哈工程换能器技术2011试题A

2011年春季学期《传热学》（A 卷）答案一．（10分）外直径为50mm 的蒸汽管道外表面温度为400℃，其外包裹有厚度为40mm 、导热系数为0.11W/(m·K)的矿渣棉。

矿渣棉外又包有厚为45mm 的煤灰泡沫砖，导热系数为0.12W/(m·K)，煤灰泡沫砖外表面温度为50℃，试求通过每米长该保温层的热损失，并给出矿渣棉外表面温度。

解：由多层圆筒壁的导热热流量公式可知：()()()132113222ln ln l t t d d d d πλλ-Φ=+（3分）其中4001=t ℃,503=t ℃,1=l m,12350,130,220d mm d mm d mm === （2分）=1λ0.11W/(m·K),=2λ 0.12W/(m·K) 带入公式，可得：25.168=ΦW （1分）设矿渣棉外表面温度为2t ，则由能量守恒定律可知：()()122112ln l t t d d πλ-Φ=（3分），代入数据，可得：39.1672=t ℃（1分） 二．（10分）直径为12mm 、初始温度为1150K 的钢球，突然被放置于温度为325K 、表面传热系数为20W/(m 2·K)的空气中冷却。

已知钢球的物性如下：λ=40W/(m·K)，ρ=7800kg/m 3，c=600J/(kg·K)。

试确定钢球中心温度被冷却到400K 所需的时间？如果考虑辐射的影响，冷却时间应延长还是缩短？解：这是一个典型的非稳态热传导问题，先计算其毕渥数的大小：1.0001.0403006.020)/<=⨯==λA V h Bi （，故可以利用集总参数法计算此非稳态问题。

（2分） 由公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=∞∞τρθθcV hA t t t t exp 00 （4分） 可得：⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=∞∞t t t t hA cV0ln ρτ（1分） 代入数值，可得：21.1122=τs （1分）如果考虑辐射的影响，则钢球的散热强度增强，冷却时间会缩短。

检测与转换技术习题作业：1.滤波器可分为模拟滤波器与数字滤波器两类；按功能滤波器可分为低通、高通、带通与_带阻_四类.2.采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的_模拟__输入信号.3.f/V转换器把频率变化信号线性地转换成__电压变化信号___.4.将变压与变频集中于逆变器一起完成，即交流电整流为直流电时电压恒定，然后由逆变器既完成变频又完成变压的控制方式称为_ PWM调速__.5.稳零放大电路斩波稳零放大电路、___自动调零放大电路___和低漂移单片集成运算放大.6.相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别_调制信号相位_.7.采样保持电路的基本性质组成：模拟开关_模拟信号存储电容_、缓冲放大器。

8.从元件方面来看，提高精度的重要措施是减小各种元件噪声和_偏置电流_选用介质吸附效应小的电容器，减小开关导通_电阻等的影响.9.比较器的一个重要指标是它的_响应时间__，它一般低于10-20ns.10.理想的ADC是指不含_量化误差_以外的误差，但实际上由于使用的元件和噪声等产生各种误差.11、以下哪一种情况可能产生随机误差？（c ）A.测量人员的粗心大意；B.检测装置的指示刻度不准；C.许多因素微小变化的总和；D.传感器的不稳定.12、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是（ c ）。

A.1Kg；B.10％；C.0.1Kg；D.10Kg.13、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（ c ）。

A.补偿热电偶冷端热电势的损失；B.起冷端温度补偿作用；C.将热电偶冷端延长到远离高温区的地方；D.提高灵敏度.14、检测元件能感知的输入变化量越小，表示检测元件的( D )。

A.线性度越好；B.迟滞越小；C.重复性越好；D.分辨力越高.15、下列（ D ）元件不能用做加速度检测元件。

A.电容式；B.压电式；C.电感式；D.热电偶.16、属于检测仪表动态特性指标的是（ C ）。

自动控制理论（一）（C 卷）试题答案及平分标准(2009)一、单项选择题（每题2分，共20分）1．A 2．D 3．A 4．A 5．B6．D 7．D 8．D 9．C 10．A二、填空题（每空2分，共20分）1．0 ，0 2．1b K=3．1) 012k << 2）12k =，ω=4-4． 110(1)100()1(1)5s G s s s +=+ 5．稳定， 不稳定三、计算题（每题15分，共60分）1．解（8分）1）令0)(=s N ，求)()(s R s C 。

图中有2条前向通路,3个回路，有1对互不接触回路。

，，，，H G L G G P G G P 2123121211111+=-=∆==∆=，，，31321221G G L G G L H G L -=-=-= ，31321)(1L L L L L +++-=∆ 则有HG G G G G G G H G H G G G G G P P s R s C 321312122312122111)1()()(++++++=∆∆+∆= （7分）2）令0)(=s R ，求)()(s N s C 。

有3条前向通路，回路不变。

，，，，11122142111=∆=-=∆-=G G G P L P ，，1331431L G G G P -=∆= ，31321)(1L L L L L +++-=∆ 则HG G G G G G G H G H G G G G G G G H G P P P s N s C 32131212231421423322111)1(1)()(+++++++--=∆∆+∆+∆= 2．（15分）解：系统有四个开环极点、一个开环零点。

根轨迹绘制如下：① 实轴上的根轨迹： [],3,-∞- []0,2- ②渐近线：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧±=+=-=----++-+-=πππϕσ,33)12(13)2()11()11(3k j j a a ③ 与虚轴交点：闭环特征方程为)2()22)(3()(2+++++=*s K s s s s s D把ωj s =代入上方程，令⎪⎩⎪⎨⎧=-+==+-=**5)6())(Im(028))(Re(324ωωωωωωK j D K j D 解得： ⎩⎨⎧==*00K ω⎩⎨⎧=±=*03.761.1K ω ④ 起始角︒-=︒-︒-︒-︒+︒=57.2557.2513590451803p θ根轨迹如图所示。

汽轮机部分
二简答：
1 分析核电厂采用半转速汽轮机的原因及优势。

2 为什么排气缸要装喷水减湿装置？
设备部分
一名词解释
1 循环倍率
2 蒸发面负荷
3 蒸汽发生器静态特性
4 应力腐蚀
5 稳压器负瞬变体积
6 折算速度
7 喷雾比例系数
8 第一类沸腾危机
二简答
1 蒸汽发生器传热过程由哪几部分组成？
2 简述自然循环蒸汽发生器的工作原理和循环压头定义。

3 稳压器控制阀上针形阀保持常开，实现连续喷淋，连续喷淋的作用。

4 蒸汽发生器循环速度大小对循环可靠性有何影响。

第2页 共 4页易形成缩孔 ③铸造时浇注温度越高越好 ④铸铁的铸造性能比铸钢差 3. 下面不属于体积塑性成形方法的是（ ） ①自由锻 ②轧制 ③翻边 ④拉拔4. 主要用于厚壁压力容器和厚板拼焊等大型构件的制造，焊接厚度应大于40mm 的焊接方法是（ ）①缝焊 ②氩弧焊 ③等离子弧焊接 ④电渣焊 5. 下面的描述正确的是（ ）①铸件的热应力分布规律是心部为拉应力，表层为压应力 ②低碳钢熔焊焊接接头中，力学性能最好的区域是部分相变区 ③含碳量越高，碳钢的塑性越好 ④含碳量越高，钢的焊接性越好三、多项选择题（满分10分，每题2分。

选错选项本题不得分，无选错选项时部分选对得部分分）1. 下面有利于提高液态合金的充型能力的措施有（ ）①采用流动性好的合金 ②预热铸型 ③较小壁厚的铸件结构 ④增加直浇道的高度⑤铸型上开设通气孔2. 下面描述正确的是（ ）①合金的液态收缩和凝固收缩是铸件产生铸造应力、变形和裂纹的根本原因 ②熔模铸造可以没有分型面 ③金属型铸造，铸件残留应力较大，力学性能高 ④离心铸造可以获得双金属铸件 ⑤镶嵌件一般用压力铸造方法制造 3. 下面对于金属塑性加工方法描述正确的是（ ）①在冲压工艺中，弯曲回弹现象可以完全消除 ②摆动碾压因为属于局部塑性成形能够降低设备吨位 ③拉拔和挤压变形区处于不同的应力状态 ④在冲压工艺中，拉深系数越大，变形程度越大 ⑤锻造时产生的纤维组织对锻件的力学性能是不利的4. 下面属于高能焊的是（ ）①扩散焊 ②激光焊 ③电子束焊 ④摩擦焊 ⑤闪光对焊 5. 下面的描述正确的是（ ） ①直流电弧焊接时，当焊件较厚，宜将焊件接负极 ②焊件在焊接过程中受到的局部不均匀加热和冷却是产生应力和变形的根本原因 ③选择合理的焊接顺序是减少和控制焊接应力与变形的设计措施之一 ④氩弧焊特别适用于焊接化学性质活泼的非铁金属 ⑤闪光对焊是先加压后通电四、结构改错并画出正确的图（满分10分，1题4分，2、3题各3分）1 对铸件图(a)，指出结构工艺性不合理的地方并修改，并给出改后铸件结构的合理分型面；对铸件图(b)铸件进行修改（可在原图上进行修改），并说明理由；（满分4分，每图2分）第3页 共4页 第4页共 4页(a) (b)2．图(a)为模锻件，指出其结构不合理的地方，并说明理由；图(b)为自由锻件，指出结构不合理的地方，进行修改并说明理由。

班级：学号：姓名：装订线第1页 共2页第2页 共2页所有试题答案均需写在答题册上，写在本试卷上无效。

一、填空题（每空1分，共10分）1．换能器按工作方式分类，可分为 换能器和 换能器。

2．换能器机械Q 值的表示式 。

3．压电圆片厚度方向的电位移D 在量值上等于 。

4．压电陶瓷在一定温度下内部分子热运动产生的噪声称为 。

5．请将压电方程中所缺的系数补齐。

1．等效电路法； 2．正向压电效应； 3．发射响应； 4．自由场电压灵敏度； 5．乘积定理。

三、图形题（每题5分，共10分）1．画出电滞回线，并标出剩余极化强度和矫顽电场。

2．在图中标出弯曲圆盘换能器的压电陶瓷片的极化方向。

10．声压指向性函数与声强指向性函数的关系？五、计算题（共20分）压电陶瓷pzt4的材料参数为：ρ=7500kg/m 3,S E11=12.3×10-12m 2/N, S D33=7.9×10-12m 2/N1.(5分)厚度极化的压电圆片（PZT4）的半径为50mm ，厚度为5mm ，求：压电圆片的厚度振动谐振基频。

2. (5分)径向极化的压电圆管（PZT4）,内半径为38mm ，外半径为42mm ，高度为30mm ，求压电圆管的径向振动谐振基频。

3. （10分） 8个相同点源组成非均匀线列阵，其中1-2、3-4、5-6、7-8间距为d1，2-3、4-5、6-7、间距为d2，求该阵以z 轴为参考方向的指向性函数。

哈尔滨工程大学本科生考试试卷（ 2010-2011年 第二 学期）课程编号： 05010090 课程名称： 换能器技术 A 卷二、概念题（每题4分，共20分） 四、简答题（每题3分，共30分）1．钙钛矿结构特点与各离子在晶胞中的位置。

2．3方向极化的压电陶瓷的压电系数矩阵[d]。

3．复合棒换能器的结构特点及其作用。

4．画出压电圆管径向振动的机电等效电路图。

5．说出发射换能器的主要性能指标(至少六个)。