2011检测技术与控制考试试卷b卷及答案.doc

本试卷适应范围材控81-83 南京农业大学试题纸10-11学年 2 学期 课程类型：必修 试卷类型：b课程 检测技术与控制工程基础 班级 学号 姓名 成绩 一、名词解释（共12分，每题3分）1、灵敏度检测仪器在静态条件下响应量的变化量y和与之相对应的输入量变化量x的比值。2、信号带宽通常将信号值得重视的谐波的频率范围称为信号的频带宽度或信号的有效带宽，或简称为信号带宽。3、响应时间也称调节时间，在响应曲线上，系统输出响应达到一个允许误差范围的稳态值，并保持在这一允许误差范围内所需的最小时间称为响应时间。4、负反馈原理将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小、消除偏差的目的，这种控制原理称为负反馈原理。二、填空题（共30分，每空1分）1、从传递信号连续性的角度，检测系统中传递的信号形式可以分为3大类： 模拟信号 、 数字信号 和开关信号 。2、某温度变送器的铭牌上标注：测量范围0200，输出信号形式为420ma，当检测到变送器输出电流为10ma时，则检测到的温度为 75 。3、周期为t0的周期方波的基频= ，除基频外，其还含有 （2n+1）倍基频 等频率分量。4、x(t)的傅立叶变换为x(f),y(t)的傅立叶变换为y(f),则ax(t)+by(t)的傅立叶变换为 ax(f)+by(f) ，x(t)*y(t)的傅立叶变换为 x(f)y(f) 。5、某数字式传感器的输入测量范围为0，10v，输出量2进制位数为12，则该传感器的分辨力为 10/212 v 。 6、线性时不变系统的输入信号为，则输出信号的形式可以写成。7、典型一阶系统的微分方程为，则其传递函数为，频率响应函数为 ，幅频特性为，相频特性为 。8、根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成： 敏感元件 、 转换元件 和转换电路 。 9、电阻应变片的灵敏度系数为，对于金属材料制成的应变片的灵敏度起重要作用的是 项，对于半导体应变片的灵敏度，起重要作用的是 项。10、直流电桥如图，则电桥平衡条件为 。11、下图电桥为等臂桥。如果图(a)中，输出电压为,那么当按照图(b)、(c)、(d)方式安装应变片时，输出电压分别为 、和 0 。12、平板电容传感器的电容为，单一极距变化时的灵敏度为。13、将一根pt1000热电阻放入到冰水混合物中，则其电阻值为 1000 欧姆 。14、热电偶的热电势由 接触电势 和 温差电势两部分组成，占主导地位的是前者。15、滤波器是 一种能使某一种频率顺利通过而另一种频率受到较大衰减 的装置，滤波器的类型有低通滤波器、 高通滤波器 、 带通滤波器 和带阻滤波器。16、对控制系统的要求归纳为3点，即 稳定性 、 过渡过程的快速性和平稳性 和 稳态精度 。三、判断题（共8分，正确打，错误打，每题2分）1、信号的谱线是连续的。 （ ）2、分析瞬态信号的数学工具是傅立叶级数。 ( ) 3、是能量信号。 （ ）4、单位冲击函数具有均匀的频谱。 （ ）四、简答题（共20分，每题5分）1、简述测试技术的发展趋势具体体现在哪几个方面？答：（1）不断提高测试仪器的性能、可靠性，扩大应用范围； （2）研究敏感材料、器件与信号处理电路一体化的测量仪表； （3）研究非接触测量技术； （4）采用微处理器，使测量仪器智能化； （5）研究新型测量原理的传感器。2、简述周期信号的频谱特征。答：周期信号的频谱特征：（1）离散性周期信号的频谱是离散谱，每一条谱线表示一个余弦分量（也可以采用正弦分量的表现形式）；（2）谐波性周期信号的频率是由基频整数倍组成；（3）收敛性满足狄利赫利条件的周期信号，其谐波幅度值总的趋势是随谐波频率的增大而减小。3、根据下图，简述双积分式a/d转换器的工作原理。 答：采样开始时，将电子开关切换到ui端，ui通过电阻r向电容c充电。 4、简述磁粉探伤的工作原理。答：钢铁等铁磁材料通过大电流或置于磁场中会被磁化，在表面的缺陷如裂缝、夹杂物等处磁力线不易通过，只能绕过缺陷，在附近表面泄露，形成局部磁极，当在表面上敷设导磁性良好的磁粉，就会被局部磁极吸引，堆积缺陷之上，显示出缺陷的位置和形状，根据磁粉堆积的形状即可判断是非存在缺陷及位置。五、设计计算题（30分）1、请画出带cpu控制器和串口通信的自动检测系统的电路组成框图。（8分）解：2、试简化系统结构图，并求系统传递函数（8分）。解：化简后结果为传递函数为3、单位负反馈系统的开环传递函数为，分别求当放大器增益ka200和ka13.5时闭环系统的阻尼比系数和固有频率，并画出阶跃输入时系统响应的曲线大致形状（8分）。解：系统的闭环传递函数为，将ka200代入，得到与标准型比较后得到，系统为欠阻尼2阶系统。阶跃响应曲线形状为下左图。 将ka13.5代入闭环传递函数并与标准型相比较，得到，系统为过阻尼