測試技術復習資料

1、測試技術考試題1.名詞解釋（1）點漂：在規(guī)定的條件下，當輸入不變時在規(guī)定時間內輸出的變化，稱為點 漂。（2）零漂：在測試系統(tǒng)測試范圍最低值處的點漂，稱為零點漂移，簡稱點漂。（3）電阻應變效應：金屬導體在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻隨著機械 變形（伸長或縮短）而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應變效應。（4）調制：一個信號的某些參數(shù)在另一個信號的控制下而發(fā)生變化的過程。2.簡答2.11. 什么是 “柵欄效應”？如何減少 “柵欄效應 ”的影響？解：（1）對一函數(shù)實行采樣，實質就是 “摘取 ”采樣點上對應的函數(shù)值。其效果有如 透過柵欄的縫隙觀看外景一樣， 只有落在縫隙前的少量景象被看到， 其余景象

2、都 被柵欄擋住，稱這種現(xiàn)象為柵欄效應。（2）時域采樣時滿足采樣定理要求， 柵欄效應不會有什么影響。 頻率采樣時提高頻率分辨力，減小頻率采樣間隔可以減小柵欄效應。4.6 低頻透射式和高頻反射式渦流傳感器測厚的原理有何異同？答：相同點： 在交變電流激勵下， 傳感器利用探頭線圈和被測體之間磁場的 耦合實現(xiàn)對被測量的檢測。不同點：對于高頻反射式渦流傳感器， 當線圈與金屬板之間的距離發(fā)生變化時 （如 缺陷或裂縫 ），線圈阻抗 zL 就會隨之變化，通過外接測量電路測出輸出電壓，即 可反推出距離。 而低頻透射式渦流傳感器在測厚時， 一般將被測物體置于發(fā)射線 圈 L1與接受線圈 L2之間，當將低頻電動勢 e1

3、 施加于線圈 L1 兩端后，在其周圍 會產(chǎn)生一個交變磁場， 在被測物體中產(chǎn)生交變的渦流， 此渦流會損耗一部分能量， 使貫穿 L2的能量減少，從而使 L2中產(chǎn)生的感應電動勢 e2也減小。由于 e2隨材料 厚度 h 的增加按負指數(shù)規(guī)律減小，從而可按 e2 的變化便可測得材料的厚度。7.5 利用電渦流傳感器測量物體的位移。試問：（1 如果被測物體由塑料制成，位移測量是否可行？為什么？（2）為了能夠對該物體進行位移測量， 應采取什么措施？應考慮什么問題？答： (1) 不可行。因為電渦流傳感器是電感傳感器的一種形式，是利用金屬導體在交變磁場中的渦流效應進行工作的，而塑料不是導體，不能產(chǎn)生渦流效應，故不可

4、行。(2) 可在該物體表面上鍍上一層金屬，使之在變化的磁場中或者磁場中 運動時，表層產(chǎn)生感應電流，并自行閉合，從而形成渦流。應考慮以下問題：導 體的電阻率要高， 消除加工過程中殘余的剩磁， 避免導體表面有不同性質的電鍍 層，以防止影響靈敏度；被測物體的大小應大于線圈直徑的 1.8 倍，若為圓柱體 時，其直徑應大于線圈直徑的 3.5 倍。3.計算題1)1.8 求用周期單位脈沖序列 g (t )對單邊指數(shù)衰減函數(shù) y(t) 采樣(圖1.27)的頻譜，并作頻譜圖。ng(t) (t nT0)y(t)0atea 0,t 0 a 0,t 0解：(1) 因單位脈沖序列 g(t) 為周期函數(shù)，由復指數(shù)函數(shù)展開

5、式，得Cn T1 2T0 g(t)eT0 2jnw0tdt T1 2T0 g(t)eT0 2T0j2 nf0tdt1 2T0 (t)eT0 2T0j2 nf0tdt 1T0ng(t)Cnej2 nf0tn1 ej2 nf0tT0 n故其頻譜為1nG(f ) 1 (fT0 n(2) 因單邊指數(shù)衰減函數(shù) y(t) 為非周期函數(shù)，故其頻譜為Y(f) y(t)e j2ftdt eate j2ftdt e ate j2 ft0e at cos( 2 f ) j sin(2 f )(a j2 f)1a j2 f(3) 采樣過程為時域上的乘積，在頻域上對應為卷積，即(a j2 f )g(t)y(t) G(f

6、 ) Y( f )在圖形上對應于搬遷，則2) 2.5x(t) X0si n2( f0t)時，求： (1) Sy(f)；(2) Ry( )；(3) Sxy(f )；(4) Rxy( )解： (1) 線性系統(tǒng)的輸入、輸出關系為2Sy(f ) H(f)2 Sx(f)Ry( )Sy(f)ej2 f dfSxy( f) H( f ) Sx( f)11H(s) H( ) (s j ,令0)1 Ts 1 j T1H(f ) 1 ( 2 f0)1 j2 f 0T已知 x(t) X0 sin(2 f0t) ，則1T Rx ( )0 x(t )x(t )dt1TX0 sin(2 f0t)X0 sin2 f0(t

7、)dtX 02 T0 0 sin(2 f0 t)sin( 2 f0t) cos(2 f ) cos(2 f0t)sin(2 f )dt X02 T X02T 2 Tcos(2 f ) 0 sin2 (2 f0t)dt sin(2 f ) 0 sin(2 f0t)cos(2 f0t)dt2T 1 cos4 f0tX0dt cos2 f 02X2Sx( f)Rx( )e j2 f dX20cos2 f0 e j2f dX0 ( f f0) ( f4f0)0 cos(2 f )(利用余弦函數(shù)的頻譜 ) 由此可得Sy(f) H(f )2 Sx(f)12 (2 f0T) 2Sx(f)1 (21f0T)2

8、 X40 ( f f0) ( f f0)X22 X0 ( f f0)(f f0)ej2f dfX0212 1 (2 f0T)2 cos(2 f0 )(2) Ry( )Sy(f)ej2f df1 (2 f0T)2 4另外，還可以采用如下兩種方法：一種是先求出 y(t) ，再求 Ry ( )，另一種2是直接利用公式 Ry( ) H( f ) 2 Rx( ) 求。1 X 2(3) Sxy(f) H(f) Sx(f ) 1 j12 f0T 0210cos(2 f0 )2 1 j2 f0T0(3)2.7 對三個余弦信號 x1(t) cos(2 t)、 x2(t) cos(6 t)與x3(t) cos(1

9、0 t)分 別做理想采樣，采樣頻率 fs=4Hz，求三個采樣輸出序列，畫出信號波形和采樣40 (f f0) (f f0)Rxy( )Sxy(f)ej2 f df1X02(4) Rxy( )可以由 Sxy(f) 的傅立葉逆變換求得。1 (f f0) (f f0) ej2 f df1 j2 f0T 2 2 0 0點的位置，并解釋混疊現(xiàn)象 解：(1) 求采樣序列 X(n)5ntOtOx3(t)tOx1(t)nnn X1(n)x1(t) (t nTs)cos(2 t) (t nTs)cos (t nTs) cosn n n 2 2則采樣輸出序列為 1，0，-1，0，1，0，-1， 0，n3n 3n X

10、2(n)x2(t) (t nTs )cos(6 t) (t nTs)cos (t nTs) cos2 2 s s 2 s 2則采樣輸出序列為 1，0，-1，0，1，0，-1， 0，x2(t)11cos(2 t) e j2 t ej2 t (f 1) (f 1)22f0 1，若 fc f0( fc f0)，則 fs 4 2( 2 fc ) ，滿足采樣定理，故不會發(fā)生混疊。cos(6 t) 1e j2 3t ej2 3t 1 ( f 3) (f 3)f0 3，若 fc f0 ，則 fs 4 6(2fc) ，不滿足采樣定理，故會發(fā)生混疊。cos(10 t) 1e j2 5t ej2 5t1 (f 5

11、) ( f 5)22f0 5，若 fc f0，則 fs 4 6(2fc) ，不滿足采樣定理，故會發(fā)生混疊。3.2 在使用靈敏度為 80nC/MPa 的壓電式力傳感器進行壓力測量時，首先將它與 增益為 5mV/nC 的電荷放大器相連， 電荷放大器接到靈敏度為 25mm/V 的筆試記 錄儀上，試求該壓力測試系統(tǒng)的靈敏度， 當記錄儀的輸出變化到 30mm/V 時，壓 力變化為多少？-3解： SS1S2S3=80nC/MPa510-3V/nC25mm/V=10 mm/MPayy 30mmS x 3MPa xS 10mm/ MPaX3(n)x1(t) (tnnTs )cos(10 t) (t nTs)c

12、os (t nTs) cosn n 2 2則采樣輸出序列為 1，0，-1，0，1，0，-1， 0，(2) 信號波形與采樣點的位置 (n=0，1，2，3， 4)如下圖所示3.3 把靈敏度為 404104pC/Pa 的壓電式力傳感器與一臺靈敏度調到 0.226mV/pC 的電荷放大器相接，求其總靈敏度。若要將總靈敏度調到 10106mV/Pa，電荷放 大器的靈敏度應作如何調整？-4 -3解： SS1S2=40410-4Pc/Pa0.226mV/Pc=9.13 10-3mV/PaS110 106 mV/Pa404 10-4 Pc/Pa8= 2.48 10 mV/Pc3.5 一氣象氣球攜帶一種時間常數(shù)

13、 =15s 的溫度計，以 5m/s 的上升速度通過大 氣層，若溫度以每升高 30m 下降 0.15的規(guī)律變化，氣球通過無線電將溫度與 高度數(shù)據(jù)送回地面，在 3000m 處，溫度計的顯示溫度為 - 1，請問：當實際出 現(xiàn)- 1時，其真實高度是多少？解 : =15s， T=30/5=6s， =2T/A( )11 ( )211 (15 2 /6)20.0635 (取靈敏度 S=1)h 高度處的實際溫度0.15t t0h0 30而在 h 高度處，溫度計所記錄的溫度t A( )t A( ) t0 0.15 h0 30因在 3000m 處，溫度計的記錄溫度為 1，故有1 0.0635 t00.153030

14、00得 t0= 0.750.15 h30h (t0 t)300.15故當實際溫度為 t 1時，其真實高度為30h ( 0.75 1) 50m0.153.9 若將一力傳感器視為一個二階系統(tǒng)，已知其固有頻率為800Hz ，阻尼比為0.14 ，當用該傳感器對頻率為 400 Hz 的正弦信號進行測試時，其振幅與相位各 為多少？解： fn=800Hz， =0.14，f=400，n f fn 400 800 0.5A( )11 n 2 4 2 n 211 0.52 2 4 0.142 0.5 21.312 n 2 0.14 0.5( ) arctan 2 arctan 2 10.571 n 半橋雙臂 1 0.525.1 以阻值 R 120 ，靈敏度 S=2 的電阻絲應變片與阻值為 120 的固定電阻組 成電橋，供橋電壓為 2 V。假定負載為無窮大， 當應變片的應變?yōu)?2 m和 2000 m 時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。dR/R解： S R SR 2 120 240(1) 半橋單臂R0240uo