測試技術(shù)考研試題

PAGEPAGE12005年碩士研究生入學考試試題考試科目及代碼：測試技術(shù)共頁數(shù)：2說明：1.適用招生專業(yè)：機械設(shè)計及理論、機械電子工程2.可使用的常用工具:計算器3.答題內(nèi)容寫在答題紙上，寫在試卷上一律無效。一、術(shù)語解釋（每小題4分，共20分）A/D轉(zhuǎn)換2、（測試裝置的）動態(tài)特性3、壓阻效應(yīng)4、物性型傳感器5、（測試裝置的）靈敏度二、填空（每空2分，共20分）周期信號可展開成許多乃至無限項之和，但幾個簡諧信號的疊加不一定是周期信號；只有各簡諧成分的頻率比是，合成后的信號才是周期信號。2、正弦函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)是一個，在時有最大值；3、半導體應(yīng)變片的工作原理是基于半導體材料的效應(yīng)，半導體傳感器是一種型傳感器。若要求測試裝置的輸出波形不失真，則其幅頻和相頻特性應(yīng)分別滿足：A()=,=。帶通濾波器可以看成是濾波器和濾波器串聯(lián)組成；三、敘述題（每小題8分，共40分）1、周期信號的強度可用哪些參量描述？對這些參量的意義分別作出解釋。2、試舉出三種可用于非接觸式測量的傳感器名稱，并說明其變換量及各可用于何種測量。3、電阻應(yīng)變片式傳感器可分為哪兩類？各自的工作原理是什么？4、什么是結(jié)構(gòu)型傳感器？什么是物性型傳感器？試舉例說明。5、試述：周期信號的頻譜特點。四、計算題（每小題10分，共40分）計算并作出函數(shù)的頻譜圖。2、已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為H()=,,當輸入為x(t)=0.5cos(10t)時，求幅頻函數(shù)A()，相頻函數(shù)及其輸出y(t)。3、已知信號的自相關(guān)函數(shù)，求該信號的均方值。4、以阻值R=120、靈敏度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負載電阻為無窮大，當應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。五、綜合題（每小題15分，共30分）選用傳感器的基本原則是什么？在實際中如何運用這些原則？試舉一例說明。（以下無文字）2006年碩士研究生入學考試試題考試科目及代碼：測試技術(shù)共2頁說明：1.適用招生專業(yè)：機械設(shè)計及理論、機械電子工程2.可使用的常用工具:計算器3.答題內(nèi)容寫在答題紙上，寫在試卷上一律無效。一、術(shù)語解釋（每小題5分，共20分）線性度幅頻特性3、（信號的）采樣定理4、相關(guān)濾波二、填空（每空1分，共20分）傳感器的線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程，傳感器的響應(yīng)特性必須滿足測試條件；電感式傳感器是把被測量，如等，轉(zhuǎn)換為變化的一種裝置。按照變換方式的不同可分為型與型電感式傳感器。3、所謂調(diào)制就是使一個信號的某些參數(shù)在另一信號的控制下而發(fā)生變化的過程。前一信號稱為，一般是頻率的交變信號。后一信號（控制信號）稱為。最后的輸出是已調(diào)制波。最終從已調(diào)制波中恢復出調(diào)制信號的過程，稱為。4、傳感器的分類方法很多。按被測量分類，可分為傳感器、傳感器、傳感器等；按工作原理分類，可分為式、式、式、式等。按信號變換特征分類，可分為型和型傳感器。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)信號的變化的。三、敘述題（每小題10分，共50分）1、說明：什么是線性測試系統(tǒng)的頻率保持特性？它在測試工作中有哪些重要作用？（12分）2、電渦流式傳感器的工作原理是什么？它有哪些主要優(yōu)點?（12分）3、濾波器的作用是什么？作出低通濾波器的幅頻特性圖并加以說明。（12分）4、試述：函數(shù)與其他函數(shù)的卷積及其重要應(yīng)用(要求作圖說明)。（14分）四、計算題（每小題10分，共40分）1、求正弦信號x(t)=的均值、均方值、有效值x2、一階測試裝置可用微分方程表示為：（式中為時間常數(shù)）試作出其傳遞函數(shù)、幅頻特性A()、相頻特性的表達式（要求寫出導出過程）3、求正弦信號x(t)=的自相關(guān)函數(shù)并對其特性進行評述。4、以阻值R=120、靈敏度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負載電阻為無窮大，當應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。五、綜合題（20分）測試工作的全過程包含著許多環(huán)節(jié)，請作出一般測試系統(tǒng)的大致框圖并加以說明。（以下無文字）姓名：報考學科、專業(yè)：準考證號碼：密封線內(nèi)不要寫題二OO九年招收碩士研究生入學考試試題考試科目及代碼：測試技術(shù)（803）適用專業(yè)：機械設(shè)計及理論、機械電子工程、機械制造及自動化、車輛工程、流體機械及工程可使用的常用工具：無存儲功能的計算器答題內(nèi)容寫在答題紙上，寫在試卷或草稿紙上一律無效考完后試題隨答題紙交回?？荚嚂r間3小時，總分值150分。一術(shù)語解釋(每小題4分,共20分)1、離散信號2、A/D轉(zhuǎn)換3、（測試裝置的）幅頻特性4、梳狀函數(shù)5、時域采樣二判斷選擇題(每題2分,共20分)1、對帶限信號最高頻率f的信號x(t)進行采樣,則采樣頻率f應(yīng)（）。A小于f；B等于f；C大于2f2、自相關(guān)函數(shù)在（）時有最大值。A；B；C3、兩測試環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為H(S)、H(S),將其串聯(lián)組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為（）。AH(S)+H(S)；BH(S).H(S)；CH(S)/H(S)4、對于兩個圓頻率不同的周期信號x(t),y(t),其互相關(guān)函數(shù)等于（）。A0；Bx(0)；Cy(0)5、對信號x(t)進行采樣，是用一個采樣函數(shù)與信號x(t)（）。A相乘；B相加；C相除6、周期信號的頻譜是（）。A連續(xù)的；B離散的；C不確定的7、直流電橋的平衡條件為（）。A相鄰兩臂電阻乘積相等；B相對兩臂電阻乘積相等；C相對兩臂電阻之和相等8、以下哪種傳感器不是物性傳感器。（）A金屬電阻應(yīng)變片B金屬電阻應(yīng)變片水銀溫度計C壓電式傳感器9、時域周期為的單位脈沖序列的頻譜也是周期脈沖序列，其周期為（）。A1；B1/；C10、將周期信號以傅立葉級數(shù)的復指數(shù)函數(shù)展開，其頻譜為（）。A連續(xù)譜；B單邊譜；C雙邊譜三分析敘述題(每小題10分,共40分)1、為滿足測試需要，選用傳感器的基本原則是什么？在實際中如何運用這些原則？試分析說明。2、簡述壓電式傳感器的主要優(yōu)缺點、應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題。3、若要求測試裝置的輸出波形不失真，試分析其幅頻特性A()和相頻特性應(yīng)分別滿足什么條件。4、測試工作的全過程包含著許多環(huán)節(jié)，請作出一般測試系統(tǒng)的大致框圖并加以說明。四計算題(共3題,共40分)(15分)1、某測試裝置可用微分方程描述。已知,當輸入為x(t)=0.8cos(100t)時，1）求其輸出y(t)；2）比較y(t)與x(t)的幅值和相位有何區(qū)別。(13分)2、求正弦信號x(t)=的均值、均方值(12分)3、一壓電式傳感器的靈敏度S=90Pc/MPa,把它和一臺靈敏度調(diào)到0.005V/pC的電荷放大器連接，放大器的輸出又接到以靈敏度調(diào)到20mm/V的光線示波器上記錄。試作出這個測試系統(tǒng)的框圖，并計算其總的靈敏度。五工程應(yīng)用題(30分)欲測一傳動軸的轉(zhuǎn)速n,1)試舉出兩種測量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的方法；2)作出一種轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸測量原理圖并加以說明。3)說明測試時應(yīng)重點注意的一些問題。以下無文字2005年碩士研究生入學考試試題參考答案考試科目及代碼：測試技術(shù)共頁數(shù)：第1頁說明：1.適用招生專業(yè)：機械設(shè)計及理論、機械電子工程2.可使用的常用工具:3.答題內(nèi)容寫在答題紙上，寫在試卷上一律無效。一、術(shù)語解釋（每小題4分，共20分）A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換是模擬信號經(jīng)采樣、量化、并轉(zhuǎn)化為二進制的過程；2、（測試裝置的）動態(tài)特性輸入信號隨時間變化時，測試裝置的輸出與輸入之間的關(guān)系稱為測試裝置的動態(tài)特性。3、壓阻效應(yīng)壓阻效應(yīng)是指單晶半導體材料在沿某一軸向受到外力作用時,其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象.4、物性型傳感器依靠敏感材料本身的物性隨被測量的變化來實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的傳感器稱為物性型傳感器。5、（測試裝置的）靈敏度當測試裝置的輸入x有一個變化量，它引起輸出y發(fā)生相應(yīng)的變化量y，則定義靈敏度S=二、填空（每空2分，共20分）簡諧信號，有理數(shù)。余弦函數(shù)，。3、壓阻效應(yīng)，物性型。A()=A=常數(shù)，=-t.低通濾波器，高通濾波器三、敘述題（每小題10分，共50分）1、周期信號的強度可用哪些參量描述？對這些參量的意義分別作出解釋。答：要點：描述周期信號強度的參量有：峰值、峰—峰值、均值、有效值x、有效值的平方等。峰值：信號可能出現(xiàn)的最大瞬時值峰—峰值：是在一個周期中最大瞬時值與最小瞬時值之差；均值：=有效值x：信號的均方根植，即x=有效值的平方：均方植，即=2、試舉出三種可用于非接觸式測量的傳感器名稱，并說明其變換量及各可用于何種測量。答：要點：1、電渦流式傳感器。變換量：位移——自感；被測量：位移、測厚等。2、可變磁阻式（變間隙型）傳感器。變換量：位移——自感；被測量：位移，適用于較小位移的測量。3、電容式傳感器。變換量：位移——電容；被測量：位移等。4、紅外傳感器。變換量：熱——電；被測量：溫度等。5、激光傳感器。變換量：光波干涉；被測量：長度等。6、射線傳感器。變換量：對物質(zhì)穿透；被測量：測厚、探傷等。7、光電式傳感器（開關(guān)式）。變換量：“通”——“斷”；可用于探測物件的有無及位置等。3、電阻應(yīng)變片式傳感器可分為哪兩類？各自的工作原理是什么？答：要點：電阻應(yīng)變片式傳感器可分為金屬電阻應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片兩類。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是基于發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化。半導體應(yīng)變片的工作原理是基于半導體材料的壓阻效應(yīng)。4、什么是結(jié)構(gòu)型傳感器？什么是物性型傳感器？試舉例說明。答：要點：結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器的結(jié)構(gòu)參量的變化來實現(xiàn)信號的變換的，例如電容式傳感器依靠極板間距離變化引起電容的變化，電感式傳感器依靠銜鐵位移引起自感或互感的變化等。物性型傳感器依靠傳感器的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。例如水銀溫度計，是利用水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象，壓電測力計是利用石英晶體的壓電效應(yīng)等。5、試述：周期信號的頻譜特點。答：要點：周期信號的頻譜具有三個特點：1）周期信號的頻譜是離散的。2）每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，基波頻率是諸分量頻率的公約數(shù)。3）各分量頻率的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角。四、計算題（每小題10分，共40分）計算并作出函數(shù)的頻譜圖。解:要點10f2、已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為H()=,,當輸入為x(t)=0.5cos(10t)時，求幅頻函數(shù)A()，相頻函數(shù)及其輸出y(t)。解:要點A()=…===0.89=…=-arctg()=-arctg(100.05)=-26.6y(t)=A()0.5cos(10t-26.6)=0.445cos(10t-26.6)3、已知信號的自相關(guān)函數(shù)，求該信號的均方值。解:要點：自相關(guān)函數(shù)在時有最大值，且等于該信號的均方值故此時==04、以阻值R=120、靈敏度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負載電阻為無窮大，當應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。P1234-1解:要點：式中為應(yīng)變，S為電阻絲應(yīng)變片的靈敏度A為工作橋臂數(shù)；對于單臂電橋，A=1,代入已知數(shù)據(jù),則輸出電壓為:（V）對于雙臂電橋，A=2,代入已知數(shù)據(jù),則輸出電壓為：（V）可見雙臂電橋較之單臂電橋輸出靈敏度提高一倍。五、綜合題（20分）選用傳感器的基本原則是什么？在實際中如何運用這些原則？試舉一例說明。答：要點：根據(jù)測試目的和實際條件，合理地選用傳感器，須綜合考慮以下方面的問題：靈敏度：一般講，傳感器靈敏度越高越好，亦要求信噪比越大越好；響應(yīng)特性：響應(yīng)特性必須滿足不失真測試條件；線性范圍：線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大；可靠性：可靠性是指在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)可完成規(guī)定功能的能力，越高越好；精確度：傳感器精確度表示傳感器的輸出與測量真值一致的程度，越高越好；測量方式：傳感器在實際條件下的工作方式；其它：還應(yīng)盡可能兼顧結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價格低、易于安裝維護等?？山Y(jié)合實際舉一例說明2006年碩士研究生入學考試試題參考答案說明：1.適用招生專業(yè)：機械設(shè)計及理論、機械電子工程2.可使用的常用工具:計算器3.答題內(nèi)容寫在答題紙上，寫在試卷上一律無效。一、術(shù)語解釋（每小題4分，共20分）線性度線性度是指測量裝置輸出與輸入之間保持常值比例關(guān)系的程度。幅頻特性定常線性系統(tǒng)在簡諧信號的激勵下，其穩(wěn)態(tài)輸出信號與穩(wěn)態(tài)輸入信號的幅值比被定義為該系統(tǒng)的幅頻特性。3、（信號的）采樣定理采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍,這就是采樣定理。4、相關(guān)濾波應(yīng)用相關(guān)分析原理來消除信號中的噪聲干擾、提取有用信息的處理方法叫做相關(guān)濾波。它是利用信號互相關(guān)函數(shù)同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)的性質(zhì)來達到濾波效果的。二、填空（每空2分，共20分）傳感器的線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大，傳感器的響應(yīng)特性必須滿足不失真測試條件；電感式傳感器是把被測量，如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照變換方式的不同可分為自感型與互感型電感式傳感器。3、所謂調(diào)制就是使一個信號的某些參數(shù)在另一信號的控制下而發(fā)生變化的過程。前一信號稱為載波，一般是較高頻率的交變信號。后一信號（控制信號）稱為調(diào)制信號。最后的輸出是已調(diào)制波。最終從已調(diào)制波中恢復出調(diào)制信號的過程，稱為解調(diào)。4、傳感器的分類方法很多。按被測量分類，可分為位移傳感器、力傳感器、溫度傳感器等；按工作原理分類，可分為機械式、電氣式、光學式、流體式等。按信號變換特征分類，可分為物性型和結(jié)構(gòu)型傳感器。物性型傳感器敏感元件材料本身物理化學性質(zhì)的變化來實現(xiàn)信號的變化的。三、敘述題（每小題10分，共50分）1、說明：什么是線性測試系統(tǒng)的頻率保持特性？它在測試工作中有哪些重要作用？答：要點：線性測試系統(tǒng)的頻率保持特性是指：若輸入為一頻率的簡諧信號（正弦或余弦函數(shù)）信號，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出必是、也只能是同頻率的簡諧信號。線性測試系統(tǒng)的頻率保持特性在測試工作中有重要的作用。假如已知系統(tǒng)是線性的和其輸入的頻率，則可根據(jù)頻率保持特性，可以認定測得信號中只有與輸入頻率相同的成份才真正是由該輸入引起的輸出，而其他的頻率成份都是噪聲（干擾）。進而根據(jù)這一特性，采用相應(yīng)的濾波技術(shù)，即使在很強的噪聲干擾下，把有用的信息提取出來。2、電渦流式傳感器的工作原理是什么？它有哪些主要優(yōu)點?答：要點：電渦流式傳感器的工作原理是利用金屬體在交變磁場中的渦電流效應(yīng)。其主要優(yōu)點是可實現(xiàn)動態(tài)非接抽式測量。3、濾波器的作用是什么？作出低通濾波器的幅頻特性圖并加以說明。答：要點：濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。在測試裝置中，利用濾波器的這種選頻作用，可以濾除干擾噪聲或進行信號分析。下圖示出了低通濾波器的幅頻特性。從0~f頻率之間為其通頻帶，幅頻特性平直。它可以使信號中低于f的頻率成分幾乎不受衰減地通過，而高于f的頻率成分受到極大地衰減。4、試述：函數(shù)與其他函數(shù)的卷積及其重要應(yīng)用。答：要點：任何函數(shù)x(t)和函數(shù)(t)的卷積(x(t)﹡(t)是一種最簡單的卷積積分x(t)。函數(shù)x(t)和函數(shù)(t)的卷積的結(jié)果，就是在發(fā)生函數(shù)的坐標位置上（以此作為坐標原點）簡單地將x(t)重新構(gòu)圖。作圖說明（略）四、計算題（每小題10分，共40分）求正弦信號x(t)=的均值、均方值、有效值x解:要點=x=＝2、一階測試裝置可用微分方程表示為：式中為時間常數(shù)試作出其傳遞函數(shù)、幅頻特性A()、相頻特性的表達式解:要點： ＝求正弦信號x(t)=的自相關(guān)函數(shù)并對其特性進行評述。解:要點：=lim=T:正弦函數(shù)的周期，T=,令,dt=.于是=可見正弦函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)是一個余弦函數(shù)，它保留了原正弦信號的幅值和頻率信息，而丟失了初始相位信息。以阻值R=120、靈敏度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負載電阻為無窮大，當應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。解:要點：式中為應(yīng)變，S為電阻絲應(yīng)變片的靈敏度A為工作橋臂數(shù)；對于單臂電橋，A=1,代入已知數(shù)據(jù),則輸出電壓為:（V）對于雙臂電橋，A=2,代入已知數(shù)據(jù),則輸出電壓為：（V）可見雙臂電橋較之單臂電橋輸出靈敏度提高一倍。五、綜合題（20分）測試工作的全過程包含著許多環(huán)節(jié)，請作出一般測試系統(tǒng)的大致框圖并加以說明。要點：被測對象——傳感器——信號調(diào)理——傳輸——信號處理————顯示記錄圖1測試系統(tǒng)框圖傳感器直接作用于被測量，并能按一定規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成同種或別種量值輸出。這種輸出通常是電信號。信號調(diào)理環(huán)節(jié)把來自傳感器的信號轉(zhuǎn)換成更適合于進一步傳輸和處理的形式。這時候的信號轉(zhuǎn)換在多數(shù)情況下是電信號之間的轉(zhuǎn)換。信號處理環(huán)節(jié)接受來自調(diào)理環(huán)節(jié)的信號，并進行各種運算、濾波、分析，將結(jié)果輸至顯示、記錄系統(tǒng)。顯示、記錄環(huán)節(jié)以觀察者易于認識的形式來顯示測量結(jié)果，或者系統(tǒng)將測量結(jié)果儲存，供必要時使用。在所有這些環(huán)節(jié)中，必須遵循的原則是個環(huán)節(jié)的輸出量之間應(yīng)保持一一對應(yīng)和盡量不失真的關(guān)系，并盡量減少或消除各種干擾。2005年碩士研究生入學考試試題一、術(shù)語解釋（20分）1、濾波器濾波器是一種選頻裝置。可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。在測試裝置中，利用濾波器地這種篩選作用，可以濾除干擾噪聲或進行頻譜分析。2、梳狀函數(shù)等間隔的周期單位脈沖系列稱為梳狀函數(shù)。3、壓電效應(yīng)某些物質(zhì)，當受到外力作用時，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，表面上有電荷出現(xiàn)，形成電場；當外力消失時，材料重新回復到原來的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。4、電橋電橋是將電阻、電感、電容等參量的變化變?yōu)殡妷夯螂娏鬏敵龅囊环N測量電路。二、填空（每空2分，共20分）1、周期函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)仍為同頻率的周期函數(shù)。正弦函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)是一個余弦函數(shù)。2、隨機過程有平穩(wěn)過程和非平穩(wěn)過程之分。所謂平穩(wěn)隨機過程是指其統(tǒng)計特征參數(shù)不隨時間而變化的隨機過程。在平穩(wěn)隨機過程中，若任一單個樣本函數(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)隨機過程叫各態(tài)歷經(jīng)（遍歷性）隨機過程。3、電容式傳感器是將被測物理量轉(zhuǎn)化為電容量變化的裝置。根據(jù)其變化的參數(shù)，可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型。4、若要求測試裝置的輸出不失真，則其幅頻特性應(yīng)滿足常數(shù)，相頻特性應(yīng)滿足。三、分析敘述題（40分）1、試述：如何用實驗法求得測量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。（12分）（要點）：依次用不同頻率ωi的簡諧信號去激勵被測系統(tǒng)，同時測出激勵和系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出的幅值X0i/Y0i和相位差φi．這樣對于某個ωi，便有一組Y0i／X0i＝Ai和φi．全部的Ai－ωi和φi－ωi，I＝１，２，３…便可表達系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù).2、根據(jù)電容式傳感器的工作原理，試分析比較極距變化型電容式傳感器、面積變化型電容式傳感器的主要性能和優(yōu)缺點。（12分）（要點）：工作原理：根據(jù)物理學，由兩個平行極板組成的電容器，其電容是：極距變化型靈敏度面積變化型電容式傳感器（以平面線位移型為例）：常數(shù)極距變化型電容式傳感器：靈敏度S與極距平方成反比，極距越小，靈敏度越高；由于靈敏度隨極距而變化，這將引起非線性誤差；故只適應(yīng)在較小的間隙變化，以便獲得近似的線性關(guān)系。面積變化型電容式傳感器：輸入與輸出成線性關(guān)系，但與極距變化型相比，靈敏度較低，適用于較大直線位移及角位移測量。3、采用電阻應(yīng)變片測定一構(gòu)件的表面應(yīng)力。試述：測點的選擇和布置一般應(yīng)考慮哪幾方面的問題。（16分）（要點）：測點的選擇和布置對能否正確了解結(jié)構(gòu)的受力情況和實現(xiàn)正確的測量影響很大。測點愈多，愈能了解結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布狀況，但卻增加了測試和數(shù)據(jù)處理的工作量和貼片誤差。因此，根據(jù)應(yīng)以最少的測點達到足夠真實地反映結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的原則，來選擇測點。為此，一般應(yīng)考慮：預先對結(jié)構(gòu)進行大致的受力分析，預測其變形形式，找出其危險斷面及危險位置。這些地方一般是處在應(yīng)力最大或變形最大的部位，而最大應(yīng)力一般又是在彎矩、剪力或扭矩最大的截面上。然后，根據(jù)受力分析和測試要求，結(jié)合實踐經(jīng)驗最后選定測點。在截面尺寸急劇變化的部位或因孔、槽導致應(yīng)力集中的部位，應(yīng)適當多布置一些測點，以便了解這些區(qū)域的一例梯度情況。如果最大應(yīng)力點的位置難以確定，或者為了了解截面應(yīng)力分布規(guī)律和曲線輪廓段應(yīng)力過渡的情況，可在截面上或過渡段上比較均勻地布置5～7個測點。利用結(jié)構(gòu)和載荷的對稱性，以及對結(jié)構(gòu)邊界條件的有關(guān)知識來布置測點，往往可以減少測點數(shù)目，減輕工作量?？梢栽诓皇芰蛞阎獞?yīng)變、應(yīng)力的位置上安排一個測點，以便在測試時進行監(jiān)視和比較，有利于檢查測試結(jié)果的正確性。四、計算題（40分）1、兩測試環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為H(S)＝、H(S)＝,將其串聯(lián)組成一個新的系統(tǒng)，求出新系統(tǒng)的靈敏度。（10分）（要點）：串聯(lián)組成新的系統(tǒng)，新系統(tǒng)的靈敏度為原兩測試環(huán)節(jié)靈敏度的乘積?？傡`敏度為152、求周期方波x(t)的傅立葉級數(shù)并作出其幅頻圖。（15分）（要點）：a=0n=1,3,5,…n=2,4,6,…作譜圖（略）3、已知試求其互相關(guān)函數(shù)，說明該計算結(jié)果驗證了什么結(jié)論。（15分）（要點）：根椐正（余）弦函數(shù)的正交性，可知說明了：兩個不同頻率的周期函數(shù)是不相關(guān)的。五、綜合應(yīng)用題（30分）一軋鋼機主傳動系統(tǒng)如圖所示，欲用電阻應(yīng)變片測試其軋制力矩：設(shè)計一測試方案對測點的選擇、應(yīng)變片組橋方式、測試電路信號的輸出等問題作出說明。在實際測試中，你認為還有哪些問題應(yīng)引起重視并采取相應(yīng)措施。要點：1）測試方案如圖4。（對方案做出說明）2）測點分別布置在上、下軋輥萬向接軸的相應(yīng)部位，如圖。4片應(yīng)變片如圖粘貼，與接軸的軸線成45度。4片應(yīng)變片組成全橋電路。在軸上設(shè)置集流環(huán)，應(yīng)變片產(chǎn)生的信號經(jīng)集流環(huán)與固定的電刷（銅弦線）間的接觸，就可以將隨軸旋轉(zhuǎn)的應(yīng)變片產(chǎn)生的信號送到固定的應(yīng)變儀3）實際測試中，現(xiàn)場條件比較復雜，一般有以下問題應(yīng)引起重視：應(yīng)變片的防水密封，密封應(yīng)可靠。應(yīng)變片的防高溫輻射。防電磁輻射干擾，采用屏蔽電纜。二OO九年碩士研究生入學測試技術(shù)考試試題答案一術(shù)語解釋(每小題4分,共20分)1、離散信號：若信號數(shù)學表達式中的獨立變量取離散值，則稱為離散信號。2、A/D轉(zhuǎn)換：A/D轉(zhuǎn)換是模擬信號經(jīng)采樣、量化并轉(zhuǎn)化為二進制的過程。3、（測試裝置的）幅頻特性：定常線性系統(tǒng)在簡諧信號的激勵下，其穩(wěn)態(tài)輸出信號和輸入信號的幅值比被定義為該系統(tǒng)的幅頻特性，記為A()。4、梳狀函數(shù)：等間隔的周期單位沖序列常稱為梳狀函數(shù)。5、時域采樣：是指把連續(xù)的時間信號變成離散時間序列的過程。二判斷選擇題(每題2分,共20分)1、對帶限信號最高頻率f的信號x(t)進行采樣,則采樣頻率f應(yīng)（C）。A小于f；B等于f；C大于2f2、自相關(guān)函數(shù)在（c）時有最大值。（C）A；B；C3、兩測試環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為H(S)、H(S),將其串聯(lián)組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為（B）AH(S)+H(S)；BH(S).H(S)；CH(S)/H(S)4、對于兩個圓頻率不同的周期信號x(t),y(t),其互相關(guān)函數(shù)等于（A）。A0；Bx(0)；Cy(0)5、對信號x(t)進行采樣，是用一個采樣函數(shù)與信號x(t)（A），A相乘；B相加；C相除6、周期信號的頻譜是（B）。A連續(xù)的；B離散的；C不確定的7、直流電橋的平衡條件為（B）。A相鄰兩臂電阻乘積相等；B相對兩臂電阻乘積相等；C相對兩臂電阻之和相等8、以下哪種傳感器不是物性傳感器。（A）A金屬電阻應(yīng)變片B金屬電阻應(yīng)變片水銀溫度計C壓電式傳感器9、時域周期為的單位脈沖序列的頻譜也是周期脈沖序列，其周期為（B）A1；B1/；C10、將周期信號以傅立葉級數(shù)的復指數(shù)函數(shù)展開，其頻譜為（C）。A連續(xù)譜；B單邊譜；C雙邊譜三分析敘述題(每小題10分,共40分)1、為滿足測試需要，選用傳感器的基本原則是什么？在實際中如何運用這些原則？試分析說明。答：要點：根據(jù)測試目的和實際條件，合理地選用傳感器，須綜合考慮以下方面的問題：靈敏度：一般講，傳感器靈敏度越高越好，亦要求信噪比越大越好；響應(yīng)特性：響應(yīng)特性必須滿足不失真測試條件；線性范圍：線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大；可靠性：可靠性是指在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)可完成規(guī)定功能的能力，越高越好；精確度：傳感器精確度表示傳感器的輸出與測量真值一致的程度，越高越好；6）測量方式：傳感器在實際條件下的工作方式；7）其它：還應(yīng)盡可能兼顧結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價格低、易于安裝維護等。2、簡述壓電式傳感器的主要優(yōu)缺點、應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題。要點：壓電式傳感器是一種可逆型換能器，既可將機械能轉(zhuǎn)換為電能，又可將電能轉(zhuǎn)換為機械能。這種性能使它被廣泛用于壓力、應(yīng)力、加速度測量，也被用于超聲波發(fā)射與接受裝置。……這種傳感器具有體積小、質(zhì)量小、精確度及靈敏度高等優(yōu)點?，F(xiàn)在與其配套的后續(xù)儀器，如電荷放大器等的技術(shù)性能的日益提高，使這種傳感器的應(yīng)用愈來愈廣泛。應(yīng)用中應(yīng)注意的問題：利用壓電式傳感器測量靜態(tài)或準靜態(tài)量時，必須采用極高阻抗的負載。在動態(tài)測量時，變化快、漏電量相對比較小，故壓電式傳感器適宜作動態(tài)測量。3、若要求測試裝置的輸出波形不失真，試分析其幅頻特性A()和相頻特性應(yīng)分別滿足什么條件。要點：y