測試整理福建農(nóng)林重點大學(xué)

1、一、名詞解釋（15%）、1、非線性度：（-P10）測試裝置的輸出，出入間是否能保持常值比例關(guān)系（線性關(guān)系）的一種量度2、靜態(tài)標(biāo)定：靜態(tài)標(biāo)定是一個實驗過程，這一過程是在只改變測量裝置的一個輸入量，而其他所有的可能輸入嚴(yán)格保持為不變的情況下，測量對應(yīng)的輸出量，由此得到測量裝置輸入與輸出間的關(guān)系。3、零漂：（P48）測量裝置的輸出零點偏離原始零點的距離。4、溫漂：（-P8）溫度改變引起的靈敏度漂移5、靈敏度：（P47）單位輸入變化所引起的輸出的變化，通常使用理想直線的斜率作為測量裝置的靈敏度值。6、靈敏度漂移：（P48）由于材料性質(zhì)的變化所引起的輸入與輸出關(guān)系（斜率）的變化。7、回程誤差：（P48）

2、也稱為遲滯，是描述測量裝置同輸入變化方向有關(guān)的輸出特性。&靜態(tài)特性：（P42）通常以測量裝置所要測量的量為輸入，得到的輸入與輸出間的關(guān)系作為靜態(tài)特性。10、幅頻特性（P49）:定常線性系統(tǒng)在簡諧信號的激勵下，其穩(wěn)態(tài)輸出信號和輸入信號的幅值比（A（w）11、相頻特性：（P49）穩(wěn)態(tài)輸出對輸入的相位差12、頻率響應(yīng)函數(shù)：（P50）描述系統(tǒng)的簡諧輸入與相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)輸出關(guān)系15、定標(biāo)（標(biāo)定）：靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定。靜態(tài)標(biāo)定最主要的目的是確定標(biāo)定曲線、靈敏度和各向交叉干擾度；動態(tài)標(biāo)定的目的在于獲得傳感器的動態(tài)特性曲線，再由動態(tài)特性曲線求得測力傳感器的固有頻率、阻尼比、工作頻帶、動態(tài)誤差等反映動態(tài)特性的參數(shù)。

3、P23916、壓電效應(yīng)：（P90）某些物質(zhì)，當(dāng)收到外力作用時，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，某些表面上出現(xiàn)電荷，形成電場的性質(zhì)17、霍爾效應(yīng)：（P111）將霍爾元件置于磁場B中，如果在a、b端通以電流i，在c、d端就會出現(xiàn)電位差，稱為霍爾電勢18、外光電效應(yīng)：（P99）在光照作用下，物體內(nèi)的電子從物體表面逸出的現(xiàn)象（光電子發(fā)射效應(yīng)19、內(nèi)光電效應(yīng)：（P100）在光照作用下，物體的導(dǎo)電性能如電阻率發(fā)生改變的效應(yīng)（光導(dǎo)效應(yīng)20、光電伏特效應(yīng)：（P100）在光照射下能使物體產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象21、熱電效應(yīng)：（P95）把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，若將它們的兩個接點分別置于溫度

4、為T及To（設(shè)TTo）的熱源中，則在該回路內(nèi)就會產(chǎn)生熱電動勢24、A/D（D/A）：（P155）A/D模-數(shù)轉(zhuǎn)換是模擬信號經(jīng)采樣、量化并轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的過程27、采樣定理：（P159）為了避免混疊以使采樣處理后仍有可能準(zhǔn)確地恢復(fù)其原信號，米樣頻率必須大于最咼頻率的兩倍，即（28、帶寬：亦稱信道通頻帶”信道能夠順利傳送電信號的頻率范圍29、S函數(shù)：（P33）在&時間內(nèi)激發(fā)一個矩形脈沖S建）（或者三角形脈沖，雙邊指數(shù)脈沖，鐘形脈沖等），其面積為1。當(dāng)0時，S建）的極限就稱為S函數(shù)hqm+hSm+bS+b30、傳遞函數(shù)：（P46）時（s）與系統(tǒng)初始條件及輸入無關(guān)，值反映系統(tǒng)本身的特性，被稱為系統(tǒng)的傳遞

5、函數(shù)。31、頻譜分析：（P20）把信號的時域描述通過適當(dāng)方法變成信號的頻域描述，即以頻率為獨立變量來表示信號32、不失真測試條件：（P57）即滿足式A（3）=A。二常數(shù)（幅值不失真）和書（3）=-to3（相位不失真）33、低通濾波器：（P139）濾波器根據(jù)選頻方式劃分，允許截止頻率以下的頻率成分通過而高于此頻率的頻率成分被衰減的濾波器稱為低通濾波器34、高通濾波器：（P139）只允許截止頻率以上的頻率成分通過而低于此頻率的頻率成分被衰減的濾波器稱為高通濾波器35、帶通濾波器：（P139）只允許在中心頻率附近一定范圍內(nèi)的頻率分量通過的濾波器稱為帶通濾波器36、泄露：（P160）信號的能量在頻率軸

6、分布擴(kuò)展的現(xiàn)象41、全橋：（P129）工作中四個橋臂阻值都隨被測量而變化，即R1+AR1,R2+AR2,R3+AR3，R4+AR442、半橋：（P128）工作中有兩個橋臂（一般為相鄰橋臂）的阻值隨被測量而變化，即R1+AR1，R2+AR243、溫度補(bǔ)償：在一般情況下，溫度變化總是同時作用到應(yīng)變片和試件上。消除由溫度引起的影響，或者對它進(jìn)行修正，以求出僅由載荷作用下引起的真實應(yīng)變的方法，稱為溫度補(bǔ)償。P23244、誤差：（P8）測量結(jié)果與被測真值之差45、系統(tǒng)誤差：（P8）在對同一被測量進(jìn)行多次測量過程中，出現(xiàn)某種保持恒定或按確定的方式變化著的誤差46、過失誤差：（-P34）明顯超出規(guī)定條件下預(yù)

7、期的誤差47、引用誤差：（-P36）絕對誤差與測量儀表量程之比，用百分?jǐn)?shù)表示48、量化：（P159）采樣所得的離散信號的電壓幅值，若用二進(jìn)制數(shù)碼組來表示，就使離散信號變成數(shù)字信號的成49、信號的截斷：（P160）將信號乘以時域的有限寬矩形成窗函數(shù)50、量化誤差：（P160）當(dāng)離散信號采樣值X（n）的電平落在兩個相鄰量化電平之間時，就要舍入到相近的一個量化電平上，該量化電平與信號實際電平之間的差值55、巴塞法爾定理：（P169）在時域計算的信號總能量，等于在頻域中計算的信號總能量56、線性系統(tǒng)：（-P8）輸入與輸出是線性關(guān)系的系統(tǒng)57、線性系統(tǒng)的頻率保持性：.（-P8）若系統(tǒng)輸入為某一頻率的正弦

8、（余弦）激勵，則穩(wěn)態(tài)輸出也江只有該同一頻率而不改變四、簡答題（23%）1、較說明電感式傳感器和磁電式傳感器的工作原理、異同點和優(yōu)缺點。電感式傳感器電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測的物理量如位移，壓力，流量，振動等轉(zhuǎn)換成線圈的電感量的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。1、結(jié)果簡單,2、靈敏度和分辨力高、3線性度和重復(fù)性都比較好。磁電式傳感器是把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的一種轉(zhuǎn)換器。2簡述交直流電橋的平衡條件，應(yīng)用的特點和注意點。直流電橋的平衡條件為R2/R仁R3/R4。應(yīng)用特點：若相連兩橋臂電阻同向變化（即同時增大或同時減小），所產(chǎn)生的輸出電壓的變化將相互

9、抵消；若相連兩橋臂電阻反向變化（即兩電阻一個增大一個減?。?，所產(chǎn)生的輸出電壓的變化將相互迭加；是為電橋的和差特性。注意點：需要調(diào)節(jié)零位平衡。采用交流電橋時要注意影響測量誤差的一些因素，比如電橋中元件之間的互感影響、無感電阻的殘余電抗、鄰近交流電路對電橋的感應(yīng)作用、泄露電阻以及元件之間、元件與地之間的分布電容等。3用你所學(xué)的知識舉出三種測量轉(zhuǎn)速的傳感器，說明測量的原理，并畫出測量結(jié)構(gòu)簡圖。磁阻式傳感器，此種傳感器由永久磁鐵及纏繞其上的線圈組成。當(dāng)物體旋轉(zhuǎn)時，其上的凸起引起磁陰變化，使磁通量變化，在線圈中感應(yīng)出交流電動勢2渦流式傳感器，交流磁場中渦電流的變化3.霍爾元件磁敏傳感器，霍爾元件磁感應(yīng)強(qiáng)

10、度的變化4什么是壓電效應(yīng)？舉二個應(yīng)用的例子，說明測量原理，并畫出測量結(jié)構(gòu)簡圖。某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。1.加速度計，力傳感器，此種傳感器的壓電片處于其殼體和一質(zhì)量塊之間，用強(qiáng)彈簧將質(zhì)量塊、壓電片緊壓在殼體上。運動時，傳感器殼體推動壓電片和質(zhì)量塊一起運動。在加速時，壓電片承受由質(zhì)量塊加速而產(chǎn)生的慣性力。2.壓力變送器，5用你所學(xué)的知識試舉三種可測壓力的傳感器，說明測量的原理，并畫出測量的結(jié)構(gòu)圖。電容式傳感器，差動變壓器式傳感器，壓點式傳感器6用你所學(xué)的知識

11、舉出三種測量位移的傳感器，說明測量的原理，并畫出測量結(jié)構(gòu)簡圖。1電容式傳感器（平面線位移型），當(dāng)動板沿x方向移動時，覆蓋面積變化，電容量也隨之發(fā)生變化2變阻器式傳感器，觸點C沿變阻器移動，若移動x,則C點與A點之間的電阻值隨之發(fā)生變化3.磁電式傳感器，在永久磁鐵產(chǎn)生的直流磁場內(nèi)，放置一個可動線圈，當(dāng)線圈在磁場中作直線運動時，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨之發(fā)生變化。7用你所學(xué)的知識舉出三種振動的傳感器，說明測量的原理，并畫出測量結(jié)構(gòu)簡圖。磁電式，壓電式，半導(dǎo)體8用你所學(xué)的知識舉出三種測量加速度的傳感器，說明測量的原理，并畫出測量結(jié)構(gòu)簡圖。1、壓電式加速度計壓電式加速度傳感器是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電

12、效應(yīng)，在加速度計受振時，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測振動頻率遠(yuǎn)低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。2、壓阻式加速度計壓阻式加速度計是利用半導(dǎo)體應(yīng)變片的壓阻效應(yīng)工作的。梁的一端固定在加速度計的底座上，在其根部上下兩面各貼2片單品硅半導(dǎo)體應(yīng)變片梁的另一端安裝一個質(zhì)量塊，其質(zhì)量為m.當(dāng)上述加速度計安裝在被測振動物體上時，由于慣性力的作用，質(zhì)量塊以相反的方向振動，作用于梁出由端的慣性力等于mal貼在梁根部的半導(dǎo)體應(yīng)變片分別受拉伸和受壓縮，導(dǎo)致以變片電阻發(fā)生變化將它們接成差功電僑，共輸出電壓就與被測物體的加速度成正比國116壓阻武加速喪計原理示怠圖3、電容式微加速度計：

13、電容式微加速度計是通過可動質(zhì)量塊感應(yīng)加速度，利用平行班電容將質(zhì)量塊的相對位移轉(zhuǎn)換為電容的變化，再通過檢查電路將電容的微小變化轉(zhuǎn)換為與其成正比的電容的變化。9用你所學(xué)的知識舉出三種測量轉(zhuǎn)速的傳感器，說明測量的原理，并畫出測量結(jié)構(gòu)簡圖。1、投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的讀數(shù)盤和測量盤有間隔相同的縫隙。測量盤隨被測物體轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)過一條縫隙，從光源投射到光敏元件（見光電式傳感器）上的光線產(chǎn)生一次明暗變化，光敏元件即輸出電流脈沖信號2、面積變化型電容式轉(zhuǎn)速傳感器圖3中是面積變化型的原理，圖中面積變化型電容式轉(zhuǎn)速傳感器由兩塊固定金屬板和與轉(zhuǎn)動軸相連的可動金屬板構(gòu)成?？蓜咏饘侔逄幱陔娙萘孔畲蟮奈?/p>

14、置，當(dāng)轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)180時則處于電容量最小的位置。電容量的周期變化速率即為轉(zhuǎn)速?？赏ㄟ^直流激勵、交流激勵和用可變電容構(gòu)成振蕩器的振蕩槽路等方式得到轉(zhuǎn)速的測量信號。K?寰遐幌3（電字氏轉(zhuǎn)理冷厳鼻3、電感式變磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器電感式變磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器利用磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其電勢大小取決于磁通變化的速率。10說明集流環(huán)的作用，并舉例說明集流環(huán)在應(yīng)用中的注意事項。集流環(huán)的作用就是集流”-把分相（各個同電勢線圈）的電流集中到一起。11不失真測試條件是什么？如何保證系統(tǒng)接近于不失真測試條件？不失真測試條件其幅頻和相頻應(yīng)分別滿足：A（3）=A0=常數(shù)（3戶t03首先要選用合適的側(cè)量裝置，在測量頻率范圍內(nèi)，

15、其幅、相頻率特性接近不失真測試條件。其次，對輸入信號做必要的前置處理，及時慮去非信號頻帶內(nèi)的噪聲。尤其要防止某些頻率位于測量裝置共振區(qū)的噪聲的進(jìn)入。12為什么電容式傳感器多做成差動式？試述電容式傳感器的優(yōu)點及應(yīng)用范圍。為了提高傳感器的靈敏度、線性度以及克服某些外界條件（如電源電壓、環(huán)境溫度等）的變化對測量精確度的影響。電容式傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強(qiáng),動態(tài)響應(yīng)特性好和對高溫、輻射、強(qiáng)振等惡劣條件的適應(yīng)性強(qiáng)等。廣泛應(yīng)用于測量位置、位移、壓力振動、噪聲和傾角13什么是壓電效應(yīng)？試述壓電傳感器的類型及其各自的特點些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形

16、時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)電荷，形成電場。類型和特點還沒找到答案21:什么是光電效應(yīng)？試述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理及其在汽車實驗上的應(yīng)用用光照射某一物體，即為光子與物體的能量交換過程，這一過程中產(chǎn)生的電效應(yīng)稱為光電效應(yīng)。光電式轉(zhuǎn)速傳感器，基本用途有用在齒輪上，其工作原理是通過感測齒片的數(shù)量來間接感測齒輪的轉(zhuǎn)速。22、畫出各種濾波器的特性圖23RG低通濾波器電路及其幅*相頻率特性23RG低通濾波器電路及其幅*相頻率特性Ih19四種注汝冊白勺巾畠頻特性520理想濾波器的幅頻特性氐辺1；(已越7迪菽匸”；憐迪；檸5R21實際帶通濾波器的幅頻特性-(4rrO22通帶、過渡

17、帶和阻帶的示意圖23、試述熱電偶與熱敏電阻的優(yōu)缺點及使用方面的不同。熱電偶優(yōu)點：可測量到小范圍內(nèi)的溫度，熱響應(yīng)快，耐振動和耐沖擊，可以測量高溫區(qū)缺點：變化率小，需修正冷接點溫度；熱敏電阻優(yōu)點：可測量到小范圍內(nèi)的溫度，變化率較大，固有電阻大，無需延長導(dǎo)兩種傳感器檢測的溫度范圍不同，熱敏電阻一般檢測溫度范圍為一50150C溫度范圍。熱電偶的檢測溫度范圍為02400C，所以24、集流環(huán)有哪幾種？使用時需注意些什么問題？分為接觸式和非接觸式集流環(huán)集流環(huán)的優(yōu)劣直接影響測量精度，質(zhì)量低劣伙維護(hù)不當(dāng)?shù)募鳝h(huán)所產(chǎn)生的電噪聲甚至能淹沒扭矩信號，使測量無法進(jìn)行。因此對集流環(huán)的要求是：接觸電阻變化要小，一般希望接觸

18、電阻的變化小到應(yīng)變片電阻變化的1/501/100。25、什么是電橋靈敏度？其影響因素是什么？電橋的靈敏度可以用電橋測量臂的單位相對變化量引出輸出端電壓的變化來表示，即：S=Uo/(/R/R)電橋電路有單臂橋、雙臂橋、全橋之分11、單臂變化時).25Ue/R/R2、兩臂變化時U0=0.5Ue/R/R3、四臂變化時Uo=Je/R/R推出單臂、半橋、全橋電橋的靈敏度分別為Ue/4、Ue/2、Ue。所以其影響因素為激勵電壓Ue，和電橋的接法即變化的橋臂的數(shù)量有關(guān)。產(chǎn)生應(yīng)變相同的多片應(yīng)變片串聯(lián)或并聯(lián)于同一橋臂，能否提高電橋奶靈敏度？為什么？不能提高電橋的靈敏度設(shè)橋臂比為詈，由R1R，同為分母中的R/R1

19、,可忽略，結(jié)合電橋平衡條件=-定義電橋的電壓靈敏度為KuUE2所以不能。R2R4RR(1n)227、將產(chǎn)生應(yīng)變相同的多片應(yīng)變片串聯(lián)或并聯(lián)在電橋的同一橋臂上，能提高電橋的靈敏度嗎？為什么？不能提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為：Uo=1錯誤!未指定書簽當(dāng)量橋臂各串聯(lián)電阻應(yīng)變片時，其電阻的相對變化量為2RR2R=即仍然沒有發(fā)生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接。1Uo=2RR錯誤！未指定書簽28、在受拉(壓)、彎曲載荷的試件上，如何布片(即應(yīng)變片在試件上的位置和方向)和接電橋，以消除彎曲的影響而只測出拉(壓)？兩片應(yīng)變片分別貼在試件兩側(cè)，另一種就是半橋接法兩工作片互為

20、補(bǔ)償片29有人說，對于一個線性時不變系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)的輸入為x(t),輸出為y(t),則y(t)的所含的頻率成分可能與x(t)不同，該說法是否正確？為什么？錯，根據(jù)線性時不變系統(tǒng)的頻率保持性，可知輸入函數(shù)x(t)與輸出函數(shù)y(t)的頻率不變，31有人說，對于一個線性時不變系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)的輸入為x(t)，輸出為y(t),則y(t)的幅值與x(t)可能不同，但其相位卻是相同的，該說法是否正確？為什么？不正確，線性時不變系統(tǒng)：任意頻率分量經(jīng)過系統(tǒng)后輸出頻率相同的分量，振幅改變了，相位改變了，由系統(tǒng)的頻率響應(yīng)決定；振幅=原振幅乘以系統(tǒng)的幅頻特性|H(jw)|，相位二原相位+相頻特性32、簡述應(yīng)變片的粘貼步驟

21、用銼刀和粗砂紙等工具將試紙在鋼板上的貼片位置的油污、漆層、銹跡、電鍍層除去,再用細(xì)砂紙刀磨成45度支叉紋。用鑷子捏起酒精棉球，將貼片處擦洗干凈，至棉球潔白為止。在試件上用鋼板尺和劃針畫一個十字線（一根長，一根短），在十字線的交叉點對準(zhǔn)測點位置，較長的一根線要與應(yīng)變測量方向一致。注意分清應(yīng)變片的正反面，用左手捏住應(yīng)變片的引線，右手上膠在應(yīng)變片的粘貼面上勻而薄的涂上一層粘貼劑，待一分鐘后當(dāng)膠水發(fā)粘時，校正方向，墊上塑料薄膜，用手捏住應(yīng)變片的引線，傾斜放下，反復(fù)輕輕滾壓表面，將里面多余的膠水和氣泡擠出。膠干后，用導(dǎo)線掛錫的一端將應(yīng)變片的引出線壓在接線柱上，再把烙鐵將引出線焊在接線柱上，注意完成后必須

22、將引出線多余部分剪掉。將配置好的防潮劑涂在應(yīng)變片上（包括引線的裸露部分），在用萬用表和兆歐表檢查一遍，防潮劑一般需要固化24小時。1在微型汽車發(fā)動機(jī)處于穩(wěn)定工作情況下，對輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了十次測量，得到如下測定值：143，143，145，143，138，140，144，145，143，140（Nm），試表達(dá)測試結(jié)果,并進(jìn)行分析1n解：1）算術(shù)平均值：L=li=142.42Nmny2）測定值的殘差：Vj=h-Ln因為7Vj=o,可驗證算術(shù)平均值L計算無誤i=13）測量列標(biāo)準(zhǔn)差:&七瓦v2.n-1i1=2.32Nm4）測量的極限誤差喑im=3應(yīng)=6.96Nm5）算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差5）算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)

23、誤差=0.73Nm6選兩個置信概率=0.997和p=0.5按自由度=門-1查t分布表得0.9973(94.090.5(90.7037)測量結(jié)果的表達(dá)X=L一tp(n-142.4-3.0X二L一tp(n=142.4-0.5-1)Ls?l=142.4Nm(p=0.9973)-1)Ls?l二142.4Nm(p二0.50)-1-2求正弦信號x(t)=X0Sin3t的絕對均值齣和均方根值Xrms。解答:1T1T=|x(t)dt=Lx0sinwtdt=2X0cosXo4xo2xoTwnXrmsglx2sin2Mdt=21-5求被截斷的余弦函數(shù)cosw)t(見圖1-26)的傅里葉變換。圖1-26被截斷的余弦

24、函數(shù)coswttT解：x(t)=w(t)cos(2二fot)Wt)為矩形脈沖信號W(f)=2Tsinc(2二Tf)cos(2二fot)二1ejfote：fot2所以x(tw(t)ejfot丄w(t)e_j2二fot22根據(jù)頻移特性和疊加性得：TOCo1-5hz11X(f)W(f-f。)W(ffo)22-Tsinc2二T(f-fo)Tsinc2二T(ffo)可見被截斷余弦函數(shù)的頻譜等于將矩形脈沖的頻譜一分為二，各向左右移動減小一半。也說明，單一頻率的簡諧信號由于截斷導(dǎo)致頻譜變得無限寬。fo,同時譜線高度8)按正態(tài)分布作近似計算X=L3l=142.42.2Nm(p=0.9973)1-6求指數(shù)衰減信號x(t)=etsinw0t的頻譜解答：SD=2?ej0td0t所以x(t)二e丄e?0t_e0t2j單邊指數(shù)衰減信號xjt)二et(a-0,t_0)的頻譜密度函數(shù)為2a根