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110年公務人員高等考試三級考試試題
類 科：農業機械
科 目：農業機電與控制
考試時間：2小時 座號：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
34580
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1
一、一工程師針對剛完成的自動導引曳引雛型機進行測試，其中一台量測
裝置的頻率響應如下圖所示。（每小題 5分，共 20 分）
請問此量測裝置的頻寬（Bandwidth）範圍為何？
此量測裝置若用以量測頻率 50 rad/sec，振幅為 3 V 的正弦波
（Sinusoidal）輸入訊號，它的輸出訊號振幅為何（V）？
對於所有量測頻率大於 480 rad/sec，振幅為 5 V 的正弦波輸入訊
號，它的輸出訊號振幅為何（V）？
此量測裝置可視之為低通、帶通或高通濾波？
代號：
34580
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5
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2
二、一稻穀烘乾機之振幅波德圖（The magnitude of Bode plots）如下圖所
示，請以此波德圖鑑別其轉移函數。假設此烘乾機為最小相位系統。
（20 分）
三、水果選別機使用計數器來計算水果數量。我們可以採用四個下降緣
（Falling edge）觸發的 T型正反器（Flip flop）建構一個 4位元/級漣
波計數器，如圖所示。第一顆 T型正反器觸發器的時脈輸入端可接信
號產生器產生振盪峰值幅度為 5 V 的矩形週期波，後續第二、三、四
顆的 T型正反器觸發器的時脈信號則由前一級正反器的輸出信號提
供。
請問此一 4位元/級漣波計數器為上數計數器（Up counter）或是下
數計數器？請以時序圖說明之。（10 分）
如何改變此一計數器的上數或下數？（6分）
正反器是序向邏輯元件或組合邏輯元件？（4分）
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代號：
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3
四、在機電控制系統中常需使用感測器，它在系統中扮演極其重要的角
色，藉它得以知悉系統自身的狀態以及外界環境的狀況，以做出適當
的控制決策。請說明選擇感測器時須考慮那些因素？（20 分）
代號：
34580
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4
五、圖(a)為裝置於曳引機上之加速度計（Accelerometer），此系統之運動
方程式為
其中 m為其質量、b為阻尼係數（Damping coefficient），k為其彈簧
常數（Spring constant）
若輸入信號為 x(t)= Xsin(ωt)
其中 xr(t)為質塊（Mass）與外殼（Housing）的相對位移，ω為振動
頻率，而在此線性系統中，xr(t)=Xrsin(ωt+)，其中為相位角，ωn為
系統之自然頻率（Natural frequency），ς為阻尼比（Damping ratio）。
經過一番導證得到輸出與輸入之關係式如下：
請問此加速度計係根據什麼原理來量測加速度？詳細說明之。可參
考圖(a)及(b)。（7分）
請問增加ωn或減少ωn對擴大量測範圍是否有幫助？為什麼？請參
考圖(b)。（7分）
請問要能量測到最大的頻寬，ς應該取多少？為什麼？請參考圖(b)。
（6分）
圖(a)
xikb
s
eismic
mass
(m)
代號：
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圖(b)
n
ω
/
ω