传感器简答题及答案

1、L用频域描述分析设备故障有何突出优点？答：频域描述反映/信号的频率组成及其幅值。2 .信号调理阶段的放大滤波、调制。解调的作用分别是什么？什么是采样定理？采样频率是不是越高越好?放大：提高传感器输出的电压、电流和电荷信号使其的幅值和功率可以进行后续的处理。调制:高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大。解调：从放大器的输出信号中提取放大的缓变信号。将微弱的缓变信号加载到滤波：使信号中特定的频率成分用过而极大地衰减其他频率成分。3 .在设备故障诊断时，为什么要对测试信号进行频域分析?通过对故障特频域分析法只要是对信号的频率结构进行分析，确定信号是由哪些成分所组成，以及这些频率成分幅值的大小。

2、征频率及故障特征频率幅值的分析，就可以准确地对设备的故障情况进行诊断。4 .什么是功率信号？什么是能量信号？什么是随机信号？什么是模拟信号？什么是数字信号？功率信号：若信号在区间(r，+U)的能量是无限的。即x2(t)dt,但它在有限区间(tt,t2)的平均功率是有限的，HP1 - 0 Xt2 tl u2(t)dt这种信号称功率信号。能量信号：当满足时，认为信号的能量是有限的，称为能量有限信号，简称能量信号。随机信号：是种不能准确侦测且未来瞬时值，也无法用数学关系式来描述的信号.模拟信号：在所讨论的时间间隔内，对任意时间值，除第类间断点外都可以给出确定的函数的信号。数字信号：值和时间上都 时间

3、离散而幅值量化，称为数字信号(幅 离 散的信号)5 .试述信号的幅值谱与系统的幅频特性之间的区别信号的幅值谱表征信号的幅值随频率的分布情况，幅值特性指方法电路的电压放大倍数与频率的关系°前者描述信号各频率分量得幅度后者是系统对 输入各频率分量得幅度怎么样变化。6 .周期信号的频谱图有何特点？其傅里叶级数三角函数展开式与复指数函数展开式的频谱有何特点?(1) L离散性2.谐波性3.收敛性。(2)周期信号的傅里叶级数三角函数展开式频率谱是位于频率右侧的离散谱，谱线间隔为整数个3c复指函数是展开式的频谱其实频谱总是偶对称的其虚频谱总是奇对称的.7.已知某周期信号的傅立叶级数展开式为 X(t

4、) 25-5sin Ot+20cos (2 °t+ /2),试求该周期信号的均值，并画出该信号的频谱图.2525 5cos 0：/220cos 2 ox/2时An250时AnAn 20/28.试说明信号的均值、方差、均方值的物理含义。并写出三者间的联系式。均值表示集合平均值或数学期望，衣达/信号变化的中心趋势，方差反映了信号围绕均值的波动程度，信号的波动量。均方值9,什么是测试？机械匚程测试的主要任务是在电信号中表示有效值。三者关系.什么？用方框图表示计算机测试系统的股组成及各部分作用测试是人们从客观事物中提取所需信息、，借以认识客观事物，并掌握其客观规律的种科学方法.机械匚程测试的

5、主要任务是提供被测对象的质量依据提供机械工程设计、制 造研究所需的信息。对阶系统和二阶系统的动态特性10 .什么是系统的动态特性？系统动态特性的数学模型有几种？要使系统有较好的动态特性, 参数有何要求？描述测试系统动态测量是的输入与输出之间的函数关系的方程，图形，参数称为测量系统的动态特征。数学模型有：时间 域，复数域，频率域。阶系统的动态特性取决于时间常数T, T越小越好，较小时间常数可以加快响应过程，二阶系统的动态特征是固有频率3 n和阻尼比轨11 .简要回答以下概念：（1）回程误差：（2）线性度：（3）灵敏度回程误差：在相同测试条件下全量程范围内的最大迟滞差值hmax与坐标满量程输出A的

6、比值的百分率，回程误差二hmaXA*100%线性度：定度曲线接近拟合直线的程度，在系统标称输出范围内，世界输出对拟合直线的最大偏差Imax与满量程输出A的比值的百分率。灵敏度：测试系统在静态测量师输出和输入的变化量之比的极限值。12 .频率响应函数、幅频特性和相频特性的物理意义分别是什么？画出测试系统满足不失真测试条件时的幅频特性曲线和相频特性曲线？图略频率响应函数：以X t x°ejwt”作为输入作用于测试系统，将系统的稔态输出y （t ）与乂 （t）之比的定义为测试系统的频率响应函数。幅频特性反应测试系统对输入信号频率分量的幅值缩放能力相频特性反映出测试系统对输入信号的3频率分量

7、的侧相位的移动程度。13 .线性定常系统有哪些基本特性？说明叠加（线性）特性和频率保持性在测量？线性定常系统的基本特性有线性特性时不变特性微分特性积分特性频率保持特性叠加特性在分析线性系统在多输入同时作用下的总输出时，可以将多输入分解成许多单独的输入分量，先分析各分量单独作用于系统所引起的输出然后将各分量单独作用的输出登加起来便可得到系统的总输出频率保持特性：可分辨是否有外界干扰或系统内部的噪声对系统影响。14 .什么是能量转换型传感器？什么是能量控制型传感躲？试举例说明。在信息变换过程中，需要外电源供给能量的传感器称为能量传感器，如电阻，电容，电感传感躲，在信息传递变换过程中不需要外电源供给

8、能量，由能量变换元件构成的传感器称为能量转换型传感器。如压电式，热电光电式传感瑞。15接触法测温和非接触法测温各有什么特点？接触法测温时温度敏感元件与被测物体相接处，经过热交换后两者温度相等。非接触法测温，温度敏感元件通过辐射能量进行热交换，由于辐射能的大小来推算被测物体的温度。16.差动型可变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在个电桥中，这样做有什么好处？请画出电感电桥的接线图。差动型可变点感传感器线性更好，测量精度以及另名都高，外界影响小。压电效应指对某些晶体来说当在他们上面加上定的压力，就能使这些晶体表面带电，从而在晶体内部产生定的电场的效应。电荷放大器的特点：将电荷变换为其正比的

9、电压，将高输出阻抗变为低输出阻抗将机械量转变成与其成正比的微电荷出阻抗Ra极高。 Q,而且输18 .简述光电式转速仪的工作原理？并画出测试原理图。光电式转速仪通过安装在被测周上的多孔圆盘，来控制照于光电元件光通量的强弱，从而产生于被测轴转速成比例的电脉冲信7号，经整形放大电路和数字式频率计即可显示出相应的转速值。19 .简述金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理有何不同金属导体或半导体在外力作用下产生机械变形而引起导体或半导体的电阻值发生变化，金属电阻应变电阻效应，主要以结构尺寸变化为主，即形变效应。 而半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。20 .简述两类扭矩的测量原理，并举例说明相应的

10、扭矩传感淤。磁电感应原理：即轴上的凹凸引起磁路磁阻变化次，磁通随之变化,次，线圈中便产生了感应电势，按比原理制成的传感测扭器。有磁电式扭矩传感 器。用过李勇金属应变量与其电阻变化量成正比原理制成的金属应变得也可以测扭矩，如电阻应变式扭矩传感器。频特性曲线？并在图中准确标出截止频率，指21 .滤波器的作用是什么？试画出低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器、的幅明它们的通带范围。-1rrj.Cy(Fo»期,)一/心r IF Rd Jpr edKMrauueaHJUE WM1 it n4S* -i -r n45sc<rtCl R?心亍KC11 OREL0JIffairrai 3, X3

11、1VT2122 .调制的目的是什么？解调的目的是什么？什么是幅度调制？画出幅度调制与解调过程的方框图。调制的目的：解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。解调的目的：恢复被调制的信号。幅度调制与测试信号相乘使载:将个高频正弦信号 波信号随测试信号的变化而变化。缓变信号I通过调制高频交流信号通过放大放大后的交流信哥通过解调I解调后的缓变信号123 .应变片和固定电阻作为桥牌元件，试画出单臂电桥、半桥和全桥的工作电路？其输出各有什么不同？1/吕 KcELI- KsB松柱耳同勺,t主、LS哽啜呈：24什么是电桥的和差特性？如何利用电桥和差特性来进行温度补偿和消除非线性误差？ 通过相邻边两桥臂电阻变

12、化是各自引起的输电压和加，因此在电阻变化时其他电阻可以平衡电阻由外界引起的误差。25已知信号x(t)为矩形信号，其时域表达式如图所示，试求信号x(0.5t)的傅里叶变换。xU.b1/ 0.5 *X(f /0.5)2X(2f)解：x(f)2Ti sin c(2 fTi)2x(2f)4Ti sin c(4 fTi)26.应变电桥测量力F,如图所示，电阻应变片R、R2. Rs、Rt已分别粘在试件上。电桥连接图(要求既能测出力F,又能进行温度补偿可接固定电阻)，并进行必要的说明。夕飞LXV1呦+ m分别画出(8)和(b)两种情况的27.由RC组成无源低通滤波器，已知R=500(Q ), C=10(g

13、F),试求：(1)求截止频率f0,并画出该滤波器的幅频示意图。设输入信号x(t) 0. 2cos(125. 6t/ 4),判断该信号是否在该滤波器的通频带内。(1f0=l/(2 n Rc)=30Hz)f= 3 /(2 n )=2OHz<fO该信号在通频带的。28.某一阶线性系统的频率响应函数为H ()1输入信号X(t)2j 1R2F(b-)a 11 X(t)二 y(t): 、2sin求系统输出信号y(t)的频率、2)-2j 3 /(1+4且 3 =1/2幅值和相位 H(3 )=1/(2j 3+1) =1/(1+4产aP( > Q()1/(1 4 2)P 4/(I 41/41 4 2

14、=1/72()arcQ()/P()J arc( 2 ) arc( 1)45 所以 Ay=Ax A(3)=1. 414 (根号 2)(t/2-45 ° )频率不变°因为线性系统，所以y(t )=1. 414sin1 周期信号频谱的特点，离散性，谐波性，收敛性2 .模/数转换(A/D)过程的顺序是采样，量化，编码。时域信号的特征值是，均值，均方值，方差。3 信号的频谱函数可衣示为幅值频谱和相位频谱：系统的频率响应函数可衣示为幅频特性和相频特性。4 .在数字信号处理过程中，频混是由于不满足采样定理引起的，泄露是由于信号的加窗截断引起的。5 信号的均值描述信号的中心变化趋势，均方值

15、描述信号的平均功率，方差描述信号的波动量。6 .A/D转换是将模拟信号转换成数字信号的装置。模拟信号是指时间和幅值都具有连续特性的信号。7 时间常数T是反映阶系统动态特征重要参数，描述二阶系统动态特性参数是固有频率3 n和阻尼比Z8 干扰形成需要三个条件：干扰源，干扰的耦合通道和干扰的被接受通道。9 线性系统最需要的特性就是线性特性，时不变特性和微分积分特性，频率保持特性。10 从狭义上讲，传感器的作用是用来实现由非电信号到电信号的转换。11 通常传感得由敏感元件，转换元件，转换电路等三部分组成，是能把外界物理量或化学量转换成电信号的琳件和装置。物 性型传感错的最大特点是其性能随材料的不同而不

16、同。12 要形成涡流必须具备两个条件。金属导体和变化磁场或导体作切割磁感线运动13 电容式传感器可分为变极距型，变而积型，变介电常数型三种14属于能量控制行传感器有电阻式传感器，电容式传感器等，属于能量转换型的传感常有光电式、热电式传感器等15压电式传感器的前置放大器有两种形式:电压放大器和电荷放大器。其中,后接电荷放大器时，可不受连接电缆长度限制。16交流电桥各桥臂的复阻抗分别为zl.z2, z3, z4,各阻抗的相角分别为4>其平衡条件应为Z1*Z2=Z3*Z4 和1718.电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时, 、温度误差的线路补偿法是利用电桥的不仅可以消除差动连接实现的非线性误差，同时还能起到一温度补偿的作用19