西華大學(xué)汽車測試基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題集{期末備考備用}

1、 汽車測試基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題集一、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。( × 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)。( × 4、變面積型電容傳感器的靈敏度不為常數(shù)。( × 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。( × 6、渦流傳感器分為高頻透射式和低頻反射式兩種類型。( × 7、若電阻應(yīng)變片的輸入信號為正弦波,則以該應(yīng)變片為工作臂的交流測量用橋的輸出是調(diào)幅波。( 8、隨機(jī)信號是確定性信號。

2、( × 9、傳遞函數(shù)不僅反映了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)過程,還反映了系統(tǒng)響應(yīng)的過渡過程。( 10、.為保證采樣后信號能真實(shí)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。( × 1.非線性裝置的靈敏度就是該裝置靜態(tài)特性曲線上各點(diǎn)的斜率 ( 2.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 ( 3.傳遞函數(shù)表征了一個(gè)系統(tǒng)的傳遞特性,它與輸入量和初始條件有關(guān) (×4.對于穩(wěn)定的常系數(shù)線性系統(tǒng),若輸入為一正弦函數(shù),則穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸出也是與輸入為同一頻率的正弦函數(shù);輸出的幅值和相位角往往不等于輸入的幅值和相角 ( 5.一階系統(tǒng)幅頻特性為21(1(A w tw =+ 相

3、頻特性為 (arctan w tw = ( 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 (× 7.基于電磁感應(yīng)原理,將被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的傳感器稱為磁電式傳感器(8.調(diào)頻是利用信號電壓幅值控制一振蕩器,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.為保證采樣后信號能真實(shí)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充分相等(× 10.測量誤差按照特性規(guī)律可分為絕對誤差和相對誤差 (×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(shí)際測試裝置的靜態(tài)特性指標(biāo)

4、主要以:重復(fù)性 、靈敏度 、線性度 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(jī)誤差 、和 系統(tǒng)誤差 三種,其中前者一般通過真正仔細(xì)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。1.信號按數(shù)學(xué)關(guān)系,可將信號分為: 確定性信號 和 隨機(jī)信號(或非確定性信號 。2.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 。3.實(shí)際測試裝置的靜態(tài)特性指標(biāo)主要以:重復(fù)性 、靈敏度 、線性度 和回程誤差 。4.電路電橋有 直流電橋 和 交流電橋 兩種。5.根

5、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 。6.測量誤差可分為 粗大誤差 、隨機(jī)誤差 、和 系統(tǒng)誤差 三種,其中前者一般通過真正仔細(xì)地測試是可以避免的。7.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。 1、 對傳感器進(jìn)行動態(tài) 標(biāo)定(或校準(zhǔn)或測試 的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標(biāo)。2、 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(biāo)永久改變的條件下,允許超過 測量范圍 的能力。3、 傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式,向 智能化 方向發(fā)展。4、 已知某傳感器的靈敏度為K 0,且靈敏度變化量為K 0,則該傳感器的靈敏度誤差計(jì)算公式為r s

6、 = (K 0/K 0×100% 。 5、 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 。 6、 電容式壓力傳感器是變 極距(或間隙 型的。7、 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。8、交流電橋各橋臂的復(fù)阻抗分別為Z 1,Z 2,Z 3,Z 4,各阻抗的相位角分別為1234、,若電橋平衡條件為Z 1/Z 4=Z 2/Z 3,那么相位平衡條件應(yīng)為 1324+=+。單選題 1.下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測量的是(CA.壓力B.力矩C.溫度D.厚度2.屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是( D A.重復(fù)性B.線性度C.靈敏度D.固有

7、頻率3.已知函數(shù)x(t的傅里葉變換為X(f,則函數(shù)y(t=2x(3t的傅里葉變換為( B A.2X(f3B.23X(f3C.23X(f D.2X(f4.測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為( B A.變極板面積型B.變極距型C.變介質(zhì)型D.容柵型5.利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器,為使其靈敏度高、非線性誤差小( C A.兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B.兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián)C.兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D.兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片6.影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是( D A.電纜的安裝與固定方式B.電纜的長度C.前置放大器的輸出

8、阻抗D.前置放大器的輸入阻抗7.周期信號的自相關(guān)函數(shù)必為( A A.周期偶函數(shù)B.非周期偶函數(shù)C.周期奇函數(shù)D.非周期奇函數(shù)8.若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10,最大輸入信號為 2.5V,則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為( B 三、簡答題1、電橋的作用是什么?其有什么特性?特性的具體應(yīng)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(bǔ)償溫度和時(shí)間帶來的誤差。2、簡述傳感器選用原則。答:1靈敏度。傳感器的靈敏度越高,可以感知越小的

9、變化量,即被測量稍有微小變化時(shí),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。2頻率響應(yīng)特性。傳感器的響應(yīng)特性必須在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實(shí)際傳感器的響應(yīng)總有一延時(shí),但延時(shí)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(shí)間與環(huán)境。4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(yīng)程度。因?yàn)閭鞲衅魈幱跍y試系統(tǒng)的輸入端,因此,傳感器能否真實(shí)地反映被測量,對整個(gè)測試系統(tǒng)具有直接影響。 5測量方法。傳感器在實(shí)際測試條件下的工作方式,也是選用傳感器時(shí)應(yīng)考慮的重要因素。因?yàn)闇y量條件不同對傳感器要求也不同。6線形范圍。傳

10、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、 圖 1為某一測試裝置的幅頻、相頻特性,當(dāng)輸入信號為111(sin =x t A t 22sin +A t 時(shí),輸出信號不失真;當(dāng)輸入信號為21144(sin sin =+x t A t A t 時(shí),輸出信號失真。上述說法正確嗎? 圖1答:由測試系統(tǒng)的不失真的條件應(yīng)當(dāng)是常數(shù),相頻特性應(yīng)當(dāng)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(gè)常數(shù),相頻特性不完全是線形關(guān)系。所以當(dāng)輸入信號為111(sin =x t A t 22sin +A

11、 t 時(shí),當(dāng)此系統(tǒng)是線形系統(tǒng),則輸出信號不會失真,當(dāng)輸入信號為21144(sin sin =+x t A t A t 時(shí),輸出信號失真。但是當(dāng)系統(tǒng)不是線形系統(tǒng),則不一定當(dāng)輸入信號為111(sin =x t A t 22sin +A t 時(shí),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乘法原理。通過回歸分析解決三個(gè)問題:一是確定經(jīng)驗(yàn)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(yàn)公式的精確度作出評價(jià)。 1.什么是測試裝置的靜態(tài)特性?靜態(tài)特性指標(biāo)主要以什么來表征?答:測試裝置的靜態(tài)特性表示被測物理量的處于穩(wěn)定狀態(tài)

12、,輸入和輸出都是不隨時(shí)間變化的常量。測試裝置的靜態(tài)特征指標(biāo)主要以重復(fù)性、靈敏度、線性度和回程誤差來表征。 2.電阻應(yīng)變片的種類及特點(diǎn)?答:電阻應(yīng)變片主要分為金屬絲電阻應(yīng)變片、金屬箔式電阻應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片和薄膜應(yīng)變片。 特點(diǎn):金屬絲電阻應(yīng)變片制作簡單,價(jià)格便宜。金屬箔式電阻應(yīng)變片與金屬電阻絲應(yīng)變片比較,箔式應(yīng)變片線條均勻,電阻值偏差小,能提通過比較大的電流,并且便于大量生產(chǎn)。半導(dǎo)體應(yīng)變片:主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,機(jī)械滯后和橫向效應(yīng)小。其缺點(diǎn)是靈敏度易受外載荷的影響,因而離散度大,溫度穩(wěn)定比較差。薄膜應(yīng)變片:靈敏度高,尺寸小,質(zhì)量穩(wěn)定,但制造工藝要求高。 3.何謂電橋靈敏度,其影響因素是什么?不同

13、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(shí),半橋?yàn)?.5S ,單臂電橋?yàn)?.25S 。 4. 畫出實(shí)際帶通濾波器的幅頻特性,并給出描述實(shí)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。 5.簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時(shí)各自的特點(diǎn)。答:傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容受電纜電容的影響。 傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。

14、6.電阻式應(yīng)變片接入直流電阻電橋時(shí)常用哪幾種接法?其各自靈敏度與接法有什么關(guān)系?(畫出電橋簡圖予以說明。答:電阻式應(yīng)變片接入直流電阻電橋時(shí)常用單臂電橋、半橋、全橋。靈敏度以全橋?yàn)樽罡?單臂電橋?yàn)樽畹?。最好結(jié)合公式和圖示,給出具體比值。 7.結(jié)合圖示,說明霍耳傳感器的基本構(gòu)造和原理。答:圖略,霍耳傳感器,霍耳元件半導(dǎo)體的垂直方向加有磁場,薄片的兩端有控制電流流過時(shí),薄片的另兩端產(chǎn)生相應(yīng)大小的霍耳電勢,即為霍耳效應(yīng)。 8.什么是電阻式應(yīng)變片的溫度特性?其輸出電阻值隨溫度而漂移的機(jī)理是什么?其常用溫度補(bǔ)償措施有哪些?答:電阻式應(yīng)變片的輸出隨溫度變化而變化的特性即為溫度特性,其輸出電阻值隨溫度而漂移由

15、兩部分構(gòu)成:電阻應(yīng)變片自身隨溫度的漂移;被測件和電阻應(yīng)變片隨溫度的線膨脹不一致而導(dǎo)致的虛假應(yīng)變。其常用溫度補(bǔ)償措施有:添加溫度補(bǔ)償應(yīng)變片,補(bǔ)償導(dǎo)線等。 9.什么是熱電偶?其基本定律有哪些?答:熱電偶為兩種不同導(dǎo)體首末相接,兩端溫度不一致時(shí),導(dǎo)體內(nèi)出現(xiàn)電勢差,形成電流。性質(zhì):可串入第三導(dǎo)體,可測量,電勢與溫度基本線性,可用補(bǔ)償導(dǎo)線,可測高溫等。 10. 隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律具有哪幾種特性? 答:單峰性、對稱性、有限性、抵償性。 四 、計(jì)算題1、用一個(gè)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(shí)間常數(shù)應(yīng)取多少?(2若用具有該時(shí)間常數(shù)的同一系統(tǒng)作50Hz 信號的測試

16、,此時(shí)的振幅誤差A(yù) 和相角差各是多少? 解:(1(%51112-+=As rad Hz f /62810022=000523.0=(2 若50Hz =fs rad Hz f /3145022= (987.0314000523.0(111122=+=+=A=-=-=314000523.0arctan(arctan (-9.13°2、以阻值100,靈敏度k=4的電阻應(yīng)變片R1與阻值為120的固定電阻R2組成電路,供橋電壓為2V ,在下圖測試中應(yīng)變片R1、R2的應(yīng)變分別為+2000、-3000微應(yīng)變。試求:(10分 1.R1,R2應(yīng)變片電阻變化; 2.僅由彎矩引起的輸出電壓多大? 3.僅由

17、力引起的輸出電壓多大?由/R R K =可得:僅由彎矩引起的輸出電壓-=-=1.想用一個(gè)一階系統(tǒng)作120Hz 正弦信號的測試,如果求限制振幅誤差在5%以內(nèi),則時(shí)間常數(shù)應(yīng)取多大?(%51112-+=As rad Hz f /6.75312022=000436.0=2.利用如下放大電路進(jìn)行信號調(diào)理,如輸入120Hz 正弦信號,振幅為1mV, 相位為0度,R1為2000歐姆,R2為10000歐姆, 試計(jì)算輸出? R1R2uinuout彎矩M位R2R1彎矩M力Fuin=1 × sin uout= 3 (2 × × 120 × t + 0 -10000/2000

18、× 1 × sin R2 × uin = R1 (2 × × 120 × t + 0 = -5 × sin(2 × × 120 × t + 0 某加速度計(jì)輸入頻率為 1200Hz，振幅為 1，相位為 0 度的標(biāo)準(zhǔn)正弦信號，其靈敏度 S 為 1，加速度計(jì)固有頻率 f n 為 2000Hz，阻尼比 為 0.55，試計(jì)算其振幅誤差和相位差？ A( = S 1 n 2 + 4 2 n 2 2 A(2 × 1200 × = 1.09 A = 9% 2 ( = A( = arctan n

19、 2 = 45.88 1 n 1、 （1） （2） 解： （1） n = 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： 被測軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？ 在上述情況下，如果計(jì)數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為±1 個(gè)數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？ 60f 60 × 72 = = 120( 轉(zhuǎn) / 分） Z 36 1 1 1 轉(zhuǎn)=± 轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)速誤差為± （轉(zhuǎn)/分） Z 36 36 （2）頻率計(jì)的計(jì)數(shù)裝置讀數(shù)誤差為±1 個(gè)數(shù)字，對應(yīng)的角位移為± 2、 在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速測量中，6 次等精度測量的數(shù)據(jù)如下表，請按萊依特準(zhǔn)則表達(dá)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速測量結(jié)果。 號 r/min） 1 3002 2 3003 3 2998 4 2999 5 2997 6 3001 （已知：測量列標(biāo)準(zhǔn)差： = 1 n 1 v i=1 ， n 2 i 萊依特準(zhǔn)則：滿足式 vi = li L > 3 S = li 即為壞值。 算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差： n 1 n 1 答：由已知測量列標(biāo)準(zhǔn)差： = v i =1 n 2 i 及萊依特準(zhǔn)則： 6/9 vi = li L > 3 ，經(jīng)計(jì)算，再利用萊依特準(zhǔn)則判定沒有壞值，利用算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差： S = n 等計(jì)算公 式，最終表述所測轉(zhuǎn)速。 五 、綜