傳感器簡答題及答案

1、L用頻域描述分析設(shè)備故障有何突出優(yōu)點(diǎn)？答：頻域描述反映/信號(hào)的頻率組成及其幅值。2 .信號(hào)調(diào)理階段的放大濾波、調(diào)制。解調(diào)的作用分別是什么？什么是采樣定理？采樣頻率是不是越高越好?放大：提高傳感器輸出的電壓、電流和電荷信號(hào)使其的幅值和功率可以進(jìn)行后續(xù)的處理。調(diào)制:高頻交流信號(hào)中去，然后利用交流放大器進(jìn)行放大。解調(diào)：從放大器的輸出信號(hào)中提取放大的緩變信號(hào)。將微弱的緩變信號(hào)加載到濾波：使信號(hào)中特定的頻率成分用過而極大地衰減其他頻率成分。3 .在設(shè)備故障診斷時(shí)，為什么要對(duì)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行頻域分析?通過對(duì)故障特頻域分析法只要是對(duì)信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定信號(hào)是由哪些成分所組成，以及這些頻率成分幅值的大小。

2、征頻率及故障特征頻率幅值的分析，就可以準(zhǔn)確地對(duì)設(shè)備的故障情況進(jìn)行診斷。4 .什么是功率信號(hào)？什么是能量信號(hào)？什么是隨機(jī)信號(hào)？什么是模擬信號(hào)？什么是數(shù)字信號(hào)？功率信號(hào)：若信號(hào)在區(qū)間(r，+U)的能量是無限的。即x2(t)dt,但它在有限區(qū)間(tt,t2)的平均功率是有限的，HP1 - 0 Xt2 tl u2(t)dt這種信號(hào)稱功率信號(hào)。能量信號(hào)：當(dāng)滿足時(shí)，認(rèn)為信號(hào)的能量是有限的，稱為能量有限信號(hào)，簡稱能量信號(hào)。隨機(jī)信號(hào)：是種不能準(zhǔn)確偵測(cè)且未來瞬時(shí)值，也無法用數(shù)學(xué)關(guān)系式來描述的信號(hào).模擬信號(hào)：在所討論的時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)任意時(shí)間值，除第類間斷點(diǎn)外都可以給出確定的函數(shù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：值和時(shí)間上都 時(shí)間

3、離散而幅值量化，稱為數(shù)字信號(hào)(幅 離 散的信號(hào))5 .試述信號(hào)的幅值譜與系統(tǒng)的幅頻特性之間的區(qū)別信號(hào)的幅值譜表征信號(hào)的幅值隨頻率的分布情況，幅值特性指方法電路的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系°前者描述信號(hào)各頻率分量得幅度后者是系統(tǒng)對(duì) 輸入各頻率分量得幅度怎么樣變化。6 .周期信號(hào)的頻譜圖有何特點(diǎn)？其傅里葉級(jí)數(shù)三角函數(shù)展開式與復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式的頻譜有何特點(diǎn)?(1) L離散性2.諧波性3.收斂性。(2)周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)三角函數(shù)展開式頻率譜是位于頻率右側(cè)的離散譜，譜線間隔為整數(shù)個(gè)3c復(fù)指函數(shù)是展開式的頻譜其實(shí)頻譜總是偶對(duì)稱的其虛頻譜總是奇對(duì)稱的.7.已知某周期信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)展開式為 X(t

4、) 25-5sin Ot+20cos (2 °t+ /2),試求該周期信號(hào)的均值，并畫出該信號(hào)的頻譜圖.2525 5cos 0：/220cos 2 ox/2時(shí)An250時(shí)AnAn 20/28.試說明信號(hào)的均值、方差、均方值的物理含義。并寫出三者間的聯(lián)系式。均值表示集合平均值或數(shù)學(xué)期望，衣達(dá)/信號(hào)變化的中心趨勢(shì)，方差反映了信號(hào)圍繞均值的波動(dòng)程度，信號(hào)的波動(dòng)量。均方值9,什么是測(cè)試？機(jī)械匚程測(cè)試的主要任務(wù)是在電信號(hào)中表示有效值。三者關(guān)系.什么？用方框圖表示計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的股組成及各部分作用測(cè)試是人們從客觀事物中提取所需信息、，借以認(rèn)識(shí)客觀事物，并掌握其客觀規(guī)律的種科學(xué)方法.機(jī)械匚程測(cè)試的

5、主要任務(wù)是提供被測(cè)對(duì)象的質(zhì)量依據(jù)提供機(jī)械工程設(shè)計(jì)、制 造研究所需的信息。對(duì)階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性10 .什么是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性？系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型有幾種？要使系統(tǒng)有較好的動(dòng)態(tài)特性, 參數(shù)有何要求？描述測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)量是的輸入與輸出之間的函數(shù)關(guān)系的方程，圖形，參數(shù)稱為測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征。數(shù)學(xué)模型有：時(shí)間 域，復(fù)數(shù)域，頻率域。階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性取決于時(shí)間常數(shù)T, T越小越好，較小時(shí)間常數(shù)可以加快響應(yīng)過程，二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征是固有頻率3 n和阻尼比軌11 .簡要回答以下概念：（1）回程誤差：（2）線性度：（3）靈敏度回程誤差：在相同測(cè)試條件下全量程范圍內(nèi)的最大遲滯差值hmax與坐標(biāo)滿量程輸出A的

6、比值的百分率，回程誤差二hmaXA*100%線性度：定度曲線接近擬合直線的程度，在系統(tǒng)標(biāo)稱輸出范圍內(nèi)，世界輸出對(duì)擬合直線的最大偏差I(lǐng)max與滿量程輸出A的比值的百分率。靈敏度：測(cè)試系統(tǒng)在靜態(tài)測(cè)量師輸出和輸入的變化量之比的極限值。12 .頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性的物理意義分別是什么？畫出測(cè)試系統(tǒng)滿足不失真測(cè)試條件時(shí)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線？圖略頻率響應(yīng)函數(shù)：以X t x°ejwt”作為輸入作用于測(cè)試系統(tǒng)，將系統(tǒng)的稔態(tài)輸出y （t ）與乂 （t）之比的定義為測(cè)試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。幅頻特性反應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)頻率分量的幅值縮放能力相頻特性反映出測(cè)試系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的3頻率分量

7、的側(cè)相位的移動(dòng)程度。13 .線性定常系統(tǒng)有哪些基本特性？說明疊加（線性）特性和頻率保持性在測(cè)量？線性定常系統(tǒng)的基本特性有線性特性時(shí)不變特性微分特性積分特性頻率保持特性疊加特性在分析線性系統(tǒng)在多輸入同時(shí)作用下的總輸出時(shí)，可以將多輸入分解成許多單獨(dú)的輸入分量，先分析各分量單獨(dú)作用于系統(tǒng)所引起的輸出然后將各分量單獨(dú)作用的輸出登加起來便可得到系統(tǒng)的總輸出頻率保持特性：可分辨是否有外界干擾或系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲對(duì)系統(tǒng)影響。14 .什么是能量轉(zhuǎn)換型傳感器？什么是能量控制型傳感躲？試舉例說明。在信息變換過程中，需要外電源供給能量的傳感器稱為能量傳感器，如電阻，電容，電感傳感躲，在信息傳遞變換過程中不需要外電源供給

8、能量，由能量變換元件構(gòu)成的傳感器稱為能量轉(zhuǎn)換型傳感器。如壓電式，熱電光電式傳感瑞。15接觸法測(cè)溫和非接觸法測(cè)溫各有什么特點(diǎn)？接觸法測(cè)溫時(shí)溫度敏感元件與被測(cè)物體相接處，經(jīng)過熱交換后兩者溫度相等。非接觸法測(cè)溫，溫度敏感元件通過輻射能量進(jìn)行熱交換，由于輻射能的大小來推算被測(cè)物體的溫度。16.差動(dòng)型可變磁阻式電感傳感器在使用時(shí)，常把兩個(gè)線圈接在個(gè)電橋中，這樣做有什么好處？請(qǐng)畫出電感電橋的接線圖。差動(dòng)型可變點(diǎn)感傳感器線性更好，測(cè)量精度以及另名都高，外界影響小。壓電效應(yīng)指對(duì)某些晶體來說當(dāng)在他們上面加上定的壓力，就能使這些晶體表面帶電，從而在晶體內(nèi)部產(chǎn)生定的電場(chǎng)的效應(yīng)。電荷放大器的特點(diǎn)：將電荷變換為其正比的

9、電壓，將高輸出阻抗變?yōu)榈洼敵鲎杩箤C(jī)械量轉(zhuǎn)變成與其成正比的微電荷出阻抗Ra極高。 Q,而且輸18 .簡述光電式轉(zhuǎn)速儀的工作原理？并畫出測(cè)試原理圖。光電式轉(zhuǎn)速儀通過安裝在被測(cè)周上的多孔圓盤，來控制照于光電元件光通量的強(qiáng)弱，從而產(chǎn)生于被測(cè)軸轉(zhuǎn)速成比例的電脈沖信7號(hào)，經(jīng)整形放大電路和數(shù)字式頻率計(jì)即可顯示出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值。19 .簡述金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理有何不同金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形而引起導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值發(fā)生變化，金屬電阻應(yīng)變電阻效應(yīng)，主要以結(jié)構(gòu)尺寸變化為主，即形變效應(yīng)。 而半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)主要基于壓阻效應(yīng)。20 .簡述兩類扭矩的測(cè)量原理，并舉例說明相應(yīng)的

10、扭矩傳感淤。磁電感應(yīng)原理：即軸上的凹凸引起磁路磁阻變化次，磁通隨之變化,次，線圈中便產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)，按比原理制成的傳感測(cè)扭器。有磁電式扭矩傳感 器。用過李勇金屬應(yīng)變量與其電阻變化量成正比原理制成的金屬應(yīng)變得也可以測(cè)扭矩，如電阻應(yīng)變式扭矩傳感器。頻特性曲線？并在圖中準(zhǔn)確標(biāo)出截止頻率，指21 .濾波器的作用是什么？試畫出低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器、的幅明它們的通帶范圍。-1rrj.Cy(Fo»期,)一/心r IF Rd Jpr edKMrauueaHJUE WM1 it n4S* -i -r n45sc<rtCl R?心亍KC11 OREL0JIffairrai 3, X3

11、1VT2122 .調(diào)制的目的是什么？解調(diào)的目的是什么？什么是幅度調(diào)制？畫出幅度調(diào)制與解調(diào)過程的方框圖。調(diào)制的目的：解決微弱緩變信號(hào)的放大以及信號(hào)的傳輸問題。解調(diào)的目的：恢復(fù)被調(diào)制的信號(hào)。幅度調(diào)制與測(cè)試信號(hào)相乘使載:將個(gè)高頻正弦信號(hào) 波信號(hào)隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化。緩變信號(hào)I通過調(diào)制高頻交流信號(hào)通過放大放大后的交流信哥通過解調(diào)I解調(diào)后的緩變信號(hào)123 .應(yīng)變片和固定電阻作為橋牌元件，試畫出單臂電橋、半橋和全橋的工作電路？其輸出各有什么不同？1/呂 KcELI- KsB松柱耳同勺,t主、LS哽啜呈：24什么是電橋的和差特性？如何利用電橋和差特性來進(jìn)行溫度補(bǔ)償和消除非線性誤差？ 通過相鄰邊兩橋臂電阻變

12、化是各自引起的輸電壓和加，因此在電阻變化時(shí)其他電阻可以平衡電阻由外界引起的誤差。25已知信號(hào)x(t)為矩形信號(hào)，其時(shí)域表達(dá)式如圖所示，試求信號(hào)x(0.5t)的傅里葉變換。xU.b1/ 0.5 *X(f /0.5)2X(2f)解：x(f)2Ti sin c(2 fTi)2x(2f)4Ti sin c(4 fTi)26.應(yīng)變電橋測(cè)量力F,如圖所示，電阻應(yīng)變片R、R2. Rs、Rt已分別粘在試件上。電橋連接圖(要求既能測(cè)出力F,又能進(jìn)行溫度補(bǔ)償可接固定電阻)，并進(jìn)行必要的說明。夕飛LXV1呦+ m分別畫出(8)和(b)兩種情況的27.由RC組成無源低通濾波器，已知R=500(Q ), C=10(g

13、F),試求：(1)求截止頻率f0,并畫出該濾波器的幅頻示意圖。設(shè)輸入信號(hào)x(t) 0. 2cos(125. 6t/ 4),判斷該信號(hào)是否在該濾波器的通頻帶內(nèi)。(1f0=l/(2 n Rc)=30Hz)f= 3 /(2 n )=2OHz<fO該信號(hào)在通頻帶的。28.某一階線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為H ()1輸入信號(hào)X(t)2j 1R2F(b-)a 11 X(t)二 y(t): 、2sin求系統(tǒng)輸出信號(hào)y(t)的頻率、2)-2j 3 /(1+4且 3 =1/2幅值和相位 H(3 )=1/(2j 3+1) =1/(1+4產(chǎn)aP( > Q()1/(1 4 2)P 4/(I 41/41 4 2

14、=1/72()arcQ()/P()J arc( 2 ) arc( 1)45 所以 Ay=Ax A(3)=1. 414 (根號(hào) 2)(t/2-45 ° )頻率不變°因?yàn)榫€性系統(tǒng)，所以y(t )=1. 414sin1 周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)，離散性，諧波性，收斂性2 .模/數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)過程的順序是采樣，量化，編碼。時(shí)域信號(hào)的特征值是，均值，均方值，方差。3 信號(hào)的頻譜函數(shù)可衣示為幅值頻譜和相位頻譜：系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)可衣示為幅頻特性和相頻特性。4 .在數(shù)字信號(hào)處理過程中，頻混是由于不滿足采樣定理引起的，泄露是由于信號(hào)的加窗截?cái)嘁鸬摹? 信號(hào)的均值描述信號(hào)的中心變化趨勢(shì)，均方值

15、描述信號(hào)的平均功率，方差描述信號(hào)的波動(dòng)量。6 .A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的裝置。模擬信號(hào)是指時(shí)間和幅值都具有連續(xù)特性的信號(hào)。7 時(shí)間常數(shù)T是反映階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征重要參數(shù)，描述二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是固有頻率3 n和阻尼比Z8 干擾形成需要三個(gè)條件：干擾源，干擾的耦合通道和干擾的被接受通道。9 線性系統(tǒng)最需要的特性就是線性特性，時(shí)不變特性和微分積分特性，頻率保持特性。10 從狹義上講，傳感器的作用是用來實(shí)現(xiàn)由非電信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。11 通常傳感得由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，轉(zhuǎn)換電路等三部分組成，是能把外界物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的琳件和裝置。物 性型傳感錯(cuò)的最大特點(diǎn)是其性能隨材料的不同而不

16、同。12 要形成渦流必須具備兩個(gè)條件。金屬導(dǎo)體和變化磁場(chǎng)或?qū)w作切割磁感線運(yùn)動(dòng)13 電容式傳感器可分為變極距型，變而積型，變介電常數(shù)型三種14屬于能量控制行傳感器有電阻式傳感器，電容式傳感器等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感常有光電式、熱電式傳感器等15壓電式傳感器的前置放大器有兩種形式:電壓放大器和電荷放大器。其中,后接電荷放大器時(shí)，可不受連接電纜長度限制。16交流電橋各橋臂的復(fù)阻抗分別為zl.z2, z3, z4,各阻抗的相角分別為4>其平衡條件應(yīng)為Z1*Z2=Z3*Z4 和1718.電阻應(yīng)變片的配用測(cè)量電路采用差動(dòng)電橋時(shí), 、溫度誤差的線路補(bǔ)償法是利用電橋的不僅可以消除差動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)的非線性誤差，同時(shí)還能起到一溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?9