現(xiàn)代測試技術(shù)自測試題

1、現(xiàn)代測試技術(shù)自測試題一一、填空題：（每空1分，滿分20分）1. 機械工程測試技術(shù)是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，要完成對機械參量的測試技術(shù)包括_和_兩個方面的內(nèi)容；實際采用的測試方法有機械法、光學(xué)法和 法。2. 傳感器的敏感元件是 ；轉(zhuǎn)換元件是 。10mm差動變壓器式位移傳感器的轉(zhuǎn)換原理是 。3. 壓電式傳感器的壓電效應(yīng)是 _；熱電偶傳感器是將溫度參量轉(zhuǎn)變?yōu)?。4. 電荷放大器電路的作用是 。5. 濾波器是一種選頻裝置，則按幅頻特性可分為 、 、_和帶阻濾波器。6. 常見的記錄儀器有 、光線示波器和 、計算機記錄儀。7. 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性反映對輸入的靜態(tài)參量而表現(xiàn)的輸出與輸入的基本關(guān)系，其基本特性參數(shù)

2、有靈敏度、 和_、重復(fù)性。8. 測試誤差的主要類型有隨機誤差、 和 。9. 信號的描述方法是 法和 法。二、簡述題：（每小題5分，滿分25分）1. 試簡述差動式電容傳感器的基本原理及其優(yōu)點。2. 試簡述測試系統(tǒng)實現(xiàn)不失真測試對一階、二階系統(tǒng)的綜合要求。3. 試簡述光線示波器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。4. 試簡述電阻應(yīng)變片測試系統(tǒng)中溫度對測試結(jié)果的影響及基本的消除方法。5. 試簡述測試系統(tǒng)中常用的消除干擾的硬件方法。三、（滿分8分） 如圖1所示差動變壓器式傳感器測量位移的系統(tǒng)組成框圖，試說明其測量的原理；并指出各個單元電路的功能。差動變壓器式傳感器交流放大器相敏檢波器低通濾波器振蕩器顯示儀表 圖1四

3、、（滿分8分） 試分析圖2所示調(diào)頻波的解調(diào)電路的工作原理、并畫出它的鑒頻特性圖。 圖2五、（滿分10分） 試分析圖3所示一階系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性。 圖3六、（滿分12分） 已知某懸臂梁受力如圖4所示，試選擇電阻應(yīng)變片的貼片方法及畫出接橋電路，并導(dǎo)出Q與電橋輸出電壓U0的關(guān)系式。 圖4七、（滿分10分）在等精密度測量下對某點的溫度進行測量所得到的測量序列為：39.5，40.0，39.8，39.6，40.1，39.7，39.8，40.2，39.9，39.7，試求出測量結(jié)果的表達式（選定置信概率為p=0.9973,查t分布表得t0.9973(9)=4.09）八、（滿分7分） 試用光電式傳感器測量

4、電動機的轉(zhuǎn)速，畫出該測試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)框圖，并說明其測量的原理?，F(xiàn)代測試技術(shù)自測試題一參考答案及評分標準一、填空題：（每空1分，滿分20分）錯填、漏填均得0分。1. 量測； 試驗； 電測。2. 能感受規(guī)定的被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的其他量的部分； 將敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換為適宜于傳輸和測量的電信號的部分； 差動變壓器式。3. 某些晶體或多晶體受到外力作用下，產(chǎn)生電荷累積，當外力消除后，又恢復(fù)原來不帶電狀態(tài)。4. 把電荷量轉(zhuǎn)換成電壓信號放大，且進行電路阻抗變換。5. 低通濾波器； 高通濾波器； 帶通濾波器。6. 筆式記錄儀； 磁帶記錄儀。7. 線性度； 遲滯。8. 系統(tǒng)誤差； 過失誤差。9

5、. 時域描述； 頻域描述。二、簡述題：（每小題5分，滿分25分）1. 差動式電容傳感器由兩個單電容傳感器構(gòu)成，其輸出量是兩個單電容傳感器的差值輸出，該值與被測量成線性關(guān)系。 （2分）優(yōu)點：靈敏度提高一倍 線性度提高一個數(shù)量級 抑制共模干擾 （3分） 2. 一階系統(tǒng)：時間常數(shù)越小，則頻帶寬，失真小。 （2分） 二階系統(tǒng)：阻尼比取0.6-0.8，且信號頻率在0 - 0.58n，則失真小 （3分）3. 光線示波器的結(jié)構(gòu)組成：光學(xué)系統(tǒng)；電磁系統(tǒng)和振動子；時標裝置；紙帶傳動和控制系統(tǒng)。 （2分）工作原理：動圈式振動子的線圈流過被測信號電流且在靜止磁場的作用下，線圈偏擺同時帶動小鏡片偏轉(zhuǎn)，恒光源產(chǎn)生的光線

6、投射到小鏡片上，從而光線偏移，紙帶勻速運動，光線在紙帶上記錄被測信號。（3分）4. 溫度的影響主要表現(xiàn)在電阻應(yīng)變片的溫度系數(shù)t和被測試件的線膨脹系數(shù)對電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫度變化電阻值為Rt = Rott + Rot （2分）常用的消除方法是單絲自補償、雙絲補償法、電橋補償法。 （3分） 5. 常用的硬件消除方法是正確接地；采用電源濾波器、浪涌吸收器、交直流穩(wěn)壓器；隔離和屏蔽；加去耦電容；正確配線與布線。 （5分）三、答：（滿分8分）位移參量經(jīng)過差動變壓器式傳感器變換后獲得AM信號，此信號再經(jīng)過交流放大器放大后，通過相敏檢波器進行解調(diào)，后又經(jīng)過低通濾波器后濾除高頻成分后，送到顯示儀表顯示位移值。 （

7、4分）各個單元電路的功能：差動變壓器式傳感器：用來檢測位移信號，借助與電橋電路將位移信號轉(zhuǎn)換為輸出的AM信號。交流放大器：將輸入的AM信號進行幅值放大。相敏檢波器：將輸入的AM信號進行解調(diào)，用來判別位移的大小和方向。低通濾波器：將相敏檢波器解調(diào)后的混合信號進行濾波，從而獲得位移參量的信號。顯示儀表：用來指示位移的大小值和方向。振蕩器：給測量電橋和相敏檢波器提供電源。 （4分）四、答：（滿分8分）當調(diào)頻波的頻率等于變壓器副邊回路的諧振頻率時，檢波二極管D1和D2導(dǎo)通后產(chǎn)生的= ，則輸出UO = 0 （2分）當調(diào)頻波的頻率大于變壓器副邊回路的諧振頻率時，檢波二極管D1和D2導(dǎo)通后產(chǎn)生的 ，則輸出U

8、O 0 （2分）當調(diào)頻波的頻率小于變壓器副邊回路的諧振頻率時，檢波二極管D1和D2導(dǎo)通后產(chǎn)生的 ，則輸出UO 0 （2分）鑒頻特性圖如下圖： （2分）五、解：H(j) = = = = -arctanRC （4分）幅頻特性： = （2分）相頻特性：（）= -arctanRC （2分）幅頻特性和相頻特性圖見下圖： （2分）六、解：1. 使用兩個電阻應(yīng)變片，貼在上表面，距離相距a； （4分）2. 接成半橋電路，兩個電阻應(yīng)變片構(gòu)成相鄰臂如下圖所示： （4分）3. = 1- 2 UO = K（1- 2）U = K U （4分）七、解：1. 求平均值：L = （39.5+40.0+39.8+39.6+40

9、.1+39.7+39.8+40.2+39.9+39.7）= 39.8 （1分） 2. 求殘差：i = li L ，則1 = - 0.3、2 = 0.2、3 = 0、4 = - 0.2、5 = 0.3、6= - 0.1、7 = 0、8 = 0.4、8 = 0.1、10 = -0.1。 （2分） 3. 求標準差的估計值： = = 0.212 （2分）4. 判斷是否存在異常數(shù)據(jù)：根據(jù)來伊達法則i 3，則不存在異常數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)中符合上述條件，故不存在異常數(shù)據(jù)。 （2分）5. 求平均值的標準差估計值： =/ = 0.067 （1分）6. 表達測量結(jié)果： LO = L tp(f) = 39.84.090.

10、067 = 39.8 0.27 （2分）八、解：1. 光電式傳感器測量電動機的轉(zhuǎn)速的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖：轉(zhuǎn)速譯碼顯示時基脈沖計數(shù)器閘門整形放大光電元件光源電動機 （4分） 2. 測量的原理：恒光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)投射到電動機的轉(zhuǎn)軸上，由于在轉(zhuǎn)軸上粘貼一個錫箔紙，轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動一圈光線被反射一次，反射后的光線被光電元件接收，即一個脈沖，此脈沖信號經(jīng)過交流放大后，再經(jīng)過整形，送到閘門電路中，時基脈沖電路產(chǎn)生控制閘門開啟時間，在閘門開啟時間內(nèi)，計數(shù)器記下光電脈沖的個數(shù)，然后送到譯碼顯示電路處理，進行顯示轉(zhuǎn)速值。 （3分）現(xiàn)代測試技術(shù)自測試題二一、單項選擇題：（共12小題，每小題2分，共24分）1.

11、 在下列模塊中，不屬于機械非電量電子測試系統(tǒng)的是（ ）。 A. 傳感器 B. 測量電路 C. 加速度 D.顯示裝置2.在下列非電參量中，不屬于機械類非電參量的是（ ）。A.發(fā)酵酶 B.彎矩 C.轉(zhuǎn)速 D. 位移3.若傳感器的名稱為“10mm差動變壓器式位移傳感器”，則可知其測量對象是（ ）。A. 10mm B. 差動變壓器式 C. 位移 D. 傳感器4.下列傳感器中，不屬于電阻應(yīng)變片式傳感器一類的是（ ）。A. 金屬絲式 B. 金屬鉑式C. 半導(dǎo)體式 D. 固態(tài)壓阻式5. 下列不屬于光生伏特效應(yīng)的光電傳感器是（ ）。A. 光敏二極管 B. 光電池 C. 光敏電阻 D. 光敏三極管6. 下列傳感

12、器中，不屬于熱電式傳感器一類的是( )。A. 熱電偶 B. 熱敏電阻 C. 熱釋電傳感器 D. 電渦流傳感器7.下列不屬于測試干擾源的是（ ）。A. 測試人員 B. 電磁場 C. 電源 D. 信道8.下列屬于隱性記錄方式的記錄儀器是 （ ）。A. 電子示波器 B. 光線示波器 C. 光盤刻錄機 D. 筆式記錄儀9. 在無限次重復(fù)測量中，會形成異常數(shù)據(jù)的誤差是（ ）。A. 相對誤差 B. 過失誤差 C. 隨機誤差 D. 系統(tǒng)誤差 10.下列參數(shù)中，不屬于隨機信號統(tǒng)計特征參數(shù)的是（ ）。A. 均方值 B. 概率密度函數(shù) C. 自相關(guān)函數(shù) D. 線性度11.下列信號不屬于調(diào)制波的是（ ）。A. AM

13、 B. FM C. PM D. WM12.將壓電式傳感器輸出電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號的電路是（ ）。A. 電荷放大器 B. 直流電橋 C. 交流電橋 D. A/D轉(zhuǎn)換器二、判斷題：（共5小題，每小題2分，正確的請在括號內(nèi)打“”，錯誤的打“”，共10分）1. 對于檢測位移的值達到米級以上的可以通過電容式傳感器來檢測。 （ ）2. 電感式傳感器可以用來測量溫度參量。 （ ）3. 直流電橋可以接電容式傳感器。 （ ）4. 相敏檢波器可以用來解調(diào)調(diào)頻波。 （ ）5. 測試系統(tǒng)中的干擾信號可通過硬件和軟件方法消除。 （ ）三、簡答題：（共4小題，每小題6分，共24分）1.試簡述測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性的含

14、義，并寫出靜態(tài)特性的主要性能指標。2.試簡述電容傳感器的基本原理和常用的幾種類型。3.試簡述模擬信號輸入到計算機的通道結(jié)構(gòu)。4.試畫出熱電偶測量某點溫度的原理圖并說明測量原理。四、分析題：（共1小題，每小題12分，共12分）1. 如圖1所示光電式傳感器測試電動機轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖，試說明其測量的原理；并指出各個單元電路的功能。光電式傳感器放大整形閘門計數(shù)器譯碼顯示時基 圖1五、計算題：（共2小題，每小題10分，共20分）1. 試計算圖2所示一階有源低通濾波器電路的幅頻特性、相頻特性。圖22. 對某一靜態(tài)參量轉(zhuǎn)矩在等精密度測量下進行了9次測量，得到測量序列為：10.5N.m，10.6 N.m

15、，10.5 N.m，10.4N.m，10.2 N.m，10.4 N.m，10.7 N.m，10.5 N.m，10.6 N.m，試求出測量結(jié)果的表達式。（選定置信概率為p=0.95,查t分布表得t0.95(9)=2.2622）六、應(yīng)用題：（共1小題，每小題10分，共10分）1. 已知某等強度懸臂梁受力如圖3所示，試選擇電阻應(yīng)變片的貼片方法及畫出接橋電路，并計算出P與電橋輸出電壓U0的關(guān)系式。圖3現(xiàn)代測試技術(shù)自測試題二參考答案及評分標準一、單項選擇題：（共12小題，每小題2分，共24分）1、C； 2、A； 3、C； 4、D； 5、C； 6、D； 7、A； 8、C； 9、B；10、D； 11、D；

16、12、A；二、判斷題：（共5小題，每小題2分，正確的請在括號內(nèi)打“”，錯誤的打“”，共10分）1、（ ）； 2、（ ）；3、（ ）；4、（ ）；5、（ ）；學(xué)院： 專業(yè)班級： 姓名： 學(xué)號： 裝 訂 線 三、簡答題：（共4小題，每小題6分，共24分）1、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指測試系統(tǒng)的輸入量為靜態(tài)量時，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系特性；（2分）測試系統(tǒng)的動態(tài)特性是指測試系統(tǒng)的輸入量為動態(tài)量時，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系特性；（2分）靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標有線性度、靈敏度、滯差。（2分）2、電容傳感器是將非電參量轉(zhuǎn)換成電容容值的變化。即忽略邊緣效應(yīng)，C值為，外界的非電參量可以改變、s、d，從而可以

17、改變C值。（3分）常見的類型有變極距型、變面積型、變介質(zhì)型等三種。（3分）3、模擬信號輸入到計算機的通道結(jié)構(gòu)有：多通道共享采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換器；多通道同步型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；（3分）多通道并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；主計算機管理的各通道獨立變換和預(yù)處理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（3分）4、熱電偶測量點溫的原理圖見下圖所示。（3分）測量點溫的原理是：熱電偶的熱端為待測點溫，冷端為設(shè)定溫度0度。輸出為熱電勢值，利用毫伏表測定出熱電勢值。然后查熱電偶表得出被測端的溫度值。（3分）四、分析題：（共1小題，每小題12分，共12分）【解：】恒光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)投射到電動機的轉(zhuǎn)軸上，由于在轉(zhuǎn)軸上粘貼一個錫箔紙，轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動

18、一圈光線被反射一次，反射后的光線被光電元件接收，即一個脈沖，此脈沖信號經(jīng)過交流放大后，再經(jīng)過整形，送到閘門電路中，時基脈沖電路產(chǎn)生控制閘門開啟時間，在閘門開啟時間內(nèi)，計數(shù)器記下光電脈沖的個數(shù)，然后送到譯碼顯示電路處理，進行顯示轉(zhuǎn)速值。（6分）各個單元電路的功能：光電式傳感器：將電動機的轉(zhuǎn)速信號變換為電脈沖信號。放大器：將輸入的電脈沖信號進行幅值放大。整形器：將放大后的電脈沖信號邊沿變換成陡直的邊沿。閘門：在時基的正脈沖信號內(nèi)輸出轉(zhuǎn)速的電脈沖信號。時基：產(chǎn)生計數(shù)器計數(shù)的脈寬。計數(shù)器：在一定的時基脈寬內(nèi)對轉(zhuǎn)速的電脈沖信號進行計數(shù)。譯碼顯示：將計數(shù)值轉(zhuǎn)換成七段顯示代碼，顯示轉(zhuǎn)速。（6分）五、計算題：（共2小題，每小題10分，共20分）1、【解：】H(j) = = = = -arctanRC （4分）幅頻特性： = （2分）相頻特性：（）= -arctanRC （2分）幅頻特性和相頻特性圖見下圖： （2分）2、【解：】1. 求平均值：L = （10.5+10.6+10.5+10.4+10.2+10.4+10.7+10.5+10.6）=10.49 （1分） 2. 求殘差：i = li L ，則1 = 0.01、2 = 0.11、3 = 0.01、4 = - 0.09、5 = -0.29、6= - 0.09、7 = 0.21、8 =