工程测试技术基础复习题ppt课件

1、工程测试根底复习题复习题2021年4月27日第一部分： 传感器一、填空题一、填空题1.1.传感器按信号变换特性可分为组合型、一体化型。传感器按信号变换特性可分为组合型、一体化型。2.2.压电式传感器是利用某些物质的压电效应压电式传感器是利用某些物质的压电效应 而任务的。而任务的。3.3.电容器的电容量电容器的电容量 ，极距变化型的电容传感器其灵，极距变化型的电容传感器其灵敏敏度表达式为：度表达式为： 。4.4.极距变化型的电容传感器存在着非线性度，为了改善非极距变化型的电容传感器存在着非线性度，为了改善非线性度及提高传感器的灵敏度，通常采用差动联接线性度及提高传感器的灵敏度，通常采用差动联接

2、的型式的型式02d=dACS 第一部分： 传感器6.作为传感器的中心部件，直接感受被测物理量并对其进展转换的元件称为 敏感元件。7.衡量传感器在同一任务条件下，对同一被丈量进展多次延续丈量所得结果之间的不一致程度的目的为反复性。8.当压电式传感器运用电荷 放大器，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。9.电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所构成的分布电容无关。第一部分： 传感器10.电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。11.电涡流传感器是利用 金属 资料的电涡流效应任务，可分为低频 透射

3、式和高频 反射 式两种，其中前者常用于资料厚度的丈量。12.知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，假设测得感应电动势的频率为300Hz，那么被测轴的转速为 900r/min。13.电容式传感器是将被丈量的变化转换成电容量变化的一种传感器，主要类型有变面积式、变极距式和变介电常数式等。第一部分： 传感器二、选择题二、选择题1.1.能完成接受和实现信号转换的安装称能完成接受和实现信号转换的安装称 。 A A传感器传感器 B B记录仪器记录仪器 C C实验安装实验安装 D D数据处置安装数据处置安装2.2.极距变化型电容传感器适用于丈量微小位移是由于极距变化型电容传感器适用于丈量微小位移是由于

4、。A A电容量微弱、灵敏度太低电容量微弱、灵敏度太低B B需求做非接触丈量需求做非接触丈量C C传感器灵敏度与极距平方成反比，极距变化大那么非线传感器灵敏度与极距平方成反比，极距变化大那么非线性性 误差大误差大3.3.压电式传感器特别适宜丈量压电式传感器特别适宜丈量 。A A静态量静态量B B动态量动态量C C两者均可两者均可第一部分： 传感器4.4.构外型传感器是依托构外型传感器是依托 的变化实现信号变换的。的变化实现信号变换的。1 1本身物理性质本身物理性质 2 2体积大小体积大小 3 3构造参数构造参数 4 4电阻值电阻值5.5.不能用涡流式传感器进展丈量的是不能用涡流式传感器进展丈量的

5、是 。1 1位移位移 2 2材质鉴别材质鉴别 3 3探伤探伤 4 4非金属资料非金属资料6.6.变极距面积型电容传感器的输出与输入，成变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。关系。1 1非线性非线性 2 2线性线性 3 3反比反比 4 4平方平方7.7.压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。产生变化。1 1固有频率固有频率 2 2阻尼比阻尼比 3 3灵敏度灵敏度 4 4压电常数压电常数第一部分： 传感器8.8.在丈量位移的传感器中，符合非接触丈量，而且不受油污等在丈量位移的传感器中，符合非接触丈量，而且不受油污等介质影

6、响的是介质影响的是 传感器。传感器。1 1电容式电容式 2 2压电式压电式 3 3电阻式电阻式 4 4电涡流式电涡流式9.9.自感型可变磁阻式传感器，当气隙变化时，其灵敏度与之间自感型可变磁阻式传感器，当气隙变化时，其灵敏度与之间的关系是：的关系是： 。1 1 2 2 3 3 4 410.10.按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是 C C 。A A 电阻传感器电阻传感器 B B 电感传感器电感传感器 C C 光电传感器光电传感器 D D 电容传感器电容传感器1kk2k2k第一部分： 传感器11.11.变磁通感应式传感器在丈量轴的转

7、速时，其齿盘应采用变磁通感应式传感器在丈量轴的转速时，其齿盘应采用 B B 资料制成。资料制成。A A 金属金属 B B 导磁导磁 C C 塑料塑料 D D 导电导电12.12.传感器灵敏度越高，表示该传感器传感器灵敏度越高，表示该传感器 B B 。A A 任务频带越宽任务频带越宽 B B 单位输入引起的输出量越大单位输入引起的输出量越大C C 线性范围越宽线性范围越宽 D D 允许的输入量越大允许的输入量越大13.13.描画传感器静态特性的目的有描画传感器静态特性的目的有( D ) ( D ) A A幅频特性幅频特性 B B稳定时间稳定时间 C C动态范围动态范围 D D线性度线性度第一部分

8、： 传感器14.14.压电式传感器目前多用于丈量压电式传感器目前多用于丈量 ( D ) ( D )A A 静态力静态力 B B 温度温度 C C 速度速度 D D 加速度与动态力加速度与动态力 15.15.属于物性型传感器为属于物性型传感器为( D )( D )A A应变式传感器应变式传感器 B B电感式传感器电感式传感器 C C电容式传感器电容式传感器 D D压电式传感器压电式传感器16.16.可以实现非接触振动丈量的传感器为可以实现非接触振动丈量的传感器为 ( B or C ) ( B or C )A A应变式传感器应变式传感器 B B电感式传感器电感式传感器 C C电容式传感器电容式传感

9、器 D D压电式传感器压电式传感器第一部分： 传感器17.17.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的 B B 成成正比。正比。A A、位移、位移 B B、速度、速度 C C、加速度、加速度18.18.传感器的主要功能是传感器的主要功能是( A )( A )。A A 检测和转换检测和转换 B B 滤波和放大滤波和放大 C C 调制和解调调制和解调 D D 传输和显传输和显示示19.19.在丈量位移的传感器中，符合非接触丈量而且不受油污在丈量位移的传感器中，符合非接触丈量而且不受油污等介质影响的是等介质影响的是( D )( D )传感器。传感器。A A

10、电容式电容式 B B 压电式压电式 C C 电阻式电阻式 D D 电涡流式电涡流式20.20.压电式传感器特别适宜丈量压电式传感器特别适宜丈量 B B 。A A静态量静态量B B动态量动态量C C两者均可两者均可21.21.电荷放大器是供压电式传感器公用的一种电荷放大器是供压电式传感器公用的一种 A A A A前置放大器前置放大器 B B后置放大器后置放大器C C检测元件检测元件D D滤波电路滤波电路三、判别题三、判别题1.1.面积变化型电容传感器的灵敏度为常数。面积变化型电容传感器的灵敏度为常数。2.2.涡流传感器属于有源传感器。涡流传感器属于有源传感器。3.3.滑线变阻器式传感器不适于微小

11、位移量丈量。滑线变阻器式传感器不适于微小位移量丈量。4.4.涡流式传感器属于能量控制型传感器。涡流式传感器属于能量控制型传感器。5.5.面积变化型电容传感器的灵敏度为常数。面积变化型电容传感器的灵敏度为常数。第一部分： 传感器第一部分： 传感器四、问答题四、问答题1.1.以下图为采用某一种传感器丈量不同的非电量的表示图。图中被测物以下图为采用某一种传感器丈量不同的非电量的表示图。图中被测物体体2 2均为金属资料制成，均为金属资料制成，1 1为传感器。试问：为传感器。试问：6 6分分1 1该种传感器是何种传感器？该种传感器是何种传感器？2 2图中分别丈量的是哪些非电量？图中分别丈量的是哪些非电量

12、？3 3总结该种传感器的两个优点。总结该种传感器的两个优点。答案：答案：1 1涡流传感器涡流传感器2 2a a测转速，测转速，b b测资料的厚度，测资料的厚度，c c计数计数3 3构造简单，运用方便，非接触丈量等优点构造简单，运用方便，非接触丈量等优点a a b b c c第一部分： 传感器2.2.选用传感器的原那么是什么？选用传感器的原那么是什么？ 根本原那么是：选用的传感器其性能该当与被测信号的性根本原那么是：选用的传感器其性能该当与被测信号的性质相匹配。质相匹配。1 1静态特性方面：静态特性方面：a a、应使被丈量的变化范围在传感器的、应使被丈量的变化范围在传感器的线性范围以内，并保证线

13、性误差在允许范围内；线性范围以内，并保证线性误差在允许范围内；b b、传感器、传感器的分辨率力从数据上应小于丈量要求的分辨率力的分辨率力从数据上应小于丈量要求的分辨率力c c、满足实践要求的条件下，精度不宜过高。满足实践要求的条件下，精度不宜过高。3.3.试述传感器的定义、共性及组成。试述传感器的定义、共性及组成。答：答：1 1传感器的定义：能感受被丈量并按照一定规律转传感器的定义：能感受被丈量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或安装；换成可用输出信号的器件或安装；2 2传感器的共性：利传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，

14、将非电量 ( (如如位移、速度、加速度、力等位移、速度、加速度、力等) )转换为电量转换为电量 ( (电压、电流、电电压、电流、电容、电阻等容、电阻等) )；3 3传感器的组成传感器的组成: :传感器主要由敏感元件传感器主要由敏感元件和转换元件组成。和转换元件组成。第一部分： 传感器4.4.简述变极距型电容传感器的任务原理简述变极距型电容传感器的任务原理( (要求给出必要的公式推导过程要求给出必要的公式推导过程) )。答：当传感器的答：当传感器的r r和和S S为常数，初始极距为为常数，初始极距为d0d0时，其初始电容量时，其初始电容量C0C0为为 假设电容器极板间间隔由初始值假设电容器极板间

15、间隔由初始值d0d0减少了减少了C C，那么有，那么有 2 2 由由2 2式可知，传感器的输出时非线性的。式可知，传感器的输出时非线性的。假设时假设时 ， ，那么，那么2 2式可简化，式可简化， ，此时此时C C与与d d近似呈线性关系。近似呈线性关系。所以，在所以，在d/d0d/d0很小时，变极距型电容式传感器的输出电容与输入很小时，变极距型电容式传感器的输出电容与输入位移有近似的线性关系。位移有近似的线性关系。000dSCr1 120000000111 ddddCddCddSCCCr10dd1120dd000ddCCC第一部分： 传感器5.5.简述光纤传感器的组成和任务原理。简述光纤传感器

16、的组成和任务原理。答：光纤传感器由光源、光纤或非光纤的敏感元件、光答：光纤传感器由光源、光纤或非光纤的敏感元件、光纤、光探测器、信号处置系统等组成。纤、光探测器、信号处置系统等组成。其任务原理其任务原理: :由光源发出的光经过源光纤引到敏感元件，被由光源发出的光经过源光纤引到敏感元件，被测参数温度、压力、应变、振动等作用于敏感元件，在测参数温度、压力、应变、振动等作用于敏感元件，在光的调制区内，使光的某一性质光强、波长光的调制区内，使光的某一性质光强、波长/ /频率、相位、频率、相位、偏振态偏振态) )遭到被丈量的调制，调制后的光信号经过接纳光纤遭到被丈量的调制，调制后的光信号经过接纳光纤耦合

17、到光探测器，将光信号转换为电信号，最后经过信号处耦合到光探测器，将光信号转换为电信号，最后经过信号处置得到所需求的被丈量。置得到所需求的被丈量。五、分析计算题五、分析计算题1 1、有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极、有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径板半径r=5mmr=5mm，假设与被测的初始间隙，假设与被测的初始间隙d0=0.5mmd0=0.5mm。知真。知真空的介电常数等于空的介电常数等于8.854x10-12F/m8.854x10-12F/m，求：，求：1 1假设传感器与工件的间隙变化量增大假设传感器与工件的间隙变化量增大d=10d=10m m，电容变化量为多少

18、电容变化量为多少? ? 2 2假设丈量电路的灵敏度假设丈量电路的灵敏度Ku=100mV/pFKu=100mV/pF，那么在间隙，那么在间隙增大增大d=1d=1m m时的输出电压为多少时的输出电压为多少? ?第一部分： 传感器第一部分： 传感器第二部分：信号调理 一、填空题1.假设一个信号的最高频率为50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠景象，采样频率应该大于 100 Hz。2.在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为 调制波 ，载送低频信号的高频振荡信号称为 (载波 )，将经过调制过程所得的高频振荡波称为(已调制波 )。3.调频是利用信号电压的幅值控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而

19、 频率与信号电压成正比。4.RC低通滤波器中RC值愈 大 ，那么上截止频率愈低。f第二部分：信号调理题型二、选择题二、选择题1.1.在调制信号的解调过程中，相敏检波的作用是在调制信号的解调过程中，相敏检波的作用是 B B 。A A恢复载波信号恢复载波信号 B B恢复调制信号的幅值和极性恢复调制信号的幅值和极性C C恢复已调制波恢复已调制波 D D恢复调制信号的幅值恢复调制信号的幅值2.2.为了使某一频率在为了使某一频率在fC1fC2fC1fC2间的信号经过，应采用间的信号经过，应采用 B B 滤波器。滤波器。A A带阻带阻B B带通带通C C高通高通D D低通低通3.3.要使要使RCRC低通滤

20、波器的通带宽度加宽，那么低通滤波器的通带宽度加宽，那么RCRC值应值应 B B 。A A增大增大B B减小减小C C不变不变第二部分：信号调理题型4.4.调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。1 1相乘相乘 2 2相除相除 3 3相加相加 4 4相减相减5.5.电路中鉴频器的作用是电路中鉴频器的作用是 。1 1使高频电压转变成直流电压使高频电压转变成直流电压 2 2使电感量转变为电压量使电感量转变为电压量3 3使频率变化转变为电压变化使频率变化转变为电压变化 4 4使频率转变为电流使频率转变为电流6.6.一选频安装，其幅一选频安装，其幅频特性在

21、频特性在 区间近于平直，在区间近于平直，在 区间急剧衰减，这叫区间急剧衰减，这叫 滤波器。滤波器。1 1低通低通 2 2高通高通 3 3带通带通 4 4带阻带阻2f02f第二部分：信号调理题型7.7.一带通滤波器，其中心频率是一带通滤波器，其中心频率是 ，-3dB-3dB带宽是带宽是B B，那么滤波，那么滤波器的质量因数等于器的质量因数等于 1 1 2 2 3 3 4 4 8.8.测试安装能检测输入信号的最小变化才干，称为测试安装能检测输入信号的最小变化才干，称为 D D 。A A 精度精度 B B 灵敏度灵敏度 C C 精细度精细度 D D 分辨力分辨力9.9.数字信号的特征是数字信号的特征

22、是 B B 。A A 时间上离散，幅值上延续时间上离散，幅值上延续B B 时间、幅值上都离散时间、幅值上都离散C C 时间上延续，幅值上量化时间上延续，幅值上量化D D 时间、幅值上都延续时间、幅值上都延续0fBf 0Bf 0Bf0Bf0第二部分：信号调理题型10.10.对延续信号进展采样时，假设信号的记录时间不变，采对延续信号进展采样时，假设信号的记录时间不变，采样频率越高，那么样频率越高，那么 C C 。A A 走漏误差越大走漏误差越大 B B 频率混叠越严重频率混叠越严重C C 采样点数越多采样点数越多 D D 频域分辨率越低频域分辨率越低第二部分：信号调理题型三、判别题三、判别题1.1

23、.平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡2.2.调幅波是载波与调制信号的叠加。调幅波是载波与调制信号的叠加。 3.3.带通滤波器的波形因数值越大，其频率选择性越好。带通滤波器的波形因数值越大，其频率选择性越好。4.4.将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。第二部分：信号调理题型四、问答题四、问答题1.1.有人在运用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在任有人在运用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在任务电桥上添加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在以下情况务电桥上添加电阻应变片数以提

24、高灵敏度。试问，在以下情况下，能否可提高灵敏度？阐明为什么？下，能否可提高灵敏度？阐明为什么？1 1半桥双臂各串联一片；半桥双臂各串联一片；2 2半桥双臂各并联一片。半桥双臂各并联一片。答案：电桥的电压灵敏度为答案：电桥的电压灵敏度为 ，即电桥的输出电压，即电桥的输出电压 和电阻的相对变化成正比。由此可知：和电阻的相对变化成正比。由此可知：1 1半桥双臂各串联一片，虽然桥臂上的电阻变化添加半桥双臂各串联一片，虽然桥臂上的电阻变化添加1 1倍，但倍，但桥臂总电阻也添加桥臂总电阻也添加1 1倍，其电阻的相对变化没有添加，所以输出倍，其电阻的相对变化没有添加，所以输出电压没有添加，故此法不能提高灵敏

25、度；电压没有添加，故此法不能提高灵敏度；2 2半桥双臂各并联一片，桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻半桥双臂各并联一片，桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半，电阻的相对变化也没有添加，故此法也不能提都降低了一半，电阻的相对变化也没有添加，故此法也不能提高灵敏度。高灵敏度。o/USR RoRUSR第二部分：信号调理题型2.2.为什么在动态应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋为什么在动态应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？钮？答：动态电阻应变仪采用高频交流电给电桥供电，电桥任务在交流形状答：动态电阻应变仪采用高频交流电给电桥供电，电桥任务在交流形状，电桥的平衡条件

26、为：，电桥的平衡条件为：Z1Z3=Z2Z4|Z1|Z3|=|Z2|Z4|Z1Z3=Z2Z4|Z1|Z3|=|Z2|Z4|， 由于导线分布、各种寄生电容、电感等的存在，光有电阻平衡是不能实由于导线分布、各种寄生电容、电感等的存在，光有电阻平衡是不能实现阻抗模和阻抗角同时到达平衡，只需运用电阻、电容两套平衡安装反现阻抗模和阻抗角同时到达平衡，只需运用电阻、电容两套平衡安装反复调理才干实现电桥阻抗模和阻抗角同时到达平衡。复调理才干实现电桥阻抗模和阻抗角同时到达平衡。3.3.试从调幅原理阐明，为什么某动态应变仪的电桥鼓励电压频率为试从调幅原理阐明，为什么某动态应变仪的电桥鼓励电压频率为10kHz10k

27、Hz，而任务频率为，而任务频率为01500Hz01500Hz？答：为了不产生混叠，以及解调时可以有效地滤掉高频成分，要求载波答：为了不产生混叠，以及解调时可以有效地滤掉高频成分，要求载波频率为频率为510510倍调制信号频率。动态应变仪的电桥鼓励电压为载波，频率倍调制信号频率。动态应变仪的电桥鼓励电压为载波，频率为为10kHz10kHz，所以任务频率即允许的调制信号最高频率为，所以任务频率即允许的调制信号最高频率为01500Hz01500Hz是合是合理的。理的。4231第二部分：信号调理题型4.4.调幅波能否可以看作是载波与调制信号的迭加？为什么？调幅波能否可以看作是载波与调制信号的迭加？为什么？答：不可以。由于调幅波是载波幅值随调制信号大小成正比答：不可以。由于调幅波是载波幅值随调制信号大小成正比变化，只需相乘才干实现。变化，只需相乘才干实现。5.5.什么是滤波器的分辨力？与哪些要素有关？什么是滤波器的分辨力？与哪些要素有关？答：滤波器的分辨力是指滤波器分辨相邻频率成分的才干。答：滤波器的分辨力是指滤波器分辨相邻频率成分的才干。与滤波器带宽与滤波器带宽B B、质量因数、质量因数Q Q、倍频程选择性、滤波器因数等、倍频程选择性、滤波器因数等有关。带宽越小、质量因数越大、倍频程选择性越小、滤波有关。带宽