測試應用技術(shù)大題完整版

1、測試技術(shù)、何謂霍爾效應？其物理本質(zhì)是什么？用霍爾元件可測量那些物理量？請舉出三個例子 說明？答：金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方 向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應。其物理本質(zhì)是由于運動電荷受到磁場中的洛倫茲力作用形成的。用霍爾元件可測量位移、力、加速度和轉(zhuǎn)速等。例子：1、位移測量：將線性霍爾傳感器放在兩塊磁鐵中間，其磁感應強度為零。這個位置可以作為位移的零點（如下圖），當霍爾傳感器在x方向上有位移時， 霍爾元件有一電壓輸出。（P52）2、測力：霍爾元件裝在懸臂梁一端通過測量位移的變化測出力的大小。3、測轉(zhuǎn)速：當齒對準霍爾元件時，磁力線集中穿過霍爾元件

2、，可產(chǎn)生較大的霍爾電動勢， 放大、整形后輸出高電平；反之，當齒輪的空擋對準霍爾元件時，輸出為低電平。二、電渦流位移傳感器與其它位移傳感器比較，主要優(yōu)點是什么？能否測量大 位移？為什么？答：（1）電渦流式傳感器具有頻率響應范圍寬，靈敏度高，測量范圍大，結(jié)構(gòu)簡 單，抗干擾能力強，不受油污等介質(zhì)影響，特別其具有非接觸測量等優(yōu)點。（2）因為渦流傳感器受變換磁場大小的限制，故它不能用于測量大位移。三、什么是晶體壓電效應？請舉例說明。答：當某些晶體眼一定方向伸長或壓縮時， 在其表面上會產(chǎn)生電荷，這種效應為 晶體壓電效應。壓電傳感器有壓電加速度傳感器、 壓電諧振式傳感器、聲表面波 傳感器。四、光電效應可分為

3、哪三種類型，簡單說明傳感器的原理并分別列出以之為基 礎的光電傳感器答：光電效應可分為：A、外光電效應：指在光的照射下，材料中的電子逸出表面的現(xiàn)象。光電管及光電倍增管均屬這一類。它們的光電發(fā)射極，即光明極就是用具有這種特性的材料 制造的。B、內(nèi)光電效應：指在光的照射下，材料的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。光敏電阻即 屬此類。C、光生伏特效應：利用光勢壘效應，光勢壘效應指在光的照射下，物體內(nèi)部產(chǎn) 生一定方向的電動勢。光電池是基于光生伏特效應制成的，是自發(fā)電式有源器件答：觸頭將工件表面的凹凸不平度，通過電感式傳感是轉(zhuǎn)換為時間域信號， 再經(jīng) 過相關(guān)分析得到自相關(guān)圖形。這是一種隨機信號中混雜著周期信號的波形，

4、隨機 信號在原點處有較大相關(guān)性，隨T值增大而減小，此后呈現(xiàn)出周期性，這顯示出 造成表面粗糙度的原因中包含了某種周期因素。 例如沿工件軸向，可能是走刀運 動的周期性變化；沿工件切向，則可能是由于主軸回轉(zhuǎn)振動的周期變化等 六、下圖是地下輸油管道漏損位置的探測系統(tǒng)的示意圖，請說明其工作原理亙相關(guān)分析中心線xl(t)x2<t)答：利用互相關(guān)分析方法，確定深埋在 地下的輸油管漏損位置。在輸油管 表面 沿軸向放置傳感器(例如拾音器、加速度計等)1和2,油管漏損處K可視為向兩 側(cè)傳播聲波的聲源，因放置兩傳感器的位置距離漏損處不等， 則油管漏油處的聲 波傳至兩傳感器就有時差，將兩拾音器測得的音響信號 x

5、l(t)和x2(t)進行互相 關(guān)分析，找出互相關(guān)值最大處的延時 t，即可由t確定油管破損位置七、某一階壓力傳感器的時間常數(shù)為 1秒，如果階躍壓力從25MPa降到5MPa 試求經(jīng)過2秒和4秒后，壓力傳感器指示的壓力各是多少？解：y(t)=25(5 - 25)(1 - e -tr )時間常數(shù)二1y(t 二 2) = 25+(5 - 25)(1 -廠2/1)二 7.707 (MPa)y(t 二 2) = 25+(5 - 25)(1 -e"1)二 5.366 (MPa)八、 氣象氣球攜帶一種時間常數(shù)為 15s的一階溫度計，以5m/s的上升速度通過 大氣層。設溫度按每升高30m下降0.15 C

6、的規(guī)律而變化，氣球?qū)囟群透叨鹊?數(shù)據(jù)用無線電送回地面。在3000m處所記錄的溫度為- I C。試問實際出現(xiàn)-I C的 真實咼度是多少？解：該溫度計為一階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)設為1()151Hss=+。溫度隨高度線性變化， 對溫度計來說相當于輸入了一個斜坡信號，而這樣的一階系統(tǒng)對斜坡信號的穩(wěn)態(tài) 響應滯后時間為時間常數(shù)t =15s，如果不計無線電波傳送時間，則溫度計的輸出 實際上是15s-以前的溫度，所以實際出現(xiàn) C的真實高度是 Hz=H-V t =3000-5X15=2925m九、根據(jù)一階(慣性)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)： 工，求沖激響應。X(s)2 + 1答：設輸入信號為S函數(shù)，即:t = ：,0|0,2

7、 0且根據(jù)拉普拉斯變化:所以:Y s =G s X sk/s 1/k y t =L Y s =-e (0.1)T十、求指數(shù)衰減信號x(t)二Ae(a .o,t_o)的頻譜函數(shù)，并求出其幅值譜和相位1 1X 的盲 Jx（t）e jtdt 盲Ae JeW =A2二（:亠 j ）e_e：T ）toO012 二(：j J12r'x2亠心2( ) _ -arctan _a十一、什么是傳感器的靜態(tài)特性？動態(tài)特性？答：1、靜態(tài)特性是指檢測系統(tǒng)的輸入為不隨時間變化的恒定信號時，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系。主要包括線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移 等。2 、動態(tài)特性是指檢測系統(tǒng)的輸入為隨時間變化的信號

8、時，系統(tǒng)的輸出與輸 入之間的關(guān)系。主要動態(tài)特性的性能指標有時域單位階躍響應性能指標和頻域頻 率特性性能指標 十二、什么是熱電偶的中間導體定律？答：在熱電偶回路中接人第三、第四種均質(zhì)材料導體，只要中間接人的導體兩端 具有相同的溫度，就不會影響熱電偶的熱電動勢，這就是中間導體定律。十三、測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是什么？答：幅頻和相頻分別滿足 A(w)=A o=常數(shù)，(w) =-t ow ;十四、噪聲形成干擾必須具備哪些條件答：a、噪聲源;b、對噪聲敏感的接收電路或裝置;c、噪聲源到接收電路之間的 噪聲通道。十五、什么叫系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？ 答：頻率響應函數(shù)是系統(tǒng)輸出和輸入的傅立葉變換的比值。都是描述裝置的特性以及輸出和輸入的關(guān)系， 傳遞函數(shù)通過拉普拉斯變換是在復 數(shù)域中來描述系統(tǒng)的特性，頻率響應函數(shù)通過傅立葉變換是在頻率域中描述系統(tǒng) 特性的。十六、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應滿足什么條件？交流電 橋應滿足什么條件？答：電橋平衡：當電橋四個橋臂的阻抗值 Z1、Z2、Z3、Z4具備一定關(guān)系時，可 以使得電橋的輸出Uy=O,此時電橋處于平衡狀態(tài)直流電橋平衡：兩相對橋臂電阻值的乘積相等。交流電橋平衡：相對兩橋臂阻抗模的乘積相等和阻抗角之和相等兩個條件十七、調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？答：A、無