2012复习题与提纲.doc

第一章 绪论第二章 测试装置的技术特性(*)(计算题)第三章 传感器a) PPTb)第四章 信号的中间变换与传输(*)(可能会有计算题)讲义后面的题目第五章 没有第六章 微机测试第七章 测量误差分析第八章 没有第九章 动态数据测量与处理2-1.某力传感器标定结果如下：输入(N)0100200300400500输出(mV)加载01.793.565.407.429.31卸载02.033.745.627.569.31线性化后(mV)01.863.725.597.459.31试作出静态特性曲线、求出灵敏度、非线性误差及回程误差。2-2 用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s和 5s的正弦信号，问幅值误差将是多少。2-3想用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测试，如要求限制振幅误差在5%以内，则时间常数应取多大？若用该时间常数的同一系统作60Hz正弦信号的测试。问此时的振幅误差和相角差是多少?2-4 对某二阶测试系统输入一个单位阶跃信号，测得其响应曲线产生的第一个超调量峰值为1.5cm，同时测得其阻尼周期为6.28s。已知该测试系统的静态增益为3cm，求该系统的固有圆频率、阻尼比及在n/2处的稳态响应。2-5已知一力传感器（二阶测试仪器）的固有频率为800Hz，阻尼比=0.4，若使用该传感器作频率为400Hz的正弦变化的外力测试时，其振幅比A（）和相位差（）各为多少？若传感器的固有频率改为1000Hz，阻尼比改为=0.7，则A（）和（）将作何种变化？2-6试说明二阶系统阻尼比多采用0.60.7的原因。2-7 将信号cost输入一个传递函数为的一阶装置后，试求其包括瞬态过程在内的输出 y(t)的表达式。3-1 试述各种应变片的特点及应用场合。3-2 制做应变片式传感器应注意哪些主要问题？3-3 试述差动式电感传感器的特点及应用范围。3-4为什么电容传感器多做成差动式，试述电容式传感器的优点及应用范围。 3-5 什么是压电效应？试述压电传感器的类型及其各自的特点。 3-6 试述磁电式传感器的类型及在汽车、拖拉机测试中典型的应用实例。3-7 什么是光电效应？试述光电式转速传感器的工作原理及如何利用其测量汽车、拖拉机行驶速度。3-8 试述热电偶与热敏电阻各自的优缺点及使用中应注意的问题。4-1以阻值120。灵敏度K2的电阻应变片与阻值为120的固定电阻组成电桥，供桥电压为2V，并假定应变片的微应变为1000。试求： 1）应变片电阻变化R=？ 2）单臂电桥的输出电压（假定电桥输出阻抗为无穷大，即开路）。 3）双臂时如何接桥，输出电压是多大？4-2何谓电桥灵敏度，其影响因素是什么？4-3产生应变相同的多片应变片串联或并联于同一桥臂，能否提高电桥灵敏度？为什么，4-4在受拉（压）、弯曲载荷的试件上，如何布片（即应变片在试件上的位置和方向）和接电桥，以消除弯曲的影响而只测出拉（压）？4-5已知单臂电桥，阻值R120、灵敏度K=3的应变片微应变为 (t)=500cos10t200cos100t电桥激励电压u为u=2sin10000t电桥预调平衡时R1=R2=R3R4。试求该电桥调幅波的频谱及所包含的各分量的幅值。4-6什么是滤波器的截止频率、分辨力？4-7什么是倍频程滤波器？倍频程滤波器是恒定百分比滤波器吗？为什么？4-8已知RC低通滤波器，R=1k，C=1F试：1）确定各函数：H(f)、A(f)和(f)。 2）当输入信号ux=10sin1000t时，求输出信号uy，并与输入信号比较，比较其幅值和相位有何区别。4-9在频率范围11.05353.5Hz之间有五个滤波器组成邻接式滤波器组。试计算倍频程数、各滤波器中心频率和带宽。4-10什么是输入阻抗、输出阻抗，为什么要进行阻抗匹配？4-12集流环有哪几种！使用时各需注意些什么问题？ 9-1 根据一个信号的自相关函数图形，如何确定该信号中的常值分量和周期成分? 9-2 对连续时域信号进行加窗截断处理，为什么会产生泄漏现象？汽车测试技术复习提纲（2011）第六章 微机在测试技术中的应用1. 微机测试的优点 (可实现试验数据自动获取。适于进行高频动态信号测试。易于实现测试数据的存储与再现。能够实现试验曲线的自动绘制。可以实现试验过程的自动控制。)2. 计算机测控系统的基本结构与类型类型：基本型、标准通用接口型与闭环控制型。基本结构：如基本型的结构组成是：1)传感器2)信号调理3)数据采集卡4)计算机标准通用接口型是由模块(如台式仪器或插件板)组合而成，所有模块的对外接口都按规定标准设计。如GPIB总线系统、VXI总线系统。闭环控制型是指应用于闭环控制系统中的测试系统.3. 计算机测控系统的组成硬件：硬件部分一般由被控对象(生产机械或生产过程)、过程通道、微型计算机主机及人机联系设备等部分组成。软件：包括应用软件与系统软件。4. 微机测试系统的模拟量输入过程通道组成？模拟信号多路转换器、放大器、采样保持器、A/D转换器、输入输出接口5. 现代电测技术的发展趋势（了解基本概念）6. 量程自动转换的一般要求自动量程转换是大多数计算机测控系统的基本功能。自动量程转换能根据被测参量的大小自动选择合适量程，以保证测量值有足够的分辨力和准确度。除此之外。自动量程转换还应满足以下要求：1尽可能高的测量速度：自动量程转换的测量速度，是指根据被测参量的大小自动选择合适量程并完成一次测量的速度。2确定性：自动量程转换的确定性是指在升、降量程时，不应该发生在两个相邻量程间反复选择的现象。3安全性：即超过选定量程能过载保护7. 采样/保持器的作用（并理解其示意图）采样/保持器是指在输入逻辑电平控制下处于“采样”或“保持”工作状态的电路。在“采样”状态下电路的输出跟踪输入模拟信号，在“保持”状态下电路的输出保持着前一次采样结束时的瞬时输入模拟信号，直至进入下次采样状态为止。通常，采样保持器用作锁存某一时刻的模拟信号，以便进行数据处理(量化)或模拟控制。8. AD 转换器的主要性能指标分辨率（理解掌握其概念）、量化误差（理解掌握其概念，计算大小）、转换速率等9. 虚拟仪器的基本概念：它是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定义、自己设计的一台单个仪器一样，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。显然虚拟仪器突破了传统电子仪器以硬件为主体的模式，使用者在操作具有测试软件的计算机进行测量时，犹如操作一台虚设的电子仪器，虚拟仪器也因此而得名。其功能模块： 数据采集 数据分析处理 显示结果10. 虚拟仪器的特点及意义优点：1仪器功能可由用户自己定义2速度和可靠性高3数据可以进行编辑、存储和打印4基于软件的结构体系可大大节省开发费用l传统仪器关键是硬件，开发维护费用高，技术更新周期长l虚拟仪器关键是软件，开发维护费用低，技术更新周期短。5价格低廉是传统仪器的五至十分之一意义：虚拟仪器由于其功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。尤其在科研、开发、测量、计量、测控等领域更是不可多得的好工具。虚拟仪器技术先进，十分符合国际上流行的“硬件软件化”的发展趋势，因而常被称做“软件仪器”。虚拟仪器功能强大，可实现示波器、逻辑分析仪、频谱仪、信号发生器等多种普通仪器的全部功能，虚拟仪器系统已成为仪器领域的一个基本方案，是技术进步的必然结果。11. 虚拟仪器的软件开发环境目前大致有两类：一类是文本式的编程语言，如Borland C， Visual C+，LabWindowsCVI 等；另一类是图形化编程语言，具代表性的有LabVIEW， HPVEE 等。第九章 动态测量数据处理1. 数据的分类（掌握各种数据类型的特点）2. 数据处理的步骤3. 采样、混叠和采样定理（掌握基本概念）4. 相关分析及应用（掌握相关、相关系数xy、自相关函数、互相关函数的基本概念与性质，及其典型应用案例）5. 相关函数的处理与估计6. 均值、均方值和方差7. 频谱分析（了解谐波分析法、傅里叶变换法的基本概念，掌握功率谱分析法的基本概念，频响函数求法）8. 截断与泄漏（掌握基本概念）9. 谱密度的处理与估计（一般性了解）10. 数字信号处理的具体步骤（了解）11. 频谱分析的应用（振动系统固有频率的测定随机环境的模拟振源与噪声源的确定振动监视与故障诊断振动传递特性的研究）（了解，主要例子）第一章 概论1. 汽车拖拉机试验的分类与特点（重点掌握分类）2. 汽车拖拉机试验计划与组织（试验过程三个阶段，试验大纲的内容，试验报告内容）第二章 测试装置的技术特性1. 测试系统的组成2. 对测试系统的要求及其主要特性3. 测试装置的静态特性4. 测试装置的动态特性 动态特性定义：被测试量随时间快速变化时，测试系统的输入输出信号的函数关系。 研究测试装置的动态特性的意义：为了降低和消除测试装置的动态特性给测量带来的误差。 研究测试装置的动态特性的方法：理论方法（解析法）：建立数学模型。即从具体测试装置的物理结构出发，根据其所遵循的物理定理，建立起把测试装置的输出和输入量联系起来的运动微分方程；然后在给定的条件下求解，从而得到任意输入x(t)激励下测试装置的响应y(t)。一般测试装置都是线性系统，其数学模型是常系数微分方程，经过简单运算可求得其传递函数，该传递函数也就能描述测试装置的固有动态特性。实验方法：根据测试装置实际工作时最常见的输入信号的形式，选择一些典型信号（如正弦信号、脉冲信号、阶跃信号及随机信号等）作为测试装置的输入，然后测出其输出，求出输入输出关系。进而对该测试装置的动态特性在时间域、频率域作出分析和评价。 动态特性的分析方法：时间域内用阶跃响应表示，称为时间响应特性。 频率域内用频率响应表示，称为频率响应特性。 频响函数5. 测试装置的动态响应特性（一阶、二阶）6. 单位阶跃输入下系统的响应（一阶、二阶）7. 一阶、二阶系统不失真的条件8. 测试系统动态特性的测试（频率响应法、阶跃响应法）第三章 传感器1. 电阻应变片式传感器（定义、构造、工作原理、工作特性、种类与结构特点、应用）2. 电感式传感器（工作原理、类型、应用、差动式电感传感器原理和优点）3. 电容式传感器（工作原理、类型、应用）4. 压电式传感器（工作原理、类型、应用）5. 磁电式传感器（工作原理、类型、应用）6. 光电式传感器（工作原理、类型、应用）7. 热电式传感器（工作原理、类型、应用）第四章 信号的中间变换与传输1. 什么是信号的中间变换与传输2. 直流电桥（定义、分类、平衡条件、电桥灵敏度、加减特性、应用）3. 滤波器（作用、分类、实际滤波器的性能参数、RC滤波器分类、恒定百分比滤波器与恒带宽滤波器的定义与特性）4. 放大器（基本概念、基本要求）5. 调制与解调（基本概念、调幅原理、电桥调幅、调频原理、谐振式调频器）6. 测量信号的传输（导线传输模型、导线传输对测量的影响、干扰源、抑制干扰、集流环、无线传输）题型举例：三,简答题（每题5 分,共20分）1. 试验大纲应该包括哪些基本内容？2. 实验报告一般包括哪些内容？3. 试说明二阶系统阻尼比多采用0.60.7的原因。4. 什么是光电效应？试述光电式转速传感器的工作原理及如何利用其测量汽车行驶速度？5. 简述抑制干扰的途径和具体方法。答：抑制干扰的途径：通过控制干扰源来抑制干扰的发生，通过控制干扰源和信号电路之间的耦合。具体方法：导线屏蔽，系统接地，抑制电磁。6. 微机测试的优点是什么？1） 可实现试验数据自动获取。2） 适于进行高频动态信号测试。3） 易于实现测试数据的存储与再现。4） 能够实现试验曲线的自动绘制。5） 可以实现试验过程的自动控制。7. 计算机测控系统的基本结构与类型？类型：基本型、标准通用接口型与闭环控制型。基本结构：如基本型的结构组成是：1)传感器2)信号调理3)数据采集卡4)计算机8. 计算机测控系统的组成硬件：硬件部分一般由被控对象(生产机械或生产过程)、过程通道、微型计算机主机及人机联系设备等部分组成。软件：包括应用软件与系统软件。9. 根据一个信号的自相关函数图形，如何确定该信号中的常值分量x和周期成分?要点：，-1,1Rmin=，Rmax=周期信号的自相关函数仍是周期函数，且频率相同。由此可确定周期成分。10. 对连续时域信号进行加窗截断处理，为什么会产生泄漏现象？由于窗函数W（f）频带无限，故即使x（t）是频带有限的信号，在截断以后也必然成为无限带宽函数，即截止频率fc。数据处理中，由于信号截断导致能量分散，必然会产生一些误差，这一现象称为泄漏。11. 举一例说明：互相关分析在工程测量中的应用。12. 简述频谱分析的应用13. 举一例说明：频谱分析在车辆工程中的应用。四.计算题（每题10分,共20分）1. 已知一力传感器（二阶测试仪器）的固有频率为800Hz，阻尼比=0.4，若使用该传感器作频率为400Hz的正弦变化的外力测试时，其振幅比A（）和相位差（）各为多少？若传感器的固有频率改为1000Hz，阻尼比改为=0.7，则A（）和（）将作何种变化？2. 想用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测试，如要求限制振幅误差在5%以内，则时间常数应取多大？若用该时间常数的同一系统作60Hz正弦信号的测试。问此时的振幅误差和相角差是多少?3. 对某二阶测试系统输入一个单位阶跃信号，测得其响应曲线产生的第一个超调量峰值为1.5cm，同时测得其阻尼周期为6.28s。已知该测试系统的静态增益为3cm，求该系统的固有圆频率、阻尼比及在n/2处的稳态响应。4. 有一旋转运动的惯性阻尼弹簧的机械扭振系统模型，其特性参数为转动惯量J，阻尼系数，弹簧扭转刚度K，若输入量为转矩T，输出量为转角，求传