測試與傳感器技術(shù)試題及答案

1、(1)“/，錯誤的打B “X”。每小測試與傳感器技術(shù)試題一、判斷題 (判斷下列各題，正確的在題干后面的括號內(nèi)打 題 2 分，共 10 分 )記錄儀可記錄任何頻率的信號。 ( B )2. 分析周期信號的頻譜的工具是傅立葉級數(shù)。( A3. 阻抗變換器的作用是將傳感器的高輸出阻抗變?yōu)榈妥杩馆敵觥?. 瞬態(tài)信號的頻譜一定是連續(xù)的。( A )5. 系統(tǒng)的不失真測試條件要求測試系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性均保持恒定。二、單項(xiàng)選擇題 (在每小題的四個備選答案中選出一個正確答案， 內(nèi)。每小題 2 分，共 10 分)1.信號 x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3) 是( A A.周期信號B.非周期信號*2.

2、 用共振法確定系統(tǒng)的固有頻率時， A. 加速度共振B. 速度共振( B)并將其號碼填在題干的括號3. 壓電式加速度計(jì)與測振儀之間可以串接的是A.電荷放大器D轉(zhuǎn)換器C.相敏檢波器D.濾波器4. 溫度誤差的線路補(bǔ)償法是利用電橋A.相鄰橋臂同變輸入電壓相加 C.相對橋臂同變輸入電壓相加5. 差動變壓器式位移傳感器中線圈之間的互感)C.瞬態(tài)信號在有阻尼條件下， (C.位移共振( AD.隨機(jī)信號 )頻率與系統(tǒng)固有頻率一致。D.自由振動)實(shí)現(xiàn)的。B.相鄰橋臂差變輸入電壓相減D .相對橋臂差變輸入電壓相加 M( B )A .始終保持不變B. 隨被測位移的變化而變化C.不隨被測位移的變化而變化D.隨線圈電流的

3、變化而變化三、填空題 (每空 1 分，共 30 分 )1若位移信號x(t)=Acos( 3 t+W ),則其速度信號的振幅為 AW，加速度信號的振幅為AW2_ 。2. 利用數(shù)字頻率計(jì)測量振動頻率時，一般對低頻信號測 ，高頻信號測 。3. 信號的頻譜函數(shù)可表示為 幅值頻譜和_相位頻譜。4. 用共振法確定系統(tǒng)的固有頻率時，由于測量的振動參數(shù)不同，存在著共振頻率，共振頻率， 共振頻率。5. 高頻情況下， 多采用 _壓電式 測力傳感器來測量激振力， 而且在實(shí)驗(yàn)前需對測力系統(tǒng)進(jìn)行 標(biāo)定 。6. 當(dāng)壓電式加速度計(jì)固定在試件上而承受振動時，質(zhì)量塊產(chǎn)生一可變力作用在壓電晶片上，由于 _壓電 效應(yīng)，在壓電晶片兩

4、表面上就有 _電荷產(chǎn)生。7 .阻抗頭由兩部分組成，一部分是 _力傳感器，一部分是 _加速度傳感器。它是用來測量驅(qū)動點(diǎn) _阻抗 的。8. 阻容式積分電路中，輸出電壓從_電容C兩端取出，RC稱為積分時間常數(shù)，RC 值越大，積分結(jié)果越 _準(zhǔn)確，但輸出信號 _越小 。9. 光線示波器的關(guān)鍵部件是 ，通過它，可將按一定規(guī)律變化的 信號，轉(zhuǎn)換成按同樣規(guī)律變化的 擺動信號，從而記錄測量結(jié)果。10. 熱電偶的熱電勢由 和 兩部分組成。11.測試裝置所能檢測到的輸入信號的最小變化量稱為_分辨率。12. 具有質(zhì)量為 M,剛度為K的振動體的固有頻率為 。13. 長度計(jì)量光柵是利用 _莫爾條紋 來進(jìn)行位移量的測量的，

5、它具有 _位移放大 和_平均光柵誤差 的作用。四、簡答題(每小題5分，共20分)1. 為什么使用壓電式傳感器時必須配用阻抗變換器？2. 簡述金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理有何不同？3. 簡述電動式激振臺的基本構(gòu)造和工作原理。4. 簡述磁帶記錄儀的功能特點(diǎn)。五、計(jì)算題(每小題10分，共30分)1. 求指數(shù)函數(shù)x(t)=Ae-at(a>O,t> 0)的頻譜；畫出幅頻圖。12. 已知一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)為H(j 3 )=,用該裝置去測周期分別為1S, 2S, 5S的正1 + 0.35j 3弦信號，問它們的幅值誤差各為多少？3. 已知被測應(yīng)變£ (t)=A+Bcos10t,

6、電橋輸入電壓為Ui(t)=UiCOs1000t，采用半橋差動工作方式，試求(1)電橋輸出信號的表達(dá)式，并說明該信號是什么波形；(2)畫出該信號的幅頻圖。測試與傳感器技術(shù)試題(2)，錯誤的打“X”。每小題2分,一、判斷題(判斷下列各題，正確的在題干后面括號內(nèi)打共10分)1. 動態(tài)應(yīng)變儀的標(biāo)定電橋的輸出電壓是采用半橋接法工作的。2. 傳感器的作用是用來實(shí)現(xiàn)由非電量到電量的轉(zhuǎn)換。(3. 利用橋式電位差計(jì)測量熱電偶的熱電勢時要消耗熱電偶的能量。(5.慣性式壓電加速度傳感器的輸出電荷正比于質(zhì)量塊的加速度。二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個備選答案中選出一個正確答案， 內(nèi)。每小題2分，共10分)1.下列傳感器

7、可實(shí)現(xiàn)非接觸測量的是(CA.壓電式加速度B.電動式速度2描述周期信號頻譜的數(shù)學(xué)工具是(AA.傅立葉級數(shù)B.傅立葉變換(并將其號碼填在題干的括號)傳感器。C.電磁式速度D.電阻應(yīng)變式C.拉氏變換3. 表示測量裝置的靜態(tài)輸入與輸出之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)曲線稱為A.理論直線B.標(biāo)定曲線C.理論標(biāo)定曲線4. 要使裝置的輸出波形形狀不失真，須使該輸出波形的各正弦分量的相位滯后A.相等C.與角頻率無關(guān)5. 使用數(shù)字頻率計(jì)測量信號時，A.被測信號頻率很低C.被測信號頻率變化較大三、填空題(每空1分，共20分)1. 測試裝置的靈敏度是該標(biāo)定曲線的2. 熱電偶的熱電勢包括兩種不同導(dǎo)體接觸時的B.與角頻率成反比D.與角頻

8、率成正比 在)情況下測周法比測頻法合理。 B.被測信號頻率很高 D.被測信號頻率恒定D.三角函數(shù))D.幅頻曲線(D )和同一導(dǎo)體兩端處于不同溫度時的4具有質(zhì)量為M，剛度為K的振動體的固有頻率為0=O3. 直流電橋中 接法的靈敏度最高。相等，且相對橋臂阻抗的相角4. 交流電橋的平衡條件是相對橋臂阻抗幅值的相等。5. 光線記錄儀的振動子的輸入信號只能是 。6. 單位脈沖信號的幅值頻譜是 。7. 半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于 效應(yīng)。8. 隨機(jī)信號x(t)的均值定義為卩=。9若穩(wěn)定振動位移信號為x(t)=Asin( 31+ 0)，則其穩(wěn)定振動速度信號為v(t)=,加速度信號的振幅為。10用強(qiáng)迫振動法激

9、勵系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)加速度幅值達(dá)到最大時，稱為系統(tǒng)的，此激振頻率3 d與系統(tǒng)固有頻率3 。之間的關(guān)系式為 。11. 正弦信號的均方根值與它的幅值比為 。12. 電動式速度傳感器的線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢正比于 。型測振儀配接電動式速度傳感器時，經(jīng)過儀器內(nèi)部的 網(wǎng)絡(luò)可將傳感器測得的速度信號轉(zhuǎn)換為和信號。14. 溫度誤差的線路補(bǔ)償法是利用電橋的 實(shí)現(xiàn)的。四、簡答題(每小題10分，共30分)1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？各有何特點(diǎn)？2. 畫出動態(tài)應(yīng)變儀的原理框圖。若輸入應(yīng)變的波形為低頻簡諧信號，請注明各環(huán)節(jié)的輸出信 號的波形。3差動變壓器是哪一類傳感器？它的工作原理和

10、輸出特性是什么？五、計(jì)算題(每小題10分，共30分)1. 寫出圖示階躍信號的時域表達(dá)式，求它的頻譜密度函數(shù)。2. 某測試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為67500H(j 3 )=222500+150(j 3 ) +(j 3 )2若輸入信號為 X(t)=100sin+30 ° )+50sin(314t-20 ° )，求穩(wěn)態(tài)輸出信號 Y(t)的表達(dá)式。3. 根據(jù)圖示電橋(1) 寫出電橋作電壓輸出時的和差特性公式。(2) 若 R仁R2=R3=R4=120 Q, R仁 R3= Q , R2= R4=0 時，輸入電壓為 U0(t)=300sin(31416t),求輸出電壓 u(t)。測試與傳感器

11、技術(shù)試題(3)一、填空題(每空2分，共20分)1. 如果僅僅檢測是否與對象物體接觸，可使用 作為傳感器。2. 紅外圖像傳感器由紅外敏感元件和 電路組成。dR3. 在電阻應(yīng)變片公式，=(1+2卩)£ +入E&中，入代表 。R4. 利用電渦流位移傳感器測量轉(zhuǎn)速時，被測軸齒盤的材料必須是 。5. 當(dāng)磁頭相對于磁尺不動時，仍有感應(yīng)電動勢輸出的是靜態(tài)磁頭，且輸出電勢的幅值由 所決定。6. 動態(tài)標(biāo)定的目的，是檢驗(yàn)測試傳感器的 指標(biāo)。7. 確定靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測非電量(或電量)的標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器和 。8. 傳感器的頻率響應(yīng)特性，必須在所測信號頻率范圍內(nèi)，保持 條件。9. 熱電偶電動

12、勢由 電動勢和接觸電動勢兩部分組成。10. 采用電源供電的電橋稱為交流電橋。二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案， 并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共20分)1. 對壓電式加速度傳感器，希望其固有頻率(C )A.接近零B.盡量低些C.盡量高些D.任意2. (C )傳感器可用于醫(yī)療上-50C150C之間的溫度測量。A.金屬輻射式C.半導(dǎo)體三極管3. 信號傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因是(CA.信號是緩變的C.干擾的耦合通道4差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為(DB.熱電偶D上匕色計(jì))B.信號是快變的D.信號是交流的)A.2 R1Ri1B.4 R1C.2 R15非

13、周期信號的頻譜是(A )A.連續(xù)的C.基頻的整數(shù)倍6莫爾條紋光柵傳感器的輸出是(A.數(shù)字脈沖式C.調(diào)頻式7.半導(dǎo)體應(yīng)變片具有(AA.靈敏度高C.可靠性高8階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是(DA.線性度C.阻尼比9. 常用于測量大位移的傳感器有(AA.感應(yīng)同步器C.霍爾式B.離散的D.脈沖函數(shù)B.調(diào)幅式D.正弦波)等優(yōu)點(diǎn)。B.溫度穩(wěn)定性好D.接口電路復(fù)雜B.固有頻率D.時間常數(shù)B.應(yīng)變電阻式D.渦流式10. 將電阻應(yīng)變片貼在(C )上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。A. 質(zhì)量塊B.導(dǎo)體C.彈性元件D.機(jī)器組件三、問答題(每小題4分，共20分)1. 在靜態(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)輸入量與對應(yīng)輸

14、出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態(tài)特 性？圖b所示調(diào)制信號定性畫出相應(yīng)調(diào)頻波波形。1 tX5（t）=s in -13. 回答下列函數(shù)哪些是周期函數(shù)、哪些是非周期函數(shù):xi（t）=sin3 3 t, X2（t）=e-t, X3（t）=eSit, X4（t）= S （t）, 4簡述兩類扭矩的測量原理及舉例說明相應(yīng)的扭矩傳感器。5簡述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補(bǔ)償作用。四、計(jì)算題(每小題8分，共24分)1. 已知測量齒輪齒數(shù) Z=18，采用變磁通感應(yīng)式傳感器測量工作軸轉(zhuǎn)速(如圖所示)。若測得輸出電動勢的交變頻率為 24(Hz)，求：被測軸的轉(zhuǎn)速 n(r/min)為多少？

15、當(dāng)分辨誤差為土 1齒時， 轉(zhuǎn)速測量誤差是多少？2. 由RC組成無源低通濾波器，已知R=500( Q ), C=10(卩F),試求:(1)截止頻率fo,并畫出該濾波器的幅頻示意圖。(2)設(shè)輸入信號x(t)= 125.6t -，判斷其是否在該濾波器的通頻帶內(nèi)。43. 試?yán)L出x(t)=2cos(2 n fot)+3的時域圖和頻域圖。五、應(yīng)用題(每小題8分，共16分)1. 試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。(1) 用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)，并簡要說明其作用原理；(2) 用圖說明兩個線圈在電橋電路中的接法。2. 如圖所示，軸工件用前后頂尖支承縱向磨削外園表面，在加工過程中，徑向力Py和切

16、向力Pz大小基本不變，但著力點(diǎn)位置沿軸向移動，現(xiàn)在前后頂尖上粘貼電阻應(yīng)變片測量工件所 受的Pz。(1) 在圖中標(biāo)明應(yīng)變片的位置及Pz的測量電橋。(2) 著力點(diǎn)移動對測量結(jié)果有無影響？為什么？測試與傳感器技術(shù)試題(4)第一部分 選擇題(共20分)、單項(xiàng)選擇題(本大題共 10小題，每小題2分，共20分)在每小題列出的四個選項(xiàng)中只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。錯選、多選和未選均無分。1.下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測量的是（C )A .壓力B .力矩C .溫度D .厚度2 .屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是（D ）A .重復(fù)性B.線性度C .靈敏度D .固有頻

17、率3 .按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于（A)A.光電式傳感器B .電容式傳感器C.壓電式傳感器D .磁電式傳感器4 .測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（D )A.變極板面積型B .變極距型C.變介質(zhì)型D .容柵型5 .利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。–A 兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B 兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián)C.兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D 兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片6 .影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是（D ）A.電纜的安裝與固定方式B.電纜的長度C.前置放大器的輸出阻抗D .前置放大器的

18、輸入阻抗7 .固體半導(dǎo)體攝像元件 CCD是一種（C ）A . PN結(jié)光電二極管電路B . PNP型晶體管集成電路C. MOS型晶體管開關(guān)集成電路D . NPN型晶體管集成電路8.將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路，其作用是（D ）A .抑制共模噪聲C.克服串?dāng)_B .抑制差模噪聲D .消除電火花干擾在采用限定最大偏差法進(jìn)行數(shù)字濾波時，若限定偏差YW,本次采樣值為，上次采樣值C.D.10,最大輸入信號為，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最為，則本次采樣值 Yn應(yīng)選為（ AA .B. 0.30310 .若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為 小輸入電壓信號為（B ）A .B .C

19、 .第二部分 非選擇題（共80分）二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）不寫解答過程，將正確的答案寫在 每小題的空格內(nèi)。錯填或不填均無分。1. 對傳感器進(jìn)行動態(tài) 的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標(biāo)。2 .傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，允許超過的能力。3 .傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式，向 方向發(fā)展。4. 已知某傳感器的靈敏度為K0,且靈敏度變化量為 K0,則該傳感器的靈敏度誤差計(jì)算公式為rs=。5 .為了測得比柵距 W更小的位移量，光柵傳感器要采用 技術(shù)。6. 在用帶孔圓盤所做的光電扭矩測量儀中，利用孔的透光面積表示扭矩大小，透光

20、面積減小,貝廿表明扭矩。電容式壓力傳感器是變 型的。一個半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為180,半導(dǎo)體材料的彈性模量為x105Mpa,其中壓阻系數(shù)n l 為Pa-1。圖像處理過程中直接檢測圖像灰度變化點(diǎn)的處理方法稱為 溫度系數(shù)的熱敏電阻。9.9. 熱敏電阻常數(shù) B大于零的是三、問答題(本大題共 5小題，每小題4分，共20分) 簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點(diǎn)。 回答與直線式感應(yīng)同步器有關(guān)的下列問題：(1) 它由哪兩個繞組組成？(2) 鑒相式測量電路的作用是什么？ 簡述壓磁式扭矩儀的工作原理。 說明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點(diǎn)。 簡述激光視覺傳感器將條形碼的信息傳輸?shù)男盘?/p>

21、處理裝置的工作過程。四、計(jì)算題(本大題共 3小題，每小題8分，共24分)1.已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動勢的頻率f=72Hz，測量齒盤的齒數(shù) Z=36，求：(1) 被測軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？(2) 在上述情況下，如果計(jì)數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為土1個數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？2 .一熱敏電阻在 0C和100 C時，電阻值分別為 200k Q和10k Q。試計(jì)算該熱敏電阻在 20C 時的電阻值?？?.求正弦信號x(t)=x0sin wt的自相關(guān)函數(shù)。五、應(yīng)用題(本大題共 2小題，每小題8分，共16 分) 1.圖示為電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換電路。(1 )寫出電流i與電壓Vref的關(guān)系式。(2 )若 Vr

22、ef=10V輸入信號 D3D2D1D0=1OOO,試計(jì)算輸出電壓V 0= ?2 .已知某信號的傅里葉級數(shù)展開式為d c i in %f=KAx(t)= 込 sin nn cosn w otn 1 n 冗2試求該信號的直流分量、第一至第五次諧波分量的幅值，并繪出其幅值譜圖。測試與傳感器技術(shù)試題(5)一、填空題(每空1分，共io分)1. 信號可分為兩大類。2. 在平穩(wěn)隨機(jī)過程中，若任一單個樣本函數(shù)的時間平均統(tǒng)計(jì)特性等于該過程的集合平均統(tǒng)計(jì) 特性，則該過程叫3. 對于線性系統(tǒng)，若輸入為x(t)=x°ew t，則其穩(wěn)態(tài)輸出y(t)= y°ej( t °)，這個性質(zhì)稱為o4

23、. 已知濾波器的帶寬為 B,它對階躍響應(yīng)的建立時間為Te,則5若測試系統(tǒng)由兩個環(huán)節(jié)并聯(lián)而成，且各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為 的傳遞函數(shù)為。B和Te的關(guān)系為。Hi(S)和H2(S)，則該系統(tǒng)R6若采樣頻率過低，不滿足采樣定理，則被采樣的離散信號的 頻譜會發(fā)生現(xiàn)象。7頻率不同的兩個正弦信號，其互相關(guān)函數(shù)Rxy（ T ）=。8若信號滿足y（t）=kX（t）關(guān)系，式中k為常數(shù)，則互相關(guān)系數(shù)pxy（T ）=。9兩個時域函數(shù)乘積的傅里葉變換等于這兩個函數(shù) 。10圖1-10所示電橋的輸出為。圖1-10二、單項(xiàng)選擇題（在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共2

24、0分）1. 無論二階系統(tǒng)的阻尼比E如何變化，當(dāng)它所受的激振力頻率與系統(tǒng)固有頻率相等時，該系 統(tǒng)的位移響應(yīng)與激振力之間的相位差必為（B）A. 0 °B. 90 °C. 180 °D.不定值2差動式電感傳感器和差動式電容傳感器具有（C）的特點(diǎn)。A. 靈敏度提高了一倍，非線性度降低了一倍B. 靈敏度和非線性度都降低了C. 靈敏度提高了一倍，非線性度降低了若干D. 靈敏度提高了若干，非線性度降低了一倍3欲進(jìn)行旋轉(zhuǎn)齒輪的轉(zhuǎn)速測量，宜選用 （B）傳感器。D.熱電式）放大器。D.差動D.相敏檢波器2D. x0 cosA. 壓電式B.磁電式C.電阻式4. 為使壓電式傳感器的靈敏度

25、不受電纜長短的影響，應(yīng)選用（CA. 電壓B.比例C.電荷5. 常用于對調(diào)幅波解調(diào)的裝置是（D ）A.乘法器B.濾波器C.鑒頻器6. 正弦信號x（t）=X0Sin（3 t+ $ ）的自相關(guān)函數(shù)為（ B ）2 2A2 r X。X。 A. x0 sinB. cosC. Sin227. 數(shù)字信號的特征是（D ）B.時間上離散幅值上連續(xù)D.時間上和幅值上都離散A.時間上連續(xù)幅值上離散C.時間上和幅值上都連續(xù)8. 已知模擬量的最大幅值為土5V，現(xiàn)要求A/D轉(zhuǎn)換器的輸出最大誤差W,應(yīng)選用下列哪一種A/D轉(zhuǎn)換器（D ）A. 8 位B. 10 位C. 12 位D. 16 位C.帶通D.帶阻放大器是一個Cf1f2

26、區(qū)間急劇衰減（f2>f1），在0f1和f28之間近乎平直,9. 一選頻裝置，其幅頻特性在 這叫（D ）濾波器。A.低通B.高通10.電荷（B.低增益，帶電容反饋的運(yùn)算D.高增益的電橋A.高增益，帶電阻反饋的運(yùn)算C.高增益，帶電容反饋的運(yùn)算三、問答題（每小題6分，共30分）1.什么是測試裝置的靜態(tài)特性？常用哪幾個特性參數(shù)來描述 ？2. 實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是什么 ？分別敘述一、二階裝置滿足什么條件才能基本上保證不失真測試。3調(diào)制波有哪幾種？分別說明其含義，并指出常用的有哪兩種。4選用傳感器時應(yīng)考慮到哪些原則？5機(jī)械量的計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)有哪幾個基本環(huán)節(jié)組成？用框圖示意說明。四、計(jì)算題(每小

27、題20分，共20分)1. 設(shè)有一時間函數(shù) f(t)及其頻譜如圖4-1所示，現(xiàn)乘以振蕩函數(shù)sin2 n fot(fo>fm)。其中，函數(shù)f(t)叫做調(diào)制信號，sin2 n fot叫做載波，試求調(diào)幅信號f(t)sin2 n fot的傅里葉變 換，示意畫出調(diào)幅信號及其頻譜。* -益0于m圖4-1五、綜合題(20分)有一加速度傳感器由殼體 1、彈性梁2、質(zhì)量塊3和應(yīng)變片4組成如圖5-1所示，若將此傳感器輸出信號接入電橋電路進(jìn)行測量。設(shè)R1=R2=R3=R4=R(1) 試用電橋示意圖說明應(yīng)變片應(yīng)如何接在電橋電路中；(t)=Acos100 n t，求電橋輸若電橋由交流電源供電，Ui(t)=8cos2

28、000 n t，應(yīng)變片應(yīng)變&出電壓Uo(t)，并繪出Uo(t)的頻譜(雙邊譜)rv/ZZ/Z7ZZ7Z/Z/>7I 訛尉振坳恂體一測試與傳感器技術(shù)試題(6)、填空題(每題1分，共10分)1. 構(gòu)成信號x(t)的各頻率分量的集合稱為 2. 在時間信號x(t)幅值不變的條件下，若x(t) X(f)，則x(kt) ( k>0 )。3. 如果 函數(shù)與某一連續(xù)信號f(t)相乘，則其乘積僅在t=0處得到 其余各點(diǎn)(t 0)之乘積均為零。4. 在平穩(wěn)隨機(jī)過程中，若任一單個樣本函數(shù)的時間平均統(tǒng)計(jì)特征等于該過程的集合平均統(tǒng)計(jì)特征，這樣的平穩(wěn)隨機(jī)過程稱為 隨機(jī)過程。敏度為S=。6兩個傳遞 函數(shù)

29、各 為Hi（s）和H2（s）的環(huán)節(jié)，其 串聯(lián) 后所組 成的系 統(tǒng)的傳遞 函數(shù) H（s） 為。7. 半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的 效應(yīng)。8. 渦流式傳感器的變換原理是利用 在交流磁場中的渦流效應(yīng)。9. 設(shè)兩光柵刻線間的夾角為，柵距均為 W，則二者所生成之英爾條紋間的距離Bh=。10. 信號的時域描述是信號時間歷程的直接記錄，頻域描述則反映了信號的。二、單項(xiàng)選擇題（在下列每小題四個備選答案中選出一個正確答案，并將其字母標(biāo)號填入題干的括號內(nèi)。每小題1分，共20分）1. 二階裝置的動態(tài)特性參數(shù)是它的 （C ）A.時間常數(shù)B.傳遞函數(shù)H（s）C.固有頻率0和阻尼比D.功率譜2差動變壓器式電感

30、傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換成（B ） 的變化裝置，通過這一轉(zhuǎn)換從而獲得相應(yīng)的電壓輸出。A.線圈自感B.線圈互感調(diào)諧振蕩調(diào)諧振蕩3. 智能傳感器具有辨認(rèn)、識別與判斷的功能，它是由（D ）而成。A.智能型材料研制B.傳感器與記憶合金組裝C.傳感器與機(jī)器人組合D.傳感器與計(jì)算機(jī)組合低通濾波器中，RC值越大，則（A ）A.上截止頻率越低B.下截止頻率越低C. 上截止頻率越高D.下截止頻率越高5. 周期信號在時域內(nèi)按時間間隔Ts采樣后，其頻譜將具有（A ）特征。A.周期、離散B.非周期、離散C.周期、連續(xù)D.非周期、連續(xù)6. 無論二階系統(tǒng)的阻尼比如何變化，當(dāng)它所受的激振力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時，該系統(tǒng)的位

31、移與激振力之間的相位差必為（A. 0C.1807.某隨機(jī)信號的方差為2，均方值為B ）B. 90D. 0 90之間反復(fù)變化的值x，均值為則三者之間（BN )A.存在關(guān)系式B.存在關(guān)系式C.存在關(guān)系式 /（ xX）28.測量裝置的頻率特性為 A（）和（D.相互獨(dú)立、沒有固定的關(guān)系式），當(dāng)它們滿足（C ）條件時，輸出波形與輸入波形將相似而無失真。A. A( )=1，( )=0B. A()=常量，()=常量C. A()=常量，()=t° ,t° 時間延遲D. A( )=1，( )=19.二階欠阻尼系統(tǒng)固有圓頻率為阻尼比為，在激振力消失后將作衰減周期運(yùn)動，其與n和的關(guān)系為（B ）A

32、. -12 dn平Id2C. n（1） d10. 渦流式電感傳感器的測量電路一般用（A.電容反饋式放大電路C.電阻電容式積分電路11. 電荷放大器是一個（C ）放大器。A.高增益，帶電阻的電流反饋式C.高增益，帶電容反饋的運(yùn)算12. 磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為（A.磁阻變化量B.D.n/(12)dBB.阻抗分壓式調(diào)幅電路或調(diào)頻電路D.電橋式脈寬調(diào)制電路B.低增益，帶電容反饋的積分運(yùn)算D.帶電橋的高增益D ）的一種傳感器。B.電荷量C.電感變化量D.感應(yīng)電動勢13. 一般常用的光電池有硒、硅、碲化鎘、硫化鎘等的pn結(jié)，其中作為能量轉(zhuǎn)換器使用最多的是（BA.硒）光電池。B.硅D.硫化鎘A ）

33、表示。B.穩(wěn)定性C.碲化鎘14. 傳感器與被測量的對應(yīng)程度可用其（A.精確度C.線性D.靈敏度15. 設(shè)某信號中最高頻率為fc，按采樣定理，采樣頻率fs必須（B ）A.大于fc的（34 ）倍B.大于fc的2倍C.等于fc的2倍D.小于fc的2倍16. 自相關(guān)函數(shù)是區(qū)別信號類型的一個有效手段，若信號中含有周期成分則其自相關(guān)函數(shù) （C ）A.在很大時衰減也很小B.在很小時衰減就很大C. 在很大時都不衰減并具有明顯的周期性D. 在很大時不衰減但不具明顯的周期性17. 兩個均值為零且具有相同頻率的周期信號，其互相關(guān)函數(shù)中保留了（D ）A. 這兩個信號的圓頻率B. 這兩上信號的幅值 xo和yo以及相位差

34、C. 其中一個信號的幅值 xo （或yo）而且失去了相位關(guān)系D. 這兩個信號的圓頻率，對應(yīng)的幅值xo和yo以及相位差18. 回轉(zhuǎn)軸的誤差運(yùn)動是指（B ）誤差運(yùn)動。A.軸線的純徑向B.軸線的徑向、軸向和角度的總體C.軸的回轉(zhuǎn)角速度不均勻而導(dǎo)致的D.軸的徑向和軸向19. 壓電晶體式測力儀（C ）A. 剛度大，靈敏度高、頻率響應(yīng)寬但穩(wěn)定性不良B. 剛度大，靈敏度高、穩(wěn)定性好、但頻率響應(yīng)不寬C. 剛度好，靈敏度高、穩(wěn)定性好、頻率響應(yīng)寬D. 剛度好，靈敏度低、穩(wěn)定性不良、頻率響應(yīng)寬20. 通常采用的彈性式壓力敏感元件有(D )三類。A.波登管、膜片和雙金屬片B.八角環(huán)、膜片和波紋管C. 波登管、螺形簧和

35、 C形簧D.波登管、膜片和波紋管三、多項(xiàng)選擇題(在下列各小題的五個備選答案中有二至五個正確答案，請將正確答案全部選出，并將其字母填入題干的括號內(nèi)，正確答案沒有選全或有錯選的，該題無分。每小題1分，共10分)1周期信號的強(qiáng)度以(ABDE)來表達(dá)。A.峰值B.絕對均值C.方差D. 有效值E.平均功率2. 一般交流電壓表均按有效值刻度在測量非正弦信號時，其輸出量(AD )A. 不一定和信號的有效值成比例B. 一定和信號的有效值成比例C. 一定和信號的峰值成比例D. 可能和信號的峰值或者絕對均值成比例，視表內(nèi)檢波電路而定E. 一定和信號的絕對均值成比例3. 非周期信號的幅值譜|X(f)|和周期信號的幅

36、值譜|Cn|很相似，但兩者是有差別的。其差別 突出表現(xiàn)在(BC )A. |C n|的量綱與信號幅值量綱不一樣B. |X(f)|的量綱與信號幅值量綱不一樣C. |Cn|的量綱與信號幅值量綱一樣D. |X(f)|的量綱與信號幅值量綱一樣E. |Cn|和|X(f)|的量綱雖然相同但物理概念不一樣4. 若G(f)是g(t)的頻譜，設(shè)g(t)為時域中的周期脈沖序列，其周期為Ts，其幅值為1,則頻 域中的G(f)必為(ACD )A.周期脈沖序列B.周期連續(xù)函數(shù)1C.周期為-Ts一 1D.幅值為TsE.非周期連續(xù)函數(shù)5.描述各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信號的主要特征參數(shù)有(ABCDE )A.均值、方差B.均方值C.概率密度

37、函數(shù)D.自相關(guān)函數(shù)E.功率譜密度函數(shù)6.般而言，測量裝置的靈敏度越高，則(CE )A.動態(tài)特性越好B.動態(tài)特性越差C.測量范圍越窄D.測量范圍越寬E.穩(wěn)定性越差7.所謂伯德圖(Bode圖)是指(BC)曲線的總稱。A. A()B. 20lg A( ) lgc. ( ) igD.()E. 20lg ( ) lg()8.實(shí)際濾波器的基本參數(shù)有（ABCD）A. 紋波幅度和截止頻率B. 帶寬和品質(zhì)因素C.倍頻程選擇性D. 矩形系數(shù)E. 放大系數(shù)9.實(shí)現(xiàn) A/D 變換的方法很多。例如（ ACDE）A. 積分式B. 微分式C. 跟蹤比較式D.斜坡比較式E.逐次逼近式10.考慮到不失真條件，光線示波器中的振子

38、應(yīng)有如下要求（ BD ）A. 固有頻率應(yīng)盡可能高，阻尼比盡可能低B. 阻尼比接近，固有頻率約為被測信號的 2倍C. 固有頻率應(yīng)盡可能低 , 阻尼比接近D. 活動部件轉(zhuǎn)動慣量要小E. 要用扭轉(zhuǎn)剛度較小的張絲 ， 相應(yīng)地該振子的靈敏度提高四、問答題（每小題 5分，共 25 分）1. 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？2. 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？用圖中符號簡述其工作原 理。3. 選用傳感器時要考慮哪些問題？4. 什么叫調(diào)制？什么叫解調(diào)？在測量中為何要將信號先調(diào)制然后又解調(diào)？5. 光電轉(zhuǎn)換元件有哪些優(yōu)點(diǎn)？由于這些優(yōu)點(diǎn)使它在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。五、

39、計(jì)算題（每題 10 分，共 20 分）1. 用一階量儀作100Hz正弦信號的測量，如要限制振幅誤差在 5%A內(nèi)，則該量儀的時間常數(shù) 應(yīng)設(shè)計(jì)成多大？2. 某光線示波器的振動子輸入 i（t） 為單位階躍， 輸出 （t） 如下圖所示的衰減振動， 試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動子的固有頻率n 及阻尼比 。六、綜合題（共 10分） 一精密高速機(jī)床，傳動部分由電機(jī)、齒輪、滾動軸承等組成，因操作不當(dāng)產(chǎn)生了振動現(xiàn)象。 現(xiàn)要求：（1 ）組成一個測量該振動加速度的測試系統(tǒng)（以框圖形式表述）（2）簡述傳感器的選用原則，（3）簡述框圖各組成部分的作用，（4）簡述信號分析時，欲得到信號頻譜所采用數(shù)字信號處理的具體步驟。七、任

40、選題（共 5 分。以下共有 3 小題，考生任選一題解答，多做則以前一題計(jì)分。 ）1 .采用數(shù)字信號處理方法對測試信號進(jìn)行分析前 ，必須對所獲取的模擬信號進(jìn)行哪些預(yù)處理 工作？2. 一磁電式速度傳感器的幅頻和相頻特性如下圖所示， 其中 0為該傳感器的固有角頻率，為被測角頻率，其阻尼比 為，為了盡量減小測量時的幅值和相位誤差，（ 1 ）該傳感器應(yīng)工作在什么條件下？ （ 2）fo=1OHz時，其工作最低頻率（f）范圍應(yīng)為多少？3. 測量主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動， 需使用位移傳感器。 試根據(jù)回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動測量的特定情況 （例如： 精確度高、 量程范圍小、 不允許與測量零件接觸、 主軸表面材質(zhì)不一定均勻等） ，逐

41、一分析電感式、電容式、電阻式、光柵式、磁柵式的性能，確定它們適用與否。傳感器與測試技術(shù)試題（1）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)、判斷題（每小題2分，共10分）1.X2.V3"4.V5.X、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）12.3 0 =、填空題（每空1分，共30分）1.3 A3 2A2周期頻率3幅值相位4.位移速度加速度5壓電式標(biāo)定6.（順）壓電電荷7力加速度阻抗（或?qū)Ъ{）8.電容C積分準(zhǔn)確越小9.振動子電流光線10.接觸電勢溫差電勢11.分辨力13莫爾條紋位移放大平均光柵誤差 四、簡答題（每小題5分，共20分）1因壓電式傳感器的輸出電阻很大、電荷量很?。黄胀ǚ糯笃鬏斎腚娮栎^小，不能直接放 大

42、；阻抗變換器具有輸入阻抗高，輸出阻抗小。2金屬電阻應(yīng)變片是利用電阻應(yīng)變效應(yīng)；半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用壓阻效應(yīng)。3電動式激振臺由驅(qū)動線圈、勵磁線圈、磁缸、工作臺面、支承彈簧及導(dǎo)向裝置等組成； 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在工作臺面的驅(qū)動線圈中通以交變電流，在磁缸的恒定磁場中產(chǎn) 生相應(yīng)的交變運(yùn)動（振動）。4工作頻帶寬；信號可反復(fù)重放；多通道同時記錄；信號頻率可變；可與計(jì)算機(jī)配合使用。五、計(jì)算題（每小題10分，共30分）* .Y （） - x （/ ） e=| C WeJ u= Of + MI A （ w） i =-（10 分）幅頻圖2.|H(j 3 )|=1+ (0.35 3 )2(5分)T 1=1S, 3 1

43、=2 nAl（3 ）=T 2=2S, 3 2= nA 2（3 ）=T3=5S, 3 3= n A3（3 ）=（ 5 分）13. （1）u（t）= kUi（A+Bcos10t）cos1000t2輸出信號波形為調(diào)幅波（5分）（2）幅頻譜圖2）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)4. X 5.X（5分）傳感器與測試技術(shù)試題（一、判斷題（每小題1分，共10分）1. X2"3.X二、 單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）、填空題（每空1分，共20分）1斜率2接觸電勢溫差電勢3. 全橋4. 乘積之和5. 電流6. 幅值恒為一7壓阻1 T8.ym t 0x （）dt(t+ 0 )2A10.加速度共振d=0；1+2E1

44、1. 1/ 212.線圈運(yùn)動速度13.微積分加速度位移14.和差特性四、簡答題（每小題10分，共30分)1.因壓電式傳感器的輸出電阻很大、電荷量很小，信號微弱；電荷放大器具有輸入阻抗高,輸出電壓與壓電式傳感器電荷成正比、與反饋電容成反比；與電纜分布電容無關(guān)；電 壓放大器具有電路簡單，成本低，壓電式傳感器須與電纜配套使用。2框圖：傳感器輸出信號為：弱低頻簡諧信號振蕩器輸出信號為：高頻載波信號電橋和放大器輸出信號為：弱高頻調(diào)幅波和強(qiáng)高頻調(diào)幅波相敏檢波器輸出信號為：具有正負(fù)極性的高頻調(diào)幅波低通濾波器輸出信號為：強(qiáng)低頻簡諧信號當(dāng)鐵芯移3差動變壓器屬于電感式傳感器；由可動鐵芯和二個次級線圈組成差動變壓器

45、，動時，二個互感變化，形成差動電壓；輸出的調(diào)幅波與鐵芯位移成正比。五、計(jì)算題(每小題10分，共30分)0,t 1；1解：(1) u(t)=( 5 分)1,t 1；1(2) F : u(t) : =( ) (5 分)j2. 解：1 =A1( )=，1( )= °y1(t)=306sin+ ° )2=314A2( )=,2( )= °( 5 分)y2(t)= ° )y(t)=306sin+ ° )+ ° )( 5 分)3. 解：1R1R2R3R4(1) u(t)= ；u°(t)-(5 分)4R1 R 2 R 3 R 4(2) u

46、(t)=(31416t)(5 分)傳感器與測試技術(shù)試題(3)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題(每空2分，共20分)1. ON-OFF型微動開關(guān)2. 電子掃描3. 材料壓阻系數(shù)4. 金屬5. 磁頭所處的位置6. 動態(tài)性能7. 標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)8. 不失真測量9. 溫度差10. 交流二、單項(xiàng)選擇題(每小題2分，共20分)三、問答題(每小題4分，共20分)1.在靜態(tài)測量中，根據(jù)繪制的定度曲線，可以確定測量系統(tǒng)的三個靜態(tài)特性：靈敏度, 非線性度，回程誤差。2調(diào)頻波波形頻率f與中心頻率fo和調(diào)制波幅值的關(guān)系f=fo±A f, f為頻率偏移，與X(t) 幅值成正比。(t) X3(t) X5(t)周期函數(shù)

47、，X2(t) X4(t)非周期函數(shù)軸類零件受扭矩作用時，在其表面產(chǎn)生切應(yīng)變，可通過測量該應(yīng)變檢測扭矩，如電阻應(yīng) 變式扭矩傳感器。2)彈性轉(zhuǎn)軸受扭后，兩端面的相對轉(zhuǎn)角只與所承受的扭矩有關(guān)，且呈比例關(guān)系，可通 過測量扭轉(zhuǎn)角測量扭矩，如電容式或光電式扭矩傳感器。5布置原則有：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最佳； 在復(fù)合載荷下測量，能消除相互干擾；(3)考慮溫度補(bǔ)償作用；單臂電橋無溫度補(bǔ)償作用，差動和全橋方式具有溫度補(bǔ)償作用。四、計(jì)算題(每小題8分，共24分)1.(1)測量時，齒輪隨工作軸一起轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)過一個齒，傳感器磁路磁阻變化一次，磁通 也變化一次，因此，線圈感應(yīng)電動勢的變化頻率f等于齒輪的

48、齒數(shù) Z與轉(zhuǎn)速n的乘積。f=n Z/60(4分)60f60 24n=80(r/mi n)18(2)讀數(shù)誤差為土 1齒，所以應(yīng)為1-轉(zhuǎn)，即:18,1n=80 ±(r/min)181 12.(1)fo=62 RC 2500 10 10 6(4分)31.8(HZ)fi=220(HZ) fo信號x（t）的頻率在該濾波器的通頻帶內(nèi)。(4分)3由于 1 S (f)33 S (f)又 2cos(2 n fot)S (f-f o)+ S (f+f o)根據(jù)傅里葉變換的線性疊加原理：2cos(2 n fot)+3S (f-f o)+3 S (f)+ S (f+f o) (4 分)時域圖見圖a,頻域圖見

49、圖b (4分)<1L X(t)x(f) FJ厶 i1 *V 廠i丄kZt圖蠱圖b五、應(yīng)用題（每小題8分，共16分）1.（1）傳感器的結(jié)構(gòu)如圖a所示，它由傳力塊、彈性圓桶、雙螺管線圈、銜鐵、傳感器座 等幾部分組成。原理：被測力F通過傳力塊作用在彈性圓桶上，彈性圓桶的變形帶動銜鐵移動，使 雙螺管線圈的電感量發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)力的測量。（4分）（2）電橋的接法如圖b所示：（4分）2. （1）應(yīng)變片（R1、R2、R3、R4）粘貼位置如圖a所示；測量電橋如圖 b所示。（4分）（2）根據(jù)以上位置布片和電橋接法，著力點(diǎn)位置的變化不會影響Pz的大小，因?yàn)樵陧敿馍系姆至z1、Pz2, Pz=Pz1 +

50、Pz2，由Pz1、Pz2引起的電阻R1、R3的變化值之和保持不 變，故Pz的測量不受著力點(diǎn)的移動而改變。（4分）Ki圖0傳感器與測試技術(shù)試題（4）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)單項(xiàng)選擇題（本大題共 10題，每小題2分，共20）二、填空題(本大題共 1定(或校準(zhǔn)或測試 3智能化 5細(xì)分 7極距(或間隙)9.微分法三、問答題(本大題共10小題，每小題)5小題，每小題2分，共20分)2測量范圍4( Ko/Ko)X 100%6增大8 1 X 10910.負(fù)4分，共20分)，其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比，但容易受1 傳感器與電壓放大器連接的電路電纜電容的影響。傳感器與電荷放大器連接的電路 容的影響小。2 (

51、1)由固定繞組和滑動繞組組成。(2 )檢測感應(yīng)電動勢的相位，從而根據(jù)相位確定位移量的大小和方向。3 壓磁式扭矩儀的軸是強(qiáng)導(dǎo)磁材料。根據(jù)磁彈效應(yīng)，當(dāng)軸受扭矩作用時，軸的磁導(dǎo)率發(fā)生變化，從而引起線圈感抗變化，通過測量電路即可確定被測扭矩大小。4 主要特點(diǎn)是：熱容量小(或熱慣性小)，時間常數(shù)小，反應(yīng)速度快。5 (1)多面棱鏡高速旋轉(zhuǎn)，將激光器發(fā)出的激光束反射到條形碼上作一維掃描。(2)條形碼反射的光束經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及放大元件接收并放大后再傳輸給信號處理裝 置。四、計(jì)算題(本大題共z 、60f1 ( 1) n ，其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比，電纜電3小題，每小題8分，共24 分)T 120(轉(zhuǎn) / 分)(4 分)11(2)頻率計(jì)的計(jì)數(shù)裝置讀數(shù)誤差為土1個數(shù)字，對應(yīng)的角位移為土-轉(zhuǎn)=± 轉(zhuǎn)故Z36其最大轉(zhuǎn)速誤差為土(轉(zhuǎn)/分)(4分)362 熱敏電阻的一般表達(dá)式為：式中：Rt為溫度T=t+(K)時的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+(K) 時的熱敏電阻的電阻值；設(shè)t0=20 C,T0=t0+=(K)。則上式中的 R0即為所求的值。根據(jù)題中所給條件，有1 1200 R0 exp B() 273.15 0( 1 )TTo10 RoexpB(T)273.15 100To(4分)(1 )、(2)兩式兩邊取對數(shù)有 因此該熱敏電阻在 20 C的電