工程測試技術(shù)基礎(chǔ)復習題答案

1、工程測試技術(shù)基礎(chǔ)復習題答案一、選擇題1信息與信號之間的關(guān)系是 （ D ）。A信息與信號并列 B信息與信號無關(guān)C信息包含信號 D信息在信號之中2描述周期信號的數(shù)學工具是（ B ）。A相關(guān)函數(shù) B傅氏級數(shù) C 傅氏變換 D拉氏變換3 傅氏級數(shù)中的各項系數(shù)是表示各諧波分量的（ C ）。A相位 B周期 C振幅 D頻率4關(guān)于信息和信號，下面的說法正確的是（ C ）。A信息包含信號 B信息與信號無關(guān)C信號是信息的載體 D信息描述了事物某物理量的變化過程5多種信號之和的頻譜是（ C ）。A 離散的 B連續(xù)的 C隨機性的 D周期性的6下列信號中，（ C ）信號的頻譜是連續(xù)的。ABC7不能用確定函數(shù)關(guān)系描述的信

2、號是（ C ）。A復雜的周期信號 B瞬變信號 C隨機信號8復雜的周期信號的頻譜是（ A ）。A離散的 B連續(xù)的 C函數(shù) Dsinc函數(shù)9數(shù)字信號的特性是（ B ）。A時間上離散、幅值上連續(xù) B時間、幅值上均離散C時間、幅值上都連續(xù) D時間上連續(xù)、幅值上量化10下列函數(shù)表達式中，（ B ）是周期信號。A BC D11下列信號屬周期信號的有（ A ）。Ay1=Sin0t+ Sin1t By2=Cont+Sint Cy1=Sint+Sin2t12描述非周期信號的數(shù)學工具是（ C ）。A三角函數(shù) B拉氏變換 C傅氏變換 D傅氏級數(shù)13下列傳感器中（ B ）是基于壓阻效應的。A金屬應變片 B半導體應變片

3、 C壓敏電阻14信號 ，則該信號是（ C ）。A周期信號 B隨機信號 C 瞬變信號 D頻域信號15石英晶體沿機械軸受到正應力時，則會在垂直于（ B）的表面上產(chǎn)生電荷量。A機械軸 B電軸 C光軸16圖1所示信號屬于功率信號的是（ D ）。圖1ABCD17將電阻應變片貼在（ C ）上，就可以做成測力、位移、壓力等物理參數(shù)的傳感器。A 質(zhì)量塊； B導體；C彈性元件； D機械構(gòu)件。18采樣信號的特征是（ A ）。A時間上離散，幅值上連續(xù)； B時間上和幅值上都離散；C時間上和幅值上都連續(xù)； D時間上連續(xù)，幅值上離散量化19石英晶體的壓電系數(shù)比壓電陶瓷的（ C ）。A大得多 B相接近 C小得多20一般來說

4、，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，其測量范圍（ B ）。A越寬 B 越窄 C不變 21壓電材料按一定方向放置在交變電場中，其幾何尺寸將隨之發(fā)生變化，這稱為（ D）效應。A壓電 B壓阻 C壓磁 D逆壓電22非線性度是表示定度曲線（ B ）的程度。A接近真值 B偏離其擬合直線 C正反行程的不重合 D輸出零點偏離距離23在動態(tài)測試中，電橋的輸出量通常采用（ B ）。A電阻量 B電壓量 C電流量 D電感量24電渦流式傳感器是利用（ A ）材料的電渦流效應工作的。A金屬導電 B半導體 C非金屬 DPVF225差動變壓器式電感傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換成( B )的變化裝置，通過這一轉(zhuǎn)換從而獲得相應的電壓輸出。A線圈

5、自感B線圈互感CLC調(diào)諧振蕩 DRC調(diào)諧振蕩26為消除壓電傳感器電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用（ B ）。A電壓放大器 B 電荷放大器 C前置放大器27磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為（D ）的一種傳感器。A磁阻變化量B電荷量C電感變化量D感應電動勢28壓電式振動傳感器輸出電壓信號與輸入振動的（ C ）成正比。A位移 B速度 C加速度29交流電橋的橋臂依次是Z1 Z2 Z3 Z4,其平衡條件是（ D ）A Z1Z2=Z3Z4 B CZ1Z3=Z2Z4 D 30光敏晶體管的工作原理是基于（ B ）效應。A外光電 B內(nèi)光電 C光生電動勢31測試系統(tǒng)的第二個環(huán)節(jié)為信號調(diào)理，它的作用是（

6、C ）。A非電物理量轉(zhuǎn)換為電量B從被測對象中提取被測對象狀態(tài)和特征的相關(guān)信息C從電量（電阻、電感、電容等）轉(zhuǎn)換為電量（電壓、電流）32一般來說，物性型的傳感器，其工作頻率范圍（ A ）。A較寬 B較窄 C不確定33一傳感器的靈敏度高，表示該傳感器（ C ）。A 允許輸入量大； B工作頻帶寬；C單位輸入量引起的輸出量大； D線性范圍寬34極距變化型電容式傳感器是（ A ）型傳感器。A結(jié)構(gòu) B物性35金屬絲應變片在測量構(gòu)件的應變時，電阻的相對變化主要由（ B ）來決定的。A貼片位置的溫度變化 B電阻絲幾何尺寸的變化C電阻絲材料的電阻率變化36變極距型電容傳感器的輸出與輸入，成（ A ）關(guān)系。A非線

7、性 B線性 C反比 D平方37不能用渦流式傳感器進行測量的是( D )。A位移 B材質(zhì)鑒別 C 探傷 D非金屬材料38極距變化型電容傳感器適宜于測量微小位移量是因為（ B ）。A電容量微小影響靈敏度 B靈敏度與極距的平方成反比，間距變化大則產(chǎn)生非線形誤差C非接觸測量39測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為( D )。A精度 B靈敏度 C精密度 D分辨率40下列哪一種敏感元件不屬于彈性式壓力敏感元件（ D ）。A波登管 B膜片 C波紋管 D電阻應變片41電感式傳感器的工作原理是（ C ）。A應變電阻效應 B壓阻效應 C電磁感應原理 D壓電效應42電阻應變片的輸入為（ B ）。A 力； B應

8、變； C速度； D加速度43結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器（ C ）的變化實現(xiàn)信號變換的。A 本身物理性質(zhì)； B體積大小；C結(jié)構(gòu)參數(shù)； D電阻值44互感型傳感器實質(zhì)上就是一個（ B ）。A電容器 B變壓器 C測振儀 D速度計45哪一種電容式傳感器有線性誤差？（ A ）A極距變化型 B體積變化型 C面積變化型 D介質(zhì)變化型46對于單向應力狀態(tài)的測量，貼應變片時，應變片的方向與主應力方向應該相交成（ A ）。A0 B45 C90 D3047電阻應變式傳感器在使用時需要進行補償?shù)氖牵?B ）。A電阻 B溫度 C力 D電流48半導體式應變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是（ C ）。A 長度 B 截面

9、積 C 電阻率 D 高通49調(diào)制可以看成是調(diào)制信號與載波信號（ A ）。A相乘 B相加 C相減 D相除50線形裝置的靈敏度是（ B ）。A隨機變量 B常數(shù) C時間的線性函數(shù)二、填空題1. 信號可以分為 確定性信號 和 隨機信號 兩大類。2. 信號的有效值又稱為均方根值，有效值的平方稱為均方值，它描述測試信號的強度（信號的平均功率）3. 工程中常見的周期信號，其諧波分量幅值總是隨諧波次數(shù)n的增加而衰減的，因此，沒有必要去那些高次的諧波分量。4. 確定性信號可以分為 周期信號 和 非周期信號 兩大類，前者的頻譜特點是 離散的 ，后者的頻譜特點是 連續(xù)的 。5. 根據(jù)采樣定理，采樣信號頻率fs與被測

10、信號最高頻率fh之間應滿足 fs 2fh 關(guān)系。6. 周期方波的傅氏級數(shù)：周期三角波的傅氏級數(shù)：，它們的直流分量分別是A和A/2。信號的收斂速度上，方波信號比三角波信號更慢。7. 頻譜是 構(gòu)成信號的各頻率分量 的集合，它完整地揭示了信號的 頻率結(jié)構(gòu) 。8. 描述周期信號的數(shù)學工具是 傅里葉級數(shù) ；描述非周期信號的數(shù)學工具是 傅里葉變換 。9. 按照激勵電壓的不同，電橋可以分為 直流電橋 和 交流電橋 。10. 壓電式傳感器一般用 電荷 放大器作為前置放大器。11. 具有壓電效應的材料稱為壓電材料，常用的壓電材料有石英晶體和壓電陶瓷。12. 根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為 調(diào)幅 、 調(diào)頻

11、和 調(diào)相 。13. 已知一被處理的信號頻率在3002500Hz范圍內(nèi)，則采樣頻率應至少大于 5000 Hz。14. 現(xiàn)欲對某一信號進行數(shù)據(jù)采集，該信號頻譜中的最高頻率為1KHz。那么，根據(jù)采樣定理的要求，完成一次數(shù)據(jù)采集所需要的時間不能大于 500 s。15. 已知圖2為直流電橋，uo為輸入，uy為輸出，其平衡條件 R1R3=R2R4 。圖216. 電阻應變片的靈敏度 表達式為，對于金屬應變片來說：S=1+2n而對于半導體應變片來說S=lE。17. 物性 型傳感器是依靠敏感元件材料本身物理化學性質(zhì)的變化來實現(xiàn)信號的變換的； 結(jié)構(gòu) 型傳感器是依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化而實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的。18. 半導

12、體應變片的工作原理是基于半導體材料的 壓阻 效應。19. 電容器的電容量，極距變化型的電容傳感器其靈敏度表達式為：ee0A/d2。20. A/D轉(zhuǎn)換器是將 模擬 信號轉(zhuǎn)換成 數(shù)字 信號的裝置。21. 在所學過的傳感器中，試舉出三個非接觸式傳感器 電渦流式傳感器 、 霍爾式傳感器 、 光電式傳感器 22. 極距變化型電容傳感器存在著非線性度，為了改善非線性度及提高靈敏度，通常采用差動的形式。23. 壓電傳感器的前置放大器的主要作用是 將高輸出阻抗變?yōu)榈洼敵鲎杩?和 對輸出的微弱信號進行放大 。24. 傳感器包括 敏感元件 和 轉(zhuǎn)換元件 兩部分。25. 非周期信號，時域為x（t），頻域為，它們之間

13、的傅氏變換與逆變換關(guān)系式分別是：，。26. 因為為有限值時，稱為能量信號。因此，瞬變信號屬于能量，而周期信號則屬于功率。27. 差動變壓器式傳感器的兩個次級線圈在連接時應反相串接。28. 為了補償溫度變化給應變測量帶來的誤差，工作應變片與溫度補償應變片應接在相鄰橋臂上。29. 電阻應變式傳感器通常以 電橋 為測量電路。30. 交流電橋的平衡條件是 相對橋臂的阻抗的乘積相等 31. 振動三要素分別是 幅值 、 頻率 、 相位 四、概念題1測試 2測量 3間接測量 4直接測量 5測量誤差 6絕對誤差 7相對誤差 8系統(tǒng)誤差 9隨機誤差 10非電量電測技術(shù) 11傳感器 12應變效應 13應變片的靈敏

14、度系數(shù) 13正壓電效應 14逆壓電效應 15模數(shù)轉(zhuǎn)換器 16數(shù)模轉(zhuǎn)換器 17調(diào)制 18解調(diào) 19霍爾效應 20 傅里葉變換 五、簡單題1. 周期信號的頻譜有何特點？（1）離散性 周期信號的頻譜是由不連續(xù)的譜線組成，每條譜線代表一個諧波分量。 （2）諧波性 頻譜中每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整數(shù)倍上，基波頻率是各分量頻率的公約數(shù)； （3）收斂性 各頻率分量的譜線高度表示各次諧波分量的幅值或相位角。工程上常見的周期信號其諧波幅值總的趨勢是隨著諧波次數(shù)的增高而減小的。2. 測量誤差是如何分類的？按表示方法分有絕對誤差和相對誤差；按誤差出現(xiàn)的規(guī)律分有系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差；按被測量隨時間變化的速度

15、分有靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差。3. 電阻絲應變片與半導體應變片在工作原理上有何區(qū)別？電阻絲應變片利用導體形變引起電阻變化，半導體應變片利用半導體電阻率變化引起電阻變化。4. 傳感器有哪些組成部分？在檢測過程中各起什么作用？傳感器通常由敏感元件、傳感元件及測量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。 各部分在檢測過程中所起作用是：敏感元件是在傳感器中直接感受被測量，并輸出與被測量成一定聯(lián)系的另一物理量的元件，如電阻式傳感器中的彈性敏感元件可將力轉(zhuǎn)換為位移。傳感元件是能將敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電參量的元件，如應變片可將應變轉(zhuǎn)換為電阻量。測量轉(zhuǎn)換電路可將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電量信號。5. 圖3

16、是一種傳感器的工作原理圖，試問這是何種形式的傳感器？用圖中符號簡述其工作原理。圖3 本題圖所示為差動變壓器式傳感器的工作原理圖。即利用互感原理將被測位移量轉(zhuǎn)換為線圈互感的變化。其一次線圈W接入穩(wěn)定交流電源，二次側(cè)線圈W1、W2感應產(chǎn)生輸出電壓。當被測參數(shù)使互感M變化 測桿P在中間位置時，之間的互感與之間的互感相等，由于二次線圈W1、W2反極性串聯(lián)，感應電勢， 測桿上移后,的互感增大,互感減小,，反之測桿下移后， 。6. 什么叫調(diào)制？什么叫解調(diào)？在測量中為何要將信號先調(diào)制然后又解調(diào)？所謂調(diào)制，就是在調(diào)制信號（測試信號）的控制下，使載波信號（工作信號）的某些參數(shù)（如幅值、頻率、相位）發(fā)生變化的過程

17、。解調(diào)，就是從已調(diào)制波中恢復出調(diào)制信號的過程。一般的被測量，如力、位移、應變等，經(jīng)傳感器檢測變換后，常常是一些緩變的電信號。調(diào)制的目的是為了便于信號的放大、處理和傳輸。經(jīng)過調(diào)制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調(diào)制波抗干擾能力強，也便于傳輸。7. 什么是采樣定理？8. 測量按測量值獲得的方法進行分類有哪些？直接測量指無需經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計算，直接通過測量儀器得到被測值得測量。（等精度直接測量和不等精度直接測量）；間接測量指在直接測量值的基礎(chǔ)上，根據(jù)已知函數(shù)關(guān)系，計算被測量的量值的測量；組合測量指將直接測量或間接測量與被測量值之間按已知關(guān)系組合成一組方程（函數(shù)關(guān)系），通過解方程組得

18、到被測值得方法。9. 為什么說極距變化型電容傳感器是非線性的？采取什么措施可以改善其非線性特性？下圖為變間隙式電容傳感器的原理圖。圖中1為固定極板，2為與被測對象相連的活動極板。當活動極板因被測參數(shù)的改變而引起移動時，兩極板間的距離d發(fā)生變化，從而改變了兩極板之間的電容量C。圖 變間隙式電容傳感器設(shè)極板面積為A，其靜態(tài)電容量為，當活動極板移動x后，其電容量為 (1)當xd時 則 (2) 由式（1）可以看出電容量C與x不是線性關(guān)系，只有當 xd時，才可認為是最近似線形關(guān)系。同時還可以看出，要提高靈敏度，應減小起始間隙d過小時。但當d過小時，又容易引起擊穿，同時加工精度要求也高了。為此,一般是在極板間放置云母、塑料膜等介電常數(shù)高的物質(zhì)來改善這種情況。在實際應用中，為了提高靈敏度，減小非線性，常采用差動式結(jié)構(gòu)差動式比單極式靈敏度提高一倍，且非線性誤差大為減小。由于結(jié)構(gòu)上的對稱性，它還能有效地補償溫度變化所造成的誤差。10. 彈性敏感元件在傳感器中起什么作用？彈性敏感元件在傳感器技術(shù)中占有很重要的地位，是檢測系統(tǒng)的基本元件，它能直接感受被測物理量（如力、位移、速度、壓力等）的變化，進而將其轉(zhuǎn)化為本身的應