检测技术课后答案

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1、习 题 答 案第二章2-1 二 阶 系 统 的 频 率 特 性 受 阻 尼 比 的 影 响 较 大 。 分 析 表 明 ， 越 小 ， 系 统 对 输 入 扰 动容 易 发 生 超 调 和 振 荡 ， 对 使 用 不 利 。 在 =0.6-0.7 时 ， 系 统 在 宽 广 的 频 率 范 围 内 由 于 幅 频特 性 和 相 频 特 性 而 引 起 的 失 真 小 ， 系 统 可 以 获 得 较 为 合 适 的 综 合 特 性 。 比 如 二 阶 系 统 在 单 位 阶跃 激 励 下 时 ， 如 果 阻 尼 比 选 择 在 0.6-0.7 范 围 内 ， 则 最 大 超 调 量 不 超 过

2、10%， 且 当 误差 允 许 在 （ 5-2） %时 趋 于 “稳 态 ”的 调 整 时 间 也 最 短 。2-2 频 率 特 性 是 指 测 试 系 统 反 映 出 来 的 输 出 与 输 入 幅 值 之 比 和 两 者 之 相 位 差 是 输 入 频 率 的 函数 的 这 样 一 个 特 性 。 当 测 试 系 统 的 输 入 为 正 弦 信 号 时 ， 将 该 信 号 的 输 出 与 输 入 之 比 定 义 为 频 响函 数 。 工 作 频 带 是 指 测 试 装 置 的 适 用 频 率 范 围 ， 在 该 频 率 范 围 内 ， 仪 器 装 置 的 测 试 结 果 均 能 保证 达

3、到 其 它 相 关 的 性 能 指 针 。2-3 不 失 真 测 试 要 求 测 试 系 统 的 输 出 波 形 和 输 入 波 形 精 确 相 一 致 ， 只 是 幅 值 相 对 增 大 和 时 间相 对 延 迟 。 而 实 际 的 测 试 系 统 很 难 做 到 无 限 频 带 上 完 全 符 合 不 失 真 测 试 的 条 件 ， 即 使 测 取 一 个理 想 的 三 角 波 ， 在 某 一 频 段 范 围 内 ， 也 难 以 完 全 理 想 地 实 现 不 失 真 测 试 。 三 角 波 呈 周 期 性 变 化 ，其 测 试 装 置 的 非 线 性 度 必 然 引 起 波 形 的 畸

4、变 ， 导 致 输 出 失 真 。 由 此 只 能 努 力 使 波 形 失 真 限 制 在一 个 允 许 的 误 差 范 围 内 ， 即 做 到 工 程 意 义 上 的 不 失 真 测 量 。2-4 系 统 的 总 灵 敏 度 为 ： 900.00520=9mm/Mpa偏 移 量 为 ： 93.5=31.5mm2-5 由 ， 得 用 该 装 置 测 量 频 率 为 50Hz 的 正 弦 信 号 时 ， 即 幅 值 误 差 为 1.3%相 角 差 为 ：2-6 由 ， 得 ：2-7 由输 入 信 号 的 频 率 范 围 是 ：2-8 环 节 一 的 灵 敏 度 为 ： 1.5/5=0.3环 节

5、二 的 灵 敏 度 为 ： 41故 串 联 后 的 灵 敏 度 为 ： 0.341=12.32-9 由测 量 频 率 为 400Hz 变 化 的 力 参 量 时 : 若 装 置 的 阻 尼 比 为 0.7， 则 : 2-10 由 ， 得 ：又 ： 由 ， 得 ：频 率 响 应 函 数 为 ：第三章3-1 a) 确 定 性 周 期 信 号 b) 确 定 性 非 周 期 信 号 c) 确 定 性 离 散 信 号 d) 随 机 信 号 e) 确 定 性 非 周 期 信 号 f) 确 定 性 非 周 期 信 号3-2 a) b) 3-3 3-4 除 12,50,100kHz 外3-5 3-6 3-7

6、(1) (2) (3) 3-8 3-9 3-10 ， 是 平 稳 随 机 过 程3-11 ， 不 是 平 稳 随 机 过 程3-12 3-13 第四章4-1 单 侧 厚 度 测 量 利 用 X 射 线 在 被 测 物 体 表 面 反 射 的 强 度 与 被 测 件 的 材 料 有 关 ， 且 随 被 测 件厚 度 的 增 大 而 增 大 的 原 理 。 由 于 被 测 物 体 本 身 结 构 原 因 导 致 探 测 器 和 辐 射 源 无 法 放 在 被 测 件 两侧 ， 从 而 放 在 被 测 件 同 测 来 进 行 测 量 的 方 法 。 譬 如 测 管 道 锅 炉 等 的 壁 厚 等 。

7、4-2 对 加 工 中 测 量 仪 的 结 构 和 性 能 的 要 求 为 ：1. 由 于 测 量 装 置 使 用 条 件 恶 劣 ， 所 以 需 要 良 好 的 密 封 结 构 ， 以 防 止 冷 却 液 、 切 屑 和 灰 尘的 侵 入 。 2. 由 于 接 触 测 量 时 需 要 较 大 的 测 量 力 ， 所 以 测 量 头 极 易 磨 损 ， 需 用 耐 磨 的 金 刚 石 或 硬 质合 金 制 造 。 3. 当 工 件 的 运 动 速 度 较 快 时 ， 对 测 量 系 统 的 频 响 有 较 高 的 要 求 。 4. 温 度 对 测 量 的 影 响 较 大 ， 必 须 考 虑 修

8、 正 。4-3 就 被 测 要 素 而 言 ， 在 实 际 测 量 中 ， 轮 廓 被 测 要 素 大 多 用 有 限 测 量 资 料 表 征 的 测 得 要 素 来替 代 。 对 于 中 心 要 素 ， 可 通 过 测 量 响 应 的 轮 廓 要 素 计 算 求 得 ， 或 者 用 心 轴 、 定 位 块 等 实 物 来 模拟 体 现 。就 基 准 要 素 而 言 ， 常 用 的 基 准 体 现 方 法 有 三 种 ：1. 模 拟 法 用 形 状 精 度 足 够 高 的 检 测 工 具 上 的 要 素 代 替 基 准 要 素 。 2. 分 析 法 对 实 际 基 准 要 素 进 行 测 量

9、， 然 后 按 最 小 条 件 判 别 准 则 确 定 基 准 要 素 的 方 向和 位 置 。 3. 直 接 法 在 基 准 要 素 有 足 够 形 状 精 度 的 前 提 下 ， 直 接 用 基 准 要 素 作 为 被 测 要 素 的 测量 基 准 。4-4 表 面 粗 糙 度 被 测 量 的 变 化 频 率 高 ， 其 中 、 低 频 部 分 属 于 形 状 误 差 和 波 度 误 差 ， 所 以 粗 糙度 测 量 方 法 必 须 具 有 分 辨 率 高 和 频 响 快 的 特 性 。 譬 如 常 用 的 轮 廓 仪 除 了 导 头 有 机 械 滤 波 作 用 以外 ， 还 通 过 高

10、通 滤 波 器 进 一 步 滤 除 波 度 及 其 它 中 、 低 频 信 号 。4-5 采 用 绝 对 法 测 量 内 孔 ， 可 利 用 万 能 工 具 显 微 镜 ， 采 用 找 拐 点 法 和 测 弦 找 中 点 法 来 定 位 测量 ， 也 可 采 用 影 像 法 瞄 准 测 量 。采 用 相 对 法 ， 可 选 用 电 感 式 内 孔 比 较 仪 ， 使 用 双 测 头 测 量 。 间 接 法 测 量 内 孔 可 以 采 用 三 坐 标 机 ，通 过 三 点 采 样 测 量 孔 径 。4-6 1. 机 电 测 量 法 该 方 法 无 须 密 封 端 盖 ， 运 动 无 摩 擦 ，

11、可 实 现 快 速 显 示 。 但 测 量 结 果 不够 精 确 。 2. 电 容 测 量 法 用 于 测 量 粘 液 和 粒 状 、 粉 末 状 材 料 的 物 面 ， 但 是 无 法 测 量 具 有 不 同 介电 常 数 的 液 固 体 混 合 物 的 物 面 。 3. 超 声 测 量 法 不 仅 用 来 测 量 液 体 ， 而 且 也 适 用 于 粒 状 松 散 并 含 有 大 量 气 体 的 被 测 材料 ， 如 细 粒 状 或 粉 末 状 的 泡 沫 塑 料 、 纤 维 素 等 ， 并 且 还 可 用 于 木 制 或 塑 料 容 器 。 但 超声 法 不 适 用 于 测 量 含 有

12、固 体 材 料 的 液 体 。 4. 放 射 性 同 位 素 测 量 法 在 那 些 由 于 极 端 条 件 而 不 能 使 用 常 规 测 量 方 法 的 场 合 ， 以 及因 结 构 等 因 素 不 允 许 装 探 头 或 装 探 头 成 本 较 高 的 容 器 、 地 窖 、 地 下 库 都 可 采 用 此 方 法 。4-7 由 （ 1）D = 41.63mm由且 从 （ 1） 式 可 得 ：UD=4.5 m4-8 由 轴 心 坐 标 公 式 ：孔 的 中 心 坐 标 为 ： C（ 0.0000394， 0.0031955） ， R=|P1-C|=10孔 的 直 径 D 为 ： D=2

13、R=2(R+0.5 d)=25mm4-9 根 据 定 位 误 差 式 ：当 Db=20mm 时 ， Dy= Dz=0.003mm当 Db=25mm 时 ， Dy= Dz=0.001mm当 Db=28mm 时 ， Dy= Dz=0.0004mm定 位 误 差 都 小 于 0.006mm故 这 三 种 标 准 环 规 都 能 满 足 精 度 要 求4-10该 工 件 直 线 度 误 差 测 量 数 据 为 ：分 段 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10各 段 读 数 0 -6 -2 8 12 6 10 4 -6 0各 段 高 度 差 0 -1.5 -0.5 2 3 1.5 2.5 1 -1

14、.5 0各 采 样 点 坐 标值0 -1.5 -2 0 3 4.5 7 8 6.5 6.5用 最 小 包 容 区 域 法 时 ：g=0、 k=3、 l=8由得 =5um用 端 点 区 域 法 时 ：由得 =6.75um所 以 用 最 小 包 容 区 域 法 评 定 时 ， 该 工 件 的 直 线 度 合 格 ；但 是 用 端 点 区 域 法 评 定 时 ， 该 工 件 的 直 线 度 不 合 格 。第五章5-1 由 于 圆 周 分 度 器 件 具 有 圆 周 封 闭 特 性 ， 即 角 度 的 自 然 基 准 是 360。 利 用 整 圆 周 上 所有 角 间 隔 的 误 差 之 和 等 于

15、零 这 一 自 然 封 闭 特 性 来 进 行 测 量 方 案 的 选 定 和 数 据 处 理 ， 从 而 圆 分 度误 差 的 检 定 可 达 很 高 的 精 度 。5-2 为 减 小 度 盘 圆 分 度 误 差 对 测 量 值 的 影 响 ， 可 以 通 过 细 分 提 高 分 辨 力 ， 同 时 均 布 很 多 个 读数 装 置 读 数 可 在 很 大 程 度 上 消 除 度 盘 刻 线 误 差 对 读 数 值 的 影 响 ， 从 而 大 大 提 高 读 数 精 度 。 实 际应 用 中 很 多 测 角 仪 器 或 瞄 准 度 盘 对 径 位 置 上 两 刻 线 的 平 均 位 置 读

16、数 ， 或 在 对 径 位 置 上 安 置 两 个读 数 显 微 镜 取 其 读 数 的 平 均 值 作 为 测 得 值 。5-3 用 相 对 法 检 定 圆 分 度 误 差 时 ， 采 用 某 一 个 定 角 ， 即 由 两 个 瞄 准 装 置 组 成 的 角 度 或 任 选 的一 个 分 度 间 隔 作 相 对 基 准 ， 依 次 与 被 检 器 件 的 各 分 度 间 隔 进 行 比 较 ， 从 而 测 得 各 分 度 间 隔 相 对于 相 对 基 准 的 偏 差 值 。 再 利 用 圆 周 封 闭 特 性 ， 求 出 相 对 基 准 对 理 论 分 度 间 隔 的 偏 差 ， 继 而 求 得各 分 度 间 隔 的 绝 对 间 隔 偏 差 。5-4 绝 对 法 测 量 锥 形 轴 锥 度 可 用 工 具 显 微 镜 对 成 像 的 锥 度 进 行 直 接 测 量 。 采 用 影 像 法 ， 不