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1、、選擇題1、差動(dòng)式變極距式電容傳感器的靈敏度是變極距式傳感器的A彳t. TOC o 1-5 h z A、2B、3C、4D 52、信號(hào)有多種類型,從分析域上看,經(jīng)典的分析方法有D和 。A、時(shí)域法,相頻法 日時(shí)域法,幅頻法 C相頻法,幅頻法口時(shí)域法,頻域法3、壓電式傳感器的轉(zhuǎn)換原理是利用晶體材料的_B。A電阻應(yīng)變效應(yīng)B、壓電效應(yīng)C、電磁感應(yīng)Dk霍爾效應(yīng)4、傳感器的靜態(tài)特性中,輸出量的變化量與引起此變化的輸入量的變化量之比稱為B。A線性度B、靈敏度 C穩(wěn)定,fD、回程誤差5、若電容式傳感器在真空中,其覆蓋板面為一圓形,r=20cm,極板間距d=2mnp其電容量為: 答案都是錯(cuò)的 。A、1.11X10
2、A-9B、1.11X10A-15 C 3.27X10A-9D、3.27X10-96、信息與信號(hào)二者間關(guān)系是 C。A、信息與信號(hào)相同B、信息包含信號(hào)C信息在信號(hào)之中D信息與信號(hào)無(wú)關(guān)7、當(dāng)兩信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)在t0有峰值,表明其中一個(gè)信號(hào)和另一個(gè)信號(hào)時(shí)移t。時(shí),相關(guān)程度 B_oA、最低日最高C、適中 D 一般8、傳感器的靈敏度越高,意味著傳感器所能感知的a_越小。A、被測(cè)量B、輸出量 C頻率特性H顯示值 TOC o 1-5 h z 9、測(cè)試工作的任務(wù)主要是要從復(fù)雜的信號(hào)中提取(c )A、干擾噪聲信號(hào)B、正弦信號(hào)C有用信號(hào)D頻域信號(hào)10、時(shí)域信號(hào)的時(shí)移,則頻譜變化為( D )A、擴(kuò)展B、壓縮 C不變
3、H相移11、記錄磁帶快錄慢放,放演信號(hào)的頻譜帶寬(D )A、變窄,幅值壓低B、擴(kuò)展,幅值壓低C擴(kuò)展,幅值增高D、變窄,幅值增高12、用二階系統(tǒng)作測(cè)量裝置時(shí),為獲得較寬的工作頻率范圍,則系統(tǒng)的阻尼比應(yīng)(D )A、愈大愈好B愈小愈好C接近1/2 口接近1/,213、對(duì)二階系統(tǒng)入信號(hào) x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,則系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出方程的通式為(D)A、A1sin(w1t+ ()1) +A2sin(w2t+()2)B、A1A2sinw1tsinw2tC A1 sinw1t+A2 / sinw2tD A sin (w1t+(j)/ 1) +A2/ sin (w2t+(j)2 / )14、概
4、率密度函數(shù)提供了隨機(jī)信號(hào)( B)的信息A、沿頻域分布B、沿幅值域分布 C、沿時(shí)域分布D、強(qiáng)度方面15、在測(cè)量位移的傳感器中,符合非接觸測(cè)量,而且不受油污等介質(zhì)影響的是(D )A、電容式B、壓電式 C電阻式 D電渦流式16、只使在feife2間頻率的信號(hào)通過(guò),應(yīng)采用( B )濾波器A帶阻B帶通 C高通 D低通17、在選用振子時(shí),除了使阻尼比接近0 . 7外,應(yīng)使被測(cè)正弦信號(hào)的最高頻率fm(C )振動(dòng)子的固有頻率fnA 等于 B 2 倍 C、W ( 0 . 5 - 0 . 6 ) D , 8 函數(shù)的頻譜密度函數(shù)為j 2 ft, .1 e df四、簡(jiǎn)答題1、差動(dòng)型變磁阻式電感傳感器在使用時(shí)常把兩個(gè)線
5、圈接在電橋的兩個(gè)相鄰橋臂中,試問(wèn):(1)此電橋需接入何種激勵(lì)電壓? 高頻正弦電壓(2)該電橋的輸出電壓是何波形?高頻正弦波的幅值隨傳感器輸出波的變化而變化 (3)輸出電壓的幅值與傳感器的什么量有關(guān)?靈敏度(4)輸出電壓大小能否反映被測(cè)量的方向?欲知被測(cè)量的方向,測(cè)量電路中應(yīng)帶有什么環(huán)節(jié)?不能,在測(cè)量電路之后接入差動(dòng)相敏檢波電路2、在用應(yīng)變儀測(cè)量機(jī)構(gòu)的應(yīng)力,應(yīng)變時(shí),如何消除由于溫度變化所產(chǎn)生的影響?利用電橋的和差 特性,將兩片應(yīng)變片分別接到測(cè)量機(jī)構(gòu)的相對(duì)面上,并接入電橋中相鄰的橋臂上,使得由于溫度變化而導(dǎo)致的輸出電壓無(wú)用值相互抵消。3、把一個(gè)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
6、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(guān)系?輸入量是被測(cè)量的位移。輸出量是電壓值。只有當(dāng)變阻器的最大電阻值與后接電路的輸入電阻比值趨于0時(shí),它的輸出量與輸入量之間有較好的線性關(guān)系4、金屬電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別?各有何特點(diǎn)?前者是利用導(dǎo)體形變引起阻值變化,后者是利用半導(dǎo)體電阻率變化引起阻值變化。金屬電阻絲應(yīng)變片穩(wěn)定性和溫度特性好,但靈敏度系數(shù)小。半導(dǎo)體應(yīng)變片應(yīng)變靈敏度大;體積?。荒苤瞥删哂幸欢☉?yīng)變電阻的元件,但溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。5、簡(jiǎn)述壓電效應(yīng)現(xiàn)象;石英晶體所產(chǎn)生的橫向和縱向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷聚集在哪里?其大小分別如何計(jì)算?某些物質(zhì)在外力的
7、作用下,不僅幾何尺寸發(fā)生了變化,而且內(nèi)部極化,某些表面上出現(xiàn)電荷,形成電場(chǎng)。當(dāng)外力去掉時(shí),又重新回到原來(lái)的狀態(tài),這一現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)現(xiàn)象。 石英晶體所產(chǎn)生的眾向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷qx聚集在與電軸(X)垂直的平面上,其大小為qx di1?F。石英晶 體所產(chǎn)生的橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷qx聚集在與電軸(X)垂直的平面上,其大小為qx di2 ? F ? a/b a、b分別為晶體片的長(zhǎng)度和厚度。6、什么是調(diào)制,調(diào)制的目的是什么,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅和解調(diào)?調(diào)制是指利用某種低頻信號(hào)來(lái)控制或改變一高頻振蕩信號(hào)的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程。信號(hào)調(diào)理的的目的是(1)實(shí)現(xiàn)緩變信號(hào)的傳輸,特別是遠(yuǎn)距離傳輸(2)提高信號(hào)傳輸
8、中的抗干擾能力和信噪比對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅是將一個(gè)高頻載波信號(hào)與被測(cè)信號(hào)相乘,使得高頻信號(hào)的幅值隨被測(cè)信號(hào)的變化而變化??墒褂猛浇庹{(diào)、相敏檢波的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。7、試用方框圖描述測(cè)試系統(tǒng)的組成,并簡(jiǎn)述測(cè)試工作的全過(guò)程。傳感器將被測(cè)物理量(如噪聲,溫度等)檢出并轉(zhuǎn)換為電量,中間變換裝置對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng) A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析,顯示記錄裝置則測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái),提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置。8、什么是負(fù)載效應(yīng)?對(duì)于電壓輸出的環(huán)節(jié),減輕負(fù)載效應(yīng)的措施有哪些?當(dāng)一個(gè)裝置聯(lián)接到另一裝置上時(shí),由于發(fā)生能量交換而使前裝置的聯(lián)接處甚至整個(gè)裝置的狀態(tài)和輸出都將發(fā)生變化的現(xiàn)
9、象稱為負(fù)載效應(yīng)。對(duì)于電壓輸出的環(huán)節(jié),減輕負(fù)載效應(yīng)的辦法有:(1)提高后續(xù)環(huán)節(jié)(負(fù)載)的輸入阻抗;(2)在原來(lái)兩個(gè)相聯(lián)接的環(huán)節(jié)之中,插入高輸入阻抗、低輸出阻抗的放大器,以便一方面減小從前環(huán)節(jié)吸取能量,另一方面在承受后一環(huán)節(jié)(負(fù)載)后又能減小電壓輸出的變化,從而減輕負(fù)載效應(yīng);(3)使用反饋或零點(diǎn)測(cè)量原理,使后面環(huán)節(jié)幾乎不從前環(huán)節(jié)吸取能量。9、試說(shuō)明二階測(cè)試系統(tǒng)的阻尼度大多采用的原0.60.7 因。阻尼比在這個(gè)范圍內(nèi)可提高系統(tǒng)響應(yīng)的快速性,以及工作的范圍更大些。10、簡(jiǎn)述渦流式傳感器的工作原理,它有哪些特點(diǎn) ?把一個(gè)線圈放到一塊金屬導(dǎo)體板附近,相距為8,當(dāng)線圈通以高頻交流電流i時(shí),便產(chǎn)生磁通,此交變
10、磁通通過(guò)鄰近的金屬板,金屬板上便產(chǎn)生閉合的感應(yīng)電流i1 ,即渦電流,渦電流也會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)1 ,根據(jù)楞次定律,渦電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)1與線圈的磁場(chǎng)變化方向相反,1總是抵抗的變化,由于渦電流磁場(chǎng)的作用,使原線圈的等效阻抗 Z發(fā)生變化,變化程度與8有關(guān)。11、何謂壓電效應(yīng)?壓電式傳感器對(duì)測(cè)量電路有何特殊要求?為什么?某些物質(zhì)在外力的作用下,不僅幾何尺寸發(fā)生了變化,而且內(nèi)部極化,某些表面上出現(xiàn)電荷,形成 電場(chǎng)。當(dāng)外力去掉時(shí),又重新回到原來(lái)的狀態(tài),這一性質(zhì)稱為壓電效應(yīng)。壓電式傳感器的測(cè)量電路 必須有高輸入阻抗并在輸入端并聯(lián)一定的電容Ci以加大時(shí)間常數(shù) R0C。主要是為了在測(cè)量動(dòng)態(tài)量時(shí),獲得一定的輸出電壓
11、并實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量。12、試述霍爾效應(yīng)及其用來(lái)測(cè)量位移的原理。將霍爾元件置于磁場(chǎng) B中,當(dāng)有電流流過(guò)時(shí),在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),這種物 理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。五、計(jì)算分析題1、試用相關(guān)分析的知識(shí)說(shuō)明如何確定深埋在地下的輸油管裂損的位置。裂損處可視作向兩側(cè)傳播聲響的聲源,在兩側(cè)管道上分別安置傳感器1和傳感器2,并將兩傳感器信號(hào)輸出端接到相關(guān)分析儀器上。因?yàn)榉胖脗鞲衅鞯膬牲c(diǎn)距裂損處不等遠(yuǎn),則漏油的音響傳至兩傳感器就有時(shí)差,在互相關(guān)圖上m處Ry()有最大值,這個(gè)m就是時(shí)差。由m就可確定裂損處到兩傳感器中點(diǎn)的距離為 S V m/2, V為音響在管道中的傳播速度。2、簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)現(xiàn)象,并說(shuō)明
12、如圖所示利用霍爾傳感器是如何測(cè)位移的?p1113、求周期信號(hào) x(t)=0.6cos(10t+30o)+0.3cos(100t-60 )通過(guò)傳遞函數(shù)為 H(s)=1/(0.005s+1) 的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。(10分)解:根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加特性以及同頻率特性,可設(shè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)函數(shù)為 y (t) =0.6A(10)cos(10t+30 +(10)+0.3A(100)cos(100t-60o+ (100)由 H(s)=1/(0.005s+1) 可得 H(j co )=1/(j0.005 co+1),則A( w )=1/ y (0.005 )2 1, ( w )=-arctan ( 0.005 )
13、故 A(10)=(10)= A(100)=(100)=4、有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí),發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠,于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高 TOC o 1-5 h z 靈敏度。試問(wèn),在下列情況下,是否可提高靈敏度?說(shuō)明為什么?(11分)1)半橋相鄰雙臂各串聯(lián)一片;2)半橋相鄰雙臂各并聯(lián)一片。5、試用相關(guān)分析的知識(shí)說(shuō)明如何測(cè)量熱軋鋼帶的運(yùn)動(dòng)速度。(10分)鋼帶表面的反射光經(jīng)透鏡聚焦在相距為d的兩光電池上,當(dāng)鋼帶上某一不反射點(diǎn)處經(jīng)過(guò)透鏡時(shí),將會(huì)導(dǎo)致反射光強(qiáng)度的波動(dòng),再經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換為電信號(hào)在進(jìn)行相關(guān)處理。由于兩光電池有間距,故反射光強(qiáng)度的波動(dòng)有時(shí)差,由互相關(guān)圖上可得m處Ry()有最大值,這個(gè)m就是
14、時(shí)差,則該鋼帶的運(yùn)動(dòng)速度 v d/ mo6、用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為 0.35s的一階測(cè)試系統(tǒng),測(cè)量周期分別為 5s、1s、2s的正弦信號(hào),求測(cè)量的幅值誤差各是多少?一階系統(tǒng)的響應(yīng)函數(shù)為 H(w )=1/(j3+1),則幅頻特性 A(w)= 1/ 4一心1,故其測(cè)量的幅值誤差為 A( )-1 100% 1/J( )2 1 100%,2 /T,代入值可得。7、已知電阻應(yīng)變儀交流電橋的電橋電源為yc0s(2 f0t),輸入信號(hào)x(t)的幅值譜如圖所示。電橋輸出信號(hào)經(jīng)相敏檢波、低通濾波后輸出。試分別畫(huà)出電橋輸出信號(hào)、相敏檢波輸出信號(hào)和低通濾波器輸出信號(hào)幅值譜Xm(jf)、Xe(jf) 、Xf(jf)8、如圖為一存在質(zhì)量不平衡的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),大齒輪為輸入軸,轉(zhuǎn)速為8、如圖為一存在質(zhì)量不平衡的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),大齒輪為輸入軸,轉(zhuǎn)速為輪的齒數(shù)分別為40, 20, 10。右圖為在齒輪箱機(jī)殼上測(cè)得的振動(dòng)
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