測試及傳感器技術(shù)試題及答案

1、-. z.測試與傳感器技術(shù)試題(1)一、判斷題(判斷以下各題，正確的在題干后面的括號打A，錯誤的打B。每題2分，共10分)1.*-Y記錄儀可記錄任何頻率的信號。( B )2.分析周期信號的頻譜的工具是傅立葉級數(shù)。( A )3.阻抗變換器的作用是將傳感器的高輸出阻抗變?yōu)榈妥杩馆敵觥? A )4.瞬態(tài)信號的頻譜一定是連續(xù)的。( A )5.系統(tǒng)的不失真測試條件要求測試系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性均保持恒定。( B )二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其填在題干的括號。每題2分，共10分)1.信號*(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A )A.周期信號 B.非周期信

2、號 C.瞬態(tài)信號 D.隨機(jī)信號*2.用共振法確定系統(tǒng)的固有頻率時，在有阻尼條件下，( )頻率與系統(tǒng)固有頻率一致。A.加速度共振 B.速度共振 C.位移共振 D.自由振動3.壓電式加速度計與測振儀之間可以串接的是( A )A.電荷放大器 B.A/D轉(zhuǎn)換器 C.相敏檢波器 D.濾波器4.溫度誤差的線路補償法是利用電橋( C )實現(xiàn)的。A.相鄰橋臂同變輸入電壓相加 B.相鄰橋臂差變輸入電壓相減C.相對橋臂同變輸入電壓相加 D.相對橋臂差變輸入電壓相加5.差動變壓器式位移傳感器中線圈之間的互感M( B )A.始終保持不變 B.隨被測位移的變化而變化 C.不隨被測位移的變化而變化 D.隨線圈電流的變化而

3、變化三、填空題(每空1分，共30分)1.假設(shè)位移信號*(t)=Acos(t+),則其速度信號的振幅為_AW_，加速度信號的振幅為_AW2_。2.利用數(shù)字頻率計測量振動頻率時，一般對低頻信號測_，高頻信號測_。3.信號的頻譜函數(shù)可表示為_幅值_頻譜和_相位_頻譜。4.用共振法確定系統(tǒng)的固有頻率時，由于測量的振動參數(shù)不同，存在著_共振頻率，_共振頻率，_共振頻率。5.高頻情況下，多采用_壓電式_測力傳感器來測量激振力，而且在實驗前需對測力系統(tǒng)進(jìn)展_標(biāo)定_。6.當(dāng)壓電式加速度計固定在試件上而承受振動時，質(zhì)量塊產(chǎn)生一可變力作用在壓電晶片上，由于_壓電_效應(yīng)，在壓電晶片兩外表上就有_電荷_產(chǎn)生。7.阻抗

4、頭由兩局部組成，一局部是_力_傳感器，一局部是_加速度_傳感器。它是用來測量驅(qū)動點_阻抗_的。8.阻容式積分電路中，輸出電壓從_電容C_兩端取出，RC稱為_積分_時間常數(shù)，RC值越大，積分結(jié)果越_準(zhǔn)確_，但輸出信號_越小_。9.光線示波器的關(guān)鍵部件是_，通過它，可將按一定規(guī)律變化的_信號，轉(zhuǎn)換成按同樣規(guī)律變化的_擺動信號，從而記錄測量結(jié)果。10.熱電偶的熱電勢由_和_兩局部組成。11.測試裝置所能檢測到的輸入信號的最小變化量稱為_分辨率_。12.具有質(zhì)量為M，剛度為K的振動體的固有頻率為_。13.長度計量光柵是利用_莫爾條紋_來進(jìn)展位移量的測量的，它具有_位移放大_和_平均光柵誤差_的作用。四

5、、簡答題(每題5分，共20分)1.為什么使用壓電式傳感器時必須配用阻抗變換器2.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3.簡述電動式激振臺的根本構(gòu)造和工作原理。4.簡述磁帶記錄儀的功能特點。五、計算題(每題10分，共30分)1.求指數(shù)函數(shù)*(t)=Ae-at(a0,t0)的頻譜；畫出幅頻圖。2.一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)為H(j)=,用該裝置去測周期分別為1S，2S，5S的正弦信號，問它們的幅值誤差各為多少3.被測應(yīng)變(t)=A+Bcos10t,電橋輸入電壓為ui(t)=Uicos1000t,采用半橋差開工作方式，試求(1)電橋輸出信號的表達(dá)式，并說明該信號是什么波形；(2)畫出該信號的幅

6、頻圖。測試與傳感器技術(shù)試題2一、判斷題(判斷以下各題，正確的在題干后面括號打，錯誤的打。每題2分，共10分)1.動態(tài)應(yīng)變儀的標(biāo)定電橋的輸出電壓是采用半橋接法工作的。( )2.傳感器的作用是用來實現(xiàn)由非電量到電量的轉(zhuǎn)換。( )3.利用橋式電位差計測量熱電偶的熱電勢時要消耗熱電偶的能量。( )4.具有質(zhì)量為M，剛度為K的振動體的固有頻率為0=。( )5.慣性式壓電加速度傳感器的輸出電荷正比于質(zhì)量塊的加速度。( )二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其填在題干的括號。每題2分，共10分)1.以下傳感器可實現(xiàn)非接觸測量的是( C )傳感器。 A.壓電式加速度 B.電動式速度 C

7、.電磁式速度 D.電阻應(yīng)變式2.描述周期信號頻譜的數(shù)學(xué)工具是( A ) A.傅立葉級數(shù) B.傅立葉變換 C.拉氏變換 D.三角函數(shù)3.表示測量裝置的靜態(tài)輸入與輸出之間關(guān)系的實驗曲線稱為( B ) A.理論直線 B.標(biāo)定曲線 C.理論標(biāo)定曲線 D.幅頻曲線4.要使裝置的輸出波形形狀不失真，須使該輸出波形的各正弦分量的相位滯后( D ) A.相等 B.與角頻率成反比 C.與角頻率無關(guān) D.與角頻率成正比5.使用數(shù)字頻率計測量信號時，在( )情況下測周法比測頻法合理。 A.被測信號頻率很低 B.被測信號頻率很高 C.被測信號頻率變化較大 D.被測信號頻率恒定三、填空題(每空1分，共20分)1.測試裝

8、置的靈敏度是該標(biāo)定曲線的_。2.熱電偶的熱電勢包括兩種不同導(dǎo)體接觸時的_和同一導(dǎo)體兩端處于不同溫度時的_。3.直流電橋中_接法的靈敏度最高。4.交流電橋的平衡條件是相對橋臂阻抗幅值的_相等，且相對橋臂阻抗的相角_相等。5.光線記錄儀的振動子的輸入信號只能是_。6.單位脈沖信號的幅值頻譜是_。7.半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于_效應(yīng)。8.隨機(jī)信號*(t)的均值定義為=_。9.假設(shè)穩(wěn)定振動位移信號為*(t)=Asin(t+)，則其穩(wěn)定振動速度信號為v(t)=_,加速度信號的振幅為_。10.用強(qiáng)迫振動法鼓勵系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)加速度幅值到達(dá)最大時，稱為系統(tǒng)的_，此激振頻率d與系統(tǒng)固有頻率之間的關(guān)系式為_。11

9、.正弦信號的均方根值與它的幅值比為_。12.電動式速度傳感器的線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢正比于_。13.GZ-2型測振儀配接電動式速度傳感器時，經(jīng)過儀器部的_網(wǎng)絡(luò)可將傳感器測得的速度信號轉(zhuǎn)換為_和_信號。14.溫度誤差的線路補償法是利用電橋的_實現(xiàn)的。四、簡答題(每題10分，共30分)1.簡述壓電式傳感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪兩種各有何特點2.畫出動態(tài)應(yīng)變儀的原理框圖。假設(shè)輸入應(yīng)變的波形為低頻簡諧信號，請注明各環(huán)節(jié)的輸出信號的波形。3.差動變壓器是哪一類傳感器它的工作原理和輸出特性是什么五、計算題(每題10分，共30分) 寫出圖示階躍信號的時域表達(dá)式，求它的頻譜密度函數(shù)。2

10、.*測試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為 H(j)= 假設(shè)輸入信號為*(t)=100sin(31.4t+30)+50sin(314t-20)，求穩(wěn)態(tài)輸出信號Y(t)的表達(dá)式。3.根據(jù)圖示電橋(1)寫出電橋作電壓輸出時的和差特性公式。(2)假設(shè)R1=R2=R3=R4=120， R1=R3=0.3, R2=R4=0時，輸入電壓為u0(t)=300sin(31416t),求輸出電壓u(t)。測試與傳感器技術(shù)試題3一、填空題(每空2分，共20分)1.如果僅僅檢測是否與對象物體接觸，可使用_作為傳感器。2.紅外圖像傳感器由紅外敏感元件和_電路組成。3.在電阻應(yīng)變片公式，=(1+2)+E中，代表_。4.利用電渦流位移

11、傳感器測量轉(zhuǎn)速時，被測軸齒盤的材料必須是_。5.當(dāng)磁頭相對于磁尺不動時，仍有感應(yīng)電動勢輸出的是靜態(tài)磁頭，且輸出電勢的幅值由_所決定。6.動態(tài)標(biāo)定的目的，是檢驗測試傳感器的_指標(biāo)。7.確定靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測非電量(或電量)的標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器和_。8.傳感器的頻率響應(yīng)特性，必須在所測信號頻率圍，保持_條件。9.熱電偶電動勢由_電動勢和接觸電動勢兩局部組成。10.采用_電源供電的電橋稱為交流電橋。二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號。每題2分，共20分)1.對壓電式加速度傳感器，希望其固有頻率( C ) A.接近零B.盡量低些 C.盡量高

12、些D.任意2.( C )傳感器可用于醫(yī)療上-50150之間的溫度測量。 A.金屬輻射式B.熱電偶 C.半導(dǎo)體三極管D.比色計3.信號傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因是( C ) A.信號是緩變的B.信號是快變的 C.干擾的耦合通道D.信號是交流的4.差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為(D ) A.B. C.D.05.非周期信號的頻譜是( A ) A.連續(xù)的B.離散的 C.基頻的整數(shù)倍D.脈沖函數(shù)6.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是( ) A.數(shù)字脈沖式B.調(diào)幅式 C.調(diào)頻式D.正弦波7.半導(dǎo)體應(yīng)變片具有(A )等優(yōu)點。 A.靈敏度高B.溫度穩(wěn)定性好 C.可靠性高D.接口電路復(fù)雜8.一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是

13、( D ) A.線性度B.固有頻率 C.阻尼比D.時間常數(shù)9.常用于測量大位移的傳感器有( A ) A.感應(yīng)同步器B.應(yīng)變電阻式 C.霍爾式D.渦流式10.將電阻應(yīng)變片貼在( C )上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。 A.質(zhì)量塊B.導(dǎo)體 C.彈性元件D.機(jī)器組件三、問答題(每題4分，共20分)1.在靜態(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)輸入量與對應(yīng)輸出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態(tài)特性2.設(shè)載波的中心頻率為f0試根據(jù)圖a、圖b所示調(diào)制信號定性畫出相應(yīng)調(diào)頻波波形。3.答復(fù)以下函數(shù)哪些是周期函數(shù)、哪些是非周期函數(shù)： *1(t)=sin3t，*2(t)=e-t，*3(t)=esint，*4(

14、t)=(t)， *5(t)=sin4.簡述兩類扭矩的測量原理及舉例說明相應(yīng)的扭矩傳感器。5.簡述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。四、計算題(每題8分，共24分)1.測量齒輪齒數(shù)Z=18，采用變磁通感應(yīng)式傳感器測量工作軸轉(zhuǎn)速(如下圖)。假設(shè)測得輸出電動勢的交變頻率為24(Hz)，求：被測軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)為多少當(dāng)分辨誤差為1齒時，轉(zhuǎn)速測量誤差是多少2.由RC組成無源低通濾波器，R=500()，C=10(F)，試求：(1)截止頻率f0，并畫出該濾波器的幅頻示意圖。(2)設(shè)輸入信號*(t)=0.2cos,判斷其是否在該濾波器的通頻帶。3.試?yán)L出*(t)=2cos

15、(2f0t)+3的時域圖和頻域圖。五、應(yīng)用題(每題8分，共16分)1.試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。(1)用簡圖說明該傳感器的構(gòu)造，并簡要說明其作用原理；(2)用圖說明兩個線圈在電橋電路中的接法。2.如下圖，軸工件用前后頂尖支承縱向磨削外園外表，在加工過程中，徑向力Py和切向力Pz大小根本不變，但著力點位置沿軸向移動，現(xiàn)在前后頂尖上粘貼電阻應(yīng)變片測量工件所受的Pz。(1)在圖中標(biāo)明應(yīng)變片的位置及Pz的測量電橋。(2)著力點移動對測量結(jié)果有無影響為什么測試與傳感器技術(shù)試題4第一局部選擇題共20分一、單項選擇題本大題共10小題，每題2分，共20分在每題列出的四個選項中只有一個選

16、項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號。錯選、多項選擇和未選均無分。1以下被測物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)展測量的是 C A壓力 B力矩 C溫度 D厚度2屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是 D A重復(fù)性 B線性度 C靈敏度 D固有頻率3按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于 A A光電式傳感器 B電容式傳感器 C壓電式傳感器 D磁電式傳感器4測量圍大的電容式位移傳感器的類型為 D A變極板面積型 B變極距型 C變介質(zhì)型 D容柵型5利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小 C A兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián) C兩個橋臂應(yīng)當(dāng)

17、分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化一樣的工作應(yīng)變片6影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是 D A電纜的安裝與固定方式 B電纜的長度 C前置放大器的輸出阻抗 D前置放大器的輸入阻抗7固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種C APN結(jié)光電二極管電路 BPNP型晶體管集成電路 CMOS型晶體管開關(guān)集成電路 DNPN型晶體管集成電路8將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路，其作用是 D A抑制共模噪聲 B抑制差模噪聲 C克制串?dāng)_ D消除電火花干擾9在采用限定最大偏差法進(jìn)展數(shù)字濾波時，假設(shè)限定偏差Y0.01，本次采樣值為0.315，上次采樣值為0.

18、301，則本次采樣值Yn應(yīng)選為 A A0.301B0.303 C0.308 D0.31510假設(shè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，最大輸入信號為2.5V，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為 B A1.22mV B2.44mV C3.66mV D4.88mV第二局部 非選擇題共80分二、填空題本大題共10小題，每題2分，共20分不寫解答過程，將正確的答案寫在每題的空格。錯填或不填均無分。1對傳感器進(jìn)展動態(tài)的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標(biāo)。2傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，允許超過的能力。3傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式，向方向開展。4*傳感

19、器的靈敏度為K0，且靈敏度變化量為K0，則該傳感器的靈敏度誤差計算公式為rs=。5為了測得比柵距W更小的位移量，光柵傳感器要采用技術(shù)。6在用帶孔圓盤所做的光電扭矩測量儀中，利用孔的透光面積表示扭矩大小，透光面積減小，則說明扭矩。7電容式壓力傳感器是變型的。8一個半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為180，半導(dǎo)體材料的彈性模量為1.8105Mpa,其中壓阻系數(shù)L為Pa-1。9圖像處理過程中直接檢測圖像灰度變化點的處理方法稱為。10熱敏電阻常數(shù)B大于零的是溫度系數(shù)的熱敏電阻。三、問答題本大題共5小題，每題4分，共20分1簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。2答復(fù)與直線式感應(yīng)同步器有關(guān)

20、的以下問題：它由哪兩個繞組組成？鑒相式測量電路的作用是什么？ 3簡述壓磁式扭矩儀的工作原理。4說明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點。5簡述激光視覺傳感器將條形碼的信息傳輸?shù)男盘柼幚硌b置的工作過程。四、計算題本大題共3小題，每題8分，共24分1變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動勢的頻率f=72Hz，測量齒盤的齒數(shù)Z=36，求：被測軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？在上述情況下，如果計數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為1個數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？2一熱敏電阻在0和100時，電阻值分別為200k和10k。試計算該熱敏電阻在20時的電阻值。3求正弦信號*(t)=*0sint的自相關(guān)函數(shù)。五、應(yīng)用題本大題共2小題，每題8分，共16分

21、1圖示為電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路。 寫出電流i與電壓VREF的關(guān)系式。 假設(shè)VREF=10V輸入信號D3D2D1D0=1000，試計算輸出電壓V0=？2*信號的傅里葉級數(shù)展開式為*(t)= sincosn0t試求該信號的直流分量、第一至第五次諧波分量的幅值，并繪出其幅值譜圖。測試與傳感器技術(shù)試題5一、填空題(每空1分，共10分)1.信號可分為_兩大類。2.在平穩(wěn)隨機(jī)過程中，假設(shè)任一單個樣本函數(shù)的時間平均統(tǒng)計特性等于該過程的集合平均統(tǒng)計特性，則該過程叫_。3.對于線性系統(tǒng)，假設(shè)輸入為*(t)=*0ejt，則其穩(wěn)態(tài)輸出y(t)=，這個性質(zhì)稱為_。4.濾波器的帶寬為B，它對階躍響應(yīng)的建立時間為Te，則

22、B和Te的關(guān)系為_。5.假設(shè)測試系統(tǒng)由兩個環(huán)節(jié)并聯(lián)而成，且各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為H1(S)和H2(S)，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為_。6.假設(shè)采樣頻率過低，不滿足采樣定理，則被采樣的離散信號的頻譜會發(fā)生_現(xiàn)象。7.頻率不同的兩個正弦信號，其互相關(guān)函數(shù)R*y()=_。8.假設(shè)信號滿足y(t)=k*(t)關(guān)系，式中k為常數(shù)，則互相關(guān)系數(shù)*y()=_。9.兩個時域函數(shù)乘積的傅里葉變換等于這兩個函數(shù)_。10.圖1-10所示電橋的輸出為_。 圖1-10二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號。每題2分，共20分)1.無論二階系統(tǒng)的阻尼比如何變化，當(dāng)它所受的激

23、振力頻率與系統(tǒng)固有頻率相等時，該系統(tǒng)的位移響應(yīng)與激振力之間的相位差必為(B ) A. 0B. 90C. 180D.不定值2.差動式電感傳感器和差動式電容傳感器具有( C )的特點。 A.靈敏度提高了一倍，非線性度降低了一倍 B.靈敏度和非線性度都降低了 C.靈敏度提高了一倍，非線性度降低了假設(shè)干 D.靈敏度提高了假設(shè)干，非線性度降低了一倍3.欲進(jìn)展旋轉(zhuǎn)齒輪的轉(zhuǎn)速測量，宜選用(B )傳感器。 A.壓電式B.磁電式C.電阻式D.熱電式4.為使壓電式傳感器的靈敏度不受電纜長短的影響，應(yīng)選用( C )放大器。 A.電壓B.比例C.電荷D.差動5.常用于對調(diào)幅波解調(diào)的裝置是( D ) A.乘法器B.濾波

24、器C.鑒頻器D.相敏檢波器6.正弦信號*(t)=*0sin(t+)的自相關(guān)函數(shù)為( B ) A. B. C. D.7.數(shù)字信號的特征是( D ) A.時間上連續(xù)幅值上離散B.時間上離散幅值上連續(xù) C.時間上和幅值上都連續(xù)D.時間上和幅值上都離散8.模擬量的最大幅值為5V，現(xiàn)要求A/D轉(zhuǎn)換器的輸出最大誤差0.5mV，應(yīng)選用以下哪一種A/D轉(zhuǎn)換器( D ) A. 8位B. 10位C. 12位D. 16位9.一選頻裝置，其幅頻特性在f1f2區(qū)間急劇衰減(f2f1)，在0f1和f2之間近乎平直，這叫( D )濾波器。 A.低通B.高通C.帶通D.帶阻10.電荷放大器是一個( C )放大器。 A.高增益

25、，帶電阻反響的運算B.低增益，帶電容反響的運算 C.高增益，帶電容反響的運算D.高增益的電橋三、問答題(每題6分，共30分)1.什么是測試裝置的靜態(tài)特性常用哪幾個特性參數(shù)來描述2.實現(xiàn)不失真測試的條件是什么分別表達(dá)一、二階裝置滿足什么條件才能根本上保證不失真測試。3.調(diào)制波有哪幾種分別說明其含義，并指出常用的有哪兩種。4.選用傳感器時應(yīng)考慮到哪些原則5.機(jī)械量的計算機(jī)輔助測試系統(tǒng)有哪幾個根本環(huán)節(jié)組成用框圖示意說明。四、計算題(每題20分，共20分)1.設(shè)有一時間函數(shù)f(t)及其頻譜如圖4-1所示，現(xiàn)乘以振蕩函數(shù)sin2f0t (f0fm)。其中，函數(shù)f(t)叫做調(diào)制信號，sin2f0t叫做載波

26、，試求調(diào)幅信號f(t)sin2f0t的傅里葉變換，示意畫出調(diào)幅信號及其頻譜。五、綜合題(20分)有一加速度傳感器由殼體1、彈性梁2、質(zhì)量塊3和應(yīng)變片4組成如圖5-1所示，假設(shè)將此傳感器輸出信號接入電橋電路進(jìn)展測量。設(shè)R1=R2=R3=R4=R(1)試用電橋示意圖說明應(yīng)變片應(yīng)如何接在電橋電路中；(2)假設(shè)電橋由交流電源供電，Ui(t)=8cos2000t，應(yīng)變片應(yīng)變(t)=Acos100t，求電橋輸出電壓U0(t)，并繪出U0(t)的頻譜(雙邊譜)測試與傳感器技術(shù)試題6一、填空題每題1分，共10分構(gòu)成信號的各頻率分量的集合稱為。在時間信號幅值不變的條件下，假設(shè)*(t) *(f)，則k0。如果函數(shù)

27、與*一連續(xù)信號相乘，則其乘積僅在t=0處得到其余各點之乘積均為零。在平穩(wěn)隨機(jī)過程中，假設(shè)任一單個樣本函數(shù)的時間平均統(tǒng)計特征等于該過程的集合平均統(tǒng)計特征，這樣的平穩(wěn)隨機(jī)過程稱為隨機(jī)過程。當(dāng)測量裝置的輸入*有一個增量，引起其輸出y發(fā)生相應(yīng)變化，則該裝置的絕對靈敏度為S=。兩個傳遞函數(shù)各為H1(s)和H2(s)的環(huán)節(jié)，其串聯(lián)后所組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)H(s)為。半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的效應(yīng)。渦流式傳感器的變換原理是利用在交流磁場中的渦流效應(yīng)。設(shè)兩光柵刻線間的夾角為，柵距均為W，則二者所生成之英爾條紋間的距離BH=。10.信號的時域描述是信號時間歷程的直接記錄，頻域描述則反映了信號的。單

28、項選擇題在以下每題四個備選答案中選出一個正確答案，并將其字母標(biāo)號填入題干的括號。每題1分，共20分1.二階裝置的動態(tài)特性參數(shù)是它的( C )A.時間常數(shù)B.傳遞函數(shù)H(s)C.固有頻率和阻尼比D.功率譜2.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(yīng)的電壓輸出。A.線圈自感B.線圈互感C.LC調(diào)諧振蕩D.RC調(diào)諧振蕩3.智能傳感器具有識別、識別與判斷的功能，它是由D 而成。A.智能型材料研制B.傳感器與記憶合金組裝C.傳感器與機(jī)器人組合D.傳感器與計算機(jī)組合4.RC低通濾波器中，RC值越大，則 A A.上截止頻率越低B.下截止頻率越低C.上截止頻率越

29、高D.下截止頻率越高5.周期信號在時域按時間間隔Ts采樣后，其頻譜將具有A 特征。A.周期、離散B.非周期、離散C.周期、連續(xù)D.非周期、連續(xù)6.無論二階系統(tǒng)的阻尼比方何變化，當(dāng)它所受的激振力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時，該系統(tǒng)的位移與激振力之間的相位差必為 B A.B.C.D.之間反復(fù)變化的值7.*隨機(jī)信號的方差為，均方值為，均值為，則三者之間 BN A.存在關(guān)系式B.存在關(guān)系式C.存在關(guān)系式D.相互獨立、沒有固定的關(guān)系式8.測量裝置的頻率特性為和，當(dāng)它們滿足 C 條件時，輸出波形與輸入波形將相似而無失真。A.=1，=0B.=常量，=常量C.=常量，=時間延遲D.=1，=19.二階欠阻尼系統(tǒng)固有圓

30、頻率為，阻尼比為，在激振力消失后將作衰減周期運動，其與和的關(guān)系為 B A.B.C.D.10.渦流式電感傳感器的測量電路一般用 B A.電容反響式放大電路B.阻抗分壓式調(diào)幅電路或調(diào)頻電路C.電阻電容式積分電路D.電橋式脈寬調(diào)制電路11.電荷放大器是一個 C 放大器。A.高增益，帶電阻的電流反響式B.低增益，帶電容反響的積分運算C.高增益，帶電容反響的運算D.帶電橋的高增益12.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(yīng)電動勢13.一般常用的光電池有硒、硅、碲化鎘、硫化鎘等的pn結(jié)，其中作為能量轉(zhuǎn)換器使用最多的是B 光電池。A.硒B.硅C.碲

31、化鎘D.硫化鎘14.傳感器與被測量的對應(yīng)程度可用其 A 表示。A.準(zhǔn)確度B.穩(wěn)定性C.線性D.靈敏度15.設(shè)*信號中最高頻率為fc，按采樣定理，采樣頻率fs必須 B A.大于fc的34倍B.大于fc的2倍C.等于fc的2倍D.小于fc的2倍16.自相關(guān)函數(shù)是區(qū)別信號類型的一個有效手段，假設(shè)信號中含有周期成分則其自相關(guān)函數(shù) C A.在很大時衰減也很小B.在很小時衰減就很大C.在很大時都不衰減并具有明顯的周期性D.在很大時不衰減但不具明顯的周期性17.兩個均值為零且具有一樣頻率的周期信號，其互相關(guān)函數(shù)中保存了 D 這兩個信號的圓頻率這兩上信號的幅值*0和y0以及相位差其中一個信號的幅值*0或y0而

32、且失去了相位關(guān)系這兩個信號的圓頻率，對應(yīng)的幅值*0和y0以及相位差18.回轉(zhuǎn)軸的誤差運動是指 B 誤差運動。A.軸線的純徑向B.軸線的徑向、軸向和角度的總體C.軸的回轉(zhuǎn)角速度不均勻而導(dǎo)致的D.軸的徑向和軸向19.壓電晶體式測力儀 C 剛度大，靈敏度高、頻率響應(yīng)寬但穩(wěn)定性不良剛度大，靈敏度高、穩(wěn)定性好、但頻率響應(yīng)不寬剛度好，靈敏度高、穩(wěn)定性好、頻率響應(yīng)寬剛度好，靈敏度低、穩(wěn)定性不良、頻率響應(yīng)寬20.通常采用的彈性式壓力敏感元件有D 三類。A.波登管、膜片和雙金屬片B.八角環(huán)、膜片和波紋管C.波登管、螺形簧和C形簧D.波登管、膜片和波紋管三、多項選擇題在以下各小題的五個備選答案中有二至五個正確答案

33、，請將正確答案全部選出，并將其字母填入題干的括號，正確答案沒有選全或有錯選的，該題無分。每題1分，共10分1.周期信號的強(qiáng)度以( ABDE )來表達(dá)。A.峰值B.絕對均值C.方差D.有效值E.平均功率2. 一般交流電壓表均按有效值刻度在測量非正弦信號時,其輸出量(AD )不一定和信號的有效值成比例一定和信號的有效值成比例一定和信號的峰值成比例可能和信號的峰值或者絕對均值成比例,視表檢波電路而定E.一定和信號的絕對均值成比例3. 非周期信號的幅值譜|*(f)|和周期信號的幅值譜|很相似,但兩者是有差異的。其差異突出表現(xiàn)在( BC )A.|的量綱與信號幅值量綱不一樣B.|*(f)|的量綱與信號幅值

34、量綱不一樣C.|的量綱與信號幅值量綱一樣D.|*(f)|的量綱與信號幅值量綱一樣E.|和|*(f)|的量綱雖然一樣但物理概念不一樣4.假設(shè)G(f)是g(t)的頻譜,設(shè)g(t)為時域中的周期脈沖序列,其周期為Ts，其幅值為1，則頻域中的G(f)必為 ACD A.周期脈沖序列B.周期連續(xù)函數(shù)C.周期為D.幅值為E.非周期連續(xù)函數(shù)5.描述各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信號的主要特征參數(shù)有 ABCDE A.均值、方差B.均方值C.概率密度函數(shù)D.自相關(guān)函數(shù)E.功率譜密度函數(shù)6.一般而言，測量裝置的靈敏度越高，則 CE A.動態(tài)特性越好B.動態(tài)特性越差C.測量圍越窄D.測量圍越寬E.穩(wěn)定性越差7.所謂伯德圖Bode圖是指

35、 BC 曲線的總稱。A.B.C.D.E.8.實際濾波器的根本參數(shù)有 ABCD A.紋波幅度和截止頻率B.帶寬和品質(zhì)因素C.倍頻程選擇性D.矩形系數(shù)E.放大系數(shù)9.實現(xiàn)A/D變換的方法很多。例如ACDE A.積分式B.微分式C.跟蹤比擬式D.斜坡比擬式E.逐次逼近式10.考慮到不失真條件，光線示波器中的振子應(yīng)有如下要求 BD 固有頻率應(yīng)盡可能高，阻尼比盡可能低阻尼比接近0.7,固有頻率約為被測信號的2倍固有頻率應(yīng)盡可能低,阻尼比接近0.7活動部件轉(zhuǎn)動慣量要小要用扭轉(zhuǎn)剛度較小的絲,相應(yīng)地該振子的靈敏度提高四、問答題每題5分，共25分電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？以下圖是一種傳感器

36、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。選用傳感器時要考慮哪些問題？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)？光電轉(zhuǎn)換元件有哪些優(yōu)點？由于這些優(yōu)點使它在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。計算題每題10分，共20分1.用一階量儀作100Hz正弦信號的測量，如要限制振幅誤差在5%以，則該量儀的時間常數(shù)應(yīng)設(shè)計成多大？2.*光線示波器的振動子輸入i(t)為單位階躍，輸出如以下圖所示的衰減振動，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動子的固有頻率及阻尼比。綜合題共10分一精細(xì)高速機(jī)床，傳動局部由電機(jī)、齒輪、滾動軸承等組成，因操作不當(dāng)產(chǎn)生了振動現(xiàn)象。現(xiàn)要求：組成一個測量該振動加速度

37、的測試系統(tǒng)以框圖形式表述簡述傳感器的選用原則，簡述框圖各組成局部的作用，簡述信號分析時，欲得到信號頻譜所采用數(shù)字信號處理的具體步驟。任選題共5分。以下共有3小題，考生任選一題解答，多做則以前一題計分。采用數(shù)字信號處理方法對測試信號進(jìn)展分析前,必須對所獲取的模擬信號進(jìn)展哪些預(yù)處理工作？一磁電式速度傳感器的幅頻和相頻特性如以下圖所示，其中為該傳感器的固有角頻率，為被測角頻率，其阻尼比為0.7，為了盡量減小測量時的幅值和相位誤差，1該傳感器應(yīng)工作在什么條件下？2f0=10Hz時，其工作最低頻率(f)圍應(yīng)為多少？測量主軸回轉(zhuǎn)誤差運動，需使用位移傳感器。試根據(jù)回轉(zhuǎn)誤差運動測量的特定情況例如：準(zhǔn)確度高、量

38、程圍小、不允許與測量零件接觸、主軸外表材質(zhì)不一定均勻等，逐一分析電感式、電容式、電阻式、光柵式、磁柵式的性能，確定它們適用與否。-. z.傳感器與測試技術(shù)試題1參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、判斷題(每題2分，共10分) 1. 2. 3. 4. 5.二、單項選擇題(每題1分，共10分) 1.A 2.B 3.A 4.C 5.B 三、填空題(每空1分，共30分) 1.A 2A 2.周期 頻率 3.幅值 相位 4.位移 速度 加速度 5.壓電式 標(biāo)定 6.(順)壓電 電荷 7.力 加速度 阻抗(或?qū)Ъ{) 8.電容C 積分 準(zhǔn)確 越小 9.振動子 電流 光線 10.接觸電勢 溫差電勢 11.分辨力 12.0=

39、13.莫爾條紋 位移放大 平均光柵誤差四、簡答題(每題5分，共20分) 1.因壓電式傳感器的輸出電阻很大、電荷量很??；普通放大器輸入電阻較小，不能直接放大；阻抗變換器具有輸入阻抗高，輸出阻抗小。 2.金屬電阻應(yīng)變片是利用電阻應(yīng)變效應(yīng)；半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用壓阻效應(yīng)。 3.電動式激振臺由驅(qū)動線圈、勵磁線圈、磁缸、工作臺面、支承彈簧及導(dǎo)向裝置等組成；根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在工作臺面的驅(qū)動線圈以交變電流，在磁缸的恒定磁場中產(chǎn)生相應(yīng)的交變運動(振動)。 4.工作頻帶寬；信號可反復(fù)重放；多通道同時記錄；信號頻率可變；可與計算機(jī)配合使用。五、計算題(每題10分，共30分) (10分) 幅頻圖 2.|H(j)|=

40、5分 T1=1S, 1=2 A1()=0.4139 T2=2S, 2= A2()=0.6728 T3=5S, 3=0.4 A3()=0.9154 5分 3.(1)u(t)=kUi(A+Bcos10t)cos1000t 輸出信號波形為調(diào)幅波 5分(2) 幅頻譜圖 5分傳感器與測試技術(shù)試題2參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、判斷題(每題1分，共10分) 1. 2. 3. 4. 5.二、單項選擇題(每題1分，共10分) 1.C 2.A 3.B 4.D 5.A三、填空題(每空1分，共20分) 1.斜率 2.接觸電勢 溫差電勢 3.全橋 4.乘積 之和 5.電流 6.幅值恒為一 7.壓阻 8. 9.Acos(t+)

41、 2A 10.加速度共振 d=0 11. 1/ 12.線圈運動速度 13.微積分 加速度 位移 14.和差特性四、簡答題(每題10分，共30分) 1.因壓電式傳感器的輸出電阻很大、電荷量很小，信號微弱；電荷放大器具有輸入阻抗高，輸出電壓與壓電式傳感器電荷成正比、與反響電容成反比；與電纜分布電容無關(guān)；電壓放大器具有電路簡單，本錢低，壓電式傳感器須與電纜配套使用。 2.框圖： 傳感器輸出信號為：弱低頻簡諧信號 振蕩器輸出信號為：高頻載波信號 電橋和放大器輸出信號為：弱高頻調(diào)幅波和強(qiáng)高頻調(diào)幅波 相敏檢波器輸出信號為：具有正負(fù)極性的高頻調(diào)幅波 低通濾波器輸出信號為：強(qiáng)低頻簡諧信號 3.差動變壓器屬于電

42、感式傳感器；由可動鐵芯和二個次級線圈組成差動變壓器，當(dāng)鐵芯移動時，二個互感變化，形成差動電壓；輸出的調(diào)幅波與鐵芯位移成正比。五、計算題(每題10分，共30分)1.解：(1) u(t)= 5分 (2) Fu(t)=5分2.解：1=31.4A1()=3.06, 1()=-12.35y1(t)=306sin(31.4t+17.65) 2=314A2()=0.755, 2()=-148.24 5分y2(t)=37.8sin(314t-168.24) y(t)=306sin(31.4t+17.65)+37.8sin(314t-168.24) 5分3.解：(1)u(t)= 5分(2) u(t)=0.375

43、sin(31416t) 5分傳感器與測試技術(shù)試題3參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題(每空2分，共20分)1. ON-OFF型微動開關(guān)2.電子掃描3.材料壓阻系數(shù)4.金屬5.磁頭所處的位置6.動態(tài)性能7.標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)8.不失真測量9.溫度差10.交流二、單項選擇題(每題2分，共20分) 1.C 2.C 3.C 4.D 5.A 6.A 7.A 8.D 9.A 10.C 三、問答題(每題4分，共20分)1.在靜態(tài)測量中，根據(jù)繪制的定度曲線，可以確定測量系統(tǒng)的三個靜態(tài)特性：靈敏度，非線性度，回程誤差。2.調(diào)頻波波形頻率f與中心頻率f0和調(diào)制波幅值的關(guān)系f=f0f,f為頻率偏移，與*(t)幅值成正比。3.*

44、1(t) *3(t) *5(t)周期函數(shù)，*2(t) *4(t)非周期函數(shù)4.1)軸類零件受扭矩作用時，在其外表產(chǎn)生切應(yīng)變，可通過測量該應(yīng)變檢測扭矩，如電阻應(yīng)變式扭矩傳感器。2)彈性轉(zhuǎn)軸受扭后，兩端面的相對轉(zhuǎn)角只與所承受的扭矩有關(guān)，且呈比例關(guān)系，可通過測量扭轉(zhuǎn)角測量扭矩，如電容式或光電式扭矩傳感器。5.布置原則有：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最正確；(2)在復(fù)合載荷下測量，能消除相互干擾；(3)考慮溫度補償作用；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。四、計算題(每題8分，共24分)1.(1)測量時，齒輪隨工作軸一起轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)過一個齒，傳感器磁路磁阻變化一次，磁通也變化

45、一次，因此，線圈感應(yīng)電動勢的變化頻率f等于齒輪的齒數(shù)Z與轉(zhuǎn)速n的乘積。f=nZ/60n=80(r/min) 4分(2)讀數(shù)誤差為1齒，所以應(yīng)為轉(zhuǎn)，即：n=80 (r/min) 4分2.(1)f0=幅頻示意圖：4分(2)周期信號*(t)的角頻率=125.6f1=信號*(t)的頻率在該濾波器的通頻帶。4分3.由于1(f) 33(f)又 2cos(2f0t)(f-f0)+(f+f0)根據(jù)傅里葉變換的線性疊加原理：2cos(2f0t)+3(f-f0)+3(f)+(f+f0) 4分時域圖見圖a，頻域圖見圖b4分五、應(yīng)用題(每題8分，共16分)1.(1)傳感器的構(gòu)造如圖a所示，它由傳力塊、彈性圓桶、雙螺管

46、線圈、銜鐵、傳感器座等幾局部組成。原理：被測力F通過傳力塊作用在彈性圓桶上，彈性圓桶的變形帶動銜鐵移動，使雙螺管線圈的電感量發(fā)生變化，從而實現(xiàn)力的測量。4分(2)電橋的接法如圖b所示：4分2.(1)應(yīng)變片(R1、R2、R3、R4)粘貼位置如圖a所示；測量電橋如圖b所示。4分(2)根據(jù)以上位置布片和電橋接法，著力點位置的變化不會影響Pz的大小，因為在頂尖上的分力Pz1、Pz2，Pz=Pz1+Pz2，由Pz1、Pz2引起的電阻R1、R3的變化值之和保持不變，故Pz的測量不受著力點的移動而改變。4分傳感器與測試技術(shù)試題4參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)單項選擇題本大題共10題，每題2分，共201.C2.D3.A4

47、.D5.C6.D7.C8.D9.A10.B填空題本大題共10小題，每題2分，共20分1定(或校準(zhǔn)或測試)2測量圍3智能化4(K0/K0)100%5細(xì)分6增大 7極距(或間隙)8 11099.微分法10.負(fù)問答題本大題共5小題，每題4分，共20分1傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容易受電纜電容的影響。 傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。21由固定繞組和滑動繞組組成。 2檢測感應(yīng)電動勢的相位，從而根據(jù)相位確定位移量的大小和方向。3壓磁式扭矩儀的軸是強(qiáng)導(dǎo)磁材料。根據(jù)磁彈效應(yīng)，當(dāng)軸受扭矩作用時，軸的磁導(dǎo)率發(fā)生變化

48、，從而引起線圈感抗變化，通過測量電路即可確定被測扭矩大小。4主要特點是：熱容量小或熱慣性小，時間常數(shù)小，反響速度快。51多面棱鏡高速旋轉(zhuǎn)，將激光器發(fā)出的激光束反射到條形碼上作一維掃描。 2條形碼反射的光束經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及放大元件接收并放大后再傳輸給信號處理裝置。計算題本大題共3小題，每題8分，共24分114分 2頻率計的計數(shù)裝置讀數(shù)誤差為1個數(shù)字，對應(yīng)的角位移為轉(zhuǎn)=轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)速誤差為轉(zhuǎn)/分4分2熱敏電阻的一般表達(dá)式為： 式中：RT為溫度T=t+273.15(K)時的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+273.15(K) 時的熱敏電阻的電阻值； 設(shè)t0=20,T0=t0+273.15=293.

49、15(K)。則上式中的R0即為所求的值。根據(jù)題中所給條件，有 1 2 4分1、2兩式兩邊取對數(shù)有因此該熱敏電阻在20的電阻值為： 4分 34分4分應(yīng)用題本大題共2小題，每題8分，共16分 114分 2當(dāng)D3D2D1D0=1000時，4分2直流分量A00一次諧波分量 A1二次諧波分量 A20三次諧波分量 A3四次諧波分量 A40五次諧波分量 A54分其幅值譜如右圖所示。4分傳感器與測試技術(shù)試題5參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題(每空1分，共10分)1.確定性信號和非確定性信號(或隨機(jī)信號)2.各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程(或遍歷隨機(jī)過程)3.頻率保持性4.BTe=常數(shù) (或 B)5.H(S)=H1(S)+H2(S)6.頻混(或混疊)7.08.19.傅里葉變換的卷積10.0二、單項選擇題(每題2分，共20分) 1.B 2.C 3.B 4.C 5.D 6.B 7.D 8D 9.D 10.C三、問答題(每題6分，共30分)1.測試裝置的靜態(tài)特性就是指在靜態(tài)測量情況下描述實際測試裝置與理想定常線性系統(tǒng)的接近程度。常用的特性參數(shù)有靈敏度、線性度和回程誤差等。2.測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是A()=A0=常數(shù)()=-t0為能滿足上述條件，對于一階裝置，時間常數(shù)原則上越小越好