测试与传感器技术试题及答案

测试和传感器技术问题(1)一、对或错(要判断下列问题，请在问题词干后的括号内打“”，在错误处打“b”。每项2分，共10分)1.X-Y记录器可以记录任何频率的信号。(二)2.分析周期信号频谱的工具是傅立叶级数。(一)3.阻抗转换器的功能是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。(一)4.瞬态信号的频谱必须是连续的。(一)5.系统的无失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性保持恒定。(二)第二，单项选择题(从每项的四个备选答案中选择一个正确答案，并在括号中填入数字。每项2分，共10分)1.信号x(t)=sin(2t 1) cos(t/3)为(a)A.周期信号b .非周期信号c .瞬态信号d .随机信号*2。用共振法确定系统的固有频率时，在阻尼条件下，()频率与系统的固有频率一致。A.加速度共振b速度共振c位移共振d自由振动(a)可以串联在压电加速度计和振动计之间A.电荷放大器模数转换器C.相位敏感探测器d .滤波器4.利用电桥(C)实现温度误差的电路补偿方法。A、增加相邻桥臂的相同可变输入电压；b .减去相邻桥臂的不同可变输入电压C.添加具有可变输入电压的相对桥臂d。添加相对桥臂差可变输入电压5.差动变压器位移传感器线圈间的互感M(B)A.始终保持不变b .随着测量位移的变化而变化C.不随测量位移d的变化而变化。随线圈电流的变化而变化三、填空(每空1分，共30分)1.如果位移信号x(t)=acos(t),其速度信号的幅度为_ _-AW _ _，其加速度信号的幅度为_ _-AW2 _ _。2.当用数字频率计测量振动频率时，通常对低频信号进行测量，对高频信号进行测量。3.信号的频谱函数可以表示为幅度频谱和相位频谱。4.当系统的固有频率由共振法确定时，由于测得的振动参数不同，有_ _ _ _ _ _个共振频率、_ _ _ _ _ _个共振频率和_ _ _ _ _ _个共振频率。5.在高频情况下，压电力传感器主要用于测量激振力，测力系统应在实验前进行校准。6.当压电加速度计固定在测试件上并受到振动时，质量产生可变的力作用在压电晶片上。由于_ _ _压电_ _ _效应，在压电晶片的两个表面上都产生了_ _ _电荷。7.阻抗头由两部分组成，一部分是力传感器，另一部分是加速度传感器。它用于测量驱动点的阻抗。8.在RC型积分电路中，输出电压从电容器两端取出。RC被称为_ _积分时间常数。阻容值越大，积分结果越精确，但输出信号越小。9.光示波器的关键部件是_ _ _ _ _ _，通过它可以将按一定规则变化的_ _ _ _ _ _个信号转换成按相同规则变化的_ _ _ _ _ _个摆动信号，从而记录测量结果。10.热电偶的热电势由_ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _组成。11。测试设备可以检测到的输入信号的最小变化量称为分辨率。12.质量为m、刚度为k的振动器的固有频率为_ _ _ _ _ _。13.长度测量光栅采用莫尔条纹测量位移，具有位移放大和光栅平均误差的功能。四、简答题(每题5分，共20分)1.当使用压电传感器时，为什么必须使用阻抗变换器？2.简要描述金属电阻应变仪和半导体应变仪的工作原理之间的区别。3.简要描述基本结构和工作原理2.已知一阶系统的频率响应为H(J)=。该装置用于测量周期分别为1S、2S和5S的正弦信号。它们的振幅误差是多少？3.给定测得的应变(t)=A Bcos10t，电桥输入电压为ui(t)=Uicos1000t，使用半桥差分工作模式，尝试找到(1)电桥输出信号的表达式，并解释该信号是什么波形；(2)绘制信号的幅频图。测试和传感器技术问题(2)一、对或错(对于以下每一个问题，请在词干后的括号内正确打勾，并在错误的“”上打勾)。每项2分，共10分)1.动态应变仪校准电桥的输出电压采用半桥法。()2.传感器的功能是实现非电量到电量的转换。()3.用桥式电位计测量热电偶的热电势时，会消耗热电偶的能量。()4.质量为m、刚度为k的振动器的固有频率为0。()5.惯性压电加速度传感器的输出电荷与质量的加速度成正比。()第二，单项选择题(从每项的四个备选答案中选择一个正确答案，并在括号中填入数字。每项2分，共10分)1.下列传感器可以实现非接触测量的是(C)传感器。A.压电加速度b .电子速度c .电磁速度d .电阻应变类型2.描述周期信号频谱的数学工具是(a)A.傅立叶级数b .傅立叶变换c .拉普拉斯变换d .三角函数3.代表测量装置静态输入和输出之间关系的实验曲线称为(B)A.理论直线b .校准曲线c .理论校准曲线d .振幅-频率曲线4.为了使器件的输出波形不失真，必须使输出波形的每个正弦分量的相位滞后(D)A.与角频率成反比C.独立于角频率d，与角频率成比例5.在()条件下，用数字频率计测量信号时，周期测量法比频率测量法更合理。A.测得的信号频率非常低C.测量的信号频率变化很大。测量的信号频率是恒定的三、填空(每空1分，共20分)1.测试装置的灵敏度是校准曲线的_ _ _ _ _ _ _倍。2.热电偶的热电势包括两个不同导体接触时的_ _ _ _ _ _和同一导体两端温度不同时的_ _ _ _ _ _。3._ _ _ _ _ _连接方法的灵敏度在DC大桥中最高。4.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗的幅值相等，相对桥臂阻抗的相角相等。5.光记录器振动器的输入信号只能是_ _ _ _ _ _。6.单位脉冲信号的幅度谱为_ _ _ _ _ _。7.半导体应变仪的工作原理是基于_ _ _ _ _ _效应。8.随机信号x(t)的平均值定义为=_ _ _ _ _ _ _。9.如果稳定振动位移信号为x(t)=Asin(t )，则稳定振动速度信号为v (t)=_ _，加速度信号的幅值为_ _ _ _ _ _ _ _。10.强迫振动法用于激励系统。当系统的加速度达到最大值时，称为_ _ _ _ _ _。系统的激励频率d与固有频率 0之间的关系为_ _ _ _ _ _。11.正弦信号的均方根值与其振幅之比是_ _ _ _ _ _。12.电子速度传感器线圈中产生的感应电动势与_ _ _ _ _ _成正比。13.当GZ-2型测振仪装有电子速度传感器时，传感器测得的速度信号可以通过仪器内部的_ _ _ _ _ _网络转换成_ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _信号。14.利用电桥的_ _ _ _ _ _ _实现温度误差的线补偿方法。四、简答题(每题10分，共30分)1.简要描述压电传感器需要配备前置放大器的原因；哪两种前置放大器是常用的？他们的特点是什么？2.绘制动态应变仪原理框图。如果输入应变的波形是低频如果输入信号是x(t)=100 sin(31.4 t30)50 sin(314t-20)，求稳态输出信号Y(t)的表达式。3.根据图中所示的桥(1)当电桥用于电压输出时，写出和差特性公式。(2)如果R1=R2=R3=R4=120，R1=R3=0.3，R2=R4=0，则输入电压为U0(t)=300sin(31416t)，计算输出电压u(t)。测试和传感器技术问题(3)首先，填空(每个空格2分，共20分)1.如果只检测到与物体的接触，_ _ _ _ _ _可用作传感器。2.红外图像传感器由红外敏感元件和_ _ _ _ _ _电路组成。3.在电阻应变仪公式中，=(1 2) E，代表_ _ _ _ _ _。4.用涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_ _ _ _ _ _。5.当磁头相对于磁尺静止时，静态磁头仍有感应电动势输出，输出电动势的幅度由_ _ _ _ _ _决定。6.动态校准的目的是检查和测试传感器的_ _ _ _ _ _指数。7.确定静态校准系统的关键是选择标准信号发生器和测量的非电量(或电量)。8.传感器的频率响应特性必须在测量信号的频率范围内，并且必须保持_ _ _ _ _ _状态。9.热电偶电动势由_ _ _ _ _ _电动势和接触电动势组成。10.由_ _ _ _ _ _电源供电的桥称为交流桥。二、单项选择题(在四个备选答案的每一项中，选择一个正确答案，并将正确答案编号在括号内。每项扣2分，共20分)1.对于压电加速度传感器，自然频率(C)是预期的A.接近零b。尽可能低C.尽可能的高。任意的2.该传感器可用于-50至150之间的医用温度测量。A.b型金属辐射热电偶C.半导体三极管d色度计3.在信号传输过程中，干扰的原因是(c)A.信号变化很慢C.干扰耦合通道d .信号为交流信号4.环境温度变化引起的差分电桥误差为(d)A.B.C.D.05.非周期信号的频谱是(a)A.连续b .离散C.基频d脉冲函数的整数倍6.莫尔条纹光栅传感器的输出为()A.数字脉冲类型b .调幅类型C.调频型d正弦波7.本发明具有(a)等优点。A.高灵敏度b .良好的温度稳定性C.高可靠性d .复杂接口电路8.一阶系统的动态特性参数为(d)A.线性b .固有频率C.阻尼比d .时间常数9.通常用于测量大位移的传感器有(A)A.感应同步器b .应变电阻型C.霍尔型d .涡流型10.将电阻应变仪连接到(c)上，形成用于测量力、位移、加速度等参数的传感器。A.质量b .导体C.弹性元件d .机器部件三、问答(每项4分，共20分)1.在静态测量中，根据测量系统的输入量和相应的输出值绘制的校准曲线，可以确定哪些静态特性？2.将载波的中心频率设置为f0，并尝试根据图A和图b所示的调制信号定性绘制相应的调频波形3.回答下列哪些函数是周期函数，哪些是非周期函数：x1(t)=sin3t，x2(t)=e-t，x3(t)=esint，x4(t)=(t)，x5(t)=sin4.简述两种扭矩的测量原理，并举例说明相应的扭矩传感器。5.简述弹性元件上应变计的布置原理，以及哪种电桥方法具有温度补偿功能。四、计算问题(每项8分，共24分)1.假设测量齿轮的齿数Z=18，可变磁通感应传感器用于测量工作轴的转速(如图所示)。如果测得的输出电动势的交变频率是24赫兹，找出：测得的轴的转速是多少？当分辨率误差为1