精選測試與傳感器技術(shù)試題及答案

測試與傳感器技術(shù)試題及答案測試與傳感器技術(shù)試題(1)一、判斷題(判斷以下各題，正確的在題干后面的括號內(nèi)打A“√〞，錯誤的打B“×〞。每題2分，共10分)1.X-Y記錄儀可記錄任何頻率的信號。(B)2.分析周期信號的頻譜的工具是傅立葉級數(shù)。(A)3.阻抗變換器的作用是將傳感器的高輸出阻抗變?yōu)榈妥杩馆敵觥?A)4.瞬態(tài)信號的頻譜一定是連續(xù)的。(A)5.系統(tǒng)的不失真測試條件要求測試系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性均保持恒定。(B)二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干的括號內(nèi)。每題2分，共10分)1.信號x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是(A)A.周期信號B.非周期信號C.瞬態(tài)信號D.隨機信號*2.用共振法確定系統(tǒng)的固有頻率時，在有阻尼條件下，()頻率與系統(tǒng)固有頻率一致。A.加速度共振B.速度共振C.位移共振D.自由振動3.壓電式加速度計與測振儀之間可以串接的是(A)A.電荷放大器B.A/D轉(zhuǎn)換器C.相敏檢波器D.濾波器4.溫度誤差的線路補償法是利用電橋(C)實現(xiàn)的。A.相鄰橋臂同變輸入電壓相加B.相鄰橋臂差變輸入電壓相減C.相對橋臂同變輸入電壓相加D.相對橋臂差變輸入電壓相加5.差動變壓器式位移傳感器中線圈之間的互感M(B)A.始終保持不變B.隨被測位移的變化而變化C.不隨被測位移的變化而變化D.隨線圈電流的變化而變化三、填空題(每空1分，共30分)1.假設(shè)位移信號x(t)=Acos(ωt+ψ),那么其速度信號的振幅為___AW_____，加速度信號的振幅為______AW2__。2.利用數(shù)字頻率計測量振動頻率時，一般對低頻信號測________，高頻信號測________。3.信號的頻譜函數(shù)可表示為__幅值______頻譜和___相位_____頻譜。4.用共振法確定系統(tǒng)的固有頻率時，由于測量的振動參數(shù)不同，存在著________共振頻率，________共振頻率，________共振頻率。5.高頻情況下，多采用___壓電式____測力傳感器來測量激振力，而且在實驗前需對測力系統(tǒng)進行____標定____。6.當壓電式加速度計固定在試件上而承受振動時，質(zhì)量塊產(chǎn)生一可變力作用在壓電晶片上，由于___壓電_____效應，在壓電晶片兩外表上就有___電荷_____產(chǎn)生。7.阻抗頭由兩局部組成，一局部是___力_____傳感器，一局部是_加速度_______傳感器。它是用來測量驅(qū)動點__阻抗______的。8.阻容式積分電路中，輸出電壓從_電容C_______兩端取出，RC稱為__積分______時間常數(shù)，RC值越大，積分結(jié)果越__準確______，但輸出信號___越小_____。9.光線示波器的關(guān)鍵部件是________，通過它，可將按一定規(guī)律變化的________信號，轉(zhuǎn)換成按同樣規(guī)律變化的________擺動信號，從而記錄測量結(jié)果。10.熱電偶的熱電勢由________和________兩局部組成。@@@11.測試裝置所能檢測到的輸入信號的最小變化量稱為_分辨率_______。12.具有質(zhì)量為M，剛度為K的振動體的固有頻率為________。13.長度計量光柵是利用_莫爾條紋_______來進行位移量的測量的，它具有_位移放大_______和_平均光柵誤差_______的作用。四、簡答題(每題5分，共20分)1.為什么使用壓電式傳感器時必須配用阻抗變換器?2.簡述金屬電阻應變片和半導體應變片的工作原理有何不同?3.簡述電動式激振臺的根本構(gòu)造和工作原理。4.簡述磁帶記錄儀的功能特點。五、計算題(每題10分，共30分)1.求指數(shù)函數(shù)x(t)=Ae-at(a>0,t≥0)的頻譜；畫出幅頻圖。2.一階系統(tǒng)的頻率響應為H(jω)=,用該裝置去測周期分別為1S，2S，5S的正弦信號，問它們的幅值誤差各為多少?3.被測應變ε(t)=A+Bcos10t,電橋輸入電壓為ui(t)=Uicos1000t,采用半橋差開工作方式，試求(1)電橋輸出信號的表達式，并說明該信號是什么波形；(2)畫出該信號的幅頻圖。測試與傳感器技術(shù)試題〔2〕一、判斷題(判斷以下各題，正確的在題干后面括號內(nèi)打“√〞，錯誤的打“╳〞。每題2分，共10分)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。()4.具有質(zhì)量為M，剛度為K的振動體的固有頻率為0=。()5.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。()二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干的括號內(nèi)。每題2分，共10分)1.以下傳感器可實現(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.描述周期信號頻譜的數(shù)學工具是(A)A.傅立葉級數(shù)B.傅立葉變換C.拉氏變換D.三角函數(shù)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()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.被測信號頻率恒定三、填空題(每空1分，共20分)1.測試裝置的靈敏度是該標定曲線的________。2.熱電偶的熱電勢包括兩種不同導體接觸時的________和同一導體兩端處于不同溫度時的________。3.直流電橋中________接法的靈敏度最高。4.交流電橋的平衡條件是相對橋臂阻抗幅值的________相等，且相對橋臂阻抗的相角________相等。5.光線記錄儀的振動子的輸入信號只能是________。6.單位脈沖信號的幅值頻譜是________。7.半導體應變片的工作原理是基于________效應。8.隨機信號x(t)的均值定義為μ=________。9.假設(shè)穩(wěn)定振動位移信號為x(t)=Asin(ωt+θ)，那么其穩(wěn)定振動速度信號為v(t)=________,加速度信號的振幅為________。10.用強迫振動法鼓勵系統(tǒng)，當系統(tǒng)加速度幅值到達最大時，稱為系統(tǒng)的________，此激振頻率ωd與系統(tǒng)固有頻率ω０之間的關(guān)系式為________。11.正弦信號的均方根值與它的幅值比為________。12.電動式速度傳感器的線圈中產(chǎn)生的感應電動勢正比于________。13.GZ-2型測振儀配接電動式速度傳感器時，經(jīng)過儀器內(nèi)部的________網(wǎng)絡可將傳感器測得的速度信號轉(zhuǎn)換為________和________信號。14.溫度誤差的線路補償法是利用電橋的________實現(xiàn)的。四、簡答題(每題10分，共30分)1.簡述壓電式傳感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪兩種?各有何特點?2.畫出動態(tài)應變儀的原理框圖。假設(shè)輸入應變的波形為低頻簡諧信號，請注明各環(huán)節(jié)的輸出信號的波形。3.差動變壓器是哪一類傳感器?它的工作原理和輸出特性是什么?五、計算題(每題10分，共30分)寫出圖示階躍信號的時域表達式，求它的頻譜密度函數(shù)。2.某測試裝置的頻率響應函數(shù)為H(jω)=假設(shè)輸入信號為X(t)=100sin(31.4t+30°)+50sin(314t-20°)，求穩(wěn)態(tài)輸出信號Y(t)的表達式。3.根據(jù)圖示電橋(1)寫出電橋作電壓輸出時的和差特性公式。(2)假設(shè)R1=R2=R3=R4=120Ω，△R1=△R3=0.3Ω,△R2=△R4=0時，輸入電壓為u0(t)=300sin(31416t),求輸出電壓u(t)。測試與傳感器技術(shù)試題〔3〕一、填空題(每空2分，共20分)1.如果僅僅檢測是否與對象物體接觸，可使用_______作為傳感器。2.紅外圖像傳感器由紅外敏感元件和_______電路組成。3.在電阻應變片公式，=(1+2μ)ε+λEε中，λ代表_______。4.利用電渦流位移傳感器測量轉(zhuǎn)速時，被測軸齒盤的材料必須是_______。5.當磁頭相對于磁尺不動時，仍有感應電動勢輸出的是靜態(tài)磁頭，且輸出電勢的幅值由_______所決定。6.動態(tài)標定的目的，是檢驗測試傳感器的_______指標。7.確定靜態(tài)標定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測非電量(或電量)的標準信號發(fā)生器和_______。8.傳感器的頻率響應特性，必須在所測信號頻率范圍內(nèi)，保持_______條件。9.熱電偶電動勢由_______電動勢和接觸電動勢兩局部組成。10.采用_______電源供電的電橋稱為交流電橋。二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每題2分，共20分)1.對壓電式加速度傳感器，希望其固有頻率(C)A.接近零 B.盡量低些C.盡量高些 D.任意2.(C)傳感器可用于醫(yī)療上-50℃～150A.金屬輻射式 B.熱電偶C.半導體三極管 D.比色計3.信號傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因是(C)A.信號是緩變的 B.信號是快變的C.干擾的耦合通道 D.信號是交流的4.差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為(D)A. B.C. D.05.非周期信號的頻譜是(A)A.連續(xù)的 B.離散的C.基頻的整數(shù)倍 D.脈沖函數(shù)6.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是()A.數(shù)字脈沖式 B.調(diào)幅式C.調(diào)頻式 D.正弦波7.半導體應變片具有(A)等優(yōu)點。A.靈敏度高 B.溫度穩(wěn)定性好C.可靠性高 D.接口電路復雜8.一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是(D)A.線性度 B.固有頻率C.阻尼比 D.時間常數(shù)9.常用于測量大位移的傳感器有(A)A.感應同時器 B.應變電阻式C.霍爾式 D.渦流式10.將電阻應變片貼在(C)上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。A.質(zhì)量塊 B.導體C.彈性元件 D.機器組件三、問答題(每題4分，共20分)1.在靜態(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)輸入量與對應輸出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態(tài)特性?2.設(shè)載波的中心頻率為f0試根據(jù)圖a、圖b所示調(diào)制信號定性畫出相應調(diào)頻波波形。3.答復以下函數(shù)哪些是周期函數(shù)、哪些是非周期函數(shù)：x1(t)=sin3ωt，x2(t)=e-t，x3(t)=esinωt，x4(t)=δ(t)，x5(t)=sin4.簡述兩類扭矩的測量原理及舉例說明相應的扭矩傳感器。5.簡述應變片在彈性元件上的布置原那么，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。四、計算題(每題8分，共24分)1.測量齒輪齒數(shù)Z=18，采用變磁通感應式傳感器測量工作軸轉(zhuǎn)速(如以以下圖)。假設(shè)測得輸出電動勢的交變頻率為24(Hz)，求：被測軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)為多少?當分辨誤差為±1齒時，轉(zhuǎn)速測量誤差是多少?2.由RC組成無源低通濾波器，R=500(Ω)，C=10(μF)，試求：(1)截止頻率f0，并畫出該濾波器的幅頻示意圖。(2)設(shè)輸入信號x(t)=0.2cos,判斷其是否在該濾波器的通頻帶內(nèi)。3.試繪出x(t)=2cos(2πf0t)+3的時域圖和頻域圖。五、應用題(每題8分，共16分)1.試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。(1)用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)，并簡要說明其作用原理；(2)用圖說明兩個線圈在電橋電路中的接法。2.如以以下圖，軸工件用前后頂尖支承縱向磨削外園外表，在加工過程中，徑向力Py和切向力Pz大小根本不變，但著力點位置沿軸向移動，現(xiàn)在前后頂尖上粘貼電阻應變片測量工件所受的Pz。(1)在圖中標明應變片的位置及Pz的測量電橋。(2)著力點移動對測量結(jié)果有無影響?為什么?測試與傳感器技術(shù)試題〔4〕第一局部選擇題〔共20分〕一、單項選擇題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕在每題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。錯選、多項選擇和未選均無分。1．以下被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是〔C〕A．壓力B．力矩C．溫度D．厚度2．屬于傳感器動態(tài)特性指標的是〔D〕A．重復性B．線性度C．靈敏度D．固有頻率@3．按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于〔A〕A．光電式傳感器B．電容式傳感器C．壓電式傳感器D．磁電式傳感器4．測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為〔D〕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變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小〔C〕A．兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片B．兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯(lián)C．兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片D．兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片6．影響壓電式加速度傳感器低頻響應能力的是〔D〕A．電纜的安裝與固定方式B．電纜的長度C．前置放大器的輸出阻抗D．前置放大器的輸入阻抗7．固體半導體攝像元件CCD是一種〔C〕A．PN結(jié)光電二極管電路B．PNP型晶體管集成電路C．MOS型晶體管開關(guān)集成電路D．NPN型晶體管集成電路8．將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路，其作用是〔D〕A．抑制共模噪聲B．抑制差模噪聲C．克服串擾D．消除電火花干擾9．在采用限定最大偏差法進行數(shù)字濾波時，假設(shè)限定偏差△Y≤0.01，本次采樣值為0.315，上次采樣值為0.301，那么本次采樣值Yn應選為〔A〕A．0.301B．0.303C．0.308D．10．假設(shè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進制數(shù)的位數(shù)為10，最大輸入信號為2.5V，那么該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為〔B〕A．1.22mVB．2.44mVC．3.66mVD．4.88mV第二局部非選擇題〔共80分〕二、填空題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕不寫解答過程，將正確的答案寫在每題的空格內(nèi)。錯填或不填均無分。1．對傳感器進行動態(tài)的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標。2．傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標永久改變的條件下，允許超過的能力。3．傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式，向方向開展。4．某傳感器的靈敏度為K0，且靈敏度變化量為△K0，那么該傳感器的靈敏度誤差計算公式為rs=。5．為了測得比柵距W更小的位移量，光柵傳感器要采用技術(shù)。6．在用帶孔圓盤所做的光電扭矩測量儀中，利用孔的透光面積表示扭矩大小，透光面積減小，那么說明扭矩。7．電容式壓力傳感器是變型的。8．一個半導體應變片的靈敏系數(shù)為180，半導體材料的彈性模量為1.8×105Mpa,其中壓阻系數(shù)πL為Pa-1。9．圖像處理過程中直接檢測圖像灰度變化點的處理方法稱為。10．熱敏電阻常數(shù)B大于零的是溫度系數(shù)的熱敏電阻。三、問答題〔本大題共5小題，每題4分，共20分〕1．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各自的特點。2．答復與直線式感應同時器有關(guān)的以下問題：它由哪兩個繞組組成？鑒相式測量電路的作用是什么？3．簡述壓磁式扭矩儀的工作原理。4．說明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點。5．簡述激光視覺傳感器將條形碼的信息傳輸?shù)男盘柼幚硌b置的工作過程。四、計算題〔本大題共3小題，每題8分，共24分〕1．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，如果計數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為±1個數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？2．一熱敏電阻在0℃和100℃時，電阻值分別為200kΩ和10kΩ。試計算該熱敏電阻在3．求正弦信號x(t)=x0sinωt的自相關(guān)函數(shù)。五、應用題〔本大題共2小題，每題8分，共16分〕1．圖示為電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換電路。寫出電流i與電壓VREF的關(guān)系式。假設(shè)VREF=10V輸入信號D3D2D1D0=1000，試計算輸出電壓V0=？2．某信號的傅里葉級數(shù)展開式為x(t)=sincosnω0t試求該信號的直流分量、第一至第五次諧波分量的幅值，并繪出其幅值譜圖。測試與傳感器技術(shù)試題〔5〕一、填空題(每空1分，共10分)1.信號可分為_________兩大類。2.在平穩(wěn)隨機過程中，假設(shè)任一單個樣本函數(shù)的時間平均統(tǒng)計特性等于該過程的集合平均統(tǒng)計特性，那么該過程叫_________。3.對于線性系統(tǒng)，假設(shè)輸入為x(t)=x0ejωt，那么其穩(wěn)態(tài)輸出y(t)=，這個性質(zhì)稱為_________。4.濾波器的帶寬為B，它對階躍響應的建立時間為Te，那么B和Te的關(guān)系為_______。5.假設(shè)測試系統(tǒng)由兩個環(huán)節(jié)并聯(lián)而成，且各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為H1(S)和H2(S)，那么該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為_________。6.假設(shè)采樣頻率過低，不滿足采樣定理，那么被采樣的離散信號的頻譜會發(fā)生_______現(xiàn)象。7.頻率不同的兩個正弦信號，其互相關(guān)函數(shù)Rxy(τ)=_________。8.假設(shè)信號滿足y(t)=kx(t)關(guān)系，式中k為常數(shù)，那么互相關(guān)系數(shù)ρxy(τ)=________。9.兩個時域函數(shù)乘積的傅里葉變換等于這兩個函數(shù)_________。10.圖1-10所示電橋的輸出為_________。圖1-10二、單項選擇題(在每題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每題2分，共20分)1.無論二階系統(tǒng)的阻尼比ξ如何變化，當它所受的激振力頻率與系統(tǒng)固有頻率相等時，該系統(tǒng)的位移響應與激振力之間的相位差必為(B)A.0° B.90° C.180° D.不定值2.差動式電感傳感器和差動式電容傳感器具有(C)的特點。A.靈敏度提高了一倍，非線性度降低了一倍B.靈敏度和非線性度都降低了C.靈敏度提高了一倍，非線性度降低了假設(shè)干D.靈敏度提高了假設(shè)干，非線性度降低了一倍3.欲進行旋轉(zhuǎn)齒輪的轉(zhuǎn)速測量，宜選用(B)傳感器。A.壓電式 B.磁電式 C.電阻式 D.熱電式4.為使壓電式傳感器的靈敏度不受電纜長短的影響，應選用(C)放大器。A.電壓 B.比例 C.電荷 D.差動5.常用于對調(diào)幅波解調(diào)的裝置是(D)A.乘法器 B.濾波器 C.鑒頻器 D.相敏檢波器6.正弦信號x(t)=x0sin(ωt+φ)的自相關(guān)函數(shù)為(B)A. B. C. D.7.數(shù)字信號的特征是(D)A.時間上連續(xù)幅值上離散 B.時間上離散幅值上連續(xù)C.時間上和幅值上都連續(xù) D.時間上和幅值上都離散8.模擬量的最大幅值為±5V，現(xiàn)要求A/D轉(zhuǎn)換器的輸出最大誤差≤0.5mV，應選用以下哪一種A/D轉(zhuǎn)換器(D)A.8位 B.10位 C.12位 D.16位@9.一選頻裝置，其幅頻特性在f1～f2區(qū)間急劇衰減(f2>f1)，在0～f1和f2～∞之間近乎平直，這叫(D)濾波器。A.低通 B.高通 C.帶通 D.帶阻10.電荷放大器是一個(C)放大器。A.高增益，帶電阻反響的運算 B.低增益，帶電容反響的運算C.高增益，帶電容反響的運算 D.高增益的電橋三、問答題(每題6分，共30分)1.什么是測試裝置的靜態(tài)特性?常用哪幾個特性參數(shù)來描述?2.實現(xiàn)不失真測試的條件是什么?分別表達一、二階裝置滿足什么條件才能根本上保證不失真測試。3.調(diào)制波有哪幾種?分別說明其含義，并指出常用的有哪兩種。4.選用傳感器時應考慮到哪些原那么?5.機械量的計算機輔助測試系統(tǒng)有哪幾個根本環(huán)節(jié)組成?用框圖示意說明。四、計算題(每題20分，共20分)1.設(shè)有一時間函數(shù)f(t)及其頻譜如圖4-1所示，現(xiàn)乘以振蕩函數(shù)sin2πf0t(f0>fm)。其中，函數(shù)f(t)叫做調(diào)制信號，sin2πf0t叫做載波，試求調(diào)幅信號f(t)sin2πf0t的傅里葉變換，示意畫出調(diào)幅信號及其頻譜。五、綜合題(20分)有一加速度傳感器由殼體1、彈性梁2、質(zhì)量塊3和應變片4組成如圖5-1所示，假設(shè)將此傳感器輸出信號接入電橋電路進行測量。設(shè)R1=R2=R3=R4=R(1)試用電橋示意圖說明應變片應如何接在電橋電路中；(2)假設(shè)電橋由交流電源供電，Ui(t)=8cos2000πt，應變片應變ε(t)=Acos100πt，求電橋輸出電壓U0(t)，并繪出U0(t)的頻譜(雙邊譜)測試與傳感器技術(shù)試題〔6〕一、填空題〔每題1分，共10分〕構(gòu)成信號的各頻率分量的集合稱為。在時間信號幅值不變的條件下，假設(shè)x(t)X(f)，那么〔k>0〕。如果函數(shù)與某一連續(xù)信號相乘，那么其乘積僅在t=0處得到其余各點之乘積均為零。在平穩(wěn)隨機過程中，假設(shè)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)隨機過程稱為隨機過程。當測量裝置的輸入x有一個增量，引起其輸出y發(fā)生相應變化，那么該裝置的絕對靈敏度為S=。兩個傳遞函數(shù)各為H1(s)和H2(s)的環(huán)節(jié)，其串聯(lián)后所組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)H(s)為。半導體應變片的工作原理是基于半導體材料的效應。渦流式傳感器的變換原理是利用在交流磁場中的渦流效應。設(shè)兩光柵刻線間的夾角為，柵距均為W，那么二者所生成之英爾條紋間的距離BH=。10.信號的時域描述是信號時間歷程的直接記錄，頻域描述那么反映了信號的。單項選擇題〔在以下每題四個備選答案中選出一個正確答案，并將其字母標號填入題干的括號內(nèi)。每題1分，共20分〕1.二階裝置的動態(tài)特性參數(shù)是它的(C) A.時間常數(shù) B.傳遞函數(shù)H(s) C.固有頻率和阻尼比 D.功率譜@2.差動變壓器式電感傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換成(B)的變化裝置，通過這一轉(zhuǎn)換從而獲得相應的電壓輸出。 A.線圈自感 B.線圈互感 C.LC調(diào)諧振蕩 D.RC調(diào)諧振蕩3.智能傳感器具有識別、識別與判斷的功能，它是由〔D〕而成。 A.智能型材料研制 B.傳感器與記憶合金組裝 C.傳感器與機器人組合 D.傳感器與計算機組合4.RC低通濾波器中，RC值越大，那么〔A〕 A.上截止頻率越低 B.下截止頻率越低 C.上截止頻率越高 D.下截止頻率越高5.周期信號在時域內(nèi)按時間間隔Ts采樣后，其頻譜將具有〔A〕特征。 A.周期、離散 B.非周期、離散 C.周期、連續(xù) D.非周期、連續(xù)6.無論二階系統(tǒng)的阻尼比方何變化，當它所受的激振力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時，該系統(tǒng)的位移與激振力之間的相位差必為〔B〕 A. B. C. D.之間反復變化的值7.某隨機信號的方差為，均方值為，均值為，那么三者之間〔BN〕 A.存在關(guān)系式 B.存在關(guān)系式 C.存在關(guān)系式 D.相互獨立、沒有固定的關(guān)系式8.測量裝置的頻率特性為和，當它們滿足〔C〕條件時，輸出波形與輸入波形將相似而無失真。 A.=1，=0B.=常量，=常量 C.=常量，=—時間延遲 D.=1，=19.二階欠阻尼系統(tǒng)固有圓頻率為，阻尼比為，在激振力消失后將作衰減周期運動，其與和的關(guān)系為〔B〕 A. B. C. D.10.渦流式電感傳感器的測量電路一般用〔B〕 A.電容反響式放大電路 B.阻抗分壓式調(diào)幅電路或調(diào)頻電路 C.電阻電容式積分電路 D.電橋式脈寬調(diào)制電路11.電荷放大器是一個〔C〕放大器。 A.高增益，帶電阻的電流反響式 B.低增益，帶電容反響的積分運算 C.高增益，帶電容反響的運算 D.帶電橋的高增益12.磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為〔D〕的一種傳感器。 A.磁阻變化量 B.電荷量 C.電感變化量 D.感應電動勢13.一般常用的光電池有硒、硅、碲化鎘、硫化鎘等的pn結(jié)，其中作為能量轉(zhuǎn)換器使用最多的是〔B〕光電池。 A.硒 B.硅 C.碲化鎘 D.硫化鎘14.傳感器與被測量的對應程度可用其〔A〕表示。 A.精確度 B.穩(wěn)定性 C.線性 D.靈敏度15.設(shè)某信號中最高頻率為fc，按采樣定理，采樣頻率fs必須〔B〕 A.大于fc的〔3～4〕倍 B.大于fc的2倍 C.等于fc的2倍 D.小于fc的2倍16.自相關(guān)函數(shù)是區(qū)別信號類型的一個有效手段，假設(shè)信號中含有周期成分那么其自相關(guān)函數(shù)〔C〕 A.在很大時衰減也很小 B.在很小時衰減就很大 C.在很大時都不衰減并具有明顯的周期性 D.在很大時不衰減但不具明顯的周期性17.兩個均值為零且具有相同頻率的周期信號，其互相關(guān)函數(shù)中保存了〔D〕這兩個信號的圓頻率這兩上信號的幅值x0和y0以及相位差其中一個信號的幅值x0〔或y0〕而且失去了相位關(guān)系這兩個信號的圓頻率，對應的幅值x0和y0以及相位差18.回轉(zhuǎn)軸的誤差運動是指〔B〕誤差運動。 A.軸線的純徑向 B.軸線的徑向、軸向和角度的總體 C.軸的回轉(zhuǎn)角速度不均勻而導致的 D.軸的徑向和軸向19.壓電晶體式測力儀〔C〕剛度大，靈敏度高、頻率響應寬但穩(wěn)定性不良剛度大，靈敏度高、穩(wěn)定性好、但頻率響應不寬剛度好，靈敏度高、穩(wěn)定性好、頻率響應寬剛度好，靈敏度低、穩(wěn)定性不良、頻率響應寬20.通常采用的彈性式壓力敏感元件有〔D〕三類。 A.波登管、膜片和雙金屬片 B.八角環(huán)、膜片和波紋管 C.波登管、螺形簧和C形簧 D.波登管、膜片和波紋管三、多項選擇題〔在以下各小題的五個備選答案中有二至五個正確答案，請將正確答案全部選出，并將其字母填入題干的括號內(nèi)，正確答案沒有選全或有錯選的，該題無分。每題1分，共10分〕1.周期信號的強度以(ABDE)來表達。 A.峰值 B.絕對均值 C.方差 D.有效值 E.平均功率2. 一般交流電壓表均按有效值刻度在測量非正弦信號時,其輸出量(AD)不一定和信號的有效值成比例一定和信號的有效值成比例一定和信號的峰值成比例可能和信號的峰值或者絕對均值成比例,視表內(nèi)檢波電路而定E.一定和信號的絕對均值成比例3.非周期信號的幅值譜|X(f)|和周期信號的幅值譜|Cn|很相似,但兩者是有差異的。其差異突出表現(xiàn)在(BC) A.|Cn|的量綱與信號幅值量綱不一樣 B.|X(f)|的量綱與信號幅值量綱不一樣 C.|Cn|的量綱與信號幅值量綱一樣 D.|X(f)|的量綱與信號幅值量綱一樣 E.|Cn|和|X(f)|的量綱雖然相同但物理概念不一樣4.假設(shè)G(f)是g(t)的頻譜,設(shè)g(t)為時域中的周期脈沖序列,其周期為Ts，其幅值為1，那么頻域中的G(f)必為〔ACD〕 A.周期脈沖序列 B.周期連續(xù)函數(shù) C.周期為 D.幅值為 E.非周期連續(xù)函數(shù)5.描述各態(tài)歷經(jīng)隨機信號的主要特征參數(shù)有〔ABCDE〕 A.均值、方差 B.均方值 C.概率密度函數(shù) D.自相關(guān)函數(shù) E.功率譜密度函數(shù)6.一般而言，測量裝置的靈敏度越高，那么〔CE〕 A.動態(tài)特性越好 B.動態(tài)特性越差 C.測量范圍越窄 D.測量范圍越寬 E.穩(wěn)定性越差7.所謂伯德圖〔Bode圖〕是指〔BC〕曲線的總稱。 A. B. C. D. E.8.實際濾波器的根本參數(shù)有〔ABCD〕 A.紋波幅度和截止頻率 B.帶寬和品質(zhì)因素 C.倍頻程選擇性 D.矩形系數(shù) E.放大系數(shù)9.實現(xiàn)A/D變換的方法很多。例如〔ACDE〕 A.積分式 B.微分式 C.跟蹤比擬式 D.斜坡比擬式 E.逐次逼近式10.考慮到不失真條件，光線示波器中的振子應有如下要求〔BD〕固有頻率應盡可能高，阻尼比盡可能低阻尼比接近0.7,固有頻率約為被測信號的2倍固有頻率應盡可能低,阻尼比接近0.7活動部件轉(zhuǎn)動慣量要小要用扭轉(zhuǎn)剛度較小的張絲,相應地該振子的靈敏度提高四、問答題〔每題5分，共25分〕電阻絲應變片與半導體應變片在工作原理上有何區(qū)別？以以以下圖是一種傳感器的工作原理圖，試問這是何種形式的傳感器？用圖中符號簡述其工作原理。選用傳感器時要考慮哪些問題？什么叫調(diào)制？什么叫解調(diào)？在測量中為何要將信號先調(diào)制然后又解調(diào)？光電轉(zhuǎn)換元件有哪些優(yōu)點？由于這些優(yōu)點使它在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應用。計算題〔每題10分，共20分〕1.用一階量儀作100Hz 正弦信號的測量，如要限制振幅誤差在5%以內(nèi)，那么該量儀的時間常數(shù)應設(shè)計成多大？2.某光線示波器的振動子輸入i(t)為單位階躍，輸出如以以以下圖所示的衰減振動，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動子的固有頻率及阻尼比。綜合題〔共10分〕一精密高速機床，傳動局部由電機、齒輪、滾動軸承等組成，因操作不當產(chǎn)生了振動現(xiàn)象?，F(xiàn)要求：組成一個測量該振動加速度的測試系統(tǒng)〔以框圖形式表述〕簡述傳感器的選用原那么，簡述框圖各組成局部的作用，簡述信號分析時，欲得到信號頻譜所采用數(shù)字信號處理的具體步驟。任選題〔共5分。以下共有3小題，考生任選一題解答，多做那么以前一題計分?！巢捎脭?shù)字信號處理方法對測試信號進行分析前,必須對所獲取的模擬信號進行哪些預處理工作？一磁電式速度傳感器的幅頻和相頻特性如以以以下圖所示，其中為該傳感器的固有角頻率，為被測角頻率，其阻尼比為0.7，為了盡量減小測量時的幅值和相位誤差，〔1〕該傳感器應工作在什么條件下？〔2〕f0=10Hz時，其工作最低頻率(f)范圍應為多少？測量主軸回轉(zhuǎn)誤差運動，需使用位移傳感器。試根據(jù)回轉(zhuǎn)誤差運動測量的特定情況〔例如：精確度高、量程范圍小、不允許與測量零件接觸、主軸外表材質(zhì)不一定均勻等〕，逐一分析電感式、電容式、電阻式、光柵式、磁柵式的性能，確定它們適用與否。傳感器與測試技術(shù)試題〔1〕參考答案及評分標準一、判斷題(每題2分，共10分)1.×2.√3.√4.√5.×二、單項選擇題(每題1分，共10分)1.A2.B3.A4.C5.B三、填空題(每空1分，共30分)1.ωAω22.周期頻率3.幅值相位4.位移速度加速度5.壓電式標定6.(順)壓電電荷7.力加速度阻抗(或?qū)Ъ{)8.電容C積分準確越小9.振動子電流光線10.接觸電勢溫差電勢11.分辨力12.ω0=13.莫爾條紋位移放大平均光柵誤差四、簡答題(每題5分，共20分)1.因壓電式傳感器的輸出電阻很大、電荷量很?。黄胀ǚ糯笃鬏斎腚娮栎^小，不能直接放大；阻抗變換器具有輸入阻抗高，輸出阻抗小。2.金屬電阻應變片是利用電阻應變效應；半導體應變片是利用壓阻效應。3.電動式激振臺由驅(qū)動線圈、勵磁線圈、磁缸、工作臺面、支承彈簧及導向裝置等組成；根據(jù)電磁感應原理，在工作臺面的驅(qū)動線圈中通以交變電流，在磁缸的恒定磁場中產(chǎn)生相應的交變運動(振動)。4.工作頻帶寬；信號可反復重放；多通道同時記錄；信號頻率可變；可與計算機配合使用。五、計算題(每題10分，共30分)(10分)幅頻圖2.|H(jω)|=〔5分〕T1=1S,ω1=2πA1(ω)=0.4139T2=2S,ω2=πA2(ω)=0.6728T3=5S,ω3=0.4πA3(ω)=0.9154〔5分〕3.(1)u(t)=kUi(A+Bcos10t)cos1000t

輸出信號波形為調(diào)幅波〔5分〕(2)幅頻譜圖〔5分〕傳感器與測試技術(shù)試題〔2〕參考答案及評分標準一、判斷題(每題1分，共10分)1.╳2.√3.╳4.╳5.╳二、單項選擇題(每題1分，共10分)1.C2.A3.B4.D5.A三、填空題(每空1分，共20分)1.斜率2.接觸電勢溫差電勢3.全橋4.乘積之和5.電流6.幅值恒為一7.壓阻8.9.Acos(t+φ)2A10.加速度共振d=011.1/12.線圈運動速度13.微積分加速度位移14.和差特性四、簡答題(每題10分，共30分)1.因壓電式傳感器的輸出電阻很大、電荷量很小，信號微弱；電荷放大器具有輸入阻抗高，輸出電壓與壓電式傳感器電荷成正比、與反響電容成反比；與電纜分布電容無關(guān)；電壓放大器具有電路簡單，本錢低，壓電式傳感器須與電纜配套使用。2.框圖：

傳感器輸出信號為：弱低頻簡諧信號振蕩器輸出信號為：高頻載波信號電橋和放大器輸出信號為：弱高頻調(diào)幅波和強高頻調(diào)幅波相敏檢波器輸出信號為：具有正負極性的高頻調(diào)幅波低通濾波器輸出信號為：強低頻簡諧信號3.差動變壓器屬于電感式傳感器；由可動鐵芯和二個次級線圈組成差動變壓器，當鐵芯移動時，二個互感變化，形成差動電壓；輸出的調(diào)幅波與鐵芯位移成正比。五、計算題(每題10分，共30分)1.解：(1)u(t)=〔5分〕(2)F［u(t)］=〔5分〕2.解：1=31.4A1()=3.06,1()=-12.35°y1(t)=306sin(31.4t+17.65°)2=314A2()=0.755,2()=-148.24°〔5分〕y2(t)=37.8sin(314t-168.24°)y(t)=306sin(31.4t+17.65°)+37.8sin(314t-168.24°)〔5分〕3.解：(1)u(t)=〔5分〕(2)u(t)=0.375sin(31416t)〔5分〕傳感器與測試技術(shù)試題〔3〕參考答案及評分標準一、填空題(每空2分，共20分)1.ON-OFF型微動開關(guān)2.電子掃描3.材料壓阻系數(shù)4.金屬5.磁頭所處的位置6.動態(tài)性能7.標準測試系統(tǒng)8.不失真測量9.溫度差10.交流二、單項選擇題(每題2分，共20分)1.C2.C3.C4.D5.A6.A7.A8.D9.A10.C三、問答題(每題4分，共20分)1.在靜態(tài)測量中，根據(jù)繪制的定度曲線，可以確定測量系統(tǒng)的三個靜態(tài)特性：靈敏度，非線性度，回程誤差。2.調(diào)頻波波形頻率f與中心頻率f0和調(diào)制波幅值的關(guān)系f=f0±Δf,Δf為頻率偏移，與X(t)幅值成正比。3.x1(t)x3(t)x5(t)周期函數(shù)，x2(t)x4(t)非周期函數(shù)4.1)軸類零件受扭矩作用時，在其外表產(chǎn)生切應變，可通過測量該應變檢測扭矩，如電阻應變式扭矩傳感器。2)彈性轉(zhuǎn)軸受扭后，兩端面的相對轉(zhuǎn)角只與所承受的扭矩有關(guān)，且呈比例關(guān)系，可通過測量扭轉(zhuǎn)角測量扭矩，如電容式或光電式扭矩傳感器。5.布置原那么有：(1)貼在應變最敏感部位，使其靈敏度最正確；(2)在復合載荷下測量，能消除相互干擾；(3)考慮溫度補償作用；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。四、計算題(每題8分，共24分)1.(1)測量時，齒輪隨工作軸一起轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)過一個齒，傳感器磁路磁阻變化一次，磁通也變化一次，因此，線圈感應電動勢的變化頻率f等于齒輪的齒數(shù)Z與轉(zhuǎn)速n的乘積。f=nZ/60n===80(r/min)〔4分〕(2)讀數(shù)誤差為±1齒，所以應為轉(zhuǎn)，即：n=80±(r/min)〔4分〕2.(1)f0=幅頻示意圖：〔4分〕(2)周期信號x(t)的角頻率ω=125.6f1=信號x(t)的頻率在該濾波器的通頻帶內(nèi)?！?分〕3.由于1δ(f)33δ(f)又2cos(2πf0t)δ(f-f0)+δ(f+f0)根據(jù)傅里葉變換的線性疊加原理：2cos(2πf0t)+3δ(f-f0)+3δ(f)+δ(f+f0)〔4分〕時域圖見圖a，頻域圖見圖b〔4分〕五、應用題(每題8分，共16分)1.(1)傳感器的結(jié)構(gòu)如圖a所示，它由傳力塊、彈性圓桶、雙螺管線圈、銜鐵、傳感器座等幾局部組成。原理：被測力F通過傳力塊作用在彈性圓桶上，彈性圓桶的變形帶動銜鐵移動，使雙螺管線圈的電感量發(fā)生變化，從而實現(xiàn)力的測量?！?分〕(2)電橋的接法如圖b所示：〔4分〕2.(1)應變片(R1、R2、R3、R4)粘貼位置如圖a所示；測量電橋如圖b所示?！?分〕(2)根據(jù)以上位置布片和電橋接法，著力點位置的變化不會影響Pz的大小，因為在頂尖上的分力Pz1、Pz2，Pz=Pz1+Pz2，由Pz1、Pz2引起的電阻R1、R3的變化值之和保持不變，故Pz的測量不受著力點的移動而改變?！?分〕傳感器與測試技術(shù)試題〔4〕參考答案及評分標準單項選擇題〔本大題共10題，每題2分，共20〕1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6.D 7.C 8.D 9.A 10.B 填空題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕1定(或校準或測試) 2測量范圍 3智能化 4(△K0/K0)×100% 5細分 6增大 7極距(或間隙) 81×10－9 9.微分法 10.負問答題〔本大題共5小題，每題4分，共20分〕1．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,但容易受電纜電容的影響。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。2．〔1〕由固定繞組和滑動繞組組成?！?〕檢測感應電動勢的相位，從而根據(jù)相位確定位移量的大小和方向。3．壓磁式扭矩儀的軸是強導磁材料。根據(jù)磁彈效應，當軸受扭矩作用時，軸的磁導率發(fā)生變化，從而引起線圈感抗變化，通過測量電路即可確定被測扭矩大小。4．主要特點是：熱容量小〔或熱慣性小〕，時間常數(shù)小，反響速度快。5．〔1〕多面棱鏡高速旋轉(zhuǎn)，將激光器發(fā)出的激光束反射到條形碼上作一維掃描。〔2〕條形碼反射的光束經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及放大元件接收并放大后再傳輸給信號處理裝置。計算題〔本大題共3小題，每題8分，共24分〕1．〔1〕〔4分〕〔2〕頻率計的計數(shù)裝置讀數(shù)誤差為±1個數(shù)字，對應的角位移為±轉(zhuǎn)=±轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)速誤差為±〔轉(zhuǎn)/分〕〔4分〕2．熱敏電阻的一般表達式為：式中：RT為溫度T=t+273.15(K)時的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+273.15(K)時的熱敏電阻的電阻值；設(shè)t0=20℃,T0=t0+273.15=293.15(K)。那么上式中的R0根據(jù)題中所給條件，有〔1〕〔2〕〔4分〕〔1〕、〔2〕兩式兩邊取對數(shù)有 因此該熱敏電阻在20℃的電阻值為：〔4分〕3．〔4分〕〔4分〕應用題〔本大題共2小題，每題8分，共16分〕1．〔1〕〔4分〕〔2〕當D3D2D1D0=1000時，〔4分〕2．直流分量A0＝0一次諧波分量A1＝二次諧波分量A2＝0三次諧波分量A3＝四次諧波分量A4＝0五次諧波分量A5＝〔4分〕其幅值譜如右圖所示?！?分〕傳感器與測試技術(shù)試題〔5〕參考答案及評分標準一、填空題(每空1分，共10分)1.確定性信號和非確定性信號(或隨機信號)2.各態(tài)歷經(jīng)隨機過程(或遍歷隨機過程)3.頻率保持性4.BTe=常數(shù)(或B∝)5.H(S)=H1(S)+H2(S)6.頻混(或混疊)7.08.±19.傅里葉變換的卷積10.0二、單項選擇題(每題2分，共20分)1.B2.C