内蒙古工业大学测试技术习题集1.docx

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内蒙古工业大学测试技术习题集1

填空：

0-1、测试技术包含了________和_______两方面内容。

0-2、测试系统通常由__________、_____________、及__________所组成。

1-1、如果所测试的信号不随时间变化,这种测试称为_________测试，如果所测试的信号随时间变化很快，这种测试称为_________测试.

1-2、周期信号的频谱具有以下三个特点：

____________、__________、____________。

1-3、描述周期信号的数学工具是__________；描述非周期信号的数学工具是__________。

1-4、周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有和特性。

1-5、某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为。

1-6、数字信号是指时间和幅值都具有特性的信号。

2-1、测试装置的特性可分为_______特性和________特性。

2-2、测试装置的静态特性指标有_______及________等。

2-3、测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的___________。

2-4、测试装置输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的___________。

2-5、测试装置输出信号的付里叶变换和输入信号的付里叶变换之比称为装置的_________。

2-6、测试装置实现不失真测试，但有时间延迟t0的条件是：

装置幅频特性A（ω）=_________;相频特性Ψ（ω）=_____________。

2-7、对装置的动态特性进行测试，可用   和                两种方法进行测试。

2-8、二阶系统的固有频率越_____，系统响应赶快影响其超调量的因素是二阶系统的______。

2-9、一阶系统的动特性参数是，为使动态响应快，该参数。

2-10、一阶装置的时间常数

越，其响应速度越快；二阶装置的固有频率

越，其工作频带越宽。

2-11、测量装置的特性描述有态特性描述和特性描述。

2-12、某位移传感器，在输入量变化600mm时，输出电压变化为300mV，则其灵敏度为。

2-13一阶装置的传递函数H（S）=,幅频特性A（ω）=，相频特性φ（ω）=

3-1、将被测物理量转换成与之相对应的、容易传输和处理的信号的装置称之为_________。

3-2、变间距式电容传感器的灵敏度与（间距的平方）成反比，所以适合于微小位移的测量。

3-3、可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：

气隙越小，灵敏度。

3-4、压电式传感器是利用某些材料的特性来制作的传感器。

3-5、传感器的灵敏度越高，则线性范围就。

3-6、半导体应变片传感器的工作原理是基于效应；涡电流式传感器的工作原理是利用金属导体在交变磁场中的效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的效应。

3-7传感器一般由、、三部分组成，是能把外界_________转换成_________的器件和装置。

3-8差动式涡流传感器是基于原理制成的。

在金属体内涡流渗透的深度与传感器线圈激磁电流的有关。

3-9差动式传感器的优点是：

、、。

常用交流电桥的平衡条件是（用文字叙述）。

3-10电容传感器从原理上可分为、、三种

4-1、在测试装置中，从调制信号的方法来看，当用12KHZ的交流信号作为电桥的激励电压时，其作用在于生成波。

4-2、带滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=。

4-3、交流流电桥的平衡条件是（相对两臂阻抗之积相等）。

4－4滤波器按通过信号的频率范围分为、、、四类。

选择题

0-1.测试工作的任务主要是从复杂的信号中提取（）。

A.干扰噪声信号B.正弦信号C.有用信息D.频域信号

1-1.信号的时域与频域描述方法是依靠（）来确立彼此的关系。

A拉氏变换B傅氏变换C卷积D相乘

1-2、工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而（）。

A不变B减小C增加D不确定

1-3　周期信号的频谱是______

A　连续的　B　离散的　C　不存在基频的非整数倍频率分量　D　信号的付里变换

1-4　非周期信号的频谱是______

A　连续的　B　离散的　C　信号的付里叶变换　D　相应频率的信号幅度　E　谱密度函数　

1－5不能用确定的函数关系式描述的信号是_______

A、复杂周期信号B、瞬态信号C、周期信号D、随机信号

2-1用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数τ（　）。

Ａ　越小越好　Ｂ　越大越好　Ｃ　0.6～0.7之间最好　Ｄ　负值最好

2-2、测试系统的传递函数和（　）

Ａ　具体测试系统的物理结构有关　Ｂ　具体测试系统的物理结构无关　

Ｃ　输入信号有关　Ｄ　输出信号有关

2-3、用二阶系统作测试装置，为使系统响应最快，其固有频率（　）。

Ａ　越小越好　Ｂ　越大越好　Ｃ　0.6～0.7之间最好　Ｄ　负值最好

2-4、线性时不变系统的特点是_______

A具有其特性的微分方程式的系数均为常数　B　符合迭加原理

C　具有频率保持性　D　具有比例性能

2-5、传感器实现不失真测试的条件除要求测量系统幅频特性是常值外，其相频特性要求满足

A、相移与频率成正比B、常值相移C、任意相移D、无特殊要求

2-6、下面说法正确的是

A、测量装置的传递函数和频率响应函数，是其自身的一种特性反映，与输入、输出量的大小无关。

B、测量装置的传递函数不容易直接测量，而频率响应函数可用实验方法方便的获得

C、对用户而言，测量装置只具有良好的动态特性就够了，静态特性的好坏对实际测量没有影响

D、如果两个测量装置的内部结构不同，其传递函数和频率响应函数肯定不同。

3-1极距变化型电容传感器的灵敏度与（　）。

Ａ　极距成正比　Ｂ　极距成反比　Ｃ　极距的平方成正比　Ｄ　极距的平方成反比

3-2当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（）

A变大B变小C不变D不定

3-3自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（）。

A提高很多倍B提高一倍C降低一倍D降低许多倍

3-4极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（　）。

Ａ　成正比　Ｂ　平方成正比　Ｃ　成反比　Ｄ　平方成反比

3-5下列指标中，描述传感器静态特性的是

A、阶跃特性                              B、频率特性

C、线性度                                D、时间常数

3-6、传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的是

A、转换元件                              B、敏感元件

C、转换电路                              D放大元件

3-7、在下列传感器中，将被测物理量的变化量直接转达化为电荷弯化量的是

A、压电式传感器                          B、电容式传感器

C、自感式传感器                          D、电阻式传感器

3-8、面积变化型电容式传感器，其灵敏度大小与极距_______

A、成正比B、平方成正比C成反比D平方成反比

3-9、一个受力能够变形的悬臂梁，在梁的上、下表面各贴一个应变片，并将两个应变片接入电桥的相邻两臂上，则下面说法正确的是_______

A、整个电桥的输出等于两个应变片所引起电压变化量的差值

B、整个电桥的输出等于两个应变片所引起电压变化量的和

C、整个电桥的输出始终为零

D、这种接法，可实现温度误差的自动补偿，抑制温漂

4-1调频波是____

A　截波幅值随调制信号频率而变　B　截波幅值随调制信号幅值而变

C　截波频率随调制信号幅值而变

4-2调幅信号经解调后必须经过____

A　高通滤波器　B　低通滤波器　C　相敏检波器

4-3调幅波的截波频率至少应是调制波频率的（　）。

Ａ　１倍　Ｂ　２倍　Ｃ　３倍　Ｄ　４倍

4-4、为了能从调幅波中恢复出愿被测信号，常用（　）做为解调器。

Ａ　鉴频器　Ｂ　鉴相器　Ｃ　整流器　Ｄ检波器

4-5、低通滤波器的作用是（）。

A滤除低频信号B滤除高频信号C直流变交流D交流变直流

4-6、一选频装置，其幅频特性在f1~f2区间急剧衰减（f2>f1）,在0~f1和f2~∞之间近于平直，这叫（）滤波器。

A.低通B.高通C.带通D.带阻

4-7、幅度调制（ＡＭ）是______

A　载波与调制波相乘　B　载波幅值随调制信号幅值而变　

C　载波与调制波相加　D　载波频率随调制信号幅值而变

4-8、滤波器带宽Ｂ越窄，表示着它的______

A　频率分辨率越高　B　响应的建立时间Ｔe越长　

C　响应的建立时间Ｔe越短　D　频率选择性越差

4-9、滤波器的截止频率是其幅频特性值等于（）时所对应的频率。

AA0/2BA0/1.414CA0/3Da0/4

4-10、高通滤波器的作用是_______

A、滤除信号的低频成分B、滤除信号的高频成分C、滤除信号的中频成分

D、将直流变交流

9-1、半导体热敏电阻随温度上升，其阻值（）。

A上升B下降C保持不变D变为0

9-2、热电偶伟感器通常利用电桥不平衡原理进行补偿，其作用为

A、扩大量程                              B、提高灵敏度

C、确保测量精度                          D、提高测量速度

判断

1-1、具有离散频谱的信号一定是周期信号。

  （　　）

3-1．差动变压器的输出值只能反映铁芯位移的大小，不能反映移动的方向。

  （  ）

4-1、滤波器的中心频率就是其通频带的幅值-3dB处的频率。

  （   ）

3-1动态范围是指装置输出的测量上限值与下限值的比值。

          （  ）

9-1、热敏电阻 具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。

  （ ）

名词解释

电测法非线性度 压阻效应  滤波器的频率分辨力  灵敏度 线性度 回程误差 负载效应  压电效应      传感器信号调制零点残余电压传递函数不失真测试条件

三、问答题

1.简述交流电桥的平衡条件。

2.画出直流电桥的全桥接法，说明其优点。

3.传感器选用应考虑的基本原则有哪些？

4.影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？

为提高其灵敏度可以采取什么措施？

5.阐述实现不失真测量的条件。

6、说明热电偶式温度传感器中间导体定律的实际应用意义。

7.欲测液位，试采用某种传感器进行测量，绘出可行性方案，并简述工作过程。

8.试用某种传感器对压力P进行测量，请绘出可行性方案原理图，并简述工作过程。

9.结合所学知识，采用两种不同类型的传感器测量转速大小的方法，并画简图说明其原理。

10.简述电涡流传感器的工作原理。

11.试说明二阶装置阻尼比多采用ζ=0.6~0.7的原因。

12.复杂周期信号的频谱与瞬态（非周期）信号的频谱相比有何异同点?

13.热电偶进行冷端温度补偿的原因是什么？

通常采用的冷端温度补偿方法有哪些？

14、某个信号的傅氏展开式为x（t）=20-10cost-4cos（3t-π/2），画出其幅频图和相频图。

15、什么是线性时不变系统的频率保持性，它在测试技术中有什么作用？

16、用秒表、温度计，如何确定温度计的时间常数?

17、有一吊车的拉力传感器如右图所示。

其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。

已知R1、R2、R3、R4标称阻值均为200Ω，桥路电压为4V，物重m引起R1、R2变化增量为2Ω。

①、画出应变片组成的电桥电路，使其输出电压反映出物体重量的大小。

②、计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度。

③、说明R3、R4起到什么作用？

1-3：

在对动态信号进行分析时，为何要采用频域描述方法？

由于信号的时域描述只能反映信号的幅值随时间变化的特征，除简谐波外一般不能揭示信号的频率组成成分。

为了研究信号的频率结构和各频率成份的幅值大小，相位关系，所以应对信号进行频域描述。

1-4：

在动态测试工作中，频谱的概念及其分析方法有何意义或应用？

频谱就是通过某种信号分析方法将时间信号中的各频率成份分离并进行排列的结果，常用的是频谱图。

其中频率与幅值的关系谱图，称为幅频图，频率与相位关系的谱图称为相频图。

信号不同域的描述，只是为了使所研究信号特征更为突出，频谱分析在故障诊断，设计测量系统，选择使用测量仪器和完成不失真测量等都有重要意义。

例如：

判定机器的振动裂度，在机器的故障诊断中寻找振源，确定仪器设备的固有频率和使用范围等方面。

2-4：

对于二阶装置，为何要取阻尼比

=0.6～0.7？

当阻尼比

=0.6～0.7时，从幅频特性曲线上看，几乎无共振现象，而且水平段最长。

这意味着工作频率范围宽，即测量装置能在0～0.5

的较大范围内保持近于相同的缩放能力。

满足了A（

）=C的不失真测量条件。

从相频特性曲线上看几乎是一条斜直线。

这意味着

，因此满足相频不失真测量条件。

3-6接触式和非接触式传感器的主要性能特点有何不同?

请分别选定一种传感器并说明它们的具体应用。

接触测量与非接触测量主要是说明传感器在实际条件下的工作方式，也是选用传感器时应考虑的重要因素。

因为条件不同对传感器要求亦不同。

例如对回转轴的运动误差、振动、扭力矩等运动部件的被测参数的测量，往往采用非接触测量的电容式、涡电流式传感器。

这样就避免测量头的磨损、接触状态的变动，不易信号的采集等所造成的的测量误差。

相反对静态被测参数的测量，采用接触测量最为方便的高精度的电感式传感器。

3-7可能的情况下,传感器为何总是优先采用差动工作方式?

传感器采用差动式的结构主要优点：

1）提高灵敏度；2）改善非线性，扩大测量范围；3）消除信号的共模成分，抑制零漂。

XX文库-让每个人平等地提升自我3-10选用传感器的基本原则是什么?

1、灵敏度高，在适用的测量范围内传感器的信噪比高。

2、在保持不失真的测量条件，响应特性要快，即希望迟延时间越短越好。

3、线性范围愈宽愈好，则表明传感器的工作量程大。

4、稳定性要好，表明长期使用其输出特性不发生变化的性能好。

5、精确度高，表明传感器输出与被测量对应程度好，当然精确度的选择应从价格比，从实际出发来选择。

6、测量方式应根据测量条件来选，接触测量还是非接触测量是在线还非在线测量的方式。

7、还应考虑：

结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、易于维修等。

7-4利用计量光栅测量位移时,采用细分技术的目的是什么?

计量光栅的位移量是根据移过的莫尔条纹的数量来确定的，其分辨力为光栅的栅矩。

为了提高分辨力以测得更小的位移量，需采用细分技术。

9-1何为热电效应?

回路中热电势恒等于零的充分必要条件有那些?

两种不同材料的导体首尾依次相接，当两接触端点温度不同时构成的闭合回路产生热电势（或热电流）的现象，称热电效应。

热电势等于零的充要条件是：

①两根导体（热电极）的材料相同；②两接触端点的温度相同。

9-2热电偶和热电阻分别属于那种传感器?

热电偶是一种能量转换型温度传感器，而热电阻是利用导体或半导体受热后电阻值变化的原理测温的，是能量控制型温度传感器。