檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)資料

《機(jī)械電測(cè)技術(shù)》復(fù)習(xí)資料第一章測(cè)量的基本概念1、什么叫測(cè)量？答:測(cè)量就是把待測(cè)量直接或間接地與另一同類(lèi)的已知量進(jìn)行比較，用已知量作為計(jì)量單位，求得待測(cè)量的過(guò)程。2、國(guó)際單位制中，長(zhǎng)度的計(jì)量單位是什么？答：在國(guó)際單位制中，長(zhǎng)度的計(jì)量單位是米，符號(hào)為m3、測(cè)量?jī)x表應(yīng)具有哪些基本功能？答：測(cè)量?jī)x表應(yīng)具有的基本功能包括：變換功能、選擇功能、比較功能和顯示功能4、精密度、準(zhǔn)確度和精確度的定義及三者的相互關(guān)系如何？答：精密度說(shuō)明了測(cè)量結(jié)果的分散程度，即對(duì)某一穩(wěn)定的被測(cè)量，用同一臺(tái)儀表，由同一個(gè)測(cè)量者用同一精細(xì)程度、在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測(cè)量多次，其測(cè)量結(jié)果的分散程度，反映了測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差的大小；準(zhǔn)確度是指在規(guī)定的條件下，計(jì)量?jī)x器的示值中所有系統(tǒng)誤差的綜合，包括確定的和不確定的兩部分。精確度簡(jiǎn)稱(chēng)精度，是精密度和準(zhǔn)確度的綜合反映，精確度高說(shuō)明精密度和準(zhǔn)確度都很高，二者缺一不可5、測(cè)量?jī)x表有哪些基本結(jié)構(gòu)？試分析它們的特點(diǎn)。答：測(cè)量?jī)x表的基本結(jié)構(gòu)包括：直接變換型、平衡變換型和差動(dòng)變換型三種結(jié)構(gòu)直接變換型結(jié)構(gòu)由n個(gè)組成環(huán)節(jié)串聯(lián)連接而成，信息的變換只沿一個(gè)方向進(jìn)行，是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。平衡變換型結(jié)構(gòu)由正向變換回路和反向變換回路構(gòu)成，是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。差動(dòng)變換型結(jié)構(gòu)由三個(gè)回路組成，具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，是測(cè)試系統(tǒng)中經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)方式。第三章信號(hào)及其描述1、什么叫信號(hào)？答：信號(hào)就是傳載信息的物理量函數(shù)，通常是指隨時(shí)間變化的某種物理量2、信號(hào)分類(lèi)的方式有哪三種？試說(shuō)明在這些分類(lèi)方法中，方波信號(hào)各屬于什么信號(hào)？答：信號(hào)的分類(lèi)方法包括：（1）按信號(hào)的性質(zhì)分類(lèi)

方波信號(hào)屬于確定性信號(hào)，并且是周期信號(hào)按信號(hào)自變量的取值方式分類(lèi)方波信號(hào)屬于連續(xù)信號(hào)從能量、功率的角度分類(lèi)方波信號(hào)屬于功率信號(hào)3、周期信號(hào)的頻譜有何特點(diǎn)？答：周期信號(hào)的頻譜具有離散性、諧波性和收斂性三個(gè)基本特點(diǎn)4、請(qǐng)計(jì)算下圖所示方波信號(hào)的頻譜(幅值為A，周期為T(mén)0)，并畫(huà)出其單邊頻譜和雙邊頻譜圖。解：A(0<t<寸)在一個(gè)周期之內(nèi)可將該方波信號(hào)表示為：x(t)=1T-A(~2<t<0)按照三角函數(shù)展開(kāi)式計(jì)算根據(jù)公式可得：a?！笲x(t)dt=—BAdt+—J0(-A)dt=04A,——(n=1,3,5,…)1n冗0(n=2,4,6,…4A,——(n=1,3,5,…)1n冗0(n=2,4,6,…)2rT°,、.，2A上、=J2x(t)sinn?tdt=(1一cosn兀)=0-2^1^2f—=一J2x(t)cosn?tdt0一2由于該信號(hào)是奇函數(shù)，而余弦信號(hào)是偶函數(shù)，因此兩者的乘積仍然是奇函數(shù)，根據(jù)積分的知識(shí)可知：an=0將同頻率項(xiàng)合并可得:C=\.：a2+b2=|b|=b=—(n=1,3,5,..?)nnnnnn兀

單邊譜:雙邊譜:-730-530-330?303。3305307305、已知f(t)的傅立葉變換為F(w),求下列函數(shù)的傅立葉變換⑴f1(t)=f(at+b)(a,b為常數(shù))(2)f(t)=f(2-1)2解：(1)根據(jù)題意得：f1(t)=f[a(t+b/a)]?利用傅立葉變換的時(shí)移特性和尺度變換特性可得：fi(t)=f(at+b)iaF(a)ja^a^a⑵根據(jù)題意得：f2(t)=f(2-t)=f[-1(t-2)]利用傅立葉變換的時(shí)移特性和尺度變換特性可得：f2(t)=f(2-t)1F(f)e-j2W6、什么是隨機(jī)信號(hào)？答：隨機(jī)信號(hào)就是不能用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的、無(wú)法預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)刻精確值的信號(hào)第四章信號(hào)處理初步1、什么是模一數(shù)轉(zhuǎn)換？主要步驟包括哪些？答：模-數(shù)轉(zhuǎn)換是指將模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列步驟轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程，主要步驟包括：采樣對(duì)連續(xù)的模擬信號(hào)按一定時(shí)間間隔抽取相應(yīng)的瞬時(shí)值的過(guò)程保持采樣周期內(nèi)使信號(hào)的幅值保持為采樣時(shí)刻時(shí)的幅值量化把采樣信號(hào)的幅值與某個(gè)最小數(shù)量單位的一系列整數(shù)倍比較，以最接近于采樣信

號(hào)幅值的最小數(shù)量單位的倍數(shù)來(lái)代替該幅值，這一過(guò)程稱(chēng)為量化2、對(duì)三個(gè)正弦信號(hào)七。)=cos2兀t、x(t)=cos6兀匚x(t)=coslSt進(jìn)行采樣，采樣頻123率為/=4Hz，求三個(gè)采樣輸出序列，比較這三個(gè)結(jié)果，畫(huà)出x1(t)、x2(t)和x3(t)的波形及采樣位置并解釋頻率混疊現(xiàn)象。解：根據(jù)題意可知，采樣時(shí)刻為：t=0t=0.2513=0.5…所以：氣(1)=1氣(2)=。氣(3)=-1x(4)=0??.%⑴=1x2(2)=0x2(3)=-1x2(4)=0…X⑴=1x(2)=0X⑶=-1x(4)=0…33333、什么是采樣定理？答：采樣定理是指對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，應(yīng)使采樣頻率fs大于帶限信號(hào)的最高頻率fh的2倍，即：f=—>2fsths4、請(qǐng)簡(jiǎn)述消除或減小頻率混疊現(xiàn)象的方法。答：頻率混疊是指對(duì)信號(hào)采樣時(shí)，如果采樣的間隔Ts太大，即采樣頻率fs太低，信號(hào)頻譜的平移距離1/Ts過(guò)小，那么移至各采樣脈沖所在處的頻譜X(W)就會(huì)有一部分相互交疊，新合成的X(W)*S(3)圖形與原X(W)不一致的現(xiàn)象。為了消除或減小頻率混疊現(xiàn)象，應(yīng)該：對(duì)被采樣信號(hào)進(jìn)行抗混疊濾波預(yù)處理，使其成為有限帶寬的信號(hào)。選擇合適的采樣頻率(=(3-4)fc5、什么是頻譜泄漏？請(qǐng)簡(jiǎn)述其產(chǎn)生原因及抑制的方法。答：由于矩形窗函數(shù)的頻譜W(w)是無(wú)限帶寬的sinc函數(shù)，故X(w)*S(3)*W(3)也將變成無(wú)限帶寬的信號(hào)，這種信號(hào)能量在頻率軸分布擴(kuò)展的現(xiàn)象稱(chēng)為頻譜泄漏。由于計(jì)算機(jī)只能處理有限長(zhǎng)時(shí)間序列，故無(wú)限長(zhǎng)信號(hào)必須做截?cái)嗵幚?，即乘以有限寬矩形窗函?shù)，即：x(t)s(t)w(t)，所以就造成了頻譜泄漏為了減小或抑制泄漏，可以選用不同形式的窗函數(shù)來(lái)對(duì)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，以改善時(shí)域截?cái)嗵幍牟贿B續(xù)狀況。所選擇的窗函數(shù)應(yīng)力求其頻譜的主瓣寬度窄些、旁瓣幅度小些。窄的主瓣可以提高頻率分辨力；小的旁瓣可以減小泄漏。6、什么是柵欄效應(yīng)？時(shí)域柵欄效應(yīng)與頻域柵欄效應(yīng)相比，哪個(gè)對(duì)信號(hào)的影響更大？為什么？答：對(duì)一函數(shù)實(shí)行采樣，實(shí)質(zhì)上就是“摘取”采樣點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的函數(shù)值。其效果有如透過(guò)柵欄的縫隙觀看外景一樣，只有落在縫隙前的少數(shù)景象被看到，其余景象都被柵欄擋住，視為零。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為柵欄效應(yīng)。不管是時(shí)域采樣還是頻域采樣，都有相應(yīng)的柵欄效應(yīng)。只不過(guò)時(shí)域采樣如滿足采樣定理要求，柵欄效應(yīng)不會(huì)有什么影響。然而頻域采樣的柵欄效應(yīng)則影響頗大，“擋住”或丟失的頻率成分有可能是重要的或具有特征的成分，以致于整個(gè)處理失去意義。7、假設(shè)有一個(gè)信號(hào)x(t)，它由兩個(gè)頻率、相角均不相等的余弦函數(shù)疊加而成，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：x(t)=Acos(①t+甲)+Acos(①t+甲)111222求該信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)。解：根據(jù)自相關(guān)函數(shù)的定義可知：,、「1A2.A2.R(t)=lim—Jx(t)x(t+t)dt=-^sin①t+_^sin①txT021228、如何利用函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)來(lái)區(qū)分信號(hào)的類(lèi)型？答：根據(jù)典型信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，可對(duì)信號(hào)類(lèi)型進(jìn)行區(qū)分。只要信號(hào)中含有周期成分，其自相關(guān)函數(shù)在T很大時(shí)都不衰減，并具有明顯的周期性。不包含周期成分的隨機(jī)信號(hào)，當(dāng)T稍大時(shí)自相關(guān)函數(shù)就將趨于零。寬帶隨機(jī)噪聲的自相關(guān)函數(shù)很快衰減到零，窄帶隨機(jī)噪聲的自相關(guān)函數(shù)則有較慢的衰減特性。9、請(qǐng)簡(jiǎn)述信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。答：互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)是它在工程應(yīng)用中具有重要的價(jià)值，它是在噪聲背景下提取有用信息的一個(gè)非常有效的手段。如果我們對(duì)一個(gè)線性系統(tǒng)（例如某個(gè)部件、結(jié)構(gòu)或某臺(tái)機(jī)床）激振，所測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)中常常含有大量的噪聲干擾。根據(jù)線性系統(tǒng)的頻率保持性，只有和激振頻率相同的成分才可能是由激振而引起的響應(yīng)，其它成分均是干擾。因此只要將激振信號(hào)和所測(cè)得的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)（不必用時(shí)移，T=0）處理，就可以得到由激振而引起的響應(yīng)幅值和相位差，消除了噪聲干擾的影響。這種應(yīng)用相關(guān)分析原理來(lái)消除信號(hào)中的噪聲干擾、提取有用信息的處理方法叫做相關(guān)濾波。它是利用互相關(guān)函數(shù)同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)的性質(zhì)來(lái)達(dá)到濾波效果的。第五章測(cè)試裝置的基本特性

1、什么是線性定常系統(tǒng)的頻率保持性？答：線性定常系統(tǒng)的頻率保持性是指：若該系統(tǒng)的輸入為某一頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)（正弦或余弦信號(hào)），則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出必是、也只是同頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)2、什么是測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性？主要有哪些特性指標(biāo)？答：測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指在測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)輸入信號(hào)不隨時(shí)間變化或變化很緩慢時(shí)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的函數(shù)關(guān)系主要的特性指標(biāo)包括：靈敏度、分辨力、線性度、滯環(huán)、重復(fù)性等3、什么是測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性？答：測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是用來(lái)研究測(cè)試裝置（系統(tǒng)）的輸出量隨時(shí)間變化的曲線與被測(cè)量隨同一時(shí)間變化的曲線的一致程度或接近程度。4、在時(shí)間域、復(fù)數(shù)域和頻率域內(nèi)研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型分別是什么？答：在時(shí)間域研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型包括系統(tǒng)的常系數(shù)微分方程和脈沖響應(yīng)函數(shù)，在復(fù)數(shù)域研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，在頻率域研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型是系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)5、用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為0.35s的一階裝置去測(cè)量周期分別為1s、2s和5s的正弦信號(hào)，問(wèn)幅值誤差是多少？解：根據(jù)題意可知該一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為t=0.35s，因此：（1）周期為1s的正弦信號(hào)其角頻率為：①=2兀/T=2兀1c…根據(jù)一階系統(tǒng)的幅頻特性可知：A=.=0.4141+（免）2因此誤差為：e=(1-A)%=58.6%（2）周期為2s的正弦信號(hào).=0.673\.；1+(T3)2其角頻率為：?=2k/T=k根據(jù)一階系統(tǒng)的幅頻特性可知：A=因此誤差為：e=(1-.=0.673\.；1+(T3)2其角頻率為：①=2兀/T=0.4兀根據(jù)一階系統(tǒng)的幅頻特性可知：A=-1=0.673\.'1+(匚①)2因此誤差為：e=(1-A)%=8.5%16、求周期信號(hào)x(t)=°.5cos10t+°.2cos(100t-45)通過(guò)傳遞函數(shù)為H(s)=0.005s+1的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解：將原信號(hào)分解為：氣(t)=0.5cos10t=0.5sin(10t+兀/2)x(t)=0.2cos(100t-45。)=0.2sin(100t+兀/4)，根據(jù)題意可知該裝置是一階系統(tǒng)，其時(shí)1間常數(shù)為丁=0.005s，所以對(duì)信號(hào)x1(t)：a=q0.9988中=-arctan(T^)q-2.86。V1+(to)2其對(duì)應(yīng)的輸出為：>(t)=0.5x0.9988sin(10t+90。-2.86。)=0.499sin(10t+87.14。)=0.499cos(10t-2.86。)1對(duì)信號(hào)x2(t)：A=,Q0.894中=-arctan(TO)q-26.57。V1+(T①)2所以其對(duì)應(yīng)的輸出為：>(t)=0.2x0.894sin(100t+45。-26.57。)=0.1788sin(100t+18.43。)=0.179cos(100t-71.57。)所以穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為：y(t)=”(t)+%(t)=0.499cos(10t-2.86。)+0.179cos(100t-71.57。)7、時(shí)間常數(shù)T是一階系統(tǒng)的重要參數(shù)，為什么該參數(shù)越小越好？答：從實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件和其它工作性能綜合來(lái)看，對(duì)一階系統(tǒng)而言，如果時(shí)間常數(shù)T越小，則系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，近似滿足不失真測(cè)試條件的通頻帶也越寬。所以一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T原則上越小越好。8、請(qǐng)說(shuō)出測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的時(shí)域、頻域條件，并根據(jù)此條件分析一階系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什么？答：時(shí)域條件為：如果測(cè)試系統(tǒng)的輸入、輸出滿足關(guān)系式y(tǒng)(t)=A0x(t-10)則兩者的波形完全一致，只是幅值被放大了人0倍，時(shí)間上延遲了t0頻域條件：A(w)=A=常數(shù)平(①)=—"t0由于A(W)不等于常數(shù)時(shí)所引起的失真稱(chēng)為幅值失真，？(3)與3之間的非線性關(guān)系所引起的失真稱(chēng)為相位失真。根據(jù)不失真測(cè)試的條件以及一階系統(tǒng)的特性可知，當(dāng)激勵(lì)頻率3較小時(shí)，從幅頻特性和相頻特性來(lái)說(shuō)，一階系統(tǒng)都近似滿足不失真測(cè)試的條件，所以對(duì)一階系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，輸入信號(hào)應(yīng)為低頻信號(hào)。另外，一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小，滿足不失真測(cè)試條件的頻率范圍越寬，因此一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小越好。9、什么是負(fù)載效應(yīng)？請(qǐng)舉一個(gè)具體的例子并簡(jiǎn)單分析。答：負(fù)載效應(yīng)是指某裝置(系統(tǒng))由于后接另一裝置而產(chǎn)生的種種現(xiàn)象例如:例如:未接電壓表之前：U=―U——RxR1+R22接入電壓表之后：U'=U*2*3XR+5R2+R3iR2+R第六章非電量的電測(cè)技術(shù)1、什么叫傳感器？其基本組成是什么？試舉一例說(shuō)明。答：傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置，其基本組成包括敏感元件和轉(zhuǎn)換元件。例如：電阻應(yīng)變式傳感器，其敏感元件為應(yīng)變片，而轉(zhuǎn)換元件就是其測(cè)量電路：電橋2、變阻器式傳感器的優(yōu)、缺點(diǎn)是什么？答：變阻器式傳感器的優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，性能穩(wěn)定；缺點(diǎn)為：耐磨性差，壽命短，分辨力不高，有階梯特性3、金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是什么？?jī)烧哂泻尾煌看穑航饘賾?yīng)變片的基本工作原理是應(yīng)變效應(yīng)，即導(dǎo)體在機(jī)械變形時(shí)，引起阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象。半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是壓阻效應(yīng)，即沿半導(dǎo)體的某一軸向施加一定的載荷而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象以上分析表明，金屬絲電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)別在于：前者利用導(dǎo)體形變引起電阻的變化，后者利用半導(dǎo)體電阻率變化引起電阻的變化4、直流電橋的典型接橋方式有哪些？請(qǐng)畫(huà)出這些方式的結(jié)構(gòu)圖，并從電橋輸出和靈敏度兩個(gè)角度分析其特點(diǎn)。答：直流電橋的典型接橋方式包括：?jiǎn)伪垭姌?、半橋和全橋全橋連接方式的輸出信號(hào)最強(qiáng)，靈敏度最高；半橋方式次之；單臂電橋的輸出最小，靈敏度最低

5、試說(shuō)明提高電橋電壓靈敏度的方法有哪些？答：要提高電橋電路的電壓靈敏度，一方面可以提高供橋電壓，但它受到應(yīng)變片允許功耗的限制，不可能太高；另一方面可以選擇靈敏度系數(shù)高的應(yīng)變片。另外，還可在四個(gè)橋臂中分別串接產(chǎn)生相同應(yīng)變的應(yīng)變片以提高電橋電路的靈敏度。6、變氣隙型、變面積型和螺管型自感傳感器的特點(diǎn)是什么？答：上述三種自感傳感器各具特點(diǎn)：變氣隙式靈敏度高，非線性誤差大，測(cè)量范圍??；變面積式靈敏度較低，但線性度好，測(cè)量范圍大；螺管式靈敏度低，測(cè)量范圍大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有一定非線性。7、簡(jiǎn)單的變間隙式自感傳感器有什么缺點(diǎn)？分析差動(dòng)變間隙式自感傳感器如何克服簡(jiǎn)單自感傳感器的缺點(diǎn)？設(shè)乙。/。0=0.01，求簡(jiǎn)單自感傳感器和差動(dòng)自感傳感器的3次方非線性誤差各為多少？答：簡(jiǎn)單的變間隙式自感傳感器的缺點(diǎn)為：具有初始電感，線圈流向負(fù)載的電流不為零，銜鐵永遠(yuǎn)受有吸力，線圈電阻受溫度影響引起溫度誤差，靈敏度低等。差動(dòng)變間隙式自感傳感器的結(jié)構(gòu)為:在差動(dòng)自感傳感器中，電感變化量為：乩=即:AC，-ASaSaSxr

AL=2L0[—+(—)3+(—)5+]000上式中第一項(xiàng)是線性項(xiàng)，其靈敏度為:AL上式中第一項(xiàng)是線性項(xiàng)，其靈敏度為:AL2L=0ASS由此可見(jiàn)，差動(dòng)自感傳感器的靈敏度是簡(jiǎn)單自感傳感器靈敏度的2倍。另外，差動(dòng)自感傳感器僅包含奇次方非線性項(xiàng)，非線性得到了很大的改善。簡(jiǎn)單自感傳感器的3次方非線性誤差為：X100%=±1.01%L△&/以-LJA8/以+（蜀/）2+阪/）3]0~~0L0A5/50000X100%=±1.01%差動(dòng)自感傳感器的3次方非線性誤差為：72=±(A5/50)2X100%=±0.01%8、用帶相敏檢波的交流電橋作為電感傳感器的測(cè)量電路有何優(yōu)點(diǎn)？答：采用帶相敏檢波的交流電橋，得到的輸出信號(hào)既能反映位移的大小，又能反映銜鐵運(yùn)動(dòng)的方向，并能消除殘余電壓，改善輸出特性。9、請(qǐng)簡(jiǎn)述互感式傳感器的工作原理。答：差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)M的變化。傳感器本身是互感系數(shù)可變的變壓器，由于接線為差動(dòng)工作方式，故稱(chēng)為差動(dòng)變壓器式傳感器。同時(shí)，由于它是基于互感變化的原理，故又稱(chēng)為互感式傳感器。10、什么是零點(diǎn)殘余電壓？它對(duì)測(cè)量有何不良影響？答：當(dāng)差動(dòng)變壓器鐵心位于中間位置時(shí)，由于對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)二次線圈反向串聯(lián)，理論上感生電動(dòng)勢(shì)大小相等、方向相反，因而差動(dòng)輸出電壓應(yīng)該為零，但實(shí)際情況并不為零，總會(huì)有一個(gè)很小的輸出電壓U0，這個(gè)電壓一般稱(chēng)為“零點(diǎn)殘余電壓”。零點(diǎn)殘余電壓的存在使得傳感器輸出特性在零位附近的范圍內(nèi)不靈敏，不利于測(cè)量，并會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。因而零點(diǎn)殘余電壓的大小是評(píng)定差動(dòng)變壓器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。11、請(qǐng)簡(jiǎn)述電容傳感器的工作原理。根據(jù)電容傳感器的基本原理，可將其分為哪三種類(lèi)型？答：c=&A=￡￡Add電容式傳感器的基本工作原理是通過(guò)改變電容器的8r、d、A(或1)參數(shù)中的任何一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)電容C的改變，因此常把電容式傳感器分為三種類(lèi)型，即變面積型、變介質(zhì)介電常數(shù)型和變極板間距型12、電容傳感器常用的測(cè)量電路有哪些？答：電容傳感器常用的測(cè)量電路包括：電橋電路、調(diào)頻電路、差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路、運(yùn)算放大

器電路等13、分析差動(dòng)變氣隙式電容傳感器能改善單個(gè)變氣隙式電容傳感器的非線性和提高靈敏度的原因。設(shè)Ad/d0=0.01，分別計(jì)算它們的3次方非線性誤差是多少？答：差動(dòng)變氣隙式電容傳感器的結(jié)構(gòu)為：TOC\o"1-5"\h\z△』、△』、傳感器電容量的變化為：'C=q—C=2C。[丁+（云）3+（云）5+]000比較可知，其靈敏度提高了一倍，線性度得到了很大的改善。單個(gè)變氣隙式電容傳感器的3次方非線性誤差為:x100%=±1.01%\o"CurrentDocument"CM/d—C[Ad/d+(Ad/d)2+(Ad/d)3]

―000000x100%=±1.01%C0Ad/d0差動(dòng)變氣隙式電容傳感器的3次方非線性誤差為：y2=±（Ad/d0）2x100%=±0.01%14、什么是熱電效應(yīng)？答：兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)封閉回路，如果兩端結(jié)點(diǎn)的溫度不同，則回路中就將產(chǎn)生一定大小的電流，這個(gè)電流的大小與導(dǎo)體材料的性質(zhì)以及結(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)，這種現(xiàn)象稱(chēng)作熱電效應(yīng)，又叫做塞貝克效應(yīng)。15、請(qǐng)簡(jiǎn)述熱電偶的測(cè)溫原理。答：熱電偶的測(cè)溫原理是熱電效應(yīng)。熱電效應(yīng)產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)是由兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)（或稱(chēng)珀?duì)柼妱?dòng)勢(shì)）和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)（或稱(chēng)湯姆遜電動(dòng)勢(shì)）所組成。熱電動(dòng)勢(shì)的大小與兩種導(dǎo)體的材料及結(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)。16、雙鉑銠熱電偶有何特點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：抗污染能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，精度高，可在0-1600°C的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，短期測(cè)量的溫度可達(dá)1800°Co缺點(diǎn)：產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)小，成本高。17、什么是補(bǔ)償導(dǎo)線？它的作用是什么？答：在一定的溫度范圍內(nèi)（0—100°C），其熱電性能與其所連接的熱電偶的熱電性能相同的一種廉價(jià)的導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線的作用：用廉價(jià)的補(bǔ)償導(dǎo)線作為貴重金屬熱電偶的延長(zhǎng)線，以節(jié)約貴重金屬；將熱電偶的冷端遷移至離被測(cè)對(duì)象較遠(yuǎn)而且環(huán)境溫度較恒定的地方，便于冷端溫度的修正和減小測(cè)量誤差；用較粗的補(bǔ)償導(dǎo)線作為熱電偶的延長(zhǎng)線，可以減小熱電偶回路的電阻，以利于顯示儀表的正常工作。18、你學(xué)過(guò)的傳感器中，哪些傳感器是能量控制型傳感器？哪些是能量變換型傳感器？答：電阻傳感器、電感傳感器和電容傳感器是能量控制型傳感器，熱電偶傳感器是能量變換型傳感器19、你學(xué)過(guò)的傳感器中，哪些傳感器可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量？答：電容傳感器和熱電偶傳感器可以實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量20、你學(xué)過(guò)的傳感器中，哪些傳感器可以對(duì)力進(jìn)行測(cè)量？答：電阻傳感器、電感傳感器和電容傳感器都可以對(duì)力進(jìn)行測(cè)量第二部分：考試模擬題一、填空題（30分）1、測(cè)量是指把待測(cè)量直接或間接地與另一同類(lèi)的已知量進(jìn)行比較，用已知量作為計(jì)量單位，求得待測(cè)量的過(guò)程（2分）2、測(cè)量?jī)x表的基本功能包括變換功能、選擇功能、比較功能、顯示功能（4分）3、周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)為：離散性、諧波性、收斂性（3分）

4、傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置，你學(xué)過(guò)的可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量的傳感器有電容傳感器、熱電偶傳感器，能量控制型的傳感器有電容傳感器、電感傳感器，能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有熱電偶傳感器，能夠用來(lái)測(cè)量位移的傳感器有電容傳感器、電阻傳感器等o（10分）5、模一數(shù)轉(zhuǎn)換的主要步驟包括采樣、保持和量化（3分）6、測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是指測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是用來(lái)研究測(cè)試裝置（系統(tǒng)）的輸出量隨時(shí)間變化的曲線與被測(cè)量隨同一時(shí)間變化的曲線的一致程度或接近程度（3分）7、熱電效應(yīng)是指兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)封閉回路，如果兩端結(jié)點(diǎn)的溫度不同，則回路中就將產(chǎn)生一定大小的電流，這個(gè)電流的大小與導(dǎo)體材料的性質(zhì)以及結(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)，熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)包括溫差電動(dòng)勢(shì)和接觸電動(dòng)勢(shì)（5分）二、選擇題（21分）1、國(guó)際單位制中，長(zhǎng)度的計(jì)量單位是（AA、米B、千克C、厘米D、弧度2、測(cè)試系統(tǒng)中性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式為（BA、平衡變換型結(jié)構(gòu)B、差動(dòng)變換型結(jié)構(gòu)C、直接變換型結(jié)構(gòu)3、采樣定理是指（DA、f=—>5fB、f=—>4fsThsThssC、f=—>fD、f=1>2fsThsTh4、在頻率域研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型是CB、傳遞函數(shù)D、微分方程A、脈沖響應(yīng)函數(shù)C、頻率響應(yīng)函數(shù)5、半導(dǎo)體應(yīng)變片的基本工作原理是（CA、磁阻效應(yīng)B、應(yīng)變效應(yīng)C、壓阻效應(yīng)D、霍爾效應(yīng)6、在下列熱電偶中，可以測(cè)量的溫度最高的是（A人、雙鉑銠熱電偶B、鉑銠6一鉑熱電偶C、銅一康銅熱電偶D、鎳格一鎳硅熱電偶7、直流電橋的四個(gè)橋臂按順時(shí)針?lè)较蛞来螢镽1、R2、R3、R4,則該電橋的平衡條件為（B）A、RR=RRB、RR=RRC、RR=RRoB、傳遞函數(shù)D、微分方程123413241423三、簡(jiǎn)答題（24分）1、請(qǐng)簡(jiǎn)述消除或減小頻率混疊現(xiàn)象的方法。答：頻率混疊是指對(duì)信號(hào)采樣時(shí)，如果采樣的間隔Ts太大，即采樣頻率fs太低，信號(hào)頻譜的平移距離1/Ts過(guò)小，那么移至各采樣脈沖所在處的頻譜X（w）就會(huì)有一部分相互交疊，新合成的X（w）*S（3）圖形與原X（w）不一致的現(xiàn)象。為了消除或減小頻率混疊現(xiàn)象，應(yīng)該：（1）對(duì)被采樣信號(hào)進(jìn)行抗混疊濾波預(yù)處理，使其成為有限帶寬的信號(hào)。（2）選擇合適的采樣頻率《=（3-4）f2、時(shí)間常數(shù)T是一階系統(tǒng)的重要參數(shù)，為什么該參數(shù)越小越好？答：從實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件和其它工作性能綜合來(lái)看，對(duì)一階系統(tǒng)而言，如果時(shí)間