測試技術考試復習題

1、測試技術復習題一、 判斷題:1、 當輸入信號一定時，系統(tǒng)的輸出將完全取決于傳遞函數(shù)，而與該系)(tx)(ty)(sH統(tǒng)的物理模型無關。 （ ）2、 傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。 （ ）3、 所有隨機信號都是非周期信號； （ ）4、 所有周期信號都是功率信號；（ ）5、 所有非周期信號都是能量信號；（ ）6、 非周期信號的頻譜都是連續(xù)的。 （ ）7、 非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。 （ ）8、 模擬信號的幅值一定是連續(xù)的；（ ）9、 瞬態(tài)信號是能量有限信號。 （ ）10、瞬態(tài)信號是時間軸上的零平均功率信號。 （ ）11、直流信號被截斷后的頻譜是連續(xù)的。 （ ）12、信

2、號的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。 （ ）13、各態(tài)歷經(jīng)隨機過程一定是平穩(wěn)隨機過程。 （ ）14、直流信號具有無限的頻譜。 （）15、幅頻特性是指響應與激勵信號的振幅比與頻率的關系。 （ ）16、頻響函數(shù)反映了系統(tǒng)響應的穩(wěn)態(tài)過程。 （）17、頻響函數(shù)反映了系統(tǒng)響應的穩(wěn)態(tài)過程。 （）18、傳遞函數(shù)不僅反映了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)過程，還反映了系統(tǒng)響應的過渡過程。 （ ）19、若 x(t)是限帶信號，在被截斷后必成為無限帶寬的函數(shù)。( )20、一階系統(tǒng)中常用時間常數(shù) 作為響應上升時間。 （）21、穩(wěn)態(tài)響應法不能用于一階系統(tǒng)的動態(tài)特性測試。 （）22、測試系統(tǒng)的靈敏度越高測量性能越好。 （）23、若傳感器

3、的靈敏度為常數(shù)，則表明該傳感器的輸出、輸入關系為線性關系。（）24、金屬電阻應變片的電阻相對變化主要是由于電阻絲的尺寸變化產(chǎn)生的。 （ ）25、在數(shù)字信號處理過程中，量化誤差大小與 A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)無關。 （）26、變間歇式差動變壓器是一種電容式傳感器。 （）27、渦流傳感器分為高頻透射式和低頻反射式兩種類型。 （）28、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（ ）29、渦流傳感器屬于有源傳感器。 （ ）30、壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。 （ ）31、壓電傳感器要求后接的負載必須有高輸入阻抗。 （）32、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。 （ ）33、為使四臂交流電橋

4、平衡，若兩相鄰臂接入二電阻，另外兩相鄰臂應接入性質(zhì)相同的阻抗元件。 （ ）34、半橋聯(lián)接中要求兩個橋臂阻值變化大小相等，極性相反。 （）35、使用電阻應變時，在半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應變片,可以提高靈敏度，這種做法對。 （ ）36、在直流電橋中，只要滿足任意兩相鄰橋臂的阻值之乘積等于另外兩相鄰橋臂阻值的乘積， 則電橋一定處于平衡。( )37、平衡純電阻交流電橋須同時調(diào)整電阻平衡與電容平衡。 （ ）38、若電阻應變片的輸入信號為正弦波，則以該應變片為工作臂的交流測量用橋的輸出是調(diào)幅波。 （ ）39、金屬絲應變片在測某一構件的應變時，其電阻的相對變化率主要由電阻材料的電阻率的變化決定。 （ ）40

5、、半橋聯(lián)接中要求兩個橋臂阻值變化大小相等，極性相反。 （）41、設帶通濾波器的上、下截止頻率分別為 fc2和 fc2,則一倍頻程濾波器有：122ccff.( )42、變面積型電容傳感器的靈敏度不為常數(shù)。 （ ）43、變間隙式差動變壓器是一種電容式傳感器。 （）44、設信號 x(t)的自功率譜密度函數(shù)為常數(shù)，則 x(t)的自相關函數(shù)為常數(shù)。 （ ）45、提高二階系統(tǒng)的固有頻率，可以擴大系統(tǒng)的工作幅值范圍。 （）46、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。 （ ）47、帶通濾波器的波形因數(shù)值越大，其頻率選擇性越好。 （ ）48、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。 （ ）49、選擇好的窗函數(shù)對信

6、號進行截斷，可以減少能量泄漏。 （）50、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。（ ）51、恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。 （ ）52、隨機激振屬于寬帶激振法。 （ ）53、若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)一定為 1。 （ ）54、若傳感器的靈敏度為常數(shù)，則表明該傳感器的輸出、輸入關系為線性關系。（）55、同頻、同相位的正弦信號與方波信號作互相關其結果為同頻余弦信號。 （ ）56、同頻的正弦信號和余弦信號,其相互相關函數(shù)是存在的。 （ ）二、 選擇題:1.下列哪一種敏感元件不屬于彈性式壓力敏感元件（ ）A.波登管 B膜片 C波紋管 D電阻應變片2

7、.調(diào)幅過程相當于頻率的（ C ）過程A 放大 B 縮小 C 轉(zhuǎn)移 D 消失3、用N型材料Sn02制成的氣敏電阻在空氣中經(jīng)加熱處于穩(wěn)定狀態(tài)后，與氧氣接觸后 ( )。A 電阻值變大 B 電阻值變小 C 電阻值不變 D 不確定4、采用圖三所示的超聲波傳感器安裝位置測量管道中流體的流量，流速，如果=0，以下說法正確的是 ()。A 不能實現(xiàn)對管道中流體流量的測量 B 可測出管道中流體的流量等于0C 可測出管道中流體的流量很大 D =0不影響對管道中流體流量的測量5、微波濕度傳感器的工作原理是基于 ()。A 微波的波長很短 B 天線具有特殊結構使發(fā)射的微波具有尖銳的方向性C 微波遇到障礙物易于反射 D 水

8、對微波的吸收作用很強6、一個6位的二進制光電式編碼器，其測量精度約為 ( )。A. 5.6 B. 0.17 C. 0.016 D. 607、硫化鉻光敏電阻的伏安特性如圖1所示，以下說法正確的是 ( )圖1 硫化鉻光敏電阻的伏安特性A 在一定照度下，流過硫化鉻光敏電阻的電流與其兩端電壓的關系是不確定的B 照度越小，硫化鉻光敏電阻的阻值越小C lOOlx照度時，硫化鉻光敏電阻的阻值約為5kD 照度越大，電流越小8、在直流電路中使用電流表和電壓表測量負載功率的測量方法屬于( )。A 直接測量 B 間接測量 C 組合測量 D 等精度測量9、電阻應變片配用的測量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用 (

9、 )。A 直流平衡電橋 B 直流不平衡電橋 C 交流平衡電橋 D 交流不平衡電橋10、差動螺線管式電感傳感器配用的測量電路有 ( )。A 直流電橋 B 變壓器式交流電橋 C 相敏檢波電路 D 運算放大電路11、實用熱電偶的熱電極材料中，用得較多的是 ( )。A 純金屬 B 非金屬 C 半導體 D 合金12、光電管和光電倍增管的特性主要取決于 ( )。A 陰極材料 B 陽極材料 C 純金屬陰極材料 D 玻璃殼材料13、用光敏二極管或光敏晶體管測量某光源的光通量是根據(jù)什么特性實現(xiàn)的?( )A 光譜特性 B 伏安特性 C 頻率特性 D 光電特性14、下列關于微波傳感器的說法中錯誤的是 ( )。A 可

10、用普通電子管與晶體管構成微波振蕩器B 天線具有特殊結構使發(fā)射的微波具有尖銳的方向性C 用電流-電壓特性呈非線性的電子元件做探測微波的敏感探頭D 可分為反射式和遮斷式兩類15、用N 型材料SnO2制成的氣敏電阻在空氣中經(jīng)加熱處于穩(wěn)定狀態(tài)后，與N02接觸后 ( )。A 電阻值變小 B 電阻值變大 C 電阻值不變 D 不確定16、 同頻、同相位的正弦信號與方波信號作互相關其結果為（ ）信號。 A.正弦 B. C.方波 D.同頻余弦 三、 填空題:1.確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是_，后者頻譜特點是_。2.周期信號傅立葉級數(shù)中的各項系數(shù)表示各諧波分量的 ，其頻譜是 頻譜，各頻

11、率成分是基頻的 倍。周期信號的頻譜具有三個特點： 、 、 。離散、周期的時域信號頻譜的特點是_、_的。3.周期信號截斷后的頻譜必是 的，直流信號被截斷后的頻譜必是 的。非周期信號包括 信號和 信號。4.模似信號是指時間和幅值都具有 特性的信號，數(shù)字信號是指明時間和幅值都具有 特性的信號。5.時域是實偶函數(shù)的信號，其對應的頻域函數(shù)是 函數(shù)。頻域是虛奇函數(shù)的信號，其對應的時域函數(shù)是 函數(shù)。6.非確定性某信號不能夠用 或 來描述，但變化服從 規(guī)律。7.用時域窗來截取連續(xù)信號，窗越寬則主瓣 。8.設時域信號 x(t)的頻譜為 X(f)，則時域信號 的頻譜為 X(ff0） 。9.信號的時域描述，以 為獨

12、立變量；而信號的頻域描述，以 為獨立變量。從時域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng) 的卷積。10. 在時域中計算的信號總能量，等于在頻域中計算的信號 。11. 測試裝置不失真測試的頻域條件是 。當測試系統(tǒng)的輸出與輸入)(ty之間的關系為時，該系統(tǒng)能實現(xiàn) 測試。此時，系)(tx)()(00ttxAty統(tǒng)的頻率特性為 。)(jH12. 一般來說，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測量范圍 。13. 對二階系統(tǒng)輸入周期信號 x(t) =acos(wt+q),則對應的輸出信號的頻率 ，輸出信號的幅值 ，輸出信號的相位 。14. 信號當時間尺度在壓縮時，則其頻帶變 、其幅值變 ，信號在頻域中的 成分將增加。15.

13、均方值 x2表示的是信號的強度，它與均值 x、方差 x2的關系是 。 16. 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標有 、 、 。17. 系統(tǒng)動態(tài)特性在時域可用 來描述，在復數(shù)域可用 來描述，在頻域可用 來描述。18. 一階系統(tǒng)的動特性參數(shù)是 ，為使動態(tài)響應快，該參數(shù) 。將其用于測量l00Hz的正弦信號，如幅值誤差限制在10%范圍內(nèi)，其特性參數(shù)應不大于 。19. 某一階系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)為，輸入信號，則輸出信121)(jjH2sin)(ttx號的頻率為 ，幅值 ，相位 。)(tyy20. 傳遞函數(shù)分別為和的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后，所組成系統(tǒng)的總5 . 05 . 35 . 1 s2224 . 141nnnss靈敏度為

14、。21. 已知，為單位脈沖函數(shù)，則積分= 12 。ttxsin12tdtttx222. 信號越光滑，高次諧波的幅值衰減 ，雙邊譜的幅值為單邊譜幅值的 。23. 瞬態(tài)信號的頻譜是 頻譜，其幅值譜是單位 上的幅值。瞬態(tài)信號可看成是無限多個幅值為 的復指數(shù)諧波之和。 函數(shù)的頻譜是 譜。24. 概率密度函數(shù)是在 域上對信號的描述，相關函數(shù)是在 域上對信號的描述。25. 頻率響應函數(shù)是系統(tǒng)輸出的 的比，也是當系統(tǒng)輸入為正弦信號時，輸入與輸出的 。它反映了系統(tǒng)響應的 過程。26. 從時域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng) 響應的卷積。27. 繪制周期信號 x(t)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學表達式是 _，而雙邊頻

15、譜圖的依據(jù)數(shù)學表達式是 _。對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 對稱。28. 兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為 Q1()和 Q2()，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為 。29. 信號的有效值又稱為_，有效值的平方稱為_，它描述測試信號的強度(信號的平均功率)。30. 二階欠阻尼振動系統(tǒng)的幅頻特性曲線中，幅值最高處的頻率_， 且該值隨阻尼的增加而_。31. 為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是_和_。32. 測量裝置的特性描述有 態(tài)特性描述和 特性描述。 33. 測試裝置輸出波形無失真但有時間延遲 t 的有失真測試條件是：裝置的幅頻特性為 ，相頻特性為

16、；輸出波形既不失真又無延遲的條件是：幅頻特性為 ，相頻特性為 。 34. 連續(xù)信號 x(t)與 x(t-0)進行卷積其結果是：x(t)*x(t-0)= _,其幾何意義是_。35. 要求一階測試系統(tǒng)在輸入信號為 2000Hz 時，其輸出信號的幅值誤不超過 10%，則其轉(zhuǎn)折頻率為 。36. 一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為 T,被測信號的頻率為 1/T,則信號經(jīng)過測試系統(tǒng)后,輸出信號與輸入信號的相位差為 .37. 當被測量是一個單向向量，要求傳感器單向靈敏度 ，其橫向靈敏度 38. 根據(jù)采樣定理，被測信號的頻率 f1與測試系統(tǒng)的固有頻率 f2關系是 。39. X(F)為 x(t)的頻譜，W(F)為矩形窗函數(shù)

17、w(t)的頻譜，二者時域相乘，則頻域可表示為 ，該乘積后的信號的頻譜為 頻譜。40. 對周期信號進行 截斷，是獲得準確頻譜的先決條件。41. 引用相對誤差為 0.5%的儀表，其精度等級為 級。若現(xiàn)有兩個電壓表，其中一個為 150V 量程的 1.5 級電壓表，另一個為 15V 的 2.5 級電壓表，問用這兩個電壓表測量一個 10V 左右的電壓，則其絕對誤差分別為 、 。42. 傳感技術與信息學科緊密相連，是 和自動轉(zhuǎn)換技術的總稱。傳感器的主要功能是 。43. 某位移傳感器測量的最小位移為 0.01mm，最大位移為 1mm，其動態(tài)線性范圍（或測量范圍）是 dB。 44. 物性型傳感器的最大特點是

18、，包括 、 、 、 等。45. 變間隙式電容式傳感器常作成差動的，其主要目的之一是 ，目的之二是 ，目的之三是 。46. 半導體應變片傳感器的工作原理是基于 效應，它的靈敏系數(shù)比金屬應變片的靈敏系數(shù) ；壓阻效應是指 半導體材料在沿著某一軸向受到 作用時，其 發(fā)生變化的現(xiàn)象。渦電流式傳感器的工作原理是利用金屬導體在交變磁場中的 效應。47. 閉環(huán)伺服式傳感器較之一般開環(huán)式傳感器具有高的 和 。48. 對于單向應力的測量，貼應變片時，應變片的方向與主應力方向應該相交成 49. 將電橋接成差動方式習以提高_ ，改善非線性，進行_ 補償。為了_溫度變化給應變測量帶來的誤差，工作應變片與溫度補償應變片應

19、接在 _。50. 差動變壓器式傳感器的工作原理是 ，故也稱其為 傳感器。51. 磁電式絕對振動速度傳感器的動態(tài)數(shù)學模型是 。磁電式絕對振動速度傳感器測振頻率應 其固有頻率。52. 已知霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為 20，若測得感應電動勢的頻率為300Hz，則被測軸的轉(zhuǎn)速為 。53. 頻率混疊是由于 引起的，泄漏則是由于 所引起的。54. 變間距式電容傳感器的靈敏度與 成反比,所以適合于微小位移的測量.變面積式電容傳感器的靈敏度與 成反比,所以不適合微小位移的測量. 55. 傳感器靈敏度越高，表示該傳感器 ,通常，其線性范圍就 。可變磁阻式傳感器的靈敏度與氣隙大小的關系是：氣隙越小，靈敏度

20、 。 56. 當測量較小應變值時，應選用電阻 效應工作的應變片，而測量大應變值時，應選用 效應工作的應變片，后者應變片阻值的相對變化主要由材料 的相對變化來決定。57. 電感式和電容式傳感器常采用差動方式，不僅可提高 ，且能改善或消除 。58. 電感式傳感器?？煞譃?、 等。自感型可變磁阻式傳感器，當氣隙變化時，其靈敏度與之間的關系是： 。SS59. 渦流式傳感器的變換原理是 ?？煞譃榈皖l 式和高頻 式兩種，材料厚度的測量,通常用 ，金屬零件表面裂紋的測量，通常用 式的。60. 磁電式傳感器測量電路中引入微分電路是為了測量 。61. 若石英晶體沿機軸受到正應力，則會在垂直于 的面上產(chǎn)生電荷。壓

21、電式加速度計，其壓電片并聯(lián)可提高 .隨電纜電容的增加，壓電式加速度計的輸出電荷靈敏度 ，壓電式加速度傳感器的工作頻率應 其固有頻率。62. 關于壓電式傳感器中壓電元件的連接，與單片相比，并聯(lián)時,電荷量 、電容量 、輸出電壓 ；串聯(lián)時,電荷量 、電容量 、輸出增 。63. 壓電式傳感器是利用某些材料的 特性來制作的傳感器。壓電傳感器的前置放大器的主要作用是 和 。壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式： 放大器和 放大器，后接 放大器時，可不受連接電纜長度的限制。64. 電荷放大器常用做 傳感器的后續(xù)放大電路，該放大器的 與傳感器產(chǎn)生的 成正比，與電纜引線所形成的分布電容無關。65.

22、依賴于“鐵電體”的極化強度與溫度有關的特性制成的傳感器是 感器66. 半導體式應變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 。67. 電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為 輸出的裝置。直流電橋的平衡條件是 。交流調(diào)幅電橋的載波頻率通常是調(diào)制信號頻率的 .68. 當 時，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關系，其靈敏度 S 趨于 。69. 動態(tài)應變儀上同時設有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導線間存在 。70. 為盡量滿足不失真測試條件，光線示波器振子應調(diào)整阻尼比 = ，被測信號頻率 f 與振子固有頻率 f0 之比應選擇 f/f0 fc1） 。若其帶寬為 1/3倍頻程則 fc2 = fc

23、1。79. 濾波器帶寬 B 和響應建立時間 Te 的乘積通常選取在 BTe= 。濾波器的品質(zhì)因素 Q 與帶寬 B 的關系是 。一帶通濾波器的中心頻率 F=500HZ， -3dB 帶寬B=10HZ，則該濾波器的品質(zhì)因數(shù) Q= 。濾波器的分辨率越高，則測量信號時其響應速度 。 RC 低通濾波器中的 RC 值越大，則其上限截止頻率越 小 。80. 常用濾波器的上、下截止頻率、的定義為幅頻特性曲線降為最大值的 1cf2cf倍時對應的頻率為截止頻率，其帶寬 ，若為倍頻程濾波器與的關系為 1cf2cf。81. 如果一個信號的最高頻率為 50Hz，為了防止時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應大于 Hz。若

24、信號頻率為 5000Hz，則信號采樣后的混迭頻率是 Hz。82. 超聲波測量物位是根據(jù)超聲波在兩種介質(zhì)的分界面上會發(fā)生 現(xiàn)象而實現(xiàn)的.83. 信號的預處理包括 、 、 、 等環(huán)節(jié)，數(shù)字信號處理中，采樣頻率 fa與被測信號中最高頻率成分 fc 的關系應為（ fa2fc ） 。84. 信號 (t)的自功率譜密度函數(shù) Sx(f)是 ,信號 (t)和 y(t)的互譜 Sxy(f)是 85. 設有一電路，是工作橋臂，是固定電阻，且。1R2R3R4R4321RRRR工作時，則電橋輸出電壓 。為電橋的電源電壓。1112 RRRye0e86. 一個相鄰雙臂工作的測力電橋，如果將兩工作臂的一個應變片均改為兩個應

25、變片串聯(lián)，則電橋的輸出電壓 87. 若電阻應變片的輸入信號為正弦波，則以該應變片為工作臂的直流測量用橋的輸出是 88. 自感型傳感器的兩線圈接于電橋的相鄰橋臂時，其輸出靈敏度 。89. 設信號 x(t)的自功率譜密度函數(shù)為常數(shù)，則其自相關函數(shù)為 90. 用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性，其取值在 范圍內(nèi)。91. 如果窗函數(shù)頻譜的主瓣峰值相對于左右旁瓣峰值越大，則該窗函數(shù)的泄漏誤差 。92. 自相關函數(shù)是 函數(shù)，其最大值發(fā)生在 = 時刻，當時延趨于無窮大時，周期信號的自相關函數(shù)仍然是同 的 。93. 相關濾波的工作原理是 94. 若信號滿足 y(t)=kx(t)關系，其中 k 常數(shù)，

26、則其互相關系數(shù) pxy()= .95. 頻率不同的兩個正弦信號，其互相關函數(shù) Rxy()= .同頻的正弦函數(shù)和余弦函數(shù)，其互相關函數(shù) Rxy()= .96. 正弦信號的自相關函數(shù)是同頻的 函數(shù)。自相關函數(shù)的傅立葉變換是 函數(shù)。97. 已知某信號的自相關函數(shù)為 Rx()100cos，則該信號的平均功率為 ，標準差為 。二、簡答題 1）試用方框圖描述測試系統(tǒng)的組成，并簡述測試工作的全過程。2） 比較周期信號傅里葉級數(shù)的三種展開形式，分析各自的物理含義，及相互之間的轉(zhuǎn)化關系。3） 說明如何求解測試裝置動態(tài)特性的數(shù)學描述的 3 個函數(shù)，它們之間有何內(nèi)在關系？4） 以二階系統(tǒng)為例，簡述求解具體系統(tǒng)頻譜特

27、性的一般步驟。 并根據(jù)二階欠阻尼振動系統(tǒng)的幅頻特性曲線，說明將阻尼比設置在 0.7 左右的理論依據(jù)？要拓寬二階系統(tǒng)的分析頻率區(qū)間，應如何確定二階系統(tǒng)的特性參數(shù)。5） 測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些？重復性誤差和回程誤差有何區(qū)別?6） 在動態(tài)測試中，為什么需考慮待測信號的頻率結構？在故障診斷中，如果測試裝置不滿足不失真測試的條件，會造成誤診斷，為什么？7）什么是負載效應？對于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負載效應的措施有哪些？8） 壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結構上有何不同，為什么？9） 信號放大電路的種類，如何根據(jù)傳感器輸出特性選擇合適的放大電路？10）如何根據(jù)測試信號中有用成分和干擾成

28、分的頻譜來選擇濾波器種類和設定其參數(shù)？11）金屬電阻絲應變片與半導體應變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何特點？在用應變儀測量機構的應力，應變時，如何消除由于溫度變化所產(chǎn)生的影響？ 12）把一個變阻器式傳感器按如圖接線，它的輸入量是什么？輸出量是什么？在什么條件下，它的輸出量與輸入量之間有較好的線性關系？ 13）簡述壓電效應現(xiàn)象，石英晶體所產(chǎn)生的橫向和縱向壓電效應產(chǎn)生的電荷聚集在哪里？其大小分別如何計算？壓電元件在并聯(lián)和串聯(lián)時，壓電式傳感器各具有什么特征，對后續(xù)測量電路有何特殊要求?為什么?14）如圖為一存在質(zhì)量不平衡的齒輪傳動系統(tǒng)，大齒輪為輸入軸，轉(zhuǎn)速為600r/min，大、中、小齒輪的齒數(shù)分別

29、為 40，20，10。下圖為在齒輪箱機殼上測得的振動信號頻譜，根據(jù)頻譜分析知識，比較齒輪軸的振動情況，并說明原因。15）試用相關分析的知識說明如何測量熱軋鋼帶的運動速度，及深埋在地下的輸油管裂損的位置。16）為什么在實際測量中采樣頻率通常要大于信號中最高頻率成分的 3 到 5 倍？抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？17）影響電容式極距變化型傳感器靈敏度的因素有哪些？提高其靈敏度可以采取哪些措施，帶來什么后果？ x RP RL Uy Ui 18）哪些傳感器可選作小位移傳感器？19）簡述渦流式傳感器的工作原理，它有哪些特點?能否測量塑料物體移動的位移？為什么？應采取什么

30、措施改進，就可以用電渦流傳感器測量了。20）電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？欲用電渦流傳感器探測金屬材料表層和內(nèi)部缺陷，對線圈的供電頻率分別有什么要求，為什么？21）可用電渦流傳感器、磁阻傳感器和霍爾傳感器檢測纜車鋼絲繩斷繩或金屬平板中的裂紋嗎？為什么？若可以，畫出檢測框圖，并比較它們的檢測效果。22）如果矩形波與三角波都是以 1000Hz 變化的波形，如果要求誤差都不超過10%，選擇的放大器通帶何不同？如果采用相同的示波器顯示，哪個的誤差大？為什么？23）在油氣或石油勘察中，通常要通過爆破對地殼進行激勵，分析其原因？若用檢波器獲取激勵回波信號，則深層和淺層資源所對應的檢波頻

31、率哪個高？為什么？24）試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。用簡圖說明該傳感器的結構并簡要說明其作用原理；兩個線圈通常應該接在什么電路中？用圖說明如何接法。25）下圖是一種傳感器的工作原理圖，試問這是何種形式的傳感器？用圖中的符號簡述其工作原理。ie1e2exw1w2w012eeep圖 1 傳感器工作原理圖26）簡述壓電式傳感器需要配置前置放大器的原因？常用的前置放大器有哪兩種？各有什么特點？27）已知電阻應變儀交流電橋的電橋電源0( )cos2y tf t和輸入信號 x(t)的幅值譜如圖所示。電橋輸出信號經(jīng)相敏檢波、低通濾波后輸出。試分別畫出電橋輸出信號、相敏檢波輸出信號和低通

32、濾波器輸出信號幅值譜 Xm(f)、 Xe(f)、 Xf(f)。28）已知電阻應變儀交流電橋的輸入信號 x(t)和電橋電源 y(t)的波形如圖所示。電橋輸出信號經(jīng)相敏檢波、低通濾波后輸出。試畫出電橋輸出信號 xm(t)、相敏檢波輸出信號 xe(t)和低通濾波器輸出信號 xf(t)。 29）若用光線示波器來記錄圖一所示的方波信號，可否選用固有頻率為 400Hz 為FC6-400 型振動子? 并說明理由。(提示：要較完整地記錄一信號，必須保證其前十次諧波的幅值誤差小于 5。) A-Ax(t)2.557.510t(ms)30）直流電橋平衡條件是什么？交流電橋平衡條件是什么？畫出平衡電橋的工作原理圖，并

33、簡述平衡電橋的工作原理。試說明動態(tài)電阻應變儀除需電阻平衡外，還需調(diào)電容平衡的原因？31）現(xiàn)有電阻和，電感 L 和電容 C，連結成四臂交流電橋，試畫出能滿足電1R2R橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件。 （設激勵為，輸出為） 。iuou32）有人在使用電阻應變片時，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應變片數(shù)以提高靈敏度。試問，在半橋上各串聯(lián)一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？33）差動型變磁阻式電感傳感器在使用時常把兩個線圈接在電橋的兩個相鄰橋臂中，試問：（1）此電橋需接入何種激勵電壓？（2）該電橋的輸出電壓是何波形？（3）輸出電壓的幅值與傳感器的什么量有關？（4）輸出

34、電壓大小能否反映被測量的方向？欲知被測量的方向，測量電路中應帶有什么環(huán)節(jié)? 34）什么是調(diào)制，調(diào)制的目的是什么，如何實現(xiàn)對信號進行調(diào)幅和解調(diào)？調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？若要將測試數(shù)據(jù)分別從高鐵站和衛(wèi)星發(fā)送到省信息處理中心，分別采用什么調(diào)制方式？為什么？并比較它們的優(yōu)缺點。若要在省信息處理中心將數(shù)據(jù)還原，分別采用什么解調(diào)方式？闡述其實現(xiàn)過程。35）數(shù)字信號處理的一般步驟是什么？哪些步驟會帶來誤差，如何盡可能減少相應誤差？并說明其原因。說明為什么信號截斷后必然會引起泄漏誤差？及信號的時域采樣是如何引起信號頻譜的周期延展及頻率混疊的？36）為什么在動態(tài)電阻應變儀上除了設有電阻平衡旋鈕外，還設有電容平

35、衡旋鈕？37）簡述什么是光電導效應？光生伏特效應？外光電效應？這些光電效應的典型光電器件各自有哪些？38）畫出利用熱電偶測量兩點間溫度差的線路圖，并解釋其工作原理。39）什么是霍爾效應? 霍爾電動勢與哪些因素有關？如何提高霍爾傳感器的靈敏度? 試對圖1利用霍爾式傳感器實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量進行解釋。圖1 霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測量原理圖40）分析圖2中自感式傳感器當動鐵心左右移動時自感L的變化情況 （己知空氣隙的長度為x1和x2，空氣隙的面積為S，磁導率，線圈匝數(shù)W不變）。圖2 動鐵式自感傳感器結構示意41）試從材料特性、靈敏度、穩(wěn)定性等角度比較石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應。42）光導纖維是利用哪種光學現(xiàn)象進行

36、導光的? 光導纖維的數(shù)值孔徑有何意義?43）測得兩個同頻正弦信號的相關函數(shù)波形如圖 3，問：這一波形是自相關函數(shù)還是互相關函數(shù)？為什么？從波形中可以獲得信號的哪些信息？圖344）下圖為動態(tài)應變儀工作框圖，請指出圖中 A、B 和 C 分別代表什么？并說明A、B 和 C 在系統(tǒng)中的作用是什么？ 及 A、B 為什么要由振蕩器來同時供電？t0t)(0tx0t)(txm0t0)(tx0試件A放大器BC顯示記錄振蕩器t)(tx)(ty三、計算題1）求正弦信號的均值、絕對均值 |x|、均方根值 xrms、均)sin()(0txtxx方值，和概率密度函數(shù) p(x)。2x2）已知信號0( )sin(2/3)x

37、tAf t，試繪制信號的實頻譜、虛頻譜和單邊幅頻譜、雙邊幅頻譜及雙邊相頻譜？3）一階測試系統(tǒng)的頻響函數(shù)為 H(j )=1/(1+j )，分析當測試信號為 x(t)=sint+sin5t 時，有無波形失真現(xiàn)象，誤差為多少？4）設有二個結構相同的二階系統(tǒng)，其固有頻率相同，當兩者阻尼比不同，一個是 0.1，另一個是 0.65，若允許的幅值誤差為 10%，問他們的可用頻率范圍是多少？ 5）用熱電阻溫度計測量熱源的溫度，將該溫度計從 20的室溫突然放入 85的熱源時,相當于輸入一階躍信號 x(t)，其響應曲線如圖所示。已知一階測試系統(tǒng)熱電阻溫度計的時間常數(shù) =6S，求經(jīng)過 10S 后測得的溫度和最終示值

38、的相對誤差？6）用一階測量儀器測量 100Hz 的正弦信號，如果要求振幅的測量誤差小于5%，問儀器的時間常數(shù) T 的取值范圍。若用該儀器測 50Hz 的正弦信號，相應的振幅誤差和相位滯后是多少？ 7）設有一階測量裝置其時間常數(shù)為 0.1 秒，問輸入信號頻率為多少時其輸出信號的幅值誤差不大于 6%？這時輸出信號的滯后角是多少？ 8）一階系統(tǒng)受到一個階躍輸入的作用，在 2 秒時達到輸入最大值的 20%，試求：測試系統(tǒng)的時間常數(shù)和當輸出達到最大值的 95%時，需多長時間？ 9）用時間常數(shù)為 0.5s 的一階裝置進行測量，若被測參數(shù)按正弦規(guī)律變化，若要求裝置指示值的幅值誤差小于 5%，問被測參數(shù)變化的

39、最高頻率是多少？如果被測參數(shù)的周期是 1s、2s 和 5s，問幅值誤差是多少？10）已知周期方波的傅里葉級數(shù))10cos516cos312(cos)(00004 tftftftxA求該方波的均值、頻率組成及各頻率的幅值，并畫出頻譜圖。11）某信號的時域表達式如下000( )sinsin2sin3.223AAAAx tttt, 問:該信號屬于哪類信號(周期或非周期)，試畫出波形圖? 當該信號通過一理想帶通濾波器，該濾波器的 A()=1，帶寬 B=80Hz，中心頻率 f0=50Hz,畫出該濾波器輸出波形的幅頻譜,并求出濾波器輸出波形的平均值為多少(已知該信號基頻 f0=50Hz )？ 12）對稱方

40、波的波形圖如圖 1 所示。求傅里葉級數(shù)的三角形式展開，并畫出頻譜。13）求周期余弦信號的均值、均方值、自相關函數(shù)和自譜。tAtxcos14）已知信號 x(t)=e-t (t0)，(1) 求 x(t)的頻譜函數(shù) X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。(2) 求 x(t)的自相關函數(shù) Rx () 。 15）一個二階測試系統(tǒng)，受激勵力 F0sin t 作用，共振時測得振幅為 20mm，在 0.8倍共振頻率時測得振幅為 12mm，求系統(tǒng)的阻尼系數(shù)。 （假定 0.8 倍共振頻率時，阻尼項可忽略） 16）已知 RC 低通濾波器，=1k,=1F,試：(1) 確定該濾波器的、RC)(sH、。輸入信號,求輸出信號，并

41、比較其與輸入信)( fH)( fA)( ftux1000sin10yu號的幅值及相位關系。17）已知低通濾波器的頻率特性為，式中= 0.05s,當輸入信)21 (1)(fjfH號時，求其輸出,并比較與的幅值與相)45100cos(2 . 010cos5 . 0)(tttx)(ty)(ty)(tx位有何區(qū)別。18）如圖 2 所示的 RC 電路中，已知，若的幅值為 100，頻率為F01. 0Cxe10kHz，并且輸出端的相位滯后 30，求此時的 R 應為何值，輸出電壓幅值為多gexe少？19）Rxegei(t)F01.0C圖 2 響應曲線20）二階系統(tǒng)的阻尼比 =0.2，求 =n時的幅值誤差和相位

42、誤差，如果使幅值誤差不大于 10，應取多大阻尼比？。 21）一個二階測試系統(tǒng)，其頻響函數(shù)為。今有)/(5 . 0)/(1 1)(2nnjjH一信號輸入此系統(tǒng)后的輸出信號。)62cos()cos(5 . 0)25 . 0cos()(ttttxnnn)(ty22）有一信號，初始相角為)cos()(tAtx一隨機變量，試求 1）求其自相關函數(shù)；2）確定其均值和方差。23） 給某加速度傳感器突然加載，得到的階躍響應曲線如圖 3 所示。由圖中實際測量得：M1=15mm, M3=4mm，在 0.01s 的標線內(nèi)有 4.1 個衰減的波形，求加速度傳感器的阻尼比 及固有頻率。24）對一個可視為二階系統(tǒng)的裝置輸

43、入一單位階躍函數(shù)后，測得其響應中產(chǎn)生了數(shù)值為 1.5 的第一個超調(diào)量峰值。同時測得其振蕩周期為 6.28s。設已知該裝置的靜態(tài)增益為 3，試求該裝置的傳遞函數(shù)和該裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。25）試求正弦信號0( )sinx tt和基頻與之相同的周期方波信號 y(t)的互相關函數(shù))(xyR。001(/20)( )1(0/2)Tty ttT 1M3Ms01. 026）圖 5 為一簡單電感式傳感器。磁路取為中心磁路，不計漏磁，設鐵心及銜鐵的相對磁導率為 104，空氣的相對磁導率為 1，真空的磁導率為，試計17104mH算氣隙長度為 0mm 及為 2mm 時的電感量。(圖中所注尺寸單位均為 m

44、m)圖5 電感式傳感器結構27）已知電阻應變儀交流電橋的電橋電源0( )cos2y tf t和輸入信號 x(t)的幅值譜如圖所示。電橋輸出信號經(jīng)相敏檢波、低通濾波后輸出。試分別畫出電橋輸出信號、相敏檢波輸出信號和低通濾波器輸出信號幅值譜 Xm(f)、 Xe(f)、 Xf(f)。A-Ax(t)2.557.510t(ms)三、分析計算題 1. 有一吊車的拉力傳感器如圖九所示。其中電阻應變片R1、R2、R3、R4貼在等截面軸上。已知R1、R2、R3、R4標稱阻值均為120，橋路電壓為2V，重物質(zhì)量為m，其引起R1、R2變化增量為l.20。（1）畫出應變片組成的電橋電路。（2）計算出測得的輸出電壓和電

45、橋輸出靈敏度。（3）說明R3、R4起到什么作用？圖1 吊車拉力傳感器結構2用電阻應變片及雙臂電橋懸臂梁的應變。其貼片及組橋方法如圖 4 所示。已知圖中，上下貼片位置對稱，應變片的靈敏度系數(shù)。應1122120RRRR2k 變值，電橋供橋電壓。試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓310 103iuVUo的值，若去掉 R1、R2，輸出電壓 Uo值如何變化？若要提高輸出電壓，應怎樣組橋？圖 4 貼片及組橋方法3、有一臺變間隙非接觸式電容測微儀，其傳感器的極板半徑r=5mm，假設與被測的初始間隙d0=0.5mm。已知真空的介電常數(shù)等于8.854x10-12F/m，求：（1）如果傳感器與工件的間隙變化量增大

46、d=10m，電容變化量為多少? （2）如果測量電路的靈敏度Ku=100mV/pF，則間隙增大d=1m時，輸出電壓為多少? 若讀數(shù)儀表的靈敏度為5格/mV，當間隙變化量還為2，讀數(shù)儀表示值變化多少格？m4有一薄壁圓管式拉力傳感器如下圖所示。已知其彈性元件材料的泊松比為 0.3，電阻應變片和阻值相同，且靈敏系數(shù)均為 2，應變片貼片位置如圖所示。321RRR、4R若受拉力作用，問：P(1) 欲測量拉力的大小，應如何正確組成電橋？請畫出相應的電橋。P(2) 當供橋電壓，時，輸出電壓是多少（）？V2ie00321oe61011 R2R1R3R4PPR1R2R3R45.如圖所示為兩直流電橋，其中圖(a)稱為臥式橋，圖(b)稱為立式橋，且，為應變片，為固定電阻。試求在電阻應變片阻12340RRRRR12RR、34RR、值變化為時，兩電橋的輸出電壓表達式并加以比較。R6. 以阻值，靈敏度的