工程測(cè)試技術(shù)期末考試

1、1.填空題(20*/20Xl*)1)2)3)4)5)6)7)光電傳感器應(yīng)用可歸納為輻射式（直射式）、吸收式、遮光式、反射式四種基本形式。應(yīng)變片屬于電阻式傳感器、可以測(cè)力、加速度、位移變阻器式傳感器類型為直線位移型、角位移型、非線性型熱電阻與放大器接線方式：兩線制、三線制和四線制三角窗，主瓣寬約為矩形窗的2倍，旁瓣小，無(wú)負(fù)旁瓣信號(hào)截?cái)?如何減少能量泄漏：信號(hào)整周期截?cái)啵ㄔ黾觴（n）長(zhǎng)度）；緩慢截?cái)啵哟疤幚恚┤哂喽葔嚎s是一個(gè)可逆過程，因此叫做無(wú)失真壓縮，或稱保持型編碼；不可逆壓縮，或稱有失真編碼、熵壓縮（主要有特征提取和量化兩種方法）8）窗函數(shù)的作用是為了減少頻譜能量泄露，用不同的截取函數(shù)（窗函

2、數(shù)）對(duì)信號(hào)進(jìn)行截?cái)?）放大器的安放部位：靠近信號(hào)源有助于提高信噪比，數(shù)據(jù)采集板無(wú)助于提高信噪比10）A/D轉(zhuǎn)換包括了采樣、量化、編碼等過程；量化是將連續(xù)數(shù)值信號(hào)變成離散數(shù)值信號(hào)11）A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)：分辨率、轉(zhuǎn)換速度、模擬信號(hào)的輸入范圍；D/A轉(zhuǎn)換器技術(shù)指標(biāo)是分辨率、轉(zhuǎn)換速度、模擬信號(hào)的輸出范圍12）用計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)試信號(hào)處理時(shí)，不可能對(duì)無(wú)限長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和運(yùn)算，而是取其有限的時(shí)間片段進(jìn)行分析，這個(gè)過程稱信號(hào)截?cái)嘟猓涸撔蛄袨橹芷谛盘?hào)。離散的周期信號(hào)滿足：.v（n）=x（協(xié)）,7V為為整數(shù)或有理數(shù)時(shí)，.v（n）即為周期序列，滿足關(guān)系式的最小正整數(shù)。因此，周期.=271/（311/7）=14

3、/3914IN=142.簡(jiǎn)答題（30*/5X6*）解：周爭(zhēng)信號(hào)滿足條件：x（O=x（/+nI）;形。cos22ti/=0.5*1+cos（4k1）;仁0.5周期10510152025302.能量泄漏分主瓣泄漏和旁瓣泄漏，主瓣泄漏可以減小因柵欄效應(yīng)帶來的譜峰幅值估計(jì)誤差，有好的一面，而旁瓣泄漏則是有害的。從克服柵欄效應(yīng)誤差角度看，能量泄漏是有利的。3）選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測(cè)量方式等六個(gè)方面的問題。一般講，傳感器的靈敏度越高越好，因?yàn)殪`敏度高，意味著傳感器所能感知的變化量??；實(shí)際傳感器的響應(yīng)總有一定延遲，但希望延遲時(shí)間越短越好；在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例

4、關(guān)系；影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間與環(huán)境；精確度表示傳感器的輸出與被測(cè)量的對(duì)應(yīng)程度。4）傳感器測(cè)量金屬板厚：一電感式傳感器（渦流式），利用金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的渦流效應(yīng)工作，一塊金屬板置于一只線圈附近，間距為5，根據(jù)楞次定理，當(dāng)8變化時(shí)，會(huì)使原線圈與等效阻抗發(fā)生變化，變化程度同8有關(guān)，可以測(cè)得板厚；二電容式傳感器，極距變化88A型，由C=-0（8為極板間介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù)，80為真空中的介電常數(shù)，8為極板間80距離，A為極板面積），板厚變化時(shí)，8也會(huì)發(fā)生變化，引起C改變，可測(cè)金屬板厚。5）采樣定理：為保證采樣后信號(hào)能真實(shí)地保留原始模擬信號(hào)信息，信號(hào)采樣頻率必須至少為原信號(hào)中最高頻率成分的2倍。

5、這是采樣的基本法則，稱為采樣定理。Fs2Fmax，需注意，滿足采樣定理，只保證不發(fā)生頻率混疊，而不能保證此時(shí)的采樣信號(hào)能真實(shí)地反映原信號(hào)x（t）。工程實(shí)際中采樣頻率通常大于信號(hào)中最高頻率成分的3到5倍。混迭頻率=Fs-信號(hào)頻率（Fs表示采樣頻率）13）每周期應(yīng)該有多少采樣點(diǎn)：最少兩點(diǎn)14）信息的基本性質(zhì)：可識(shí)別（可獲?。豢赊D(zhuǎn)換；可存儲(chǔ)；可傳輸15）相關(guān)系數(shù)：描述變量x,y的相關(guān)性，完全相關(guān)p=1,完全不相關(guān)p=0,負(fù)相關(guān)p=-116）（工程應(yīng)用）機(jī)械加工表面粗糙度自相關(guān)分析；軸心軌跡測(cè)量自相關(guān)分析；測(cè)量轉(zhuǎn)速自相關(guān)分析；地下輸油管道漏損位置的探測(cè)互相關(guān)分析；地震位置測(cè)量互相關(guān)分析；聲波傳播速度

6、測(cè)量互相關(guān)分析；聲源位置測(cè)量互相關(guān)分析（時(shí)間延時(shí)，積分，自或互相關(guān)分析）17）互相關(guān)分析的主要應(yīng)用：滯后時(shí)間確定；信號(hào)源定位；測(cè)速；測(cè)距離18）調(diào)制種類：幅度凋制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制；調(diào)幅是將一個(gè)高頻正弦型信號(hào)（或稱載波）與測(cè)試信號(hào)相乘，使載波信號(hào)幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化；失真的形式包括過調(diào)失真（m1,非抑制調(diào)幅或偏置調(diào)幅）和重疊失真19）抑制調(diào)幅，將調(diào)制信號(hào)x（t）直接與載波信號(hào)z（t）相乘，這種調(diào)幅波具有極性變化；非抑制調(diào)幅，對(duì)信號(hào)x（t）進(jìn)行偏置，疊加直流分量A,使偏置后信號(hào)都具有正電壓，這種調(diào)制方法稱為非抑制調(diào)幅，或偏置調(diào)幅20）濾波器分類：低通、高通、帶通、帶阻。低通濾波器和高通濾

7、波器是濾波器的兩種最基本的形式，帶通濾波器是低通濾波器和高通濾波器的串聯(lián)，帶阻濾波器是低通濾波器和高通濾波器的并聯(lián)（頻率fl和f2之間沒有數(shù)值大小上的關(guān)系）-21）熱電偶反向串聯(lián)，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間溫度差；并聯(lián)或正向串聯(lián)，測(cè)量平均溫度。串聯(lián)優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)大，儀表的靈敏度大大增加，且避免了熱電偶并聯(lián)線路存在的缺點(diǎn)，可立即可以發(fā)現(xiàn)有斷路。缺點(diǎn)：只要有一支熱電偶斷路，整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)將停止工作。（材料和溫度決定了有無(wú)電動(dòng)勢(shì)、冷端補(bǔ)償）22）要求準(zhǔn)確讀出主瓣頻率，不考慮幅值精度，選用主瓣寬度比較窄的矩形窗，如測(cè)量物體的自振頻率；分析窄帶信號(hào)，且有強(qiáng)噪聲，選用旁瓣幅度小的窗函數(shù)，如漢寧窗、三角窗；隨時(shí)間按指數(shù)衰減的

8、函數(shù)，可采用指數(shù)窗來提高信噪比3.解析題（30*/2X15*）（1）根據(jù)FT的頻移特性乙（必2才筆仙+%+禺仙-他）気冋（g）At=:解法1：根據(jù)FT的頻移特性Fx（/）costy（jf二*X9+%）+/（tw-購(gòu)因?yàn)閤為矩形麻沖函數(shù)，其頻譜為：%）5警恥遇砒匸珥迺仝鉉+血-心（放人A/D料換的放大，然后送A/D信號(hào)電路中。再由A/D電子秤的原理框圖)工作過程：首先利用由電阻應(yīng)變式傳感器組成的測(cè)量電路測(cè)出物質(zhì)的重量信號(hào)，以模擬信號(hào)的方式傳到A/D傳感器。其次，由A/D轉(zhuǎn)換電路把由差動(dòng)放大器把傳感器輸出的微信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)換電路把接收到的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳送到顯示電路，最后又顯示電路顯示數(shù)據(jù)1.虛擬儀器是計(jì)算機(jī)化儀器，由計(jì)算機(jī)、信號(hào)測(cè)量硬件模塊和應(yīng)用軟件三大部分組成，用戶自定義2.自相關(guān)分析是對(duì)單一的信號(hào)進(jìn)行時(shí)間延時(shí)，然后進(jìn)行自相關(guān)分析，提取周期；互相