汽車測試基礎(chǔ)復習資料

1、汽車測試基礎(chǔ)復習大綱第 1 章 緒論1. 測量與測試含義是否是一樣？2. 測試系統(tǒng)原理框圖第 2 章 信號分析1. 信號一般有哪幾種分類方法？各分為哪幾類？請簡要說明。答： 從信號描述上分確定性信號 與 非確定性信號；從信號的幅值和能量上能量信號與 功率信號2. 周期信號和非周期信號的頻譜圖各有什么特點？答：周期信號因為各簡諧成分的頻率比為無理數(shù)其頻譜具有離散性、諧波性和收斂，非周期性信號具有連續(xù)性和密度性，周期性信號物理意義在于周期性信號Xn 不連續(xù)，而非周期性信號則是連續(xù)的3. 簡要說明隨機信號的主要特征參數(shù)以及它們的數(shù)學表達式。（ 1 ）均值，方差和均方值（2）概率密度函數(shù)（ 3）自相關(guān)

2、函數(shù)（4）功率譜密度函數(shù)第 3 章 測試裝置1 . 測試系統(tǒng)的基本構(gòu)成。2 .測量裝置有哪些靜態(tài)特性指標；何謂測試系統(tǒng)的動態(tài)特性？3 .測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。4 .測試系統(tǒng)的頻響函數(shù)定義及其物理意義。5 .簡述不失真測量的基本條件。6 .對于二階裝置，設(shè)計時為何要取阻尼比工=0.60.8?第 4 章 常用傳感器及其測量電路1. 常用傳感器的分類,以及每種傳感器的基本工作原理、結(jié)構(gòu)、測量電路與使用特點，并舉例加以說明。2. 傳感器的選用原則。傳感器的靈敏度與精確度越高越好么，為什么？3. 哪些傳感器可以用作小位移傳感器？4. 差動式傳感器的特點及應用范圍。5. 磁電式（光電式）傳感器的類型及在汽車

3、測試中的典型應用實例。6. 電感傳感器（自感型）的靈敏度與哪些因素有關(guān)，要提高靈敏度可采取那些措施？采取這些措施會帶來什么后果？7. 電容傳感器、電感傳感器、電阻應變片傳感器的測量電路有何異同？8. 電阻絲應變片與半導體應變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？應如何根據(jù)具體情況選用？9. 何謂霍爾效應？其物理本質(zhì)是什么？用霍爾元件可測量那些物理量？請舉出三個例子說明？10. 什么叫電渦流效應？概述電渦流式傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。11. 以變氣隙式自感傳感器位移為例，分析、比較傳感器差動與非差動式的靈敏度。12. 有一批渦輪機葉片，需要檢測是否有裂紋，請列舉出兩種以上方法，并簡述所用傳感器

4、工作原理。13. 設(shè)計利用霍爾元件測量轉(zhuǎn)速的裝置，并說明其原理。第 5 章 信號處理1 . 什么是調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制和解調(diào)的作用是什么?2 .交流電橋可作為哪些傳感器的測量電路?3 .常用的調(diào)幅（調(diào)頻）電路有哪些?相應的解調(diào)電路是什么?4 . 低通、高通、帶通及帶阻濾波器各有什么特點?它們的頻率特性函數(shù)的關(guān)系是什么，畫出它們的理想幅頻特性圖?5 .試用一階RC低通濾波器和RC高通濾波器構(gòu)成RC帶阻濾波器，畫出其電路圖。6 .調(diào)幅波是否可以看做是載波與調(diào)制信號的疊加，為什么？7 什么是濾波器的品質(zhì)因數(shù)？它與濾波器頻率分辨力有何關(guān)系？8 .調(diào)頻信號與調(diào)幅信號有何相同之處？有何不同之處？第 6 章 測

5、量誤差分析1. 什么是誤差，簡要說明誤差的來源；相對誤差和絕對誤差如何定義。2. 簡要說明系統(tǒng)誤差的分類，如何消除。3. 間接測量的結(jié)果應如何分析誤差。第 7 章 靜態(tài)、動態(tài)測試數(shù)據(jù)處理1. 簡述動態(tài)測試數(shù)據(jù)的分類。2. 回歸分析想解決的問題是什么？依據(jù)是什么？重要知識點：實驗中拉壓應力測試系統(tǒng)：拉力傳感器、電橋盒、電橋、振蕩器、放大器、相敏檢波器、濾波器、轉(zhuǎn)換和顯示電路、A/D 轉(zhuǎn)換、信號分析應變片R/ R K微應變供橋電壓電阻應變片及其相關(guān)計算靈敏度及其計算前置放大器，電荷放大器電橋及接法及其靈敏度關(guān)系電容傳感器、壓電傳感器半導體應變片、磁電式傳感器傳感器選用原則復習題集一、判斷題1 .動

6、態(tài)應變儀的標定電橋的輸出電壓是采用半橋接法工作的。（X ）2 .傳感器的作用是用來實現(xiàn)由非電量到電量的轉(zhuǎn)換。（V ）3 .利用橋式電位差計測量熱電偶的熱電勢時要消耗熱電偶的能量。（X ）4漂移是由測試裝置內(nèi)部的溫度變化和元器件性能的不穩(wěn)定造成的（V ）5 .傳遞函數(shù)表征了一個系統(tǒng)的傳遞特性，它與輸入量和初始條件有關(guān)（X ）6 .一低通濾波器與一高通濾波器串聯(lián)即組成帶阻濾波器，并聯(lián)即組成帶通濾波器（X ）7 對于一階測試裝置，其時間常數(shù)越小，輸出的響應速度就越快。（V）8 .調(diào)頻是利用信號電壓的幅值控制一個振蕩器，振蕩器輸出的是等幅波，但其振蕩頻率偏移量 和信號電壓成正比（V ）9 .慣性式壓電

7、加速度傳感器的輸出電荷正比于質(zhì)量塊的加速度。（X ）10 .金屬電阻應變片是利用壓阻效應進行工作的。（X ）二、填空題1 .測試裝置的靈敏度是該標定曲線的斜率.2 .直流電橋中_全橋接法的靈敏度最高。3 .交流電橋的平衡條件是相對橋臂阻抗幅值的_乘積相等，且相對橋臂阻抗的相角之和相等。4 .半導體應變片的工作原理是基于 _壓阻_效應。5、典型的測試系統(tǒng)基本由三方面夠成，即信號的傳感部分、信號的調(diào)理 和信號的顯示。6、實際測試裝置的靜態(tài)特性主要指標是：重復性、靈敏度、線性度 和回程誤差。7、根據(jù)濾波器的選頻作用可將濾波器分為四類：低通 、高通、帶通 和帶阻。8、測量誤差可分為粗大誤差、隨機誤差、

8、和系統(tǒng)誤差 三種,其中前者一般通過真正仔細地 測試是可以避免的。9、A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的裝置。10、傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標永久改變的條件下，允許超過其測量范圍的能力。三、單項選擇題1 .下列傳感器可實現(xiàn)非接觸測量的是（ C ）傳感器。A.壓電式加速度B.電動式速度C.電磁式速度D.電阻應變式2 .壓電式傳感器是屬于（B）型傳感器。A參量型B發(fā)電型C電感型D電容型3 .表示測量裝置的靜態(tài)輸入與輸出之間關(guān)系的實驗曲線稱為（B ）A.理論直線B.標定曲線C.理論標定曲線D.幅頻曲線4 .要使裝置的輸出波形形狀不失真，須使該輸出波形的各正弦分量的相位滯后（

9、D ）A.相等 B.與角頻率成反比C.與角頻率無關(guān)D.與角頻率成正比5 .使用數(shù)字頻率計測量信號時，在（ A ）情況下測周法比測頻法合理。A.被測信號頻率很低B.被測信號頻率很高C.被測信號頻率變化較大D.被測信號頻率恒定6 .低通濾波器的作用是（D ）。A濾除低頻信號 B交流變直流C直流變交流D濾除高頻信號7 .壓電式傳感器是高阻抗傳感器，要求前置放大器的輸入阻抗（ C ）。A不變B很低C很大D隨意8 .當電阻應變片式傳感器拉伸時，該傳感器電阻（ A ）A變大B變小C不變D不定9 .為了能從調(diào)幅波中很好地恢復出原被測信號，常用（ C ）作為解調(diào)器。A鑒相器B鑒頻器C整流器D變壓器10 .當U

10、形管壓差計的a端連通被測氣體，b端連通大氣壓，若 a端液面高于b端，高度差為h, 則該h代表 （B ）A. 被測氣體的真空度B. 被測氣體的真空度或負表壓C.被測氣體的絕對壓D.被測氣體的表壓四、簡答題1 、電橋的作用是什么？其有什么特性？特性的具體應用有哪些？答 : 電橋的作用是將傳感器轉(zhuǎn)換元件的輸出的電參量的變化轉(zhuǎn)換為電壓量的變化。其具有和差特性，即只有相對兩臂有相同方向的變化量，相鄰兩臂有不同的方向的變化量，才能使輸出電壓有最大值。利用和差特性可以補償溫度和時間帶來的誤差。2、簡述傳感器選用原則。答:靈敏度。傳感器的靈敏度越高，可以感知越小的變化量，即被測量稍有微小變化時，傳感器即有較大

11、的輸出。但靈敏度越高，會減小傳感器的測量范圍。頻率響應特性。傳感器的響應特性必須在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實際傳感器的響應總有一延時，但延時越短越好。（3穩(wěn)定性。傳感器的穩(wěn)定性是經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。C4精確度。傳感器的精確度表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。因為傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接影響。®測量方法。傳感器在實際測試條件下的工作方式，也是選用傳感器時應考慮的重要因素。因為測量條件不同對傳感器要求也不同。線形范圍。傳感器都有一定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸

12、出與輸入成比例關(guān)系。線性范圍愈 寬，則表明傳感器的工作量程愈大。為了保證測量的精確度，傳感器必須在線性區(qū)域內(nèi)工作。3、選用合適的非接觸式傳感器測量發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速，畫出傳感器布置示意圖并說明其測量原理。答： 霍爾傳感器，結(jié)合下圖指出霍爾效應：金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應。（2 分）圖（1分）繪出如下傳感器布置示意圖并說明其測量原理。3分）或者:古輪或者:電渦流傳感器：結(jié)合下圖闡述渦流效應,繪出如下傳感器布置示意圖并說明其測量原理1為金屬齒盤，2為電渦流傳感器。或者：光電傳感器測量轉(zhuǎn)速或者n=f/N指出式中n轉(zhuǎn)速；f

13、 脈沖頻率；N圓盤開孔數(shù)。測量轉(zhuǎn)速（圓盤上用通孔）指出1為光源，2為光電元件測域轉(zhuǎn)速（圓盤上有黑色標記）或者為反射式光電元件五、計算題1、用一個一階系統(tǒng)作100Hz正弦信號測量。如果要求限制振幅誤差在 5%以內(nèi)，則時間常數(shù)應取多少？ （ 10分）1 5%100 Hz 628rad /s0.0005232、已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動勢的頻率f=72Hz ,測量齒盤的齒數(shù) Z=36,求:（1）被測軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？（ 5分）（2）在上述情況下，如果計數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為土1個數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？ （5分）解：（1） n60f60 7236120（轉(zhuǎn)/分）（2）頻率計的計數(shù)裝置讀數(shù)誤

14、差為土1個數(shù)字，對應的角位移為士工轉(zhuǎn)=±轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)Z 36速誤差為土工（轉(zhuǎn)/分）36、單項選擇題1 .壓電式傳感器是屬于（B ）型傳感器。A參量型發(fā)電型 C電感型 D電容型2 .低通濾波器的作用是B ）。A濾除低頻信號B濾除高頻信號 C直流變交流 D交流變直流3 .當電阻應變片式傳感器拉伸時，該傳感器電阻（A）。A 變大 B 變小 C 不變 D 不定4.極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（D )。A成正比 B 平方成正比 C成反比 D 平方成反比5. 一個相鄰雙臂工作的測力電橋，如果將兩工作臂的一個應變片均改為兩個應變片串聯(lián)，則電 橋的輸出電壓（C ）。A.加大一倍B.減小一倍

15、C.不變D.加大兩倍6. 若電阻應變片的輸入信號為正弦波,則以該應變片為工作臂的直流測量用橋的輸出是(C )。A.直流信號B.正弦波C.調(diào)幅波D.脈動波7. 交流電橋的橋臂依次是Z1 Z2 Z3 Z4,其平衡條件是（D）。A. Z1Z2=Z3Z48. |Z1|Z3| |Z2|Z4|C.Z1Z3=Z2Z4D.Z1Z3 Z2Z48 .用電渦流傳感器探測金屬零件表面裂紋，則電渦流傳感器是（D ）式的。A.互感和高頻反射B.自感和低頻投射C.互感和低頻投射D.自感和高頻反射9 .要使裝置的輸出波形形狀不失真，須使該輸出波形的各正弦分量的相位滯后（D）A.相等 B.與角頻率成反比C.與角頻率無關(guān)D.與角

16、頻率成正比10 .電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成A變化一種傳感器A.電容量B.電感量C.介電常數(shù)D. 距離二、判斷題1 .所有周期信號都是功率信號。（，）2 .電阻應變式傳感器只用于測定結(jié)構(gòu)的應力或應變。（X ）3 .頻響函數(shù)反映了系統(tǒng)響應的穩(wěn)態(tài)過程。（，）4 .直流信號具有無限的頻譜。（X ）5 .半橋聯(lián)接中要求兩個橋臂阻值變化大小相等，極性相反。（，）6 .壓電式傳感器不一定要配接前置放大器。（X ）7 .若傳感器的靈敏度為常數(shù)，則表明該傳感器的輸出、輸入關(guān)系為線性關(guān)系。（X）8 .在數(shù)字信號處理過程中，量化誤差大小與A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)無關(guān)。（X ）9 .變間歇式差動變壓器是一種電容式

17、傳感器。（X ）10 .隨機信號是確定性信號。（X）三、填空題1 . 一個完整的測試系統(tǒng)應包括：傳感器、信息調(diào)節(jié)器 以及顯示及儲存裝置 。2 .傳感器包括敏感元件和輔助元件兩部分。3 .系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)測試不失真的頻率響應特性滿足幅頻特性為常數(shù)，相頻特性為線性關(guān)系 或相頻特性為零時，幅頻特性仍為常數(shù)。4 .測量結(jié)果通?？捎脭?shù)字、圖形和經(jīng)驗公式 三種方式表達,其中經(jīng)驗公式便于用數(shù)學分析方法進一步進行理論研究。5 .電橋是將電阻，電容，電感 等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電流或電壓輸出的一種測量電路。6 .測試技術(shù)包含了測量技術(shù)和 試驗技術(shù) 兩方面內(nèi)容。四.問答題1 .何謂電橋靈敏度，其影響因素是什么？不同電橋接

18、法，其電橋靈敏度可為多少？答：電橋的靈敏度是輸出電壓與電橋的輸入的比值。其影響因素有電橋工作臂的多少有 關(guān)，鐵絲與橋源的高低有關(guān)。全橋的靈敏度S=1時，半橋為0.5S,單臂電橋為0.25S。2 .為什么許多傳感器多做成差動式？試述本書中那些傳感器常采用差動式接法。1)差動式接法的優(yōu)點是可以提高傳感器靈敏度1倍，大大減少由環(huán)境溫度變化、電源電壓波動和非線性引起的誤差2)采用差動式接法的常用傳感器有：電容傳感器、電感傳感器3 .畫出實際帶通濾波器的幅頻特性，并給出描述實際濾波器性能的基本參數(shù)。主要參數(shù)有波動幅度、截止頻率、帶寬 B、品質(zhì)因數(shù)(Q值)、倍頻程選擇性。(1)波動幅度d 一般2/0Ad。

19、 (2)截止頻率fc1,fc2(3)帶寬B和品質(zhì)因數(shù) Q值帶寬決定著濾波器分離信號中相鄰頻率成分的能力一一頻率分辨力，B=fc2-fc1,Q=0f/B(4)倍頻程選擇性在兩截止頻率外側(cè)實際濾波器有一個過渡帶。幅頻特性衰減的快慢由這個過渡帶的幅頻曲線傾斜程度表示，它決定著濾波器對帶寬外頻率成分衰阻的能力。五.計算題1、用一階測量儀器測量100Hz的正弦信號，如果要求振幅的測量誤差小于5%,問儀器的時間常數(shù)T的取值范圍。若用該儀器測50Hz的正弦信號，相應的振幅誤差和相位滯后是多少？. ，、1解：(1) A j 1 5%, 122 f 2100Hz 628rad /s0.000523(2)若 f

20、50Hz2 f 2 50Hz 314rad /s0.9871 (0.000523 314)2() arctan1 0.987 0.0113 1.13%arctan(0.000523 314) -9.132、試推導直流電橋的平衡條件R1R2=R3R4。答案P623、一壓電式壓力傳感器的靈敏度 S1=90 Pc/Mpa ,和一臺靈敏度 S2= 0.005V/ Pc的電荷放大器連接, 電荷放大器的輸出又接入一臺靈敏度 S3= 20mm/V的光線記錄儀上記錄。試繪出該測試系統(tǒng)的框圖 并計算其總的靈敏度 So各裝置串聯(lián)，況果忽略負載效應.網(wǎng)總靈敏度，等于各裝置靈敏澳柜乘，即 S=Ax AP=9Ox0.0

21、05x20=9irun MPa.一、判斷題1、所有周期信號都是功率信號。（，）2、若傳感器的靈敏度為常數(shù)，則表明該傳感器的輸出、輸入關(guān)系為線性關(guān)系。（X ）3、在數(shù)字信號處理過程中，量化誤差大小與A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)無關(guān)。（X ）4、變面積型電容傳感器的靈敏度不為常數(shù)。（X ）5、在直流電橋中，只要滿足任意兩相鄰橋臂的阻值之乘積等于另外兩相鄰橋臂阻值的乘積，則電橋一定處于平衡。（X ）6、渦流傳感器分為高頻透射式和低頻反射式兩種類型。（X ）7、若電阻應變片的輸入信號為正弦波，則以該應變片為工作臂的交流測量用橋的輸出是調(diào)幅波。（V ）8、隨機信號是確定性信號。（x ）9、傳遞函數(shù)不僅反映了系統(tǒng)的

22、穩(wěn)態(tài)過程，還反映了系統(tǒng)響應的過渡過程。（，）10、.為保證采樣后信號能真實保留模擬信號信息，信號采樣頻率至少與原信號中最高頻率相等。（x ）二、填空題1、典型的測試系統(tǒng)基本由三方面夠成，即信號的傳感部分、信號的調(diào)理 和信號的顯示 。2、實際測試裝置的靜態(tài)特性指標主要以：重復上4、靈敏度、線件序 和回程誤差 。3、根據(jù)濾波器的選頻作用可將濾波器分為四類：低通 、高通、帶通和帶阻。4、測量誤差可分為 粗大誤差、隨機誤差、和系統(tǒng)誤差 三種.其中前者一般通過真正仔細地測 試是可以避免的。5、電橋是將 電參量 等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為 電壓量 輸出的一種測量電路。、簡答題1、電橋的作用是什么？其有什么特性？特

23、性的具體應用有那些？答：電橋的作用是將傳感器轉(zhuǎn)換元件的輸出的電參量的變化轉(zhuǎn)換為電壓量的變化。其具有和差特性,即只有相對兩臂有相同方向的變化量，相鄰兩臂有不同的方向的變化量，才能使輸出電壓有最大值。利用和差特性可以補償溫度和時間帶來的誤差。2、簡述傳感器選用原則。答:靈敏度。傳感器的靈敏度越高，可以感知越小的變化量，即被測量稍有微小變化時，傳感器即有較大的輸出。但靈敏度越高，會減小傳感器的測量范圍。頻率響應特性。傳感器的響應特性必須在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實際傳感器的響應總有一延時，但延時越短越好。(3穩(wěn)定性。傳感器的穩(wěn)定性是經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定

24、性的因素是時間與環(huán)境。C4精確度。傳感器的精確度表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。因為傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接影響。®測量方法。傳感器在實際測試條件下的工作方式，也是選用傳感器時應考慮的重要因素。因為測 量條件不同對傳感器要求也不同。C6線形范圍。傳感器都有一定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系。線性范圍愈xi(t)Asin it Asin 2t時，輸出信寬，則表明傳感器的工作量程愈大。為了保證測量的精確度，傳感器必須在線性區(qū)域內(nèi)工作。3、圖1為某一測試裝置的幅頻、相頻特性，當輸入信號為號不失真；當車入信號為X2

25、(t) Asin it A4sin4t時，輸出信號失真。上述說法正確嗎?答：由測試系統(tǒng)的不失真的條件應當是常數(shù)，相頻特性應當是線性關(guān)系。從圖中我們可以看 出，此系統(tǒng)的幅頻特性不完全是一個常數(shù)，相頻特性不完全是線形關(guān)系。所以當輸入信號為x, Asin - A2sin 2t時，當此系統(tǒng)是線形系統(tǒng)，則輸出信號不會失真，當輸入信號為 X2(t) Asin it Asin 4t時，輸出信號失真。但是當系統(tǒng)不是線形系統(tǒng)，則不一定當輸入 信號為xi Asin it A2sin 2t時，輸出信號不失真。因此這種說法不正確。4、何謂回歸分析的核心思想？回歸分析需要解決的問題是什么？答：回歸分析的核心思想是最小二

26、乘法原理。通過回歸分析解決三個問題：一是確定經(jīng)驗公式 的函數(shù)類型；二是確定函數(shù)中的各參數(shù)值；三是對經(jīng)驗公式的精確度作出評價。四、計算題1、用一個一階系統(tǒng)作 100Hz正弦信號測量。(1)如果要求限制振幅誤差在5%以內(nèi)，則時間常數(shù) 應取多少？ (2)若用具有該時間常數(shù)的同一系統(tǒng)作50Hz信號的測試，此時的振幅誤差和相角差各是多少？-1解：(1) A | 1 5%122 f 2100Hz 628rad /s0.000523(2)若 f 50Hz2 f 2 50Hz 314rad /s1 (0.000523 314)20.9871 0.987 0.0113 1.13%() arctan arctan

27、(0.000523 314) -9.132V,2、以阻值100Q,靈敏度k=4的電阻應變片與阻值為120的固定電阻組成電路，供橋電壓為在下圖測試中應變片 R1、R2的應變分別為+2000、-3000微應變。試求：(10分)1) . R1,R2應變片電阻變化；2).僅由彎矩引起的輸出電壓多大?3).僅由力引起的輸出電壓多大？由 R/R K可得:RRK1100 4 200010 68R2R2K2100 4 300010 612僅由彎矩引起的輸出電壓Use 0.25UsrK0.25 2 4 1000 10 6 2mVscsi僅由力引起的輸出電壓Usc 0.25U srK0.25 2 4 1000 1

28、0 6 2mVscsi五、綜合題1、解釋下面拉力測試系統(tǒng)的每一部份的作用，并畫出信號變換圖。拉力傳感器的主要作用是利用電阻應變片式傳感器來將拉力改變應變片的形變而引起其電阻的變化。電橋盒的作用主要是將兩電阻應變片連入電橋，形成半橋來將其電阻的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化。圖1是動態(tài)電阻應變儀原理框圖，主要由電橋、振蕩器、放大器、相敏檢波器、濾波器、轉(zhuǎn)換 和顯示電路組成。A/D板主要是將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，使其能輸入微機。最后我們利用微機來采集數(shù)據(jù)并且對輸入信號進行分析。應變信號轉(zhuǎn)換及顯示振蕩器相移器電源圖1應變儀原理框圖一、選擇題1、表示隨機信號中動態(tài)分量的統(tǒng)計常數(shù)是（C ）。a.均方值；b

29、.均值；c.均方差；d.概率密度函數(shù)2、既能檢波又能檢相的電路稱為（c）0a.橋式整流電路；b.相位鑒頻電路；c.相敏檢波器；d.直流放大器3、磁感應測速傳感器中的速度線圈之所以用兩個線圈串聯(lián)而成，其作用主要為（d）a.提高傳感器的靈敏度及改善線性；b.提高傳感器的靈敏度及改善頻響特性；c.改善傳感器的頻響特性及補償永久磁鐵在線圈鐵心垂直方向上的微小跳動對感應電動勢的影響；d.提高傳感器的靈敏度及補償永久磁鐵在線圈鐵心垂直方向上的微小跳動對感應電動勢的影響；4、半導體應變片是根據(jù)（d）原理工作的。a.電阻應變效應；b.壓電效應；c.熱阻效應；d.壓阻效應5、要測量x（t）=50Sin40 tt

30、 t+10Sin2000 tt t的振動位移信號，為了盡量減少失真，應采 用（b ）的慣性加速度計。a. fn=15Hz、0=0.707; b.fn=1000Hz、0=0.707 ; c. fn=50Hz 、0=0.04 ;d. fn=1000Hz、B =0.046、在光作用下，使物體的內(nèi)部產(chǎn)生定向電動勢的現(xiàn)象，稱（a ）效應。a. 內(nèi)光電；b. 外光電；c. 熱電；d. 阻擋層光電7、用方程法求解回歸直線時，誤差最小的方法是（b ） 。a. 圖解法；b. 最小二乘法；c. 分值法；d. 端點連線法8、半導體電阻應變片在測量某一構(gòu)件應變時，其電阻的相對變化主要是由（a ）引起。a. 半導體電阻

31、率的變化；b. 半導體幾何尺寸的變化；c. 貼片位置的溫度變化；d.供橋電源的變化9、 （ d ）傳感器是根據(jù)敏感元件材料本身的物理性質(zhì)變化而工作的。a. 差動變壓器式；b. 變間隙電容式；c. 變阻器式；d. 電壓式10、復雜周期信號的頻譜是（a ） 。a、離散譜；b.連續(xù)譜；c. 6函數(shù)；d. sinc 函數(shù)二、判斷題1、A/D轉(zhuǎn)換就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)的數(shù)字信號。（X ）2、固有頻率fn=600 Hz的振動子測量600Hz的諧波信號，輸出不會失真。（X ）3、上升沿陡峭的氣室壓力曲線較上升沿緩慢的氣室端面壓力曲線所包含的高頻分量豐富。（M）4、一臺儀器的重復性很好，但測得的結(jié)果并不準確

32、，這是由于存在系統(tǒng)誤差的緣故。（，）5、對一個具有有限頻譜（0fc ）的連續(xù)信號采樣，若滿足2fcTs 1, 采樣后得到的輸出信號能恢復為原來的信號。（X） Ts為采樣頻率6、任何周期信號都由頻率不同，但成整倍數(shù)比的離散的諧波疊加而成。x7、能量轉(zhuǎn)換型傳感器直接消耗被測對象的輸入能量，因而必然造成被測對象狀態(tài)的變化而產(chǎn)生測量誤差。x8、物性型傳感器是利用敏感元件本身物理性質(zhì)的變化來實現(xiàn)信號變換的。V9、為提高測量精度，傳感器的靈敏度越高越好。x10、傳感器的線性范圍越寬，表明其工作量程越大三、填空題1、壓電式傳感器是可逆型換能器,即可將機械 能轉(zhuǎn)換為 也能，這是由于 壓電效應；也可將電 能轉(zhuǎn)換

33、為 機械能，這是根據(jù) 逆壓電 效應。2、按工作原理的不同，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型 三種類型。第一種常用于測量 可以測量位移、壓力等物理量 ,第二種常用于測量 角 位移、線位移等物理量，第三種常用于測量 介質(zhì)的液位或某些材料的厚度、濕度、溫度等 。3、壓電式傳感器不能測量 被測量，更不能測四、簡答題1、何謂電橋靈敏度，其影響因素是什么？不同電橋接法，其電橋靈敏度可為多少？答：電橋的靈敏度是輸出電壓與電橋的輸入的比值。其影響因素有電橋工作臂的多少有 關(guān)，鐵絲與橋源的高低有關(guān)。全橋的靈敏度S=1時，半橋為0.5S,單臂電橋為0.25S。2、簡述傳感器選用原則。答:靈敏度

34、。傳感器的靈敏度越高，可以感知越小的變化量，即被測量稍有微小變化時，傳感器即有較大的輸出。但靈敏度越高，會減小傳感器的測量范圍。頻率響應特性。傳感器的響應特性必須在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實際傳感器的響應總有一延時，但延時越短越好。O穩(wěn)定性。傳感器的穩(wěn)定性是經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。C4精確度。傳感器的精確度表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。因為傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接影響。測量方法。傳感器在實際測試條件下的工作方式，也是選用傳感器時應考慮的重要因素。因為測量條件不同對

35、傳感器要求也不同。線形范圍。傳感器都有一定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系。線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。為了保證測量的精確度，傳感器必須在線性區(qū)域內(nèi)工作。3、壓電式傳感器的測量電路中為什么要加入前置放大器？電荷放大器有何特點？因為壓電式傳感器內(nèi)阻很高，電荷q又極其微弱，故需要放大和阻抗變換后才能轉(zhuǎn)接到一般的放大電路，并且最終推動顯示儀表。傳感器與電荷放大器連接的電路，其輸出電壓與電荷量成正比 ，而且輸出與電纜的等效電容Cc無關(guān)。五、計算題1、某壓力測量系統(tǒng)由壓電式傳感器、電荷放大器和筆式記錄儀組成。壓電式壓力傳感器的靈敏度為90 pC/kPa ,將它與一臺靈敏度調(diào)到0

36、.005 V/pC的電荷放大器相聯(lián)。電荷放大器輸出又接到靈敏度調(diào)成 20酬陽的筆式記錄儀上。試計算 該測量系統(tǒng)的總靈敏度。壓力 P ：一" -壓力傳感器一電荷放大器一 光線示波器各裝置串聯(lián).如果忽略負載效應，則總靈敏度5等于各袋置靈敏度相奏，即 =9 0x0.005x20=9111111 MPac2、有一電阻應變片，其靈敏系數(shù) 3=2 ,電阻立二0o設(shè)工作時其應變?yōu)?典處, 問其電阻變化A立=?若將此應變片接成如圖1所示電路，試求：(1) 無應變時電流表的示值;(2)有應變時電流表的示值;(3)電流表示值的相對變化量；(4)這一變化量能否從表中讀出。3、以阻值120Q,靈敏度k=4的

37、電阻應變片與阻值為120。的固定電阻組成電路，供橋 電壓為2V,在下圖測13c中應變片 R1、R2的應變分別為+2000、-1000微應變。試求: 1).應變片電阻變化；2) .由彎矩引起的輸出電壓多大？3).由力引起的輸出電壓多大？ R1= R*K* & = 120X 4X 2000 X 10A-6=0.96V R2= R*K* e = -120 X 4 X 1000 X 10A-6=0.48V (2 分)2)將R1, R2兩個應變片放在相鄰臂上，Ubd=1/4*4*2*(2000-(-1000)*10A-3=6mv(2 分)3)將R1, R2兩個應變片放在相對臂上Ubd=1/4*4

38、*2*(2000 + (-1000)*10A-3=2mv( 2 分)4 )電橋接法圖4分六、綜合題請畫出實驗室的拉壓力測試系統(tǒng)的組成、每一部分的工作原理，特別是動態(tài)電阻應變 儀的工作原理及信號變化圖。、判斷題1 .動態(tài)應變儀的標定電橋的輸出電壓是采用半橋接法工作的2 .傳感器的作用是用來實現(xiàn)由非電量到電量的轉(zhuǎn)換。（，）3 .利用橋式電位差計測量熱電偶的熱電勢時要消耗熱電偶的能量。（x ）4 .漂移是由測試裝置內(nèi)部的溫度變化和元器件性能的不穩(wěn)定造成的。（V）5 .傳遞函數(shù)表征了一個系統(tǒng)的傳遞特性，它與輸入量和初始條件有關(guān)。（x ）6 . 一低通濾波器與一高通濾波器串聯(lián)即組成帶阻濾波器，并聯(lián)即組成

39、帶通濾波器。（X）7 .對于一階測試裝置，其時間常數(shù)越小，輸出的響應速度就越快。（，）8 .調(diào)頻是利用信號電壓的幅值控制一個振蕩器，振蕩器輸出的是等幅波，但其振蕩 頻率偏移量和信號電壓成正比 。（，）9 .慣性式壓電加速度傳感器的輸出電荷正比于質(zhì)量塊的加速度。（x ）10 .金屬電阻應變片是利用壓阻效應進行工作的。（x ）二、填空題1 .測試裝置的靈敏度是該標定曲線的一斜率_.2 .直流電橋中全橋接法的靈敏度最高。3 .交流電橋的平衡條件是相對橋臂阻抗幅值的 _乘積相等，且相對橋臂阻抗的相 角之和相等。4 .半導體應變片的工作原理是基于_壓阻效應。5、典型的測試系統(tǒng)基本由三部分構(gòu)成，即 信號的

40、傳感部分、信號的調(diào)理和信號 的顯示6、實際測試裝置的靜態(tài)特性主要指標是：重復性、靈敏度、線性度 和回程誤差。高通、帶通和帶阻7、根據(jù)濾波器的選頻作用可將濾波器分為四類：低通、8、測量誤差可分為 粗大誤差、 隨機誤差和 系統(tǒng)誤差 三種，其中前者一般通過 真正仔細地測試是可以避免的。9、A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號的裝置。10、傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標永久改變的條件 下，允許超過其測量范圍的能力。三、單項選擇題1 .下列傳感器可實現(xiàn)非接觸測量的是（C）傳感器。A.壓電式加速度B.電動式速度 C.電磁式速度D.電阻應變式2 .壓電式傳感器是屬于（B）型傳感器。A參

41、量型B 發(fā)電型 C 電感型 D 電容型3 .表示測量裝置的靜態(tài)輸入與輸出之間關(guān)系的實驗曲線稱為（ B ）A.理論直線 B.標定曲線C.理論標定曲線D.幅頻曲線4 .要使裝置的輸出波形形狀不失真，須使該輸出波形的各正弦分量的相位滯后（ D ）A.相等 B.與角頻率成反比C.與角頻率無關(guān)D.與角頻率成正比5 .使用數(shù)字頻率計測量信號時，在（A）情況下測周法比測頻法合理。A.被測信號頻率很低B.被測信號頻率很高C.被測信號頻率變化較大D.被測信號頻率恒定6 .低通濾波器的作用是（D ）。A濾除低頻信號B交流變直流C直流變交流D濾除高頻信號7. 壓電式傳感器是高阻抗傳感器，要求前置放大器的輸入阻抗（C）。A 不變 B 很低 C 很大 D 隨意8. 當電阻應變片式傳感器拉伸時，該傳感器電阻（A）A 變大 B 變小 C 不變 D 不定9. 為了能從調(diào)幅波中很好地恢復出原被測信號，常用（C）作為解調(diào)器。A 鑒相器 B 鑒頻器 C 整流器 D 變壓器10. 當 U 形管壓差計的a 端連通被測氣體，b 端連通大氣壓，若a 端液面高于b 端，高度差為h,則該h代表（B ）A. 被測氣體的真空度B. 被測