15_2第四章作业

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各种防身器材
电击高压发生器
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8.汽车、自行车速度及里程的测量
工业或汽车中经常需要测量运动部件的 转速、直线速度及累计行程等参数。现以大 家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测 量为例……
出租车计价器外形
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电动助动车仪表盘外形
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可参考汽车速度的测量原理
与车轮联动
旋转式 粘度计
测量旋转板的阻力，也可以计算出液体的粘度，利 用这种原理制造的仪器称为旋转式粘度计。将旋转板改 成振动板，再加上压电片等元件就成为振动式粘度计。
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5.公路智能交通监测
两根高分子压电电缆相距2m，平行埋设于 柏油公路的路面下约5cm，如下图所示。它可 以用来测量车速及汽车的载重量，并根据存储 在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。
药皮
圆弧形电涡 流探头压在电焊 条的药皮表面， 药皮厚度不够时， 电涡流增大。
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7.防身器材
构思一个多功能警棍，希望能够实现：①产生强 烈眩光；②产生30kV（3万伏）左右的高压；③能在 50mm距离内探测出犯罪嫌疑人是否携带枪支或刀具。 请画出该警棍的外形图……
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电 路 电 路
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安装 距离l
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请依据振动波形及x、y轴的参数 判断振幅和周期
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各种振动波形演示
（参考东方振动和噪声技术研究所资料）
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电焊条药皮测量
4. 电焊条外面包有一层药皮。焊接时，药皮熔 化，覆盖在高温熔融焊料上面，起隔绝空气、防止氧 化作用。如果药皮涂敷不均匀会影响焊接质量。 请……
提示： 绝缘薄膜上下两侧的极 板构成变介电常数的电容器。电容 量与绝缘薄膜的厚度成正比。
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绝缘薄膜张力及厚度测量系统
张力传感器
上下极板
张力传感器 厚度信号
张力信号
磁粉 制动器
励磁信号
信号处理器
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电动机
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7．粮食含水量测试仪
粮食部门在收购、存储谷物、菜籽等时， 需要测定这些粮食、种子的干燥程度，以防霉 变。请你根据已学过的知识，设计一台粮食含 水量测试仪，要求……
第四章作业
2. 用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜 动，已知传感器的灵敏度为25mV/mm。最大线性范 围（优于1%）为5mm。现将传感器安装在主轴的右 侧，使用高速记录仪记录下的振动波形如图所示。 问…… 电涡流式测振探头 为了得到较好的线性 度与最大的测量范围，测 振探头与被测金属的安装 距离l为线性范围的1/2。
自行车速度、里程测量仪表设计注意事项
1.观察自行车的结构可知，车速及公里数与车轮的直径及 转速成正比，因此应将注意力集中到自行车的前、后轮上。设 车轮的直径为D（m），则周长l=πD，车轮转动的圈数即为自 行车行驶距离的基本参数。若转动圈数为N，则累计路程L= Nl = NπD ；若每分钟转动的圈数为n（ n= N /t，圈/分钟）则车速 v=60nl/1000(km/h) =0.06 n πD(km/h) 。 2.车轮的钢丝辐条是等间隔排列的，应能给我们带来启示。 设辐条数为p，每产生p个脉冲，就意味车轮转了一圈。对传感 器测得的辐条数脉冲进行计数，可得到累计数Np ，则车轮转过 的圈数N=Np/ p 。我们也可以对气门芯从传感器面前掠过的次 数进行计数，从而也可以得到里程，计算公式请自行推导。 3.传感器可选用电涡流或干簧管、霍尔等传感器。在学习了 本书第四章、第八章、第十章和第十一章后，读者可以考虑多 种设计思路。
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倒车雷达主机
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超声波遥控开门
6.请根据学过的知识，设计一套装在汽车上和大 门上的超声波遥控开车库大门的装置。希望该装置能 识别控制者的身份密码（一串32位二进制编码，包括4 位引导码、24位二进制码以及4位结束码，类似于电视 遥控器发出的编码信号），并能有选择地放大超声信 号，而排除汽车发动机及其它杂声的干扰（采用选频 放大器）。要求：……
设计注意事项：内电极柱应为圆锥顶，使 粮食易于倒入；外壳须接地，以减少操作者手 的影响；超过设定值，例如18% 时报警。
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粮食含水量测试仪外形
粮食由此倒入 圆锥顶柱形内电极
外壳接地
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第六章作业
4.粘度计：请分析该粘度计的 工作原理……
液体的粘性越大，对振动板的 阻力就越大，振动板的振幅就越小， 所以它的振动加速度就越小，因此 质量块对压电片所施加的惯性力也 就越小，压电片的输出电荷量Q或 电压uo也越小，压电片的输出电压 反映了液体的粘度。
传感器在自行车测速及里程测量中的应用
显示器的安装位置
干簧管
N
磁铁
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非接触传感器的安装位置
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第五章作业
6．绝缘薄膜张力及厚度的测量 将平板电容的上、下极板置于生产绝缘 薄膜（例如塑料薄膜）传送生产线的上、下 方，将绝缘薄膜夹在中间，就可连续监测和 控制绝缘薄膜的厚度。请画出测量控制装置 的示意图，包括……
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汽车车速测试仪
7.构思一台枪形超声波多普勒远距离汽车 车速测试仪。 1）请画出外形图（包括描准装置、取样 开关、液晶显示器等）。 2）画出电原理框图。 3）写出使用说明书。
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汽车车速测试仪外形
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汽车雷达测速介绍（参考美国斯德克公司资料）
雷达测速头
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汽车超声雷达测速器的使用
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超声波为盲人提供服务
9. 请构思盲人防撞导路棒或“导盲犬” ， 并说明其工作原理…… 提示：应考虑检测 道路的平整性、前 方的障碍物、报警 方式等。
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一只可爱的“导盲犬”正在为盲人引 路
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出去活动一下
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高分子压电电缆用于公路 智能交通监测演示
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第七章作业
5.汽车倒车防碰装置：汽车倒车防碰装置 如下图，请根据学过的知识，分析该装置的工 作原理…… 倒车声纳雷达示意图 障碍物
障碍物
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汽车倒车防碰雷达
五彩圆弧倒车雷达显示器
距离（0.3m）
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超声波接收器
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超声波遥控开门的设计提示
1.首先理解上一页倒车防撞原理图，将超声波发生 器安装到车头位置。 2. 用超声波的“发射”和“停止”来分别表示二进 制编码的“1”和“0”。在发射端使用40kHz中频调制， 在接收端，使用40kHz选频放大器解调，就可避开发动 机及其他与40kHz有很大区别的杂声干扰。 3.接收器将接收到的超声波转换为一串二进制码与 内存的密码相比较，若匹配成功，则输出控制信号， 使卷帘门的电动机旋转，卷帘门上升。 4.若使用的二进制编码有4位，则密码就有16种； 二进制编码有16位，则密码就有65536种，以此类推。