福建工程學(xué)院測試技術(shù)大題

測試技術(shù)一、何謂霍爾效應(yīng)？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(gè)例子說明？答：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其物理本質(zhì)是由于運(yùn)動(dòng)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(yīng)強(qiáng)度為零。這個(gè)位置可以作為位移的零點(diǎn)（如下圖），當(dāng)霍爾傳感器在X方向上有位移時(shí)，霍爾元件有一電壓輸出。（P52）霍爾元件磁鋼sN霍爾元件霍爾元件磁鋼sN懸臂梁 I2、 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(dāng)齒對準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，磁力線集中穿過霍爾元件，可產(chǎn)生較大的霍爾電動(dòng)勢,放大、整形后輸出高電平；反之，當(dāng)齒輪的空擋對準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，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(diǎn)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(yīng)范圍寬，靈敏度高，測量范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，不受油污等介質(zhì)影響，特別其具有非接觸測量等優(yōu)點(diǎn)。（2）因?yàn)闇u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(yīng)？請舉例說明。答：當(dāng)某些晶體眼一定方向伸長或壓縮時(shí)，在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷，這種效應(yīng)為晶體壓電效應(yīng)。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(yīng)可分為哪三種類型，簡單說明傳感器的原理并分別列出以之為基礎(chǔ)的光電傳感器答：光電效應(yīng)可分為：A、 外光電效應(yīng)：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(yīng)：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(yīng)：利用光勢壘效應(yīng)，光勢壘效應(yīng)指在光的照射下，物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢。光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的，是自發(fā)電式有源器件。五、機(jī)械加工表面粗糙度自相關(guān)分析的示意圖，說明其工作原理。相關(guān)分析相關(guān)分析中心線xl(t) s2(t)沿軸向放置傳感器(例如拾音器、加速度計(jì)等)1中心線xl(t) s2(t)沿軸向放置傳感器(例如拾音器、加速度計(jì)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(shí)差，將兩拾音器測得的音響信號(hào)xl(t)和x2(t)進(jìn)行互相關(guān)分析，找出互相關(guān)值最大處的延時(shí)T，即可由T確定油管破損位置答：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(shí)間域信號(hào)，再經(jīng)過相關(guān)分析得到自相關(guān)圖形。這是一種隨機(jī)信號(hào)中混雜著周期信號(hào)的波形，隨機(jī)信號(hào)在原點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的周期性變化；沿工件切向，則可能是由于主軸回轉(zhuǎn)振動(dòng)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?；ハ嚓P(guān)分析

七、某一階壓力傳感器的時(shí)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—t/T)T時(shí)間常數(shù)=1y(t=2)=25+(5—25)(1--e-2/1)=7.707(MPa)y(t—2)=25+(5—25)(1--e-4/1)=5.366(MPa)八、氣象氣球攜帶一種時(shí)間常數(shù)為15s的一階溫度計(jì)，以5m/s的上升速度通過大氣層。設(shè)溫度按每升高30m下降0.15°C的規(guī)律而變化，氣球?qū)囟群透叨鹊臄?shù)據(jù)用無線電送回地面。在3000m處所記錄的溫度為一1C。試問實(shí)際出現(xiàn)-1C的真實(shí)高度是多少？解：該溫度計(jì)為一階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)設(shè)為l()151Hss=+。溫度隨高度線性變化,對溫度計(jì)來說相當(dāng)于輸入了一個(gè)斜坡信號(hào)，而這樣的一階系統(tǒng)對斜坡信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)滯后時(shí)間為時(shí)間常數(shù)T=15s，如果不計(jì)無線電波傳送時(shí)間，則溫度計(jì)的輸出實(shí)際上是15s-以前的溫度，所以實(shí)際出現(xiàn)1°C的真實(shí)高度是Hz=H-Vt=3000-5X15=2925m九、根據(jù)一階(慣性九、根據(jù)一階(慣性)系統(tǒng)的傳遞函數(shù):Y(s)X(s)G(s)=kTS+1，求沖激響應(yīng)。答：設(shè)輸入信號(hào)為6函數(shù)，即:5(t)=!"‘t=0[0,t豐0且根據(jù)拉普拉斯變化:且根據(jù)拉普拉斯變化:所以：廠5(t)dt=1—gX(s)=L{5(t)}=1Y(s)=G(s)?X(s)=G(s)=y(t)=L-1(Y(s))=上e-t(0-1)T

—at十、求指數(shù)衰減信號(hào)x(t)=Ae-at(a>0,t>—atx(t)e-j?tdtJe-(a+j?)tdt=2冗(a+jw)1IX(w)|=-2冗 a2+w2w*(w)=—arctan—a十一、什么是傳感器的靜態(tài)特性？動(dòng)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(shí)間變化的恒定信號(hào)時(shí)，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(fù)性、漂移等。2、動(dòng)態(tài)特性是指檢測系統(tǒng)的輸入為隨時(shí)間變化的信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系。王要?jiǎng)討B(tài)特性的性能指標(biāo)有時(shí)域單位階躍響應(yīng)性能指標(biāo)和頻域頻率特性性能指標(biāo)十二、什么是熱電偶的中間導(dǎo)體定律？答：在熱電偶回路中接人第三、第四種均質(zhì)材料導(dǎo)體，只要中間接人的導(dǎo)體兩端具有相同的溫度，就不會(huì)影響熱電偶的熱電動(dòng)勢，這就是中間導(dǎo)體定律。十三、測試裝置實(shí)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=常數(shù)，①(W)=-tW；00十四、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(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？答：頻率響應(yīng)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(fù)數(shù)域中來描述系統(tǒng)的特性，頻率響應(yīng)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(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？答：電橋平衡：當(dāng)電橋四個(gè)橋臂的阻抗值zi、Z2、Z3、Z4具備一定關(guān)系時(shí)，可以使得電橋的輸出Uy=0，此時(shí)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(gè)條件十七、調(diào)幅波的解調(diào)方法