。
3.答：旋转变压器处于鉴相式工作方式时，其转子绕组中的感应电动势为
VB?KVmsin(?t??)
由式可见，旋转变压器转子绕组中的感应电动势VB与定子绕组的励磁电压同频率，但相位不同，其差值为?。通过比较感应电动势与定子励磁电压信号的相位，便可求出旋转变压器转子相对于定子的转角?。
4.答：1）放大作用；2）起平均误差的作用（平均效应）；3）莫尔条纹的移动与栅距间的移动成正比。
5.答：具有高输入阻抗、共模抑制能力强、失调及漂移小、噪声低、闭环增益稳定性高等。
6.答：旋转变压器处于鉴幅式工作方式时，其转子绕组中的感应电动势为
VB?Vmsin(???)sin?t
由上式可以看出，感应电动势VB是以角速度?为角频率的交变信号，其幅值为
Vmsin(???)。若电气角?已知，那么只要测量出VB的幅值，便可间接地求出即
被测位移?值的大小。
7.答：1）经过传感器变换以后的信号常常是一些缓变的微弱电信号，直接传输受
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到干扰，并且损失大，因此往往先将信号调制成变化较快的交流信号，交流放大后传输。2）传感器的电参量在变换成电压量的过程中用调制和解调的方法进行变换。 8.答：1）测量处于高共模电压下的低电平信号；2）消除由于信号源地网络的干扰所引起的误差；3）避免形成地回路及其寄生拾取问题（不需要对偏流提供返回通路）；4）保护应用系统电路不致因输入端或输出端大共模电压造成损坏；5）为仪器仪表提供安全接口。
四、综合应用题
1.解：（1）当ui>0时，二极管VD1截止，电容C通过R被充电，输出电压U0?uc；（2）当ui<0时，二极管VD1导通，电容C通过RL放电，输出电压U0?uc；（3）当电路处于稳态时，充电电荷等于放电电荷，其负载两端电压为直流电压信号U0，其波形如答1图所示。
答1图
2.答：解：由电路图列出电压和电流平衡方程得
uo?ui???RRf//C?1?1?C?1???R//CRjf?f
在稳态时令s?j?得输入与输出之间的传递函数为
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G(s)??(Rf/R1)CRfs?1
由上式可得通频带增益为 K??Rf/R1 截止频率为 f0?1/(2?RfC) 3.解：V0?1?Vi
R?R??Rx????1??Rx?RL??R??112?12?
2211??2?1RL2RL(1) 当V0=5.8时，5.8?解得
RL? (２)空载时RL??，5.8?14.5V? 0.41V0?Vi?6V
2
设测量出5.8Ｖ输出电压时的测量误差
则??6?5.8?0.033?3.3％ 6?ui?u?u????j?C?R? ?u??u??u?uu??o??R1??Rf4.解：由电路图列出电压和电流平衡方程得
在稳态时令s?j?得输入与输出之间的传递函数为
G(s)?1?Rf/R1CRs?1
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由上式可得通频带增益为 K?1?Rf/R1 截止频率为 f0?1/(2?RC) 5. 解：低通滤波器的频率特性为
G(j?)?式中，T＝RC为惯性环节的时间常数。 令A(?)?G(j?)?1jT??1
1(T?)?12?12解得其上截止频率为
11??2?f2 TRC11所以 f2???6366.2 （Hz） ?62?RC2??500?0.05?10?2?6.解：（1）当ui>0、开关S断开时，电容C通过R被充电，输出电压U0?uc； （2）当ui<0、开关S闭合时，电容C通过RL放电，输出电压U0?uc；（3）当电路处于稳态时，充电电荷等于放电电荷，则电容两端电压在充放电过程中变化很小，其负载两端电压为直流电压信号U0，其波形如答6图所示。
答6图
7.解：设传感器的每转脉冲数为m，每个脉冲对应工作台的位移为
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