工程測(cè)試考試簡答題

問答題1什么是測(cè)試？說明測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。答：測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測(cè)量過程，也是獲取信息的過程。（1） 測(cè)量對(duì)象（2） 傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。（3） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號(hào)調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。（4） 信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理（如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等）（5） 顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。2說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？相同之處在于：都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=（1+2H）￡+入E￡，其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，（1+2H）￡是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，入E￡是由電阻率的變化引起的阻值變化。不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/Re（1+2H）￡，SH+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以dR/R=AE￡，SR入E。各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。3選用傳感器的原則是什么基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測(cè)信號(hào)的性質(zhì)相匹配。靜態(tài)特性方面：a、應(yīng)使被測(cè)量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)；b、傳感器的分辨率（力）從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測(cè)量要求的分辨率（力）c、滿足實(shí)際要求的條件下，精度不宜過高。4交流電橋達(dá)到平衡時(shí)必須滿足的條件是什么？如何來實(shí)現(xiàn)交流電橋的平衡？答：兩個(gè)條件：相對(duì)兩臂阻抗之模的乘機(jī)應(yīng)相等，并且它們的阻抗角之和也必須相等。實(shí)現(xiàn)：電阻平衡，電容平衡。5簡要說明如何求解測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述的3個(gè)函數(shù)，它們之間有何內(nèi)在關(guān)系？答：對(duì)系統(tǒng)的微分方程做拉氏變換，傳遞函數(shù)為輸出和輸入的拉氏變換之商，另拉氏變換中的S=jw即可求得頻率響應(yīng)函數(shù)，對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行拉氏反變換就可求得脈沖響應(yīng)函數(shù)。它們之間的關(guān)系分別是拉氏變換對(duì)和傅立葉變換對(duì)關(guān)系。6以二階系統(tǒng)為例，簡述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，并簡要說出二階系統(tǒng)的特性。答：一般步驟：1）對(duì)系統(tǒng)建模，2）求拉氏變換3）求傳遞函數(shù)4）求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性特性：a曲線與&有關(guān)，不同的E對(duì)應(yīng)不同的特性曲線，E>1過阻尼系統(tǒng)；E=1臨界阻尼系統(tǒng)；E<1欠阻尼系統(tǒng)。b當(dāng)①《④n時(shí)|h（①）|=1，當(dāng)①》④n時(shí)\h（w）1—0°c當(dāng)選取&=0.6~0.8時(shí)|h（①）|=1的頻率范圍最大，而中（w）近似直線，也就是說，在這種情況下，系統(tǒng)的工作頻率范圍大，動(dòng)態(tài)誤差小。dW^越大，保持動(dòng)態(tài)誤差在一定范圍內(nèi)的工作頻率范圍越寬。7什么是調(diào)制和解調(diào)？其作用是什么？調(diào)制：就是使一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一個(gè)信號(hào)的控制下而發(fā)生變化的過程。解調(diào)：從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過程。作用：調(diào)制的目的：使緩變信號(hào)便于放大和輸出。解調(diào)的目的：恢復(fù)原信號(hào)。8簡述信號(hào)不失真條件。對(duì)一個(gè)測(cè)試裝置，其輸出y(t)和輸入x(t)滿足y(t)=A0x(t-T0)。式中A。、t0均為常量。則H(jw)=氣廠八°’，即實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的基本條件為A(w)=A°=常數(shù)，^(w)=-T39按一階系統(tǒng)為例，簡述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，0并簡要說出一階系統(tǒng)的特性。答：一般步驟：1)對(duì)系統(tǒng)建模，2)求拉氏變換3)求傳遞函數(shù)4)求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性；特性：10、在用應(yīng)變儀測(cè)量機(jī)構(gòu)的應(yīng)力，應(yīng)變時(shí)，如何消除由于溫度變化所產(chǎn)生的影響？利用電橋的和差特性，將兩片應(yīng)變片分別接到測(cè)量機(jī)構(gòu)的相對(duì)面上，并接入電橋中相鄰的橋臂上，使得由于溫度變化而導(dǎo)致的輸出電壓無用值相互抵消。11把一個(gè)變阻器式傳感器按如圖接線，它的輸入量是什么？輸出量是什么？在什么條件下，它的輸出量與輸入量之間有較好的線性關(guān)系？輸入量是被測(cè)量的位移。輸出量是電壓值。只有當(dāng)變阻器的最大電阻值與后接電路的輸入電阻比值趨于0時(shí)，它的輸出量與輸入量之間有較好的線性關(guān)系q.=d-F12、試用方框圖描述測(cè)試系統(tǒng)的組成，并簡述測(cè)試工作的全過程。傳感器將被測(cè)物理量(如噪聲，溫度等)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析，顯示記錄裝置則測(cè)量結(jié)果顯示出來，提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置。13、簡述壓電效應(yīng)現(xiàn)象；石英晶體所產(chǎn)生的橫向和縱向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷聚集在哪里？其大小分別如何計(jì)算？某些物質(zhì)在外力的作用下，不僅幾何尺寸發(fā)生了變化，而且內(nèi)部極化，某些表面上出現(xiàn)電荷，形成電場(chǎng)。當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來的狀態(tài)，這一現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)現(xiàn)象。石英晶體所產(chǎn)生的眾向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷七聚集在與電軸(X)垂直的平面上，其大小為q=dii?F。石英晶體所產(chǎn)生的橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷氣聚集在與電軸(X)垂直的平面上，其大小為qx=di2?F?alb。a、b分別為晶體片的長度和厚度。14試說明二階裝置阻尼比￡多采用0.6?0.8的原因。答：從不失真條件出發(fā)分析?！暝?.707左右時(shí)，幅頻特性近似常數(shù)的頻率范圍最寬，而相頻特性曲線最接近直線。,,擬使用金屬應(yīng)變片作為傳感器，后接直流電橋方案，請(qǐng)問應(yīng)采用何種又能提高測(cè)量靈敏度？16周期信號(hào)的頻譜具有以下三個(gè)特點(diǎn):離散性、諧波性、,,擬使用金屬應(yīng)變片作為傳感器，后接直流電橋方案，請(qǐng)問應(yīng)采用何種又能提高測(cè)量靈敏度？16周期信號(hào)的頻譜具有以下三個(gè)特點(diǎn):離散性、諧波性、17如圖所示試件，布片和組橋方案，收斂性欲測(cè)作用在其上的力F時(shí)使得既能消除溫度的影響，選擇兩個(gè)相同規(guī)格的應(yīng)變片R1和R2，同時(shí)選擇兩個(gè)和應(yīng)變片的初始電阻值相同的純電阻R3和R4。將應(yīng)變片R1平行貼在構(gòu)件上表面，應(yīng)變片R2平行貼在構(gòu)件對(duì)應(yīng)下表面；根據(jù)電橋轉(zhuǎn)換原理，按右圖組橋就能滿足要求。18光電傳感器包含哪兒種類型？各有何特點(diǎn)？用光電式傳感器可以測(cè)量哪些物理量？解答：包括利用外光電效應(yīng)工作的光電傳感器、利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電傳感器、利用光生伏特效應(yīng)工作的光電傳感器三種。外光電效應(yīng)（亦稱光電子發(fā)射效應(yīng)）一光線照射物體，使物體的電子逸出表面的現(xiàn)象，包括光電管和光電倍增管。內(nèi)光電效應(yīng)（亦稱光導(dǎo)效應(yīng)）一物體受到光線照射時(shí)，物體的電子吸收光能是其導(dǎo)電性增加，電阻率下降的現(xiàn)象，有光敏電阻和由其制成的光導(dǎo)管。光生伏特效應(yīng)一光線使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)。光電池19何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？用霍爾元件可測(cè)哪些物理量？請(qǐng)舉出三個(gè)例子說明。解答：霍爾（Hall）效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過薄片時(shí)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的兩側(cè)面上將產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生的電位差稱為霍爾電勢(shì)?；魻栃?yīng)產(chǎn)生的機(jī)理（物理本質(zhì)）：在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷受到磁場(chǎng)力/乙（稱為洛侖茲力）作用，而向垂直于磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)方向的方向移動(dòng)，在兩側(cè)面產(chǎn)生正、負(fù)電荷積累。應(yīng)用舉例：電流的測(cè)量，位移測(cè)量，磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量，力測(cè)量；計(jì)數(shù)裝置，轉(zhuǎn)速測(cè)量（如計(jì)程表等），流量測(cè)量，位置檢測(cè)與控制，電子點(diǎn)火器，制做霍爾電機(jī)一無刷電機(jī)等。20有一批渦輪機(jī)葉片，需要檢測(cè)是否有裂紋，請(qǐng)舉出兩種以