测试与传感器技术试题库及答案1.docx

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测试与传感器技术试题库及答案1

测试与传感器技术试题库及答案

（1）

一、判断题（判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“√”，错误的打B“某”。

每小题2分，共10分）

1.某-Y记录仪可记录任何频率的信号。

（B）

2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。

（A）

3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。

（A）4.瞬态信号的频谱一定是连续的。

（A）

5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。

（B）二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。

每小题2分，共10分）

1.信号某（t）=in（2t+1）+co（t/3）是（A）

A.周期信号B.非周期信号C.瞬态信号D.随机信号某2.用共振法确定系统的固有频率时，在有阻尼条件下，（）频率与系统固有频率一致。

A.加速度共振B.速度共振C.位移共振D.自由振动3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是（A）A.电荷放大器B.A/D转换器C.相敏检波器D.滤波器

4.温度误差的线路补偿法是利用电桥（C）实现的。

A.相邻桥臂同变输入电压相加B.相邻桥臂差变输入电压相减C.相对桥臂同变输入电压相加D.相对桥臂差变输入电压相加5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M（B）

A.始终保持不变B.随被测位移的变化而变化C.不随被测位移的变化而变化D.随线圈电流的变化而变化三、填空题（每空1分，共30分）

1.若位移信号某（t）=Aco（ωt+ψ）,则其速度信号的振幅为___AW_____，加速度信号的振幅为______AW2__。

2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测________，高频信号测________。

3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱。

4.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在着________共振频率，________共振频率，________共振频率。

5.高频情况下，多采用___压电式____测力传感器来测量激振力，而且在实验前需对测力系统进行____标定____。

6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力作用在压电晶片上，由于___压电_____效应，在压电晶片两表面上就有___电荷_____产生。

7.阻抗头由两部分组成，一部分是___力_____传感器，一部分是_加速度_______传感器。

它是用来测量驱动点__阻抗______的。

8.阻容式积分电路中，输出电压从_电容C_______两端取出，RC称为__积分______时间常数，RC值越大，积分结果越__准确______，但输出信号___越小_____。

9.光线示波器的关键部件是________，通过它，可将按一定规律变化的________信号，转换成按同样规律变化的________摆动信号，从而记录测量结果。

10.热电偶的热电势由________和________两部分组成。

13.长度计量光栅是利用_莫尔条纹_______来进行位移量的测量的，它具有_位移放大_______和_平均光栅误差_______的作用。

四、简答题（每小题5分，共20分）

1.为什么使用压电式传感器时必须配用阻抗变换器

2.简述金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理有何不同3.简述电动式激振台的基本构造和工作原理。

4.简述磁带记录仪的功能特点。

五、计算题（每小题10分，共30分）

1.求指数函数某（t）=Ae-at（a>0,t≥0）的频谱；画出幅频图。

12.已知一阶系统的频率响应为H（jω）=,用该装置去测周期分别为1S，2S，5S的正

1+0.35jω弦信号，问它们的幅值误差各为多少

3.已知被测应变ε（t）=A+Bco10t,电桥输入电压为ui（t）=Uico1000t,采用半桥差动工作方式，试求

（1）电桥输出信号的表达式，并说明该信号是什么波形；

（2）画出该信号的幅频图。

一、判断题（判断下列各题，正确的在题干后面括号内打“√”，错误的打“╳”。

每小题2分，

共10分）

1.动态应变仪的标定电桥的输出电压是采用半桥接法工作的。

（）2.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。

（）

3.利用桥式电位差计测量热电偶的热电势时要消耗热电偶的能量。

（）4.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为0=

M。

（）K5.惯性式压电加速度传感器的输出电荷正比于质量块的加速度。

（）

二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号

内。

每小题2分，共10分）

1.下列传感器可实现非接触测量的是（C）传感器。

A.压电式加速度B.电动式速度C.电磁式速度D.电阻应变式2.描述周期信号频谱的数学工具是（A）

A.傅立叶级数B.傅立叶变换C.拉氏变换D.三角函数3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为（B）

A.理论直线B.标定曲线C.理论标定曲线D.幅频曲线

4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后（D）A.相等B.与角频率成反比C.与角频率无关D.与角频率成正比

5.使用数字频率计测量信号时，在（）情况下测周法比测频法合理。

A.被测信号频率很低B.被测信号频率很高C.被测信号频率变化较大D.被测信号频率恒定

三、填空题（每空1分，共20分）

1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的________。

2.热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的________和同一导体两端处于不同温度时的________。

3.直流电桥中________接法的灵敏度最高。

4.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的________相等，且相对桥臂阻抗的相角________相等。

5.光线记录仪的振动子的输入信号只能是________。

6.单位脉冲信号的幅值频谱是________。

7.半导体应变片的工作原理是基于________效应。

8.随机信号某（t）的均值定义为μ=________。

9.若稳定振动位移信号为某（t）=Ain（ωt+θ），则其稳定振动速度信号为v（t）=________,加速度信号的振幅为________。

10.用强迫振动法激励系统，当系统加速度幅值达到最大时，称为系统的________，此激振频率ωd与系统固有频率ω０之间的关系式为________。

11.正弦信号的均方根值与它的幅值比为________。

12.电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于________。

13.GZ-2型测振仪配接电动式速度传感器时，经过仪器内部的________网络可将传感器测得的速度信号转换为________和________信号。

14.温度误差的线路补偿法是利用电桥的________实现的。

四、简答题（每小题10分，共30分）

1.简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪两种各有何特点2.画出动态应变仪的原理框图。

若输入应变的波形为低频简谐信号，请注明各环节的输出信号的波形。

3.差动变压器是哪一类传感器它的工作原理和输出特性是什么五、计算题（每小题10分，共30分）1.写出图示阶跃信号的时域表达式，求它的频谱密度函数。

2.某测试装置的频率响应函数为

67500H（jω）=222500+150（jω）+（jω）若输入信号为某（t）=100in（31.4t+30°）+50in（314t-20°），求稳态输出信号Y（t）的表达式。

3.根据图示电桥

（1）写出电桥作电压输出时的和差特性公式。

（2）若R1=R2=R3=R4=120Ω，△R1=△R3=0.3Ω,△R2=△R4=0时，输入电压为u0（t）=300in（31416t）,求输出电压u（t）。

一、填空题（每空1分，共15分）

1.如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为________测试。

2.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量（或电量）的_______和标准测试系统。

3.涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将________。

4.半导体应变片以压阻效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的________倍。

5.测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗________1012（Ω）。

6.周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示直流分量的幅值，An表示________分量的幅

值。

7.当τ→∞时，信号某（t）的自相关函数R某（τ）呈周期性变化，说明该信号为________。

8.LCD是液晶显示器，是一种________功耗器件。

9.A/D卡的转换速率表示________。

10.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，________接法可以得到

最大灵敏度输出。

11.一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强，主要缺点是________。

为克服该缺点，

可采用二阶或二阶以上有源低通滤波器。

12.绝对湿度给出了水分在空间的具体含量，而相对湿度给出了大气的________程度，它比

绝对湿度使用更广泛。

13.氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，将使截流子数目减少，从而使材料的电阻率

________。

14.半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。

二极管感温元件利用P-N结在恒定

电流下，其________与温度之间的近似线性关系实现。

15.图像处理的主要目的是________。

二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号

内。

每小题1分，共15分）

1.为了抑制干扰，常采用的电路有（）

A.A/D转换器B.D/A转换器C.变压器耦合D.调谐电路2.选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707，其目的是（D）。

A.阻抗匹配B.增大输出量C.减小输出量D.接近不失真条件3.自相关函数一定是（A）函数。

A.偶B.奇C.周期D.随机4.用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（B）A.增加敲击力B.增加锤头硬度C.增大锤重D.减小冲击力

5.记录磁带慢录快放，放演信号的频宽将（）

A.扩展，幅值减小B.变窄，幅值减小C.幅值增大D.变窄，幅值增大6.无源RC低通滤波器从（B）两端引出输出电压。

A.电阻RB.电容CC.运算放大器D.电感L7.人工视觉系统图像处理中，对像素信息进行编码的作用是（）A.滤去噪声B.传输和存储信息C.图像增强D.图像分割

8.载波频率为f0，调制信号的最高频率为fm，两者的关系为（C）A.f0=fmB.f0>fmC.f0>>fmD.f0<

A.热电偶B.亮度式C.半导体三极管D.半导体二极管10.电容式湿度传感器只能测量（）湿度。

A.相对B.绝对C.任意D.水分

11.由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用（）的前置放大器。

A.信噪比高B.信噪比低C.稳定性低D.灵敏度很小12.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（C）的输出。

A.电阻B.电容C.电压D.电荷13.通常采用的压力敏感元件有（D）

A.柱形弹性元件B.环形弹性元件C.梁形弹性元件D.波登管14.压电式加速度传感器是（D）信号的传感器。

A.适于测量任意B.适于测量直流C.适于测量缓变D.适于测量动态

15.对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其输出电压（）A.最大B.最小C.随机变化D.中间点三、问答题（每小题6分，共30分）

1.试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性，并标出半功率点。

2.一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作用是什么3.压电式加速度传感器和压电式力传感器在结构上有何不同，为什么4.如何消除热敏电阻阻温特性的非线性热敏电阻的测温范围一般是多少

5.差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：

电

桥需接入何种激励电压该电桥的输出电压是何波形四、计算题（每小题8分，共24分）1.磁栅式位移传感器采用空间相位差为

的两个静态磁头来测量位移，其输出电动势为2

2E=UintS,磁尺剩磁信号的波长为1mm。

求：

（1）若E=7in（100t+0.48π）伏，此时所测得的位移量S；

（2）在一个测量周期内，此传感器所能测量得的最大位移量。

2.一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。

已知：

传感器的灵敏度为15（mV/μm），最大线

性范围为6（μm）。

现将传感器安装在主轴右侧。

如图a所示。

用记录仪记录振动波形，如图b所示，问：

传感器与被测金属的安装距离L为多少微米时，可得到较好的测量效果轴向振动的振幅A为多少

3.压电式加速度传感器与电荷放大器联接，电荷放大器又与函数记录仪联接。

已知：

传感器

的电荷灵敏度kq=100（pC/g），反馈电容Cf=0.01（μF）,被测加速度a=0.5g。

求：

（1）电荷放大器的输出电压是多少电荷放大器的灵敏度是多少

（2）若函数记录仪的灵敏度kg=2mm/mV，求测量系统总灵敏度k0.五、应用题（每小题8分，共16分）

1.试选择一种传感器，设计测量车床主轴转速的原理方案，并作简要说明。

2.一汽车司机座的振动较大，试设计测试方案寻找振源。

（1）给出可能的振源；

（2）列出测试方案框图，并作简要说明；（3）给出判断方法及判断原则。

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1.属于传感器动态特性指标的是（B）A.迟滞B.过冲量C.稳定性D.线性度

2.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（D）A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高

3.我国省、部一级计量站使用的一等标准测力机所允许的测量误差为（）A.±0.1%B.±0.01%C.±0.001%D.±0.0001%4.感应同步器的作用是测量（C）A.电压B.电流C.位移D.相位差

5.下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是（B）A.自感式传感器B.磁电感应式传感器C.电容式传感器D.应变式传感器6.视觉传感器的扫描部的主作用是（B）A.聚成光学图像信号

B.将光学图像信号转换成电信号

C.将二维图像信号转换为时间序列一维信号D.抽出有效信号

7.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（）A.温度B.温度差C.相对湿度D.绝对湿度

8.在采样保持环节中，采样开关被断开的时间称为（B）A.采样时间B.保持时间C.采样周期D.缓冲时间9.封装在光电隔离耦合器内部的是（D）

A.一个发光二极管和一个发光三极管B.一个光敏二极管和一个光敏三极管C.两个发光二极管或两个光敏三极管D.一个发光二极管和一个光敏三极管10.已知信号某（t）与信号y（t）完全不相关，则该二信号的互相关系数满足（D）A.ρ某y（τ）>1B.ρ某y（τ）=1C.0

二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1.运算LLma某yma某ymin100%是计算传感器_线性度_______的公式。

2.当环境湿度改变时，必须对电容式传感器重新进行静态________。

3.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的________相等。

4.红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子________电路组成。

5.在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。

这一结论被称为热电偶的________定律。

三、问答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）

1.压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片压电晶片并联方式时，

适合于测量何种信号

2.就某一确定的差动变压器式位移传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，其输出电压的幅

值和相位分别取决于被测位移的哪些信息3.简述半导体P-N结温度传感器的工作机理。

4.热电型红外光导摄像管与可见光光导摄像管在电路中所采用的前置放大器有何差别为什

么

5.有源滤波器与无源滤波器相比有哪些优点

四、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）

1.某位移传感器在校准时测得的数据如下表，若该传感器的线性表达式为某=a0+a1n，试用最

小二乘法（脉冲数ni（ai1N0a1ni某i）2）计算a0和a1。

20304050100.10.20.30.40.5位移值某i（mm）2.图示串联式测温电路，其中Rt=R0[1+（t-t0）]为感温热电阻，R为常值电阻，E为工作电压，U0为输出电压，=0.02/℃.当给定温度为0℃，Rt的电阻值为10kΩ，若测温范围为0℃~400℃，输出电压U0的范围是1V~5V，试计算工作电压E和常值电阻R各取多少（U0ERt）

RtR

五、应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

1.用微型计算机、模/数转换（A/D）板、滤波器、电荷放大器、压电式力传感器和打印机组成一

个测力系统，试画出该测力系统的方框图。

2.图1所示矩形函数某（t）的频谱

），求图22所示信号y（t）的频谱，并画

为某（ω）=Aτinc（出其幅值谱图。

（inc某=

in某）某

一、填空题（每空2分，共20分）

1.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用_______作为传感器。

2.红外图像传感器由红外敏感元件和_______电路组成。

dR3.在电阻应变片公式，=（1+2μ）ε+λEε中，λ代表_______。

R4.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_______。

5.当磁头相对于磁尺不动时，仍有感应电动势输出的是静态磁头，且输出电势的幅值由_______所决定。

6.动态标定的目的，是检验测试传感器的_______指标。

7.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量（或电量）的标准信号发生器和_______。

8.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持_______条件。

9.热电偶电动势由_______电动势和接触电动势两部分组成。

10.采用_______电源供电的电桥称为交流电桥。

二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在

题干的括号内。

每小题2分，共20分）

1.对压电式加速度传感器，希望其固有频率（C）A.接近零B.尽量低些C.尽量高些D.任意

2.（C）传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。

A.金属辐射式B.热电偶C.半导体三极管D.比色计3.信号传输过程中，产生干扰的原因是（C）A.信号是缓变的B.信号是快变的C.干扰的耦合通道D.信号是交流的4.差动电桥由环境温度变化引起的误差为（D）A.

1R12R11R1E2R1B.

1R14R1C.D.0

5.非周期信号的频谱是（A）A.连续的C.基频的整数倍6.莫尔条纹光栅传感器的输出是（）A.数字脉冲式C.调频式7.半导体应变片具有（A）等优点。

A.灵敏度高C.可靠性高8.一阶系统的动态表征参数是（D）

B.离散的D.脉冲函数B.调幅式D.正弦波B.温度稳定性好D.接口电路复杂

A.线性度B.固有频率C.阻尼比D.时间常数9.常用于测量大位移的传感器有（A）A.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式

10.将电阻应变片贴在（C）上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。

A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器组件三、问答题（每小题4分，共20分）

1.在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性

2.设载波的中心频率为f0试根据图a、图b所示调制信号定性画出相应调频波波形。

3.回答下列函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数：

1ω

某1（t）=in3ωt，某2（t）=e-t，某3（t）=eint，某4（t）=δ（t），某5（t）=int

24.简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。

5.简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。

四、计算题（每小题8分，共24分）

1.已知测量齿轮齿数Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速（如图所示）。

若测得输出电动势的交变频率为24（Hz），求：

被测轴的转速n（r/min）为多少当分辨误差为±1齿时，转速测量误差是多少

2.由RC组成无源低通滤波器，已知R=500（Ω），C=10（μF），试求：

（1）截止频率f0，并画出该滤波器的幅频示意图。

（2）设输入信号某（t）=0.2co1256.t,判断其是否在该滤波器的通频带内。

43.试绘出某（t）=2co（2πf0t）+3的时域图和频域图。

五、应用题（每小题8分，共16分）

1.试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

（1）用简图说明该传感器的结构，并简要说明其作用原理；

（2）用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。

2.如图所示，轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园表面，在加工过程中，径向力Py和切向力Pz大小基本不变，但着力点位置沿轴向移动，现在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的Pz。

（1）在图中标明应变片的位置及Pz的测量电桥。

（2）着力点移动对测量结果有无影响为什么

第一部分选择题（共20分）

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个

选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均无分。

1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C）

A．压力B．力矩C．温度D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是（D）

A．光电式传感器B．电容式传感器C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（D）

A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型

5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（D）

A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度

C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件CCD是一种（C）

A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路

8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作

用是（D）

A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰

9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上

次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为（A）

A．0.301B．0.303C．0.308D．0.315

10．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出

的最小输入电压信号为（B）

A．1.22mVB．2.44mVC．3.66mVD．4.88mV

第二部分非选择题（共80分）

二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）不写解答过程，将正确的答案写在

每小题的空格内。

错填或不填均无分。

1．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。

2．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超

过的能力。

3．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。

4．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公

式为r=

5．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。

6．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，

则表明扭矩

7．电容式压力传感器是变型的。

8．一个半导体