机械工程测试技术第三次作业

作业3

1.用一时间常数为2s的温度计测量炉温时，当炉温在200℃—400℃之间，以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？

（1）已知条件。

（2）温度计为一阶系统，其幅频特性为

（3）输入为200℃、400℃时，其输出为：

2.设一力传感器作为二阶系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比为0.14，问使用该传感器作频率为400Hz正弦变化的外力测试时，其振幅和相位角各为多少？

（1）fn=800HZ, ξ=0.14 , f=400HZ 带入频谱特性。

3．图为利用乘法器组成的调幅解调系统的方框图。设载波信号是频率为的正弦波，

试求：1）各环节输出信号的时域波形；2) 各环节输出信号的频谱图。

解：(1)原信号时域波形：，频谱图：

（2）第一次乘法运算后时域波形：，频谱图：

（3）第二次乘法运算后频谱图：

低通后时域波形：（幅值为原信号的一半），频谱图：

4.车床加工零件外圆表面时常产生振纹，表面振纹主要是由转动轴上齿轮的不平衡惯性力使主轴箱振动而引起的。振纹的幅值谱A(f)如下图a）所示，主轴箱传动示意图如下图b)所示。传动轴1、2、3上的齿轮齿数分别为z1=30,z2=40,z3=20,z4=50,传动轴转速n1=2000(r/min)，试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响大？

题图主轴箱示意图及其频谱

解：1）计算各轴的转速和转动频率：

轴I的转动频率：Hz

轴II的转速：(r/min)

轴II的转动频率：Hz

轴III的转速：(r/min)

轴III的转动频率：Hz

2）判别

由计算结果知，轴II的转动频率=25(Hz)与幅频图A(f)中最大幅值处的频率相吻合，故知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。