天津大学精测上习题课3知识讲解
测控电路
测控电路介绍测控系统主要由传感器、测量控制电路（简称测控电路）和执行机构三部分组成。
在测控系统中电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控系统乃至整个机器和生成系统的性能在很大程度上取决于测控电路。
测控电路主要包括信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、电量测量电路、连续信号控制电路、逻辑与数字控制电路等。
实际上，测控电路是模拟电子技术和数字电子技术的进一步延伸与扩展，主要讨论一些典型常见的电路。
因此学好模电和数电是基础，其中运算放大器是测控电路的一个核心部件。
网址:从50年代的“尺寸自动检测仪器”，到80年代的“精密仪器电路”，再到今天的“测控电路”，“测控电路”课程经历了半个世纪的发展历程。
测控技术是现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。
“测控电路”课程主要介绍工业生产和科学研究中常用的测量与控制电路。
包括测控电路的功用和对它的主要要求、测控电路的类型与组成、信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、逻辑控制与连续信号控制电路、测控电路中的抗干扰技术，最后通过若干典型测控电路对电路进行分析。
本课程不是一般意义上电子技术课程的深化与提高，而要着重讲清如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学员熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的其它要求来选用和设计电路。
本课程选用的教材是由天津大学精仪学院张国雄教授主编的《测控电路》。
该书是根据1996年10月全国高等学校仪器仪表类教学指导委员会第一次会议的决定，作为测控技术及仪器专业的规划教材，并根据随后拟定的教学大纲编写的。
该教材可供测控技术及仪器专业各专业方向和机械工程类其它专业选用。
2002年，该书获全国优秀教材二等奖，并被列为国家“十五”规划教材。
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室简介
第23卷第3期光电工程V ol.23, No.3 1996年6月Opto-Electro nic Engineering June,1996 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室简介A Brief Introduction to the State Key Laboratoryof Precision Measuring Technology&Instruments,Tianjin University1 概 况精密测试技术及仪器国家重点实验室是世界银行贷款“重点学科发展项目”计划建设的75个国家重点实验室之一。
经国家计委于1990年批准建立,集中了天津大学和清华大学两校在精密测试技术及仪器领域的优势学科联合组建,于1995年建成。
实验室覆盖天津大学和清华大学两校有关的“精密测试技术及仪器”、“光学仪器”与“精密机械仪器”三个硕士点、三个博士点及“仪器仪表”等两个博士后流动站。
2 主要研究方向实验室科研工作是以国民经济建设中在精密测试技术及仪器方面的关键技术为重点,以研究光、机、电及微机等各种新技术紧密结合的测试技术为特色。
(1)激光及光电测试技术主要研究应用激光及光电测试技术的无接触、在线与动态检测的原理、方法及系统,计算机视觉三维检测技术,光纤传感技术,现代质量工程理论与技术。
(2)误差补偿、修正及分离技术与精密测量主要研究误差自动补偿、修正及分离技术,空间三维坐标与形位精密测量。
(3)非接触智能传感技术及智能仪器主要研究新型非接触智能传感器(如全息光学头、激光光触针、电容传感器、光栅多普勒传感器、半导体调频光纤位移传感器、超低频测振传感器等)及其在工业测量中的应用。
(4)纳米测量技术主要研究纳米测量与超微加工技术。
(5)微细尺寸的高精度测量主要研究微细尺寸测量、定位、位移、对准及微图形测量等。
包括激光外差干涉技术、激光频率分裂测量技术、红外傅里叶光谱技术等。
(6)大型机械的机械量和几何量测量及运行中的动态监测主要研究大型机械的机械量和几何量测量及运行中的动态监测、预报、包括误差分离技2光电工程 第23卷第3期术。
天津大学 结构力学3
条件： 小变形，列平衡方程时可以忽略变形。 线弹性，应力与应变成正比。 意义：将复杂问题分解为比较简单的问题。 叠加法作直杆的弯矩图 图a，将AB所受的力和力矩分为两组： 杆端弯矩及与之平衡的一部分杆端剪力，图b 荷载及与之平衡的另一部分杆端剪力，图c
3.2 静定结构内力计算的基本方法
3.2 静定结构内力计算的基本方法
3.3 静定结构内力计算举例
3.3.2 简支式静定结构 一般先由整体平衡条件求三个反力，其余与悬臂式相 似 例3-3 简支梁，作FQ、M图。 解：求反力：
（1）作FQ图 AB、BC、DF段无横向荷载， FQ图为水平线（DF 段集中力偶不影响剪力）；CD段受均布荷载， FQ 图为斜直线。
3.3 静定结构内力计算举例
3.3 静定结构内力计算举例
例3-4 简支式刚架，见右图，作内力图。 解：（1）求反力 （2）求杆端内力 分别以CE、CA和DB为隔离体，得
分别以结点C和D为隔离体，得
（3）作内力图（计算结果+微分关系+叠加法）
3.3 静定结构内力计算举例
讨论：如果只要作弯矩图，计算过程可以简化。 先作出悬臂CE的M图 （显然），作CA的M图 DB只受轴力，M≡0（不必求FyB） 由结点C、D的力矩平衡条件（如果刚结点不受集中 力偶作用，则各杆端∑ M = 0）和已知杆端弯矩求 MCD和MDC，用叠加法作CD的M图。 M图作出后，可由M图作FQ图（隔离单杆）， 再由FQ图作FN图（隔离结点）
隔离体的平衡条件
外力构成平面平衡力系，平衡条件为：
∑ Fx = 0，∑ Fy = 0，∑ M = 0
或 ∑ Fx = 0，∑ MA = 0，∑ MB = 0 其中A和B的连线不与x轴垂直；或 ∑ MA = 0，∑ MB = 0，∑ MC = 0 其中A、B、C不共线
天津大学精密测试理论上习题课2
L1=40 mm，L2=12 mm，L3=1.25 mm，L4=1.005 mm 经测量，它们的尺寸偏差及其测量极限误差分别为
Δ1 =-0.7μm δlim1=±0.35μm Δ2= +0.5μm δlim2=±0.25μm Δ3=-0.3μm δlim3=±0.20μm Δ4=+0.1μm δlim4=±0.20μm
x
1 10
10 i 1
xi
10.000104
V
2.分析测量不确定度来源
（1）数字电压表示值稳定度引起的不确定度u1 （2）数字电压表示值误差引起的不确定度u2 （3）数字电压表测量重复性引起的不确定度u3
不确定度评定
（1）数字电压表示值稳定度引起的不
确定度分量u1
24小时的示值稳定度不超过15µV。按
uc (R) u(R1 )2 u(R2 )2＝ s(Rs )2 s(R仪 )2 s( Rs )2 s( R仪 )2
0.12 0.052 0.12 0.052 0.158
串连前单个电阻的相对标准不确定度:urel (R1 )
u(R1 ) R
0.112 100
0.11
串连后两个电阻的相对标准不确定度:urel (R) uc (R) 0.158 0.07
i
xi
1 10.00010
2 710.00010
3 310.00009
7
i
xi
4 10.00011
5 110.00009
6 110.00010
8
i
xi
i
xi
7 10.00012 10 10.00009
测控电路 天大张国雄版第三章答案
第三章信号调制解调电路3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种？在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。
而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。
为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。
调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。
在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。
在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。
一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。
也可以用脉冲信号作载波信号。
可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。
3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？调制是给测量信号赋以一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。
常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。
用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。
这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。
在测控系统中需传输的是测量信号，通常就用测量信号作调制信号。
经过调制的载波信号叫已调信号。
3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。
调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。
常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。
调幅信号s u 的一般表达式可写为：t mx U u c m s cos )(ω+=式中c ω──载波信号的角频率；m U ──调幅信号中载波信号的幅度； m ──调制度。
图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。
图X3-1 双边带调幅信号a) 调制信号 b) 载波信号 c) 双边带调幅信号3-4 什么是调频？请写出调频信号的数学表达式，并画出它的波形。
材料力学天津大学作业任务答案解析
设2、 小变形是指（ ）A 很小的变形；B 线弹性范围内的变形C 远小于构件原始尺寸的微小变形D 卸载后，构建中的残余变形3、 无明显屈服阶段的塑性材料作成带切槽的构件，在静载荷作用下，在截面削 弱处是（）A 可以略去应力集中的影响；B 不存在应力集中的影响；C 减缓应力集中的影响；D 要考虑应力集中的影响4、 等直杆在轴向拉伸或压缩时，下述提法正确的是（ A 最大正应力的截面上，其剪应力必定也是最大 B 最大正应力的截面上，剪应力不一定为零 C 最大正应力的截面上，其剪应力必定为零 D 最大剪应力的截面上，其正应力必定为零5、 静定杆件的多余约束是指（ A 从静力平衡条件来说是多余的 C 从系统刚度来说是多余的6、 剪应力互等定理只适用于（ A 两个互相垂直平面上的剪应力分析 B 纯剪切应力下 C 线弹性范围内 D 扭转变形7、 当剪切超过材料的剪切比例极限时，则（ A 剪切胡克定律不成立 B 剪应力互等定理不成立） B 从系统强度来说是多余的 D 从系统稳定性来说是多余的C 剪切胡克定律和剪应力互等定理均成立D 材料发生剪切破坏8、具有外棱角（凸角）和内棱角（凹角）的棱柱杆，其表面无切向力作用，则 杆件受扭时，任意横截面上外棱角顶点处的应力状态（ ）A 正应力最大 C 剪应力不为零9、 设计某一主轴，发现原方案刚度不足，将进行修改设计，你认为最有效的措 施是（）A 轴材料改用优质高强钢B 设计成合理的空心圆截面，采用合理的结构形式减小内力C 加大轴径D 把轴挖空10、 圆轴表面有一小圆形刻痕，材料为线弹性，当圆轴产生扭转变形后，小圆 的变形情况是（ ）A 大小、形状不变B 变成大圆C 变成椭圆，其长轴（或短轴）与杆轴线成 45 °D 变成更小的圆12、 关于主轴的概念，有如下说法，正确的是（ ）A 平面图形有无限对正交主轴B 平面图形不一定存在主轴C 平面图形只有一对正交主轴D 平面图形只有一对形心主轴13、 平面图形对某一对正交y 、z 轴的惯性积lyz=O ，则有（ ）Ay 轴必是对称轴 Bz 轴必是对称轴 C y 、z 轴均是对称轴D y 、z 轴均为主轴13、 剪力、弯矩符号与坐标的选择之间的关系为（ ）A 它们都与坐标系的选择无关B 它们都与坐标系的选择有关C 剪力符号与坐标系的选择无关，而弯矩符号有关D 剪力符号与坐标系的选择有关，而弯矩符号无关14、 两根压杆材料相同，支承情况相同，当杆长截面的几何尺寸成比例增减时 则可说（）A 两杆的临界压力相同B 比较又粗又长的压杆的临界压力大C 比较又短又细的压杆的临界压力大B 剪应力为零 D 剪应力最大D无法比较其临界压力的大小15、根据梁的变形与弯矩的关系，在下列说法中正确的是（）A正弯矩产生正转角，负弯矩产生副转角B弯矩最大的截面转角最大，弯矩为零的截面上转角为零C弯矩为零处，挠曲线曲率必为零D梁的最大挠度必发生在弯矩最大处16、开口薄壁截面杆件在横向力作用下发生平面弯曲变形的条件是（）A横向力作用线通过截面形心B横向力作用线通过截面形心，且与形心主惯性轴重合C横向力作用线通过截面弯心，且与弯心主惯性轴重合D横向力作用线通过截面弯心，且平行或垂直于形心主惯性轴17、偏心受压构件，当偏心压力P作用点沿截面核心的直线边界移动时，则横截面上中性轴是（）A绕横截面上某角点转动B与横截面某一周边相切C与横截面某一周边平行D过横截面形心18、等直杆承受压缩和弯曲组合作用，该杆危险点处的应力状态为（）A单向应力状态B二向应力状态C纯剪应力状态D复杂应力状态19、构件发生疲劳破坏的基本原因是（）A构件承受了交变应力B材料强度极限太低C材料疲劳变质D构件存在缺陷，在交变应力下产生微裂纹，逐步发展至宏观裂纹，宏观裂纹的不断扩展导致构件突然断裂20、以下说法正确的是（）A材料的强度极限就是同种材料构件的强度极限B材料的持久极限就是同种材料构件的持久极限C有效应力集中系数只与构件的外形有关D塑性材料的有效应力集中系数对应力集中不敏感答案：1.D 2. C 3.D 4. C 5.A 6. A 7.A 8.B9.B10.C11.A12.D 13 A14.A15.C16.D17.A 18.A 19.D20.A 简答题材料力学的基本假定有哪些？答：连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同计算题用积分法计算图示梁的变形时，需分几段建立方程？并写出其位移边界条件解：应分三段，AB段，BC段，CD段，边界条件为:x0, V A0x a, B i B2V B i5，x2a ，VC2V C3x3a，D0，V D03) 3-3截面：如图a I a------ H- ------求下面所示杆指定截面上的轴力，并绘制轴力图.［解］1、 求固定端反力(略)2、 求各截面上的轴力 1) 1-1截面：如图& YF r = a 2 + ^ = 0备=-2kN2) 2-2截面：如图P ------2-4 + F HJ = u T JC = 2kH■4曲3、绘制轴力图如图图示拉杆沿斜截面m-n由两部分胶合而成，设在胶合面上许用拉应力lOOMPa，许用剪应力50MPa，并设胶合面的强度控制杆件的拉力。
物理化学上册-天津大学编写-第五版完整ppt课件
(1)从宏观到微观 (2)从体相到表相 (3)从定性到定量
(4)从单一学科到交叉学科
(5)从研究平衡态到研究非平衡态
精选ppt课件2021
10
当今科学研究的四大方向：
能源、材料 、环境、生命
学科间相互渗透、 相互结合，形成了许
化学与材料
多极具生命力的边缘 学科，
化学与能源
物理化学
Physical Chemistry
物理化学多媒体课件 孙雯
精选ppt课件2021
1
绪论
Preface
精选ppt课件2021
2
一、什么是物理化学?
无机化学
分析化学
有机化学 化学 物理化学
生物化学
高分子化学
物理化学是化精学选ppt课学件202科1 的一个分支 3
温度变化 压力变化 体积变化 状态变化
❖ 南京大学物理化学教研室 傅献彩
❖ 《物理化学》上、下册 （第四版）胡英
❖ 《物理化学练习500例》 （第二版）李大珍
❖ 《物理化学解题指精南选p》pt课件2021 李文斌（天大）
12
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
物质的聚集状态
ppt课件2021
16
R＝8.314 J·K-1·mol-1 ＝0.08206 atm·l ·K-1·mol-1 ＝1.987 cal ·K-1·mol-1
理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
精选ppt课件2021
化工原理--精馏习题及答案
化工原理--精馏习题及答案一．选择题1．蒸馏是利用各组分（）不同的特性实现分离的目的。
CA溶解度；B等规度；C挥发度；D调和度。
2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。
CA可挥发；B不挥发；C易挥发；D难挥发。
3．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。
AA液相回流；B进料；C侧线抽出；D产品提纯。
4．在（）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
CA冷凝器；B蒸发器；C再沸器；D换热器。
5．再沸器的作用是提供一定量的（）流。
DA上升物料；B上升组分；C上升产品；D上升蒸气。
6．冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。
BA塔顶气相；B塔顶液相；C塔底气相；D塔底液相。
7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。
BA气相；B液相；C固相；D混合相。
8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。
CA浮阀板；B喷射板；C加料板；D分离板。
9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。
BA精馏段；B提馏段；C进料段；D混合段。
10．某二元混合物，进料量为100kmol/h，某F=0.6，要求塔顶某D不小于0.9，则塔顶最大产量为（）。
(则W=0)BA60kmol/h；B66.7kmol/h；C90kmol/h；D100kmol/h。
11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为某D、某w。
如进料分别为某F1、某F2时，其相应的最小回流比分别为Rmin1、Rmin2。
当某F1某F2时，则（）。
AA．Rmin1Rmin2；B．Rmin1Rmin2；C．Rmin1Rmin2；D．Rmin的大小无法确定12．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。
DA．理论板假定；C.理想物系；B．塔顶泡点回流；D.恒摩尔流假定13．某二元混合物，其中A为易挥发组分。
液相组成某A0.5时相应的泡点为t1，气相组成yA0.3时相应的露点为t2，则（）D化工原理天津大学第二版A．t1t2；B．t1t2；C．t1t2；D．无法判断14．某二元混合物，其中A为易挥发组分。
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即 x 1 0 .3 2 5 ,x 2 0 .4 2 5 ,x 3 0 .1 5 0
标准差的计算
代入残差方程组，计算
v 1 v 2 v 3 v 4 0 .0 2 5 v1 2v2 2v3 2v4 20.0025
s 0.0025 43
v4 L4 x1 x22.016(1.0280.983)0.005 v5 L5 x2 x31.981(0.9831.013)0.015 v6 L6 x1 x2 x33.032(1.0280.9831.013)0.008
v 1 2 v 2 2 v 3 2 v 4 2 v 5 2 v 6 2 0 .0 0 0 5 3 6
天津大学精测上习题课3
正规方程组
ATAx= AT y
0.3
1 AT y 0
0 1
1 0
1000.5.4
0.8 0.7
0 0 1 10.3 0.2
1 0 0
1 CATA0
0 1
1 0
1010
1 0
1002
0 2
1 1
0 0 1 10 1 1 1 1 2
2 0 1 x1 0.8
0
估计的标准差
s 0.000536 0.013 63
x 1 s d 1 0 1 . 0 0 1 . 5 0 . 0 30 x 2 s 9 d 2 0 2 . 00 x 3 s 9 d 3 0 3 . 0
• 大型直角尺互检。两被检直角尺Ⅰ和Ⅱ安装在检验板 上，测微表座紧贴在尺Ⅰ的长边工作面上，测头和尺 Ⅱ垂直接触，自上而下移动测微表，取其最大与最小 值之差记为A，则A为尺Ⅰ和Ⅱ的垂直度误差δ1和δ2之 代数和。用四支直角尺互检6次，所得组合测量方程 组如下，求各尺垂直度误差。
δ1＋δ2＝A， δ1＋δ3＝B， δ1＋δ4＝C
δ2＋δ3＝D， δ2＋δ4＝E， δ3＋δ4＝F
Ⅰ
Ⅱ
• 已知任意温度t时的铜棒长度yt，0℃时的铜棒长度 y0和铜的线膨胀系数α具有线性关系现测得在不同 温度ti下，铜棒长度li如下，试估计y0和的最可信 赖值。
ti 10
20
25
30
40
45
li 2000.36 2000.72 2000.80 2001.07 2001.48 2001.60
0.500 0.250 0 C1 0.250 0.500 0.250
0 0.250 0.500
1.015
1 0 0 1 0 1 0.985 6.063
AT L 0 0
1 0
0 1
1 0
1 1
1 1
1.020 2.016
1.981
8.014 6.033
3.032
0.500 0.250 0 6.063 1.028 xˆ0.250 0.500 0.2508.0140.983
列误差方程 正规方程 求解
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0 0.250 0.5006.033 1.013
即
x 1 1 .0 2 8 ,x 2 0 .9 8 3 ,x 3 1 .0 1 3
估计的标准差
代入残差方程组可得
v1 L1 x1 1.0151.0280.013 v2 L2 x2 0.9850.9830.002 v3 L3 x3 1.0201.0130.007
L1 1.015
L2 0.985
L3 1.020
L4 2.016
L5 1.981
L6 3.032
0
1
2
3
x1
x2
x3
L1
L2
L4
L6
L3 L5
计算步骤
【解】 列出测量残差方程组
v1 L1 x1 v2 L2 x2 v3 L3 x3
v4 L4 x1 x2 v5 L5 x2 x3 v6 L6 x1 x2 x3
2
1
x2
0.7
1 1 2 x3 0.2
正规方程组解
0.750 0.250 -0.500
C1
0.250
0.750 -0.500
-0.500 -0.500 1.000
Xˆ C1ATL
0.750 0.250 -0.5000.8 0.325 0.250 0.750 -0.5000.7-0.425
x 1 sd 1 1 0 . 0 0 5 . 7 0 5 . 04x 3 2 s3 d 2 2 0 . 04
x3sd 33 0 .0 510 .05
组合测量基本概念
组合测量，指直接测量一组被测量的不同组合值，
从它们相互所依赖的若干函数关系中，确定出各被
测量的最佳估计值。
如为精密测定1号、2号和3号电容器的电容量
1 .0 1 2 5
0 .9 8 5
1 .0 2 0
L
2 .0 1 6
1 .9 8 1
3 .3 0 2
1 0 0
0
1
0
0 0 1
A
1
1
0
0 1 1
1 1 1
L-Ax=v
v1
v
2
v
v v
3 4
v
5
v 6
计算结果
解出
x ˆC 1A TLA TA1A TL
x1
x2
x3
待求量
待解的数学模型 x1
y1 y3 y2 0.3 ( y1)
x2 0.4 ( y2 )
x1 x3 0.5 ( y3 )
x2 x3 0.3 ( y4 )
y4
测得值
为了获得更可靠 的结果，测量次 数总要多于未知 参数的数目
【例5-3】
要求检定线纹尺0，1，2，3刻线间的距离 x1, x2 , x3 。 已知用组合测量法测得图所示刻线间隙的各种组合量。 试用最小二乘法求 x1, x2 , x3 及其标准偏差。