鄭州大學(xué)測試技術(shù)考試題型

1、1. 可用于動態(tài)非接觸測量的傳感器有渦流式和電容式傳感器，可用于接觸式測量的有壓電式傳感器和應(yīng)變片2. 壓電式傳感器測量電路的兩種形式：電壓放大器和電荷放大器3. 幅值調(diào)制的過程在時域上是調(diào)制波與載波的相乘的過程，常見到的調(diào)副裝置有電橋4. 測試裝置的動態(tài)特性在時域中用脈沖響應(yīng)函數(shù)描述，在頻域中用頻率響應(yīng)函數(shù)描述5. 測試系統(tǒng)的組成部分：傳感器，中間變換裝置，顯示記錄裝置。傳感器將被測對象特性的物理量檢出并轉(zhuǎn)換成電量，然后傳輸給中間變換裝置，中間變換裝置對收到的電信號用硬件電路進行分析處理和a/d變換后用軟件進行計算，再將處理結(jié)果以電信號或數(shù)字信號的方式傳輸給顯示記錄裝置，最后由顯示記錄裝置將

2、測量結(jié)果顯示出來提供給觀察者或者其他記錄裝置。6. 不進行數(shù)學(xué)推導(dǎo)，試分析周期相同的（T=100ms）的方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)是什么結(jié)果，請寫出分析結(jié)果和過程：其互相關(guān)函數(shù)應(yīng)該是周期T=100ms的余弦波。周期方波信號通過傅里葉級數(shù)展開后，其基頻為1/T。其他頻率成分均為基頻整數(shù)倍，周期與方波相同的正弦波信號只有一種頻率成分即1/T,.根據(jù)互相關(guān)函數(shù)同頻相關(guān)，不同頻不相關(guān)的特點，方波信號中除基頻外，其他頻率成分對應(yīng)的波形和正弦波的相關(guān)結(jié)果均為零，基頻對應(yīng)的波形和正弦波的相關(guān)結(jié)果為余弦波7. 當(dāng)時間尺度壓縮時，頻譜的頻帶加寬，幅值降低，反之則頻帶變窄，幅值增加。8. 測試裝置的靈敏度越高，測試

3、范圍越小。9. 變阻器式傳感器不適于小位移量的測量。10. 將時域信號進行時移，頻域信號將會僅有相移。11. 壓電式傳感器是個高內(nèi)阻傳感器，因此要求前置放大器的輸入阻抗很高12. 表示隨機信號中動態(tài)分量的統(tǒng)計常數(shù)是方差13. 半導(dǎo)體應(yīng)變片是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)原理工作的14. 自相關(guān)函數(shù)是一個偶函數(shù)15. 壓電材料按一定方向置放在電場中，其幾何尺寸發(fā)生變化，稱為逆壓電效應(yīng)16. 工程中常見的周期信號其諧波的幅值隨諧波的頻率增加而減小。17. 半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料壓阻效應(yīng)，她的靈敏系數(shù)比應(yīng)變式的靈敏系數(shù)大，電容式和電感式傳感器常用差動式結(jié)構(gòu)，其作用是提高靈敏度，減少線性誤差

4、18. 在信號數(shù)字化處理中，為了防止頻率混疊，信號的最大頻率和采樣頻率之間的關(guān)系應(yīng)滿足fs2fh19. 屬于能量控制型的傳感器有電阻應(yīng)變計，電容式測振儀，電阻溫度計等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有熱電偶溫度計，彈性壓力計20. 在信號進行數(shù)字化處理的過程中，為什么要對周期信號進行整周期截斷是獲得準(zhǔn)確頻譜的先決條件？只有進行整周期截斷，才可以使分析頻譜落在簡諧信號的頻率上，獲得準(zhǔn)確頻譜，另外，從概念上理解，bft的作用是將窗內(nèi)的信號向外嚴(yán)拓，只有事先對周期信號按照整周期截斷才會延拓后的信號與原信號完全重合，不發(fā)生畸變，否則在k= nt處信號不能重合，出現(xiàn)畸變。21. 周期信號與瞬變非周期信號在頻域內(nèi)

5、的主要差別是是否連續(xù)22. 功率信號是指平均功率為有限值的信號，其能量是無限值，例如單自由度振動信號是功率信號23. 在描述系統(tǒng)的動態(tài)特性時，頻率響應(yīng)函數(shù)是用來描述系統(tǒng)的簡諧輸入和棋穩(wěn)態(tài)輸出的關(guān)系，脈沖響應(yīng)函數(shù)可以作為系統(tǒng)的時域描述24. 調(diào)幅過程實際上是頻譜的搬移過程，調(diào)幅裝置實質(zhì)上是乘法器，典型的裝置有電橋，調(diào)幅過程在頻域相當(dāng)于調(diào)制波與載波的相乘過程，調(diào)幅裝置實質(zhì)上是一個乘法器25. 調(diào)頻，振蕩器輸出的是等幅波，其其振蕩頻率偏移量和信號電壓成正比，調(diào)頻的解調(diào)又稱為鑒頻26. 二階系統(tǒng)測試系統(tǒng)的固有頻率wn2w,阻尼比多在0.6-0.7之間的原因？在wn2w時，曲線近似水平，線性好，響應(yīng)快，

6、kesei過小時，震蕩強烈，不容易達(dá)到穩(wěn)態(tài)，kesei1時，雖不發(fā)生震蕩，也需要較長時間才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)Kesei在0.6-0.7時，能較快實現(xiàn)不失真測試，在寬廣的頻域范圍內(nèi)，減小輸入和輸出誤差，提高響應(yīng)速度27. 渦流傳感器分為高頻反射式和低頻透射式兩種類型，渦流傳感器不可以探測水泥制品表面的缺陷。28. 為了能從調(diào)幅波中很好地恢復(fù)出原被測信號，常用相敏檢波器作為解調(diào)器29. 濾波器的截止頻率就是其同頻帶的幅值-3bB處的頻率30. 在高頻段，恒帶寬濾波器比恒帶寬比濾波器的頻率分辨率要高，通頻帶要窄31. 濾波器的分類：1：選頻方式：低通，高通，帶通，陷波或帶阻濾波器四種類型，2.構(gòu)成形式：有源

7、和無源濾波器32. 壓電式傳感器采用電阻反饋式的電壓放大器33. 金屬絲電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的區(qū)別在于前者利用導(dǎo)體形變引起電阻變化，后者利用電阻率變化引起電阻變化34. 電容式傳感器有極距變化型，面積變化型，介質(zhì)變化型，其中極據(jù)變化型的靈敏度最大35. 舉出3個生活中接觸到的測試技術(shù)應(yīng)用實例：1，錄音機上的麥克風(fēng)采用電容傳聲器，按平板電容原理將聲波轉(zhuǎn)換成膜片的振動位移，導(dǎo)致電容變化，變換為電信號2.計算機鼠標(biāo)上的光電傳感器，利用發(fā)光二級管與光敏晶體管的組合來測量鼠標(biāo)移動，鼠標(biāo)內(nèi)置2個帶2盤的滾軸，小球滾動時帶動了滾軸轉(zhuǎn)動，通過孔盤對發(fā)光二級管發(fā)出光線的阻斷在光敏晶體管上產(chǎn)生表示位移的電脈沖

8、輸出 。3.教室中防火災(zāi)的煙霧報警器，利用氣敏半導(dǎo)體材料，當(dāng)他吸收了可燃?xì)怏w的煙霧時會發(fā)生還原反應(yīng)，放出熱量，使元件溫度相應(yīng)提高，電阻發(fā)生變化，從而將煙霧信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出36. 電阻應(yīng)變片是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)37. 測試技術(shù)主要研究物理量的測量原理和測量信號分析處理方法38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.2.3求周期信號，通過傳遞函數(shù)為的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解： 利用疊加原理及頻率保持性解題 ， ， ， ， ， 2.7將信號輸入一個傳遞函數(shù)為的一階裝置后，試求其包括瞬態(tài)過程在內(nèi)的輸出的表達(dá)式。解： ， = 2.9試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個環(huán)

9、節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度（不考慮負(fù)載效應(yīng)）解： ， ， 2.10想用一個一階系統(tǒng)作100Hz正弦信號的測量，如要求限制振幅誤差在5%以內(nèi)，則時間 單常數(shù)應(yīng)去多少？若用該系統(tǒng)測試50Hz正弦信號，問此時的振幅誤差和相角差是多少？解： 由振幅誤差 即 ，當(dāng)，且時 此時振幅誤差 3-2 試舉出你所熟悉的五種機械式傳感器，并說明它們的變換原理。解答：氣壓表、彈簧秤、雙金屬片溫度傳感器、液體溫度傳感器、毛發(fā)濕度計等。3-3 電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？應(yīng)如何針對具體情況來選用？解答：電阻絲應(yīng)變片主要利用形變效應(yīng)，而半導(dǎo)體應(yīng)變片主要利用壓阻效應(yīng)。電阻絲應(yīng)變片主要優(yōu)點是

10、性能穩(wěn)定，現(xiàn)行較好；主要缺點是靈敏度低，橫向效應(yīng)大。半導(dǎo)體應(yīng)變片主要優(yōu)點是靈敏度高、機械滯后小、橫向效應(yīng)?。恢饕秉c是溫度穩(wěn)定性差、靈敏度離散度大、非線性大。選用時要根據(jù)測量精度要求、現(xiàn)場條件、靈敏度要求等來選擇。3-4 有一電阻應(yīng)變片（見圖3-84），其靈敏度Sg2，R120W。設(shè)工作時其應(yīng)變?yōu)?000me，問DR？設(shè)將此應(yīng)變片接成如圖所示的電路，試求：1）無應(yīng)變時電流表示值；2）有應(yīng)變時電流表示值；3）電流表指示值相對變化量；4）試分析這個變量能否從表中讀出？圖3-84 題3-4圖1.5V解：根據(jù)應(yīng)變效應(yīng)表達(dá)式DR/R=Sge得DR=Sge R=2100010-6120=0.24W1）I1

11、=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA2）I2=1.5/(R+DR)=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA3）d=(I2-I1)/I1100%=0.2%4）電流變化量太小，很難從電流表中讀出。如果采用高靈敏度小量程的微安表，則量程不夠，無法測量12.5mA的電流；如果采用毫安表，無法分辨0.025mA的電流變化。一般需要電橋來測量，將無應(yīng)變時的靈位電流平衡掉，只取有應(yīng)變時的微小輸出量，并可根據(jù)需要采用放大器放大。3-5 電感傳感器（自感型）的靈敏度與哪些因素有關(guān)？要提高靈敏度可采取哪些措施？采取這些措施會帶來什么樣后果？解答：以氣隙變化式為例進行

12、分析。又因為線圈阻抗Z=wL，所以靈敏度又可寫成由上式可見，靈敏度與磁路橫截面積A0、線圈匝數(shù)N、電源角頻率w、鐵芯磁導(dǎo)率m0，氣隙d等有關(guān)。如果加大磁路橫截面積A0、線圈匝數(shù)N、電源角頻率w、鐵芯磁導(dǎo)率m0，減小氣隙d，都可提高靈敏度。加大磁路橫截面積A0、線圈匝數(shù)N會增大傳感器尺寸，重量增加，并影響到動態(tài)特性；減小氣隙d會增大非線性。3-6 電容式、電感式、電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路有何異同？舉例說明。解答：電容式傳感器的測量電路自感型變磁阻式電感傳感器的測量電路：電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路：電橋電路（直流電橋和交流電橋）。相同點：都可使用電橋電路，都可輸出調(diào)幅波。電容、電感式傳感器都可使

13、用調(diào)幅電路、調(diào)頻電路等。不同點：電阻應(yīng)變式傳感器可以使用直流電橋電路，而電容式、電感式則不能。另外電容式、電感式傳感器測量電路種類繁多。3-7 一個電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑r4mm，工作初始間隙d=0.3mm，問：1）工作時，如果傳感器與工件的間隙變化量Dd1mm時，電容變化量是多少？2）如果測量電路的靈敏度S1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格/mV，在Dd1mm時，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？解：1）2）B=S1S2DC=1005(4.9410-3)2.47格3-9 試按接觸式與非接觸式區(qū)分傳感器，列出它們的名稱、變換原理，用在何處？解答：接觸式：變阻器式、電阻應(yīng)變式、電感式（渦流式除外）、電容式、磁電式、壓電式、熱電式、廣線式、熱敏電阻、氣敏、濕敏等傳感器。非接觸式：渦電流式、光電式、熱釋電式、霍爾式、固態(tài)圖像傳感器等?？梢詫崿F(xiàn)非接觸測量的是：電容式、光纖式等傳感器。3-15 有一批渦輪機葉片，需要檢測是否有裂紋，請舉出兩種以上方法，并闡明所用傳感器的工作原理。渦電流傳感器，紅外輻射溫度測量，聲發(fā)射傳感器（壓電式）等。3-19 在軋鋼過程中，需監(jiān)測薄板的厚度，宜采用那種傳感器？說明其原理。解答：差動變壓器、渦電流式、光電式，射線式傳感器等。51. 欲測試金屬表面粗糙度，請分別選擇兩種傳感器測試：1.電感位移式