測試技術(shù)大題完整版

1、測試技術(shù)、何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？用霍爾元件可測量那些物理量？請舉出三個例子 說明？答：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，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)。其物理本質(zhì)是由于運(yùn)動電荷受到磁場中的洛倫茲力作用形成的。用霍爾元件可測量位移、力、加速度和轉(zhuǎn)速等。例子：1、位移測量：將線性霍爾傳感器放在兩塊磁鐵中間，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。這個位置可以作為位移的零點(diǎn)（如下圖），當(dāng)霍爾傳感器在x方向上有位移時， 霍爾元件有一電壓輸出。（P52）2、測力：霍爾元件裝在懸臂梁一端通過測量位移的變化測出力的大小。3、測轉(zhuǎn)速：當(dāng)齒對準(zhǔn)霍爾元件時，磁力線集中穿過霍爾元件

2、，可產(chǎn)生較大的霍爾電動勢， 放大、整形后輸出高電平；反之，當(dāng)齒輪的空擋對準(zhǔn)霍爾元件時，輸出為低電平。二、電渦流位移傳感器與其它位移傳感器比較，主要優(yōu)點(diǎn)是什么？能否測量大 位移？為什么？答：（1）電渦流式傳感器具有頻率響應(yīng)范圍寬，靈敏度高，測量范圍大，結(jié)構(gòu)簡 單，抗干擾能力強(qiáng)，不受油污等介質(zhì)影響，特別其具有非接觸測量等優(yōu)點(diǎn)。（2）因?yàn)闇u流傳感器受變換磁場大小的限制，故它不能用于測量大位移。三、什么是晶體壓電效應(yīng)？請舉例說明。答：當(dāng)某些晶體眼一定方向伸長或壓縮時， 在其表面上會產(chǎn)生電荷，這種效應(yīng)為 晶體壓電效應(yīng)。壓電傳感器有壓電加速度傳感器、 壓電諧振式傳感器、聲表面波 傳感器。四、光電效應(yīng)可分為

3、哪三種類型，簡單說明傳感器的原理并分別列出以之為基 礎(chǔ)的光電傳感器答：光電效應(yīng)可分為：A、外光電效應(yīng)：指在光的照射下，材料中的電子逸出表面的現(xiàn)象。光電管及光電倍增管均屬這一類。它們的光電發(fā)射極，即光明極就是用具有這種特性的材料 制造的。B、內(nèi)光電效應(yīng)：指在光的照射下，材料的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。光敏電阻即 屬此類。C、光生伏特效應(yīng)：利用光勢壘效應(yīng)，光勢壘效應(yīng)指在光的照射下，物體內(nèi)部產(chǎn) 生一定方向的電動勢。光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的，是自發(fā)電式有源器件答：觸頭將工件表面的凹凸不平度，通過電感式傳感是轉(zhuǎn)換為時間域信號， 再經(jīng) 過相關(guān)分析得到自相關(guān)圖形。這是一種隨機(jī)信號中混雜著周期信號的波形，

4、隨機(jī) 信號在原點(diǎn)處有較大相關(guān)性，隨T值增大而減小，此后呈現(xiàn)出周期性，這顯示出 造成表面粗糙度的原因中包含了某種周期因素。 例如沿工件軸向，可能是走刀運(yùn) 動的周期性變化；沿工件切向，則可能是由于主軸回轉(zhuǎn)振動的周期變化等六、下圖是地下輸油管道漏損位置的探測系統(tǒng)的示意圖，請說明其工作原理。亙相關(guān)分析中心線xl(t)x2t)答：利用互相關(guān)分析方法，確定深埋在 地下的輸油管漏損位置。在輸油管 表面 沿軸向放置傳感器(例如拾音器、加速度計等)1和2,油管漏損處K可視為向兩 側(cè)傳播聲波的聲源，因放置兩傳感器的位置距離漏損處不等， 則油管漏油處的聲 波傳至兩傳感器就有時差，將兩拾音器測得的音響信號 xl(t)

5、和x2(t)進(jìn)行互相 關(guān)分析，找出互相關(guān)值最大處的延時 t，即可由t確定油管破損位置七、某一階壓力傳感器的時間常數(shù)為 1秒，如果階躍壓力從25MPa降到5MPa 試求經(jīng)過2秒和4秒后，壓力傳感器指示的壓力各是多少？解：y(t)=25(5 - 25)(1 - e )時間常數(shù)y(t 二 2) = 25 二 7.707 (MPa(5)-25)(1e-2/1)y(t 二 2) = 25 二 5.366 (MPa(5)八、氣象氣球攜帶一種時間常數(shù)為-25)(14/ 1e )15s的一階溫度計，以5m/s的上升速度通過大氣層。設(shè)溫度按每升高30m下降0.15 C的規(guī)律而變化，氣球?qū)囟群透叨鹊?數(shù)據(jù)用無線

6、電送回地面。在 3000m處所記錄的溫度為-C。試問實(shí)際出現(xiàn)-C 的真實(shí)高度是多少？號,解：該溫度計為一階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)設(shè)為1()151Hss=+。溫度隨高度線性變化， 對溫度計來說相當(dāng)于輸入了一個斜坡信號，而這樣的一階系統(tǒng)對斜坡信號的穩(wěn)態(tài) 響應(yīng)滯后時間為時間常數(shù)t =15s，如果不計無線電波傳送時間，則溫度計的輸出 實(shí)際上是15s-以前的溫度，所以實(shí)際出現(xiàn)IC的真實(shí)高度是 Hz=H-V t =3000-5X15=2925m九、根據(jù)一階(慣性)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：法沁s =*，求沖激響應(yīng)。答：設(shè)輸入信號為S函數(shù)，即:|0,tH0根據(jù)拉普拉斯變化:所以:Y s =G s X s,-/t=G s :

7、S+1/ Tk y t =L Y s =-e (0.1)十、求指數(shù)衰減信號x(t)=Ae(a .0,t_0)的頻譜函數(shù)，并求出其幅值譜和相位X( )x(t)e匕AeJgJtdt 二2兀q2兀0A2 二 C：亠 j )e -j-)too01十六、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電 橋應(yīng)滿足什么條件？答：電橋平衡：當(dāng)電橋四個橋臂的阻抗值 Z1、Z2、Z3、Z4具備一定關(guān)系時，可 以使得電橋的輸出Uy=O,此時電橋處于平衡狀態(tài)直流電橋平衡：兩相對橋臂電阻值的乘積相等。交流電橋平衡：相對兩橋臂阻抗模的乘積相等和阻抗角之和相等兩個條件十七、調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？答：A、無

8、極性變化的調(diào)制信號：一般整流檢波方法B、有極性變化的調(diào)制信號：直流偏置的方法十八、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？ 答：作用是：濾除高于0.5倍采樣頻率的無用的高頻分量，以減少頻譜混疊； 它采用何種濾波器：模擬低通濾波器理論截止頻率=0.5倍采樣頻率2 二(： j J12：；*x* 1 2 f2eco()_ - arcta n a十一、什么是傳感器的靜態(tài)特性？動態(tài)特性？答：1、靜態(tài)特性是指檢測系統(tǒng)的輸入為不隨時間變化的恒定信號時，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系。主要包括線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移 等。2 、動態(tài)特性是指檢測系統(tǒng)的輸入為隨時間變化的信號時，系統(tǒng)的輸出與輸 入之間的關(guān)系。主要動態(tài)特性的性能指標(biāo)有時域單位階躍響應(yīng)性能指標(biāo)和頻域頻 率特性性能指標(biāo) 十二、什么是熱電偶的中間導(dǎo)體定律？答：在熱電偶回路中接人第三、第四種均質(zhì)材料導(dǎo)體，只要中間接人的導(dǎo)體兩端 具有相同的溫度，就不會影響熱電偶的熱電動勢，這就是中間導(dǎo)體定律。十三、測試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是什么？答：幅頻和相頻分別滿足 A(w)=A 0=常數(shù)，(w) =-t ow ;十四、噪聲形成干擾必須具備哪些條件答：a、噪聲源;b、對噪聲敏感的接收電路或裝置;c、噪聲源到接收電路之間的