現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)自測(cè)試題

1、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)自測(cè)試題一、填空題：（每空1分，滿分20 分）1.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，要完成對(duì)機(jī)械參量的測(cè)試技術(shù)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容；實(shí)際采用的測(cè)試方法有機(jī)械法、光學(xué)法和法。2.傳感器的敏感元件是轉(zhuǎn)換元件是。10mm差動(dòng)變壓器式位移傳感器的轉(zhuǎn)換原理是3.壓電式傳感器的壓電效應(yīng)是；熱電偶傳感器是將溫度參量轉(zhuǎn)變?yōu)?.電荷放大器電路的作用是5.濾波器是一種選頻裝置，則按幅頻特性可分為和帶阻濾波器。6.常見(jiàn)的記錄儀器有、光線示波器和算機(jī)記錄儀。7.測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性反映對(duì)輸入的靜態(tài)參量而表現(xiàn)的輸出與輸入的基本關(guān)系,基本特性參數(shù)有靈敏度、重復(fù)性。8.測(cè)試誤差的主要類(lèi)型有隨機(jī)誤差、9.信號(hào)的描

2、述方法是.法和法。2二、簡(jiǎn)述題：（每小題5分，滿分25分）1. 試簡(jiǎn)述差動(dòng)式電容傳感器的基本原理及其優(yōu)點(diǎn)。2. 試簡(jiǎn)述測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試對(duì)一階、二階系統(tǒng)的綜合要求。3. 試簡(jiǎn)述光線示波器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。4. 試簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片測(cè)試系統(tǒng)中溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響及基本的消除方法。5. 試簡(jiǎn)述測(cè)試系統(tǒng)中常用的消除干擾的硬件方法。三、（滿分8分）如圖1所示差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)量位移的系統(tǒng)組成框圖，試說(shuō)明其測(cè)量的原理；并指出各個(gè)單元電路的功能。圖1D23四、（滿分8分）試分析圖2所示調(diào)頻波的解調(diào)電路的工作原理、并畫(huà)出它的鑒頻特性圖。1LJR1五、（滿分10分）試分析圖3所示一階系統(tǒng)的幅頻特性、相頻

3、特性。Ui六、（滿分12分）已知某懸臂梁受力如圖 4所示，試選擇電阻應(yīng)變片的貼片方法及畫(huà)出接橋電路，并導(dǎo)出Q與電橋輸出電壓Uo的關(guān)系式。12七、（滿分10分）在等精密度測(cè)量下對(duì)某點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量所得到的測(cè)量序列為:39.5C, 40.0C, 39.8C, 39.6C, 40.1 C, 39.7C, 398C, 40.2C, 399C, 39.7C,試求出測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式（選定置信概率為P=0.9973,查t分布表得t0.9973（9）=4.09 ）八、（滿分7分）試用光電式傳感器測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，畫(huà)出該測(cè)試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)框 圖，并說(shuō)明其測(cè)量的原理?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)自測(cè)試題一參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、填

4、空題： （每空 1 分，滿分 20分）錯(cuò)填、漏填均得 0分。1. 量測(cè)； 試驗(yàn)； 電測(cè)。將敏感2. 能感受規(guī)定的被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的其他量的部分； 元件的輸出量轉(zhuǎn)換為適宜于傳輸和測(cè)量的電信號(hào)的部分； 差動(dòng)變壓器式。3. 某些晶體或多晶體受到外力作用下，產(chǎn)生電荷累積，當(dāng)外力消除后，又恢復(fù)原 來(lái)不帶電狀態(tài)。4. 把電荷量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)放大，且進(jìn)行電路阻抗變換。5. 低通濾波器； 高通濾波器；帶通濾波器。6. 筆式記錄儀；磁帶記錄儀。7. 線性度；遲滯。8. 系統(tǒng)誤差；過(guò)失誤差。9. 時(shí)域描述；二、簡(jiǎn)述題： （每小題 5分，滿分 25分）頻域描述。1. 差動(dòng)式電容傳感器由兩個(gè)單電容傳感

5、器構(gòu)成，其輸出量是兩個(gè)單電容傳感器的 差值輸出，該值與被測(cè)量成線性關(guān)系。2 分）優(yōu)點(diǎn)：靈敏度提高一倍線性度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)抑制共模干擾3 分）2. 一階系統(tǒng)：時(shí)間常數(shù)T越小，則頻帶寬，失真小。2 分）二階系統(tǒng)：阻尼比E取 0.6-0.8,且信號(hào)頻率3在 0 - 0.58 3 n則失真小3 分）3. 光線示波器的結(jié)構(gòu)組成：光學(xué)系統(tǒng)；電磁系統(tǒng)和振動(dòng)子；時(shí)標(biāo)裝置；紙帶傳動(dòng)和控制系統(tǒng)。（2 分）工作原理： 動(dòng)圈式振動(dòng)子的線圈流過(guò)被測(cè)信號(hào)電流且在靜止磁場(chǎng)的作用下，線圈偏擺同時(shí)帶動(dòng)小鏡片偏轉(zhuǎn)，恒光源產(chǎn)生的光線投射到小鏡片上，從而光線偏移，紙帶勻速運(yùn)動(dòng)，光線在紙帶上記錄被測(cè)信號(hào)。3 分）4.溫度的影響主要表現(xiàn)

6、在電阻應(yīng)變片的溫度系數(shù)at和被測(cè)試件的線膨脹系數(shù)B對(duì)電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫度變化電阻值為Rt = Ro Xa tx t + Ro X3X t（2分）常用的消除方法是單絲自補(bǔ)償、雙絲補(bǔ)償法、電橋補(bǔ)償法。3 分）5. 常用的硬件消除方法是正確接地；采用電源濾波器、浪涌吸收器、交直流穩(wěn)壓器;隔離和屏蔽；加去耦電容；正確配線與布線。 （5分） 三、答：（滿分8分）位移參量經(jīng)過(guò)差動(dòng)變壓器式傳感器變換后獲得AM信號(hào)，此信號(hào)再經(jīng)過(guò)交流放大器（4 分）放大后，通過(guò)相敏檢波器進(jìn)行解調(diào)，后又經(jīng)過(guò)低通濾波器后濾除高頻成分后，送到顯示 儀表顯示位移值。各個(gè)單元電路的功能:差動(dòng)變壓器式傳感器：用來(lái)檢測(cè)位移信號(hào)， 借助與電橋電

7、路將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出的AM信號(hào)。交流放大器：將輸入的AM信號(hào)進(jìn)行幅值放大。相敏檢波器：將輸入的AM信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，用來(lái)判別位移的大小和方向。低通濾波器：將相敏檢波器解調(diào)后的 混合信號(hào)進(jìn)行濾波，從而獲得位移參量的信號(hào)。顯示儀表：用來(lái)指示位移的大小值和方向。振蕩器：給測(cè)量電橋和相敏檢波器提供電源。（4 分）四、答：（滿分8 分）當(dāng)調(diào)頻波的頻率等于變壓器副邊回路的諧振頻率時(shí)，檢波二極管產(chǎn)生的 Uo= Uo，則輸出Uo =0D1和D2導(dǎo)通后（2 分）當(dāng)調(diào)頻波的頻率大于變壓器副邊回路的諧振頻率時(shí)，檢波二極管產(chǎn)生的 Uo > Uo，則輸出Uo > 0當(dāng)調(diào)頻波的頻率小于變壓器副邊回路的諧振頻率時(shí)

8、，檢波二極管 產(chǎn)生的 Uo < Uo，則輸出Uo < 0鑒頻特性圖如下圖:五、解：H（j 3 ）=Ui1j C1丄j C11 j RCD1和D2導(dǎo)通后2 分）D1和D2導(dǎo)通后（2 分）（2 分）IJ De-lifn ExplorerEBBEipg Hreme詣diMEDdawDus DchXEs Ui aFriDOSEctenaticEfl ftddDDS SdKfiK Hl DOS Schenk Ir PrddDM SdRfi Me FrdEJDDSScbHiik Ha* LHmEjfrflUQrH Brgffse |Filtrl*I卻jpcaiE-幅頻特性:解:1.De-七、解

9、:3.UaH1 右（RC）2 Mn相頻特性:幅頻特性禾目頻特性圖見(jiàn)下圖:21 （ RC）n GO）= -brctan o RCIdRCUe/£忑上護(hù)K幾兇T吉.巴.Q. SO.皆.3*旦EEC（4分）（2 分）（2 分）（2分）使用兩個(gè)電阻應(yīng)變片，貼在上表面，距離相距a;接成半電路兩個(gè)電應(yīng)變成相鄰臂下所示：R1 K2QaEW（4分）Qf£ 1- £ 2Uo = -K4（£ 1- £2）1.求平均值:L =丄10=39.82.求殘差：UU 6= - 0.1、U 7 = 0、UFJE2UoF/U = 7K u（4分）（4 分）（39.5+40.0+

10、39.8+39.6+40.1+39.7+39.8+40.2+39.9+39.7 ）（1 分）,貝Uu 1 = - 0.3、U 2 = 0.2、U 3 = 0、U 4 = - 0.2、8 = 0.4、u 8 = 0.1、u 10 = -0.1。i = li -LU 5 = 0.3、（2 分）3.求標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值:2i = 0.212（2 分）4.判斷是否存在異常數(shù)據(jù)：根據(jù)來(lái)伊達(dá)法則i < 3 ，則不存在異常數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)中符合上述條件，故不存在異常數(shù)據(jù)。（2 分）5.求平均值的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值:L = /Tn = 0.067（1 分）6. 表達(dá)測(cè)量結(jié)果:Lo = L ± tpf）L（2

11、 分）=39.8 ± 4.09X 0.067 = 39.8 ± 0.27 C八、解：1.光電式傳感器測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖:（4 分）2. 測(cè)量的原理：恒光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)投射到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，由于 在轉(zhuǎn)軸上粘貼一個(gè)錫箔紙， 轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈光線被反射一次，反射后的光線被光電元件接收，即一個(gè)脈沖，此脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)交流放大后，再經(jīng)過(guò)整形，送到閘門(mén)電路 中，時(shí)基脈沖電路產(chǎn)生控制閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間，在閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)器記下光電脈 沖的個(gè)數(shù)，然后送到譯碼顯示電路處理，進(jìn)行顯示轉(zhuǎn)速值。（3 分）現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)自測(cè)試題二、單項(xiàng)選擇題：（共 12小題，每小題 2 分，共 2

12、4分）。1. 在下列模塊中，不屬于機(jī)械非電量電子測(cè)試系統(tǒng)的是（A. 傳感器B. 測(cè)量電路C. 加速度D. 顯示裝置2. 在下列非電參量中，不屬于機(jī)械類(lèi)非電參量的是（）。A. 發(fā) 酵 酶B. 彎 矩C.轉(zhuǎn)速D. 位 移3. 若傳感器的名稱(chēng)為 （ ）。10mm 差動(dòng)變壓器式位移傳感器”，則可知其測(cè)量對(duì)象是A. 10mmB. 差動(dòng)變壓器式C. 位移D. 傳感器4. 下列傳感器中，不屬于電阻應(yīng)變片式傳感器一類(lèi)的是（）。A. 金屬絲式B. 金屬鉑式C. 半導(dǎo)體式D. 固態(tài)壓阻式5. 下列不屬于光生伏特效應(yīng)的光電傳感器是（）。A. 光敏二極管B. 光電池C. 光敏電阻D. 光敏三極管6. 下列傳感器中，不

13、屬于熱電式傳感器一類(lèi)的是 （）。A. 熱電偶B. 熱敏電阻C. 熱釋電傳感器D.電渦流傳感器7.下列不屬于測(cè)試干擾源的是（）。A. 測(cè)試人員B. 電磁場(chǎng)C. 電源D. 信道8.下列屬于隱性記錄方式的記錄儀器是）。A. 電子示波器B. 光線示波器C. 光盤(pán)刻錄機(jī)D. 筆式記錄儀9. 在無(wú)限次重復(fù)測(cè)量中，會(huì)形成異常數(shù)據(jù)的誤差是（）。A. 相對(duì)誤差B. 過(guò)失誤差C. 隨機(jī)誤差D. 系統(tǒng)誤差10. 下列參數(shù)中，不屬于隨機(jī)信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)的是（）。A. 均方值B. 概率密度函數(shù)C. 自相關(guān)函數(shù)D. 線性度11.下列信號(hào)不屬于調(diào)制波的是（）。A. AMB. FMC. PMD. WM12.將壓電式傳感器輸出

14、電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的電路是（）。A. 電荷放大器 B. 直流電橋C. 交流電橋D. A/D 轉(zhuǎn)換器二、判斷題：（共5小題，每小題2分，正確的請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)打“2” ，錯(cuò)誤的 打“X” ,共10分）對(duì)于檢測(cè)位移的值達(dá)到米級(jí)以上的可以通過(guò)電容式傳感器來(lái)檢測(cè)。）2.電感式傳感器可以用來(lái)測(cè)量溫度參量。3.直流電橋可以接電容式傳感器。4.相敏檢波器可以用來(lái)解調(diào)調(diào)頻波。5.測(cè)試系統(tǒng)中的干擾信號(hào)可通過(guò)硬件和軟件方法消除。1. （三、簡(jiǎn)答題：（共 4小題，每小題 6 分，共 24分）1.試簡(jiǎn)述測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的含義，并寫(xiě)出靜態(tài)特性的主要性能指標(biāo)。2.試簡(jiǎn)述電容傳感器的基本原理和常用的幾種類(lèi)型。3. 試

15、簡(jiǎn)述模擬信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)的通道結(jié)構(gòu)。4. 試畫(huà)出熱電偶測(cè)量某點(diǎn)溫度的原理圖并說(shuō)明測(cè)量原理。四、分析題：（共1小題，每小題12分，共12分）1.如圖1所示光電式傳感器測(cè)試電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖，試說(shuō)明其測(cè)量的原 理；并指出各個(gè)單元電路的功能。3五、計(jì)算題：（共2小題，每小題10分，共20分）1.試計(jì)算圖2所示一階有源低通濾波器電路的幅頻特性、相頻特性。2.對(duì)某一靜態(tài)參量轉(zhuǎn)矩在等精密度測(cè)量下進(jìn)行了9次測(cè)量，得到測(cè)量序列為：10.5N.m，10.6 N.m，10.5 N.m，10.4N.m，10.2 N.m，10.4 N.m，10.7 N.m，10.5 N.m，10.6 N.m，試求出測(cè)量結(jié)果

16、的表達(dá)式。（選定置信概率為 P=0.95，查t分布表得t0.95（9）=2.2622）六、應(yīng)用題：（共1小題，每小題10分，共10分）1.已知某等強(qiáng)度懸臂梁受力如圖 3所示，試選擇電阻應(yīng)變片的貼片方法及畫(huà)出接橋電路，并計(jì)算出P與電橋輸出電壓 U0的關(guān)系式。現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)自測(cè)試題二參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、單項(xiàng)選擇題：（共12小題，每小題2分，共24 分）5、C;6、D;7、A;8、C ;9、B; 10、D;1、C; 2、A ; 3、C; 4、D;11、D;12、A;0識(shí)/RjCa2分，正確的請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)打“V”，錯(cuò)誤的二、判斷題：（共5小題，每小題 打“X”，共10分）1、（ X ）；2、（ X ）；3

17、、（ X ）; 4、 （ X ）； 5、（6分，共24 分）三、簡(jiǎn)答題：（共4小題，每小題1、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指測(cè)試系統(tǒng)的輸入量為靜態(tài)量時(shí)，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系特性；（2分）測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是指測(cè)試系統(tǒng)的輸入量為動(dòng)態(tài)量時(shí)，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系特性；（2分）靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有線性度、靈敏度、 滯差。（2分）C值為2、電容傳感器是將非電參量轉(zhuǎn)換成電容容值的變化。即忽略邊緣效應(yīng),C 7，外界的非電參量可以改變.、S、d,從而可以改變 C值。（3分）常見(jiàn)的類(lèi)型有變極距型、變面積型、變介質(zhì)型等三種。（3 分）3、模擬信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)的通道結(jié)構(gòu)有：多通道共享采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換器

18、;多通道同步型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；（3分）多通道并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；主計(jì)算機(jī)管理的各通道獨(dú)立變換和預(yù)處理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（3分）4、熱電偶測(cè)量點(diǎn)溫的原理圖見(jiàn)下圖所示。（3分）to測(cè)量點(diǎn)溫的原理是:熱電偶的熱端為待測(cè)點(diǎn)溫，冷端為設(shè)定溫度0度。輸出為熱電勢(shì)值 Eab t,t0eAB teAB to，利用毫伏表測(cè)定出熱電勢(shì)值。然后查熱電偶表得出被測(cè)端的溫度值。（3 分）四、分析題:（共1小題，每小題12分，共12分）【解：】恒光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)投射到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，由于在轉(zhuǎn)軸上粘貼一個(gè)錫箔紙，轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈光線被反射一次，反射后的光線被光電元件接收，即一個(gè) 脈沖，此脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)交流放大后，再經(jīng)過(guò)整形，

19、送到閘門(mén)電路中，時(shí)基脈沖電路產(chǎn)生控制閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間，在閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)器記下光電脈沖的個(gè)數(shù)，然后送到譯碼顯示電路處理，進(jìn)行顯示轉(zhuǎn)速值。（6 分）各個(gè)單元電路的功能:光電式傳感器：將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)變換為電脈沖信號(hào)。放大器：將輸入的電脈沖 信號(hào)進(jìn)行幅值放大。整形器：將放大后的電脈沖信號(hào)邊沿變換成陡直的邊沿。閘門(mén)：在 時(shí)基的正脈沖信號(hào)內(nèi)輸出轉(zhuǎn)速的電脈沖信號(hào)。時(shí)基：產(chǎn)生計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈寬。計(jì)數(shù)器:iJ De-iifn ExplorerpjhranjttMccslarwDus Dexes Ui aRioiEJDOSSclBnaticEfl ftdHDDS SdwfiJic Hl PfioiriDOS

20、Bcbefuticlr PrddB05 Sdicfidic Me FEJDDSScbsiik UavFilErp-在一定的時(shí)基脈寬內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)速的電脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。示代碼，顯示轉(zhuǎn)速。（6 分）五、計(jì)算題：（共2小題，每小題1、【解:H（J 3）=汁 1RfR1譯碼顯示：將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成七段顯10分，共20分）Rf1 j RCEBBB口圧4«聃JHj）Ri1儷頻特性:E1|Jc4H Bk畑皿血> iliSft EdinHfi VL*/01B Fl-jL-hI. >k£ip設(shè)計(jì) 0泌遷A 至.dlhl仿具 bpirt: 鞘 目s卑 J3P0 H/ /j:t + M皤 ¥