傳感器與測試技術(shù)復(fù)習(xí)題(1)

1、一填空題(每空1分)1 .調(diào)幅波可以看作是載波 與調(diào)制波的乘積。2 .相關(guān)系數(shù)是在時域描述兩個信號之間相關(guān)程度的無量綱的函數(shù)。3 .若x(t)的傅里葉變換是X (f),則x(0.2t)的傅里葉變換是5X(5f)。.4 .若x(t)的傅里葉變換是X (f),則x ( 0.1 ) t的傅里葉變換是10 X(10f)o .5 .用一階系統(tǒng)作測量裝置，為了獲得較佳的工作性能，其時間常數(shù)p應(yīng) 盡量 小06 .而用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式或圖象表達(dá)的信號稱為確定性 信號。7 .雙螺線管差動型傳感器比單螺線管型電感式傳感器有較高的靈敏度 和線性。8 .采樣時為了不產(chǎn)生頻譜混疊，采樣頻率必須大于信號最高頻率的2倍。9

2、 .某些物質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ浼恿Χ蛊渥冃螘r，在一定表面上將產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。10 .調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的乘積。11 .若采樣頻率過低，不滿足采樣定理，則采樣離散信號的頻譜會發(fā)生混迭現(xiàn)象。12 .任何樣本的時間平均等于總體平均的隨機(jī)信號被稱為各態(tài)歷經(jīng) 信號。13 .正弦信號的自相關(guān)函數(shù)保留了信號的幅值信息和頻率信息,但是失去了相位的信息。14 .附加傳感器質(zhì)量將使被測振動系統(tǒng)的固有頻率降低 。15 .在進(jìn)行振動測量時，壓電式傳感器聯(lián)接電荷 放大器時、電纜長度不會影響儀器的輸出。16 .任何樣本的時間平均等于總體平均(集合平均)的隨

3、機(jī)信號被稱為各態(tài)任經(jīng)信號。17 .采樣時為了不產(chǎn)生頻譜混疊，采樣頻率必須大于信號最高頻率的，_倍。18 .極距變化型電容式傳感器的靈敏度 K與極距平方成 反 比。19 .當(dāng)金屬板置于變化著的磁場中時，或者在磁場中運(yùn)動時，在金屬板上產(chǎn)生感 應(yīng)電流，這種電流在金屬體內(nèi)是閉合的，所以稱為 渦流。20 .扭矩測量時，測量傳感器應(yīng)變片應(yīng)貼在與軸線成45 度的方向上。21 .某些物質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ浼恿Χ蛊渥冃螘r，在一定表面上將產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。22 .若隨機(jī)信號x(t)和y(t)的均值都為0,當(dāng)p-oo時，則Rxy(r )=_0_。23 .用一階系

4、統(tǒng)作測量裝置，為了獲得較佳的工作性能，其時間常數(shù)p應(yīng) 盡量 小_。24 . 樂器的靈敏度越高，就意味傳感器所感知的變化量 越小。二.單項(xiàng)選擇題(每題2分)1 .極距變化型電容傳感器的靈敏度(3)。(1)等于常數(shù)(2)與極距平方成正比(3)與極距平方成反比(4)反比于兩極板之間的間隙。2壓電式加速度計(jì)，希望其固有頻率( C )A在400Hz左右B在120Hz左右 C盡量高些D盡量低些3脈沖函數(shù)6 (t)的頻譜A (f)( 2 ).(1)僅在f=0處有極大值(2)在所有的頻段上等強(qiáng)度（3）具有有限帶寬頻段上等強(qiáng)度（4）僅在f=0處有極小值4概率密度函數(shù)提供了隨機(jī)信號（2 ）的信息。（1）沿概率軸分

5、布（2）沿幅值域分布（3）沿時域分布（4）沿強(qiáng)度分布5周期信號頻譜特點(diǎn)是（3 ）（1）連續(xù)的，隨著頻率的增大而減??；（2）連續(xù)的，只在有限區(qū)間有非零值；（3）離散的，只發(fā)生在基頻的整數(shù)倍；（4）離散的，各頻率成分的頻率比不是有理數(shù)。6將x（t） Asin ）和丫仕）Bsin（閑 ）兩個信號疊加，其合成信號x（t） y（t）是（3 ）。（1）角頻率為2的周期信號（2）角頻率為痣的周期信號（3）準(zhǔn)周期信號（4）隨機(jī)信號7倒頻譜函數(shù)自變量可使用的單位是（1 ）。（1）秒 （2）赫茲（3）毫伏（4）毫米/秒8二階系統(tǒng)作測量裝置時，為獲得較寬的工作頻率范圍，則系統(tǒng)的阻尼比應(yīng)（4 ）。（1）愈大愈好（2）

6、愈小愈好（3）接近1/2（4）接近1/，2 9磁帶記錄儀快錄慢放將使重放信號的頻譜帶寬（4 ）0 .（1）變窄，幅值壓低（2）擴(kuò)展，幅值壓低（3）擴(kuò)展，幅值增高（4）變窄，幅值增高10.外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時，其電阻值隨著它所受機(jī)械變形（伸長或縮短）的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的（3 ）效應(yīng)。（1）霍爾（2）渦流（3）電阻應(yīng)變（4）壓電11正弦信號輸入信號的穩(wěn)態(tài)輸出是（1 ）正弦信號。（1）同頻率（2）高階頻率（3）低階頻率 （4）不同頻率12調(diào)幅波是（4 ）。（1）載波相位隨調(diào)制信號幅值而變 （2）載波幅值隨調(diào)制信號幅值而變 （3）載波頻率隨調(diào)制信號幅值而變（4）載波與調(diào)制信號相乘13

7、磁帶記錄儀快錄慢放將使重放信號的頻譜帶寬（4 ）0 .（1）變窄，幅值壓低（2）擴(kuò)展，幅值壓低（3）擴(kuò)展，幅值增高（4）變窄，幅值增高14非線性度是表示定度（標(biāo)定）曲線（1）的程度。（1）偏離其擬合直線；（2）接近真值；（3）加載和卸載時不重合；（4）在多次測量時的重復(fù)。15倒頻譜函數(shù)自變量可使用的單位是（3 ）。（1）毫伏（2）赫茲（3）毫秒（4）毫米/秒16.不能用確定的數(shù)學(xué)公式表示的信號是（3 ）信號。（1）復(fù)雜周期信號：（2）非周期：（3）隨機(jī)：（4）瞬態(tài)：17周期信號頻譜特點(diǎn)是（2 ）（1）連續(xù)的，隨著頻率的增大而減?。唬?）離散的，只發(fā)生在基頻的整數(shù)倍；(3)連續(xù)的，只在有限區(qū)間有

8、非零值；(4)離散的，各頻率成分的頻率比不是有理數(shù)。18 ( 1 )組傳感器都是把被測量變換為電動勢輸出的。(1) 硅光電池、霍爾、磁電式 ；(2)熱電偶、電渦流、電阻應(yīng)變；(3)熱電偶、霍爾、半導(dǎo)體氣敏傳感器；4 壓電、霍爾、電感式。19用二階系統(tǒng)作測量裝置時，為獲得較寬的工作頻率范圍，則系統(tǒng)的阻尼比應(yīng)(4 )。(1)愈大愈好 (2)愈小愈好(3)接近1/2(4)接近1/g(4) _20電信號中最高頻率fc為50Hz,采樣頻率fs至少應(yīng)為(2)Hz。(1) 50(2) 100(3) 250(4) 25。21 一般周期信號可以利用傅里葉級數(shù)展開成(2)不同頻率的諧波信號的線性疊加。(1)兩個(

9、2)多個乃至無窮多個(3)偶數(shù)個(4)奇數(shù)個：22、概率密度函數(shù)曲線下的面積是(2 )。(2) 2.0(2) 1.0(3) 0.5(4) 0.123 調(diào)幅波(AM)是(3 )。(1)載波與調(diào)制信號(即被測信號)相加；(2)載波頻率隨調(diào)制信號幅值而變；(3)載波幅值隨調(diào)制信號幅值而變；(4)載波相位隨調(diào)制信號幅值而變。24 ( 1)式傳感器適用于幾米到幾十米的大型機(jī)床工作臺位移的直線測量。(1)光柵；(2)電渦流；(3)壓磁式；(4)電容。三問答題(每題6分)1、以單臂工作為例，說明在進(jìn)行電阻應(yīng)變測量時，消除溫度影響的原理和條件？ 答：將補(bǔ)償片聯(lián)接在工作臂的相鄰橋臂上， 則因溫度變化，引起的工作

10、臂與補(bǔ)償片的阻值相等，因在相鄰橋臂上，阻值相減，消除了溫度影響。條件(1)應(yīng)變片片相同；(2)材料相同；(3)放在相同溫度場中；(4)聯(lián)接在 相鄰橋臂上2、實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是什么？答：時域上實(shí)現(xiàn)不失真條件：y(t)= A0x(t - t0)其中，A0、t0為常數(shù)。即：輸入與輸出間僅幅值不同和存在時間滯后， 則表明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了時域不失真測 試。在頻域不失真測試系統(tǒng)應(yīng)具備兩個條件：A(w) = A0 j(w) = -t0w即：幅頻特性A(w)在x(t)的頻譜范圍內(nèi)為常數(shù)；相頻特性j(w)與w成線性關(guān)系，為一經(jīng)過原點(diǎn)的直線，斜率為-t03、說明周期信號頻譜的特點(diǎn)o,答：無論是用三角函數(shù)展開式還是用

11、復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式求得，其特點(diǎn)是：1）周期信號的頻譜是離散的，每條譜線表示一個正弦分量的幅值；2）每條譜線只出現(xiàn)在基頻整數(shù)倍的頻率上；3）各頻率分量的譜線高度與對應(yīng)諧波的振幅成正比，諧波幅值總的趨勢是 隨諧波次數(shù)的增高而減小，因此，在頻譜分析中不必取那些次數(shù)過高的諧波分量。 4什么是泄漏？為什么產(chǎn)生泄漏？窗函數(shù)為什么能減少泄漏？答：（1）信號的能量在頻率軸分布擴(kuò)展的現(xiàn)象叫泄漏。（2）由于窗函數(shù)的頻譜是一個無限帶寬的函數(shù)，即是x（t）是帶限信號，在截斷后也必然成為無限帶寬的信 號，所以會產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。（3）盡可能減小旁瓣幅度，使頻譜集中于主瓣附近，可以減少泄漏。5通常測試系統(tǒng)由哪幾部分組成？簡要說

12、明各組成部分的主要功能。答：傳感器一一把被測量轉(zhuǎn)換為電量；中間電路一一對傳感器輸出的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理；顯示紀(jì)錄裝置一一對來自中間電路的信號做顯示和紀(jì)錄。6.簡述熱電偶的測溫原理。答：熱電偶由兩種不同導(dǎo)體組合并將溫度轉(zhuǎn)換成熱電動勢。熱電動勢由兩種不同導(dǎo)體的接觸電勢和單一導(dǎo)體的溫差電勢組成。7、以雙臂工作為例，說明在進(jìn)行電阻應(yīng)變測量時，消除溫度影響的原理和條件？ 答：將兩個應(yīng)變片聯(lián)接在工作臂的相鄰橋臂上，則因溫度變化，引起的工作臂與補(bǔ)償片的阻值相等，因在相鄰橋臂上，阻值相減，消除了溫度影響。（2分）條件：（1）應(yīng)變片相同；（2）材料相同；（3）放在相同溫度場中；（4）聯(lián)接在 相鄰橋臂上（4分）8

13、、用2種不同的方法確定信號中是否含有周期成分？答：（1）信號的概率密度函數(shù)在均值處有盆形特征；（2）做自相關(guān)函數(shù)Rx（ ）, Rx（）含有周期成份，不隨p的增大而衰減；9、說明互相關(guān)分析的概念和主要應(yīng)用？Rxy（ ） Ex（t）y（t ） （2 分）對同頻的周期信號，有x0y0Rxy（）葭 COS（ ）不同頻的周期信號、周期信號與隨機(jī)信號不相關(guān)。做輸入和輸出的互相關(guān)，排除噪聲干擾；利用兩個傳感器信號的互相關(guān)分析，測定信號到達(dá)兩個傳感器的時間差，進(jìn) 而得出兩點(diǎn)間的距離或兩點(diǎn)間運(yùn)動物體的速度。10 一線性系統(tǒng)的輸入信號中含有10Hz的頻率成分，輸出信號中應(yīng)當(dāng)有什么頻率 成分？為什么？答：輸出信號中一定有10Hz的頻率成分。因?yàn)橄到y(tǒng)是一個線性系統(tǒng)，線性系統(tǒng) 具有頻率保持性：即若線性系統(tǒng)的輸入為某一頻率的簡諧信號，則其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)必 是同一頻率的簡諧信號。11、利用電渦流傳感器測量物體的位移。試問：（ 1） 如果被測物體由塑料制成，位移測量是否可行？為什么？（ 2） 為了能夠?qū)υ撐矬w進(jìn)行位移測量，應(yīng)采取什么措施？應(yīng)考慮什么問題？答：（1）不可行。因?yàn)殡姕u流傳感器是電感傳感器的一種形式，是利用金屬導(dǎo)體在交變磁場中的渦流效應(yīng)進(jìn)行工作的，而塑料不是導(dǎo)體，不能產(chǎn)生渦流效應(yīng)，故不可行。（2）可在該物體表面上鍍上一