傳感器與測試技術(shù)》習(xí)題講解

1、傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (1) 信號的分類方式有哪些？各有什么樣的分信號的分類方式有哪些？各有什么樣的分 類結(jié)果？類結(jié)果？ (2) 信號的時域描述、頻域描述、時差域描述信號的時域描述、頻域描述、時差域描述 各有什么特點？各有什么特點？ (3) 為什麼能用自相關(guān)分析消去周期信號中的為什麼能用自相關(guān)分析消去周期信號中的 白噪聲信號干擾。白噪聲信號干擾。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (4) 已知信號已知信號x(t)由幅值為由幅值為4的的50Hz正弦波正弦波 信號和幅值為信號和幅值為2的的100Hz余弦波信號組成，余弦波信號組成， 畫出信號的實頻虛頻譜，幅值相位譜畫出信號的實

2、頻虛頻譜，幅值相位譜 和功率譜。和功率譜。 (5) 已知周期矩形脈沖信號在一個周期內(nèi)的已知周期矩形脈沖信號在一個周期內(nèi)的 表達(dá)式為表達(dá)式為 試求其幅值譜。試求其幅值譜。 (6) 求指數(shù)函數(shù)求指數(shù)函數(shù)x(t)=Ae-at(a0,t0)的頻譜。的頻譜。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (1) (1) 信號的分類方式有哪些？各有什么樣的信號的分類方式有哪些？各有什么樣的 分類結(jié)果？分類結(jié)果？ a a 從信號描述上分從信號描述上分 -確定性信號與非確定性信號；確定性信號與非確定性信號； b b 從信號的幅值和能量上從信號的幅值和能量上 -能量信號與功率信號；能量信號與功率信號； c c 從分析域上從分析域上

3、 -時域與頻域；時域與頻域； 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 d d 從連續(xù)性從連續(xù)性 -連續(xù)時間信號與離散時間信號；連續(xù)時間信號與離散時間信號； e e 從可實現(xiàn)性從可實現(xiàn)性 -物理可實現(xiàn)信號與物理不可實現(xiàn)信號物理可實現(xiàn)信號與物理不可實現(xiàn)信號。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (2) 信號的時域描述、頻域描述、時差域描信號的時域描述、頻域描述、時差域描 述各有什么特點？述各有什么特點？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (3) 為什麼能用自相關(guān)分析消去周期信號中的為什麼能用自相關(guān)分析消去周期信號中的 白噪聲信號干擾。白噪聲信號干擾。 考察知識點：信號的相關(guān)分析考察知識點：信號的相關(guān)分析 （1 1）自相關(guān)函數(shù)是）

4、自相關(guān)函數(shù)是 的偶函數(shù)，的偶函數(shù)，R RX X( ( )=R)=Rx x(- (- ) )； （2 2）當(dāng)）當(dāng) =0 =0 時，時，自相關(guān)函數(shù)具有最大值。自相關(guān)函數(shù)具有最大值。 （3 3）周期信號的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周）周期信號的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周 期信號，但不保留原信號的相位信息。期信號，但不保留原信號的相位信息。 （4 4）隨機(jī)噪聲信號的自相關(guān)函數(shù)將隨）隨機(jī)噪聲信號的自相關(guān)函數(shù)將隨 的增大快的增大快 速衰減。速衰減。 （5 5）兩周期信號的互相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周）兩周期信號的互相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周 期信號，且保留原了信號的相位信息。期信號，且保留原了信號的相位信息。

5、（6 6）兩個非同頻率的周期信號互不相關(guān)。）兩個非同頻率的周期信號互不相關(guān)。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (4) 已知信號已知信號x(t)由幅值為由幅值為4的的50Hz正弦波信正弦波信 號和幅值為號和幅值為2的的100Hz余弦波信號組成，畫余弦波信號組成，畫 出信號的實頻虛頻譜，幅頻相位譜和出信號的實頻虛頻譜，幅頻相位譜和 功率譜。功率譜。 考察知識點：信號的頻域分析考察知識點：信號的頻域分析 nj nnInR T T tfjn n ecjccdtetx T c 2 2 2 0 0 0 0 )( 1 )( 2 1 2cos 00 22 0 tfjtfj eetf )( 2 1 2sin 00 2

6、2 0 tfjtfj eejtf n tfjn n dtectx 0 2 )( 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 cnR f-100100 1 余弦余弦 正弦正弦 cnR f-f0f0 1/2 所求：所求： )1002cos(2)502sin(4)(tttx cnI f-f0 f0 1/2 -1/2 cnI f-50 50 2 -2 cnI f-f0 f0 cnR f-f0 f0 實頻虛頻譜實頻虛頻譜 0 0 0 0 0 0 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 f-100100 1 余弦余弦 正弦正弦 |cn| f-f0f0 1/2 所求：所求： )1002cos(2)502sin(4)(tttx 0 2 幅頻

7、相位譜幅頻相位譜 n |cn| 00 |cn| f-f0f0 1/2 -5050f-100100 2 -50 50 0 Pi/2 -Pi/2 功率譜功率譜 f-100100 1 0 4 |Cn|2 -5050 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (5) 已知周期矩形脈沖信號在一個周期內(nèi)的已知周期矩形脈沖信號在一個周期內(nèi)的 表達(dá)式如下，試求其幅值譜。表達(dá)式如下，試求其幅值譜。 考察知識點：信號的頻域分析考察知識點：信號的頻域分析 解題思路：解題思路： 周期信號求幅值譜周期信號求幅值譜傅立葉級數(shù)傅立葉級數(shù) )sincos()( 0 1 00 tnbtnaatx n n n .)3 , 2 , 1( n ;s

8、in)( ;cos)( ;)( 2/ 2/ 0 2 2/ 2/ 0 2 2/ 2/ 1 0 T T Tn T T Tn T T T tdtntxb tdtntxa dttxa 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 tn n n T A T A tx n 0 1 0 0 cos 2 2 sin 2 )( T A a 0 2 2 sin 2 0 0 n n T A A n 0, 0, 0 n n n a a 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 2 2 sin 1 )( 0 0 2 2 0 0 n n T E dteE T nX tjn tjnj n tjn n eenXdte n n T E tx n00 )( 2 2

9、 sin )( 0 0 0 n j enXnX )()( 00 2 2 sin )( 0 0 0 n n T E nX 0)(, 0 0 nX n 0)(, 0 nX n 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 (6) 求指數(shù)函數(shù)求指數(shù)函數(shù)x(t)=Ae-at(a0,t0)的頻譜。的頻譜。 考察知識點：信號的頻域分析考察知識點：信號的頻域分析 解題思路：解題思路： 非周期信號求頻譜非周期信號求頻譜傅立葉變換傅立葉變換 x tXf edf Xfx t edt jft jft ( )() ()( ) 2 2 )( )()( fj efXfX )(Im)(Re)( 22 fXfXfX )

10、(Re )(Im )( fX fX arctgf 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 例例 求圖示單邊指數(shù)函數(shù)的頻譜。求圖示單邊指數(shù)函數(shù)的頻譜。 22 )2( 1 )( fa fX a f arctgf 2 )( 單邊指數(shù)函數(shù)單邊指數(shù)函數(shù) 解：解： 于是于是 at e )0( a fja dtee dtete dtetxfX ftjat ftjat ftj 2 1 )( )()( 0 2 2 2 2.4 .1 傅里葉變換與連續(xù)頻譜傅里葉變換與連續(xù)頻譜 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 幅頻譜幅頻譜 相頻譜相頻譜 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （2-2）用一個時間常數(shù)為）用一個時間常數(shù)為0.

11、32s的一階裝置的一階裝置 去測量周期分別為去測量周期分別為1s、2s和和5s的正弦信號，的正弦信號， 問幅值誤差將是多少？問幅值誤差將是多少？ 考察知識點：信號的動態(tài)特性考察知識點：信號的動態(tài)特性 解題思路：解題思路： 一階系統(tǒng)：一階系統(tǒng)： 1 1 )( s sH 1 1 )( j H 2 )2(1 1 )( f fA 12 1 )( fj fH )2()(farctgf 信號信號1 1：f f1 1 信號信號2 2：f f0.5 0.5 求取求取 A(f) 幅值誤差為幅值誤差為1-A(f)*100% 信號信號3 3：f f0.20.2 32. 0 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （2-3）求周期

12、信號）求周期信號 通過傳遞函數(shù)為通過傳遞函數(shù)為 的裝置后所得的裝置后所得 到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 考察知識點：信號的動態(tài)分析考察知識點：信號的動態(tài)分析 解題思路：解題思路： 根據(jù)線性系統(tǒng)的性質(zhì)，同（根據(jù)線性系統(tǒng)的性質(zhì)，同（1） )45100cos(2 . 010cos5 . 0)(tttx 1005. 0 1 )( s sH 分別求取分別求取x(t)x(t)兩部分所對應(yīng)的幅值變化和相位變化，兩部分所對應(yīng)的幅值變化和相位變化， 疊加即可。疊加即可。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （2-5）想用一個一階系統(tǒng)作）想用一個一階系統(tǒng)作100Hz正弦信號正弦信號 的測量，如要求限制振幅誤差在的測量，如要

13、求限制振幅誤差在5以內(nèi)，以內(nèi)， 則時間常數(shù)應(yīng)取多少？若用該系統(tǒng)測試則時間常數(shù)應(yīng)取多少？若用該系統(tǒng)測試 50Hz正弦信號，問此時的振幅誤差和相角正弦信號，問此時的振幅誤差和相角 差是多少？差是多少？ 考察知識點：信號的動態(tài)分析考察知識點：信號的動態(tài)分析 解題思路：振幅誤差在解題思路：振幅誤差在5以內(nèi)，則以內(nèi)，則 A(f)0.95,已知已知f，可求出，可求出 s 進(jìn)而可求出對應(yīng)于進(jìn)而可求出對應(yīng)于f50Hz的振幅和相角變化。的振幅和相角變化。 4 1023. 5 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （2-10）設(shè)某力傳感器可作為二階振蕩系）設(shè)某力傳感器可作為二階振蕩系 統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為統(tǒng)處理。已

14、知傳感器的固有頻率為800Hz， 阻尼比為阻尼比為0.14，問使用該傳感器做頻率為，問使用該傳感器做頻率為 400Hz的正弦測試時，其幅值和相角各為的正弦測試時，其幅值和相角各為 多少？若該裝置的阻尼比改為多少？若該裝置的阻尼比改為0.7，問幅值，問幅值 和相位又將如何變化。和相位又將如何變化。 考察知識點：信號的動態(tài)分析考察知識點：信號的動態(tài)分析 二階系統(tǒng)二階系統(tǒng) 解題思路：課本解題思路：課本P54頁，式頁，式2-26 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-3）電阻式應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上）電阻式應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上 有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？應(yīng)如何針

15、對具體情況有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？應(yīng)如何針對具體情況 選用？選用？ 答題要點：答題要點： 電阻應(yīng)變片工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變電阻應(yīng)變片工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變 效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時，效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時， 其電阻值隨著所受機(jī)械變形其電阻值隨著所受機(jī)械變形(伸長或縮短伸長或縮短)的變化的變化 而發(fā)生變化的現(xiàn)象。而發(fā)生變化的現(xiàn)象。 半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料 的壓阻效應(yīng)。所謂壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。所謂壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料 在沿某一軸向受到外力作用時，其電阻率發(fā)生變在沿某一軸向

16、受到外力作用時，其電阻率發(fā)生變 化的現(xiàn)象。化的現(xiàn)象。 電阻應(yīng)變片使用簡便，價格便宜，性能穩(wěn)定；半電阻應(yīng)變片使用簡便，價格便宜，性能穩(wěn)定；半 導(dǎo)體應(yīng)變片靈敏度高，溫度穩(wěn)定性差導(dǎo)體應(yīng)變片靈敏度高，溫度穩(wěn)定性差 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-5）電感傳感器（自感型）的靈敏度與哪）電感傳感器（自感型）的靈敏度與哪 些因素有關(guān)？要提高靈敏度可采用哪些措些因素有關(guān)？要提高靈敏度可采用哪些措 施？采用這些措施會帶來什么樣的后果？施？采用這些措施會帶來什么樣的后果？ 要點：要點： 分析分析 課本課本P84式式3-26 2 00 2 AN L 原理原理: :電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-1

17、0）欲測量液體壓力，擬采用電容式、）欲測量液體壓力，擬采用電容式、 電感式、電阻應(yīng)變式和壓電式傳感器，請電感式、電阻應(yīng)變式和壓電式傳感器，請 繪出可行方案原理圖，并作比較。繪出可行方案原理圖，并作比較。 要點：要點： 將壓力通過適當(dāng)?shù)姆绞睫D(zhuǎn)換為電容的變化將壓力通過適當(dāng)?shù)姆绞睫D(zhuǎn)換為電容的變化 將壓力通過適當(dāng)?shù)姆绞睫D(zhuǎn)換為電感的變化 將壓力轉(zhuǎn)換為電阻變化，液體壓力直接作 用于密封應(yīng)變片。 將壓力轉(zhuǎn)換為電信號，液體壓力直接作用 于壓電晶體。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 電容式和電感式不宜用于壓力變化緩慢的 場合；電阻應(yīng)變式和壓電式適用范圍較廣， 二者中電阻應(yīng)變式結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠， 但靈敏度受限，壓電式

18、結(jié)構(gòu)緊湊，工作可 靠，同時靈敏度較高。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-12）光電傳感器包含哪些類型？各有何）光電傳感器包含哪些類型？各有何 特點？用光電傳感器可以測量哪些物理量？特點？用光電傳感器可以測量哪些物理量？ 要點：要點： 課本p99-107 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 3.8 3.8 光電傳感器光電傳感器 光電傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外光電傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外 線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號的器件。線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號的器件。 其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。 內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng) 半導(dǎo)體材料受到

19、光照時會產(chǎn)生電子半導(dǎo)體材料受到光照時會產(chǎn)生電子- -空穴對空穴對, , 使其導(dǎo)電性能增強(qiáng)使其導(dǎo)電性能增強(qiáng), ,光線愈強(qiáng)，阻值愈低，這種光線愈強(qiáng)，阻值愈低，這種 光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象, ,稱為稱為內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng) 。 光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 光電池光電池 光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料P-NP-N結(jié)受到光照后結(jié)受到光照后 產(chǎn)生一定方向的電動勢的效應(yīng)。以可見光作光源產(chǎn)生一定方向的電動勢的效應(yīng)。以可見光作光源 的光電池是常用的光生伏特型器件。的光電池是常

20、用的光生伏特型器件。 + + + - - - PN 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 應(yīng)用應(yīng)用 光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用可歸納為輻射光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用可歸納為輻射 式式( (直射式直射式) )、吸收式、遮光式、反射式、四種、吸收式、遮光式、反射式、四種 基本形式。基本形式。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-13）何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？）何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？ 用霍爾元件可測哪些物理量？用霍爾元件可測哪些物理量？ 要點：要點： 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流

21、流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將 產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 物理本質(zhì)：運(yùn)動電荷受磁場中洛倫玆力作物理本質(zhì)：運(yùn)動電荷受磁場中洛倫玆力作 用的結(jié)果。用的結(jié)果。 可測物理量：位移、壓差、加速度、振動等可測物理量：位移、壓差、加速度、振動等 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-14）試說明壓電式加速度計、超聲換能）試說明壓電式加速度計、超聲換能 器、聲發(fā)射傳感器之間的異同點。器、聲發(fā)射傳感器之間的異同點。 要點：要點： 都可以采用壓電式傳感器 工作頻率不同 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-17）試說明紅外遙感器的檢

22、測原理。為）試說明紅外遙感器的檢測原理。為 什么在空間技術(shù)中有廣泛應(yīng)用？舉出實例什么在空間技術(shù)中有廣泛應(yīng)用？舉出實例 說明。說明。 要點：要點： P116 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-19）在軋鋼過程中，需監(jiān)測薄板的厚度，）在軋鋼過程中，需監(jiān)測薄板的厚度， 宜采用哪種傳感器？說明其原理。宜采用哪種傳感器？說明其原理。 要點：要點： 電渦流傳感器可以 還有？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （3-21）選用傳感器的基本原則是什么？在）選用傳感器的基本原則是什么？在 實際中如何運(yùn)用這些原則？試舉一例說明。實際中如何運(yùn)用這些原則？試舉一例說明。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 3.16 3.16 傳感器選用

23、原則傳感器選用原則 選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線 性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面 的問題。的問題。 1 1、靈敏度、靈敏度 一般說來，傳感器靈敏度越高越好，但，一般說來，傳感器靈敏度越高越好，但， 在確定靈敏度時，要考慮以下幾個問題。在確定靈敏度時，要考慮以下幾個問題。 a)a)靈敏度過高引起的干擾問題；靈敏度過高引起的干擾問題； b)b)量程范圍。量程范圍。 c)c)交叉靈敏度問題。交叉靈敏度問題。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 2 2 響應(yīng)特性響應(yīng)特性 傳感器的響應(yīng)特性是指在所測頻率范圍內(nèi)，傳

24、感器的響應(yīng)特性是指在所測頻率范圍內(nèi)， 保持不失真的測量條件。保持不失真的測量條件。 實際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定實際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定 延遲，但總希望延遲的時間越短越好。延遲，但總希望延遲的時間越短越好。 3 3 線性范圍線性范圍 任何傳感器都有一定線性工作范圍。在線任何傳感器都有一定線性工作范圍。在線 性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈 寬，則表明傳感器的工作量程愈大。傳感器工寬，則表明傳感器的工作量程愈大。傳感器工 作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測量精度的基本條件。作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測量精度的基本條件。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講

25、解 4 4 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后，穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后， 其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn) 定性的因素是時間與環(huán)境。定性的因素是時間與環(huán)境。 5 5 精確度精確度 傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被 測量的對應(yīng)程度。測量的對應(yīng)程度。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 6 6 測量方式測量方式 傳感器工作方式，也是選擇傳感器時應(yīng)考傳感器工作方式，也是選擇傳感器時應(yīng)考 慮的重要因素。例如，接觸與非接觸測量、破慮的重要因素。例如，接觸與非接觸測量、破 壞與非破壞性測量、在線與非在線

26、測量等。壞與非破壞性測量、在線與非在線測量等。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 （1 1） 信號調(diào)理的內(nèi)容和目的信號調(diào)理的內(nèi)容和目的 ？ 答案要點：答案要點： 信號調(diào)理的內(nèi)容主要包括放大、濾波、調(diào)制與信號調(diào)理的內(nèi)容主要包括放大、濾波、調(diào)制與 解調(diào)、運(yùn)算、模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)。解調(diào)、運(yùn)算、模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)。 信號調(diào)理的的目的是便于信號的傳輸與處理。信號調(diào)理的的目的是便于信號的傳輸與處理。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 2 2 信號放大電路的種類，如何根據(jù)傳感器輸信號放大電路的種類，如何根據(jù)傳感器輸 出特性選擇合適的放大電路出特性選擇合適的放大電路 ？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 3 3 信

27、號調(diào)制與解調(diào)的種類信號調(diào)制與解調(diào)的種類 ？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 4 4 幅度調(diào)制與解調(diào)的原理？幅度調(diào)制與解調(diào)的原理？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 3 3 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 調(diào)幅是將一個高頻正弦信號（或稱載波）與調(diào)幅是將一個高頻正弦信號（或稱載波）與 測試信號相乘，使載波信號幅值隨測試信號的變測試信號相乘，使載波信號幅值隨測試信號的變 化而變化化而變化 )2cos()(*)( 0 fttxAty 緩變信號緩變信號 調(diào)制調(diào)制 高頻信號高頻信號 放大放大 放大高放大高 頻信號頻信號 解調(diào)解調(diào) 放大緩放大緩 變信號變信號 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 幅度調(diào)制與解調(diào)過程（波形分析）幅度調(diào)制與解調(diào)過程（

28、波形分析） 乘法器乘法器 放大器放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器乘法器 濾波器濾波器 z(t) x(t) 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 幅度調(diào)制與解調(diào)過程（頻譜分析）幅度調(diào)制與解調(diào)過程（頻譜分析） 乘法器乘法器 放大器放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器乘法器 濾波器濾波器 z(t) x(t) 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 幅度調(diào)制與解調(diào)過程（數(shù)學(xué)分析）幅度調(diào)制與解調(diào)過程（數(shù)學(xué)分析） 乘法器乘法器 放大器放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器乘法器 濾波器濾波器 z(t) x(t) )(tx )2cos()()(tftxtx zm )(t

29、z )(tz tftxty zm 2cos)()( 2 )22cos()()( 2 1 tftxtx z 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 5 調(diào)幅波的失真，如何消除調(diào)幅波的失真，如何消除 ？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 6 6 信號濾波器的種類？信號濾波器的種類？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 7 7 如何根據(jù)測試信號中有用成分和干擾成分的如何根據(jù)測試信號中有用成分和干擾成分的 頻譜來選擇濾波器種類和設(shè)定其參數(shù)？頻譜來選擇濾波器種類和設(shè)定其參數(shù)？ 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 8 8 試列舉常用的信號顯示和記錄儀器試列舉常用的信號顯示和記錄儀器? ? 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 4-4 用電阻應(yīng)變片接成全橋，測

30、量某一構(gòu)件的應(yīng)變， 已知其變化規(guī)律為e(t)=Acos10t+Bcos100t 如果 電橋激勵電壓ui=Esin10000t,試求此電橋的輸出信 號頻譜。 要點： u0=Se(t)ui/R0 S為應(yīng)變片的靈敏度，為常數(shù)。 )9900sin10100(sin 2 )9990sin10010(sin 2 00 0 tt R SEB tt R SEA u 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 4-9 4-9 設(shè)一帶通濾波器的下截止頻率為設(shè)一帶通濾波器的下截止頻率為fc1fc1，上，上 截止頻率為截止頻率為fc2fc2，中心頻率為，中心頻率為f0f0，試指出下列，試指出下列 記述中的正確與錯誤記述中的正確與錯誤

31、1 1）倍頻程濾波器）倍頻程濾波器fc2=2fc2=21/2 1/2fc1 fc1 2 2）f0=(fc1fc2)f0=(fc1fc2)1/2 1/2 3)3)濾波器的截止頻率就是此通頻帶的幅值濾波器的截止頻率就是此通頻帶的幅值-3-3 dBdB處的頻率處的頻率 4 4）下限頻率相同時，倍頻程濾波器的中心頻率）下限頻率相同時，倍頻程濾波器的中心頻率 是是1/31/3倍頻程濾波器的中心頻率的倍頻程濾波器的中心頻率的2 23/2 3/2倍。 倍。 課本課本p114p114 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 1.A/D1.A/D，D/AD/A轉(zhuǎn)換器的原理與主要技術(shù)指標(biāo)有那些？轉(zhuǎn)換器

32、的原理與主要技術(shù)指標(biāo)有那些？ 1 1、A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 D/A D/A轉(zhuǎn)換器是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電壓或電流信轉(zhuǎn)換器是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電壓或電流信 號的裝置。號的裝置。 分辨力分辨力 轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度 輸入電壓范圍輸入電壓范圍 分辨力分辨力 轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度 輸出電壓范圍輸出電壓范圍 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 2.2.信號量化誤差與信號量化誤差與A/DA/D，D/AD/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)的關(guān)系？轉(zhuǎn)換器位數(shù)的關(guān)系？ 分辨力數(shù)值的一半分辨力數(shù)值的一半 分辨力分辨力 1/21/2n n 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 3.3.采樣定理的含義？采樣定理的含義？ 為保證采樣后信號

33、能真實地保留原始模擬信為保證采樣后信號能真實地保留原始模擬信 號信息，信號采樣頻率必須至少為原信號中最高號信息，信號采樣頻率必須至少為原信號中最高 頻率成分的頻率成分的2 2倍。這是采樣的基本法則，稱為采倍。這是采樣的基本法則，稱為采 樣定理。樣定理。 需注意，滿足采樣定理，只保證不發(fā)生頻率需注意，滿足采樣定理，只保證不發(fā)生頻率 混疊，而不能保證此時的采樣信號能真實地反映混疊，而不能保證此時的采樣信號能真實地反映 原信號原信號x(t)x(t)。工程實際中采樣頻率通常大于信號。工程實際中采樣頻率通常大于信號 中最高頻率成分的中最高頻率成分的3 3到到5 5倍。倍。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 頻域

34、解釋頻域解釋 0 t0f 0 t0f t 0 0f 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 4.4.數(shù)字信號處理中采樣信號的頻譜為何一定數(shù)字信號處理中采樣信號的頻譜為何一定 會產(chǎn)生能量泄漏？會產(chǎn)生能量泄漏？ 用計算機(jī)進(jìn)行測試信號處理時，不可能對無用計算機(jī)進(jìn)行測試信號處理時，不可能對無 限長的信號進(jìn)行測量和運(yùn)算，而是取其有限的時限長的信號進(jìn)行測量和運(yùn)算，而是取其有限的時 間片段進(jìn)行分析，這個過程稱信號截斷。間片段進(jìn)行分析，這個過程稱信號截斷。 為便于數(shù)學(xué)處理，對截斷信號做周期延拓，得到虛擬的無限長信號。為便于數(shù)學(xué)處理，對截斷信號做周期延拓，得到虛擬的無限長信號。 傳感器與測試技術(shù)習(xí)題講解 周期延拓后的信號與真實信號是不同的，下面周期延拓后的信號與真實信號是不同的，下面 我們就從數(shù)學(xué)的角度來看這種處理帶