测试技术复习题和答案

1、 信号部分1 试判断下述结论的正误。 （ 1 ）凡频谱是离散的信号必然是周期信号。 （ 2 ）任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。 （ 3 ）周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。 （ 4 ）周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。 （ 5 ）非周期性变化的信号就是随机信号。 （ 6 ）非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。 （ 7 ）信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。 （ 8 ）各态历经随机过程是平稳随机过程。 （ 9 ）平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计持征。 （ 10 ）两个周期比不等于有理数

2、的周期信号之和是周期信号。（ 11 ）所有随机信号都是非周期信号。（ 12 ）所有周期信号都是功率信号。（ 13 ）所有非周期信号都是能量信号。（ 14 ）模拟信号的幅值一定是连续的。（ 15 ）离散信号即就是数字信号。2 对下述问题，选择正确答案填空。 （ 1 ）描述周期信号的数学工具是( ) 。 A. 相关函数 B. 傅氏级数 C. 拉氏变换 D. 傅氏变换 （ 2 ）描述非周期信号的数学工具是( ) 。 A. 三角函数 B. 拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数 （ 3 ）时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分( ) 。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定 （ 4 ）

3、将时域信号进行时移，则频域信号将会( ) 。 A. 扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 （ 5 ）概率密度函数在( )域、相关函数是在( )域、功率谱密度函数是在( )域上来描述的随机信号A. 时间 B. 空间 C. 幅值 D. 频率 3 指出题图 3 所示的信号时域波形 时刻与 时刻频谱（幅值谱）有无变化，并说明原因。 题 3 图 题 6 图 4 判断下列序列是否是周期函数。如果是，确定其周期。 （ 1 ） ；（ 2 ） 。 5 有一组合信号，系由频率分别为 724Hz 、 44Hz 、 5005410Hz 及 600Hz 的相同正弦波叠加而成。求该信号的周期 T 。 6 求题 6

4、 图所示，非对称周期方波信号的傅里叶级数，并绘出频谱图。 7 求题 7 图所示三角波信号的傅里叶级数，并绘出频谱图。 答案：1. 判断题（1） 考虑准周期信号。 （2） 频率比值为有理数。 （3） （4） 是周期脉冲序列。 （5） 根据随机信号的定义判断。 （6） 表示的是幅值谱密度与频率的函数关系。 （7） （8） （9） （10） （11） 随机初相位的正弦信号是周期信号。 （12） （13） （14） （15） 2. 选择题(1) B (2) C (3) B (4) D (5) B A D 3. 无变化 4. (1) 不是周期函数。 (2) 是周期函数，周期为 0.1 秒。 5. 周期为

5、 0.25s 。 6. 频谱图略。 测试装置部分-1 试判断下述结论的正误并讲述理由。 (1)在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统输出量与输入量值比的拉氏变换称为传递函数。 (2)输入信号x(t)一定时，系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s)，而与该系统的物理模型无关(3)传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 (4)测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。 (5)幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。 (6)测量装置的相频特性 ()表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。 (7)一个线性系统不满足“不失真测量”条件，若用它传输一个 1000Hz 的正弦信号

6、，则必然导致输出波形失真。 2-2 某压力测量系统由压电式传感器、电荷放大器和笔式记录仪组成。压电式压力传感器的灵敏度为 80 pC/kPa，将它与一台灵敏度调到 0.005 V/pC的电荷放大器相联。电荷放大器输出又接到灵敏度调成 20 的笔式记录仪上。试计算该测量系统的总灵敏度。又当电压变化为 2.5 kPa时，记录笔在纸上的偏移量是多少？ 2-3 某压力传感器在其全量程 0-5 MPa范围内的定度数据如题 2-3 表，试用最小二乘法求出其拟合直线，并求出该传感器的静态灵敏度和非线性度。 2-4 题 2-4 表所列为某压力计的定度数据。标准时加载压力范围为 0-10 kPa，标准分加在（正

7、行程）和卸载（反行程）两种方式进行。试根据题 2-4 表中数据在坐标纸上画出该压力计的定度曲线；用最小二乘法求出拟合曲线，并计算该压力计的非线性度和回程误差。 题 2-3 表 压力传感器的定度数据 题 2-4 表 压力计定度数据 标准压力（ MPa ） 读数压力（ MPa ） 标准压力（ kPa ） 读数压力（ kPa ） 0 0 正行程 反行程 0.5 0.5 0 -1.12 -0.69 1 0.98 1 0.21 0.42 1.5 1.48 2 1.18 1.65 2 1.99 3 2.09 2.48 2.5 2.51 4 3.33 3.62 3 3.01 5 4.5 4.71 23 3.

8、01 5 4.5 4.71 3.5 3.53 6 5.26 5.87 4 4.02 7 6.59 6.89 4.5 4.51 8 7.73 7.92 5 5 9 8.68 9.1 10 9.8 10.2 2-5 用一个时间常数 的一阶装置（传递函数 H(s)=1/(1+s)）去测量周期分别为 1 s、2 s和 5 s的正弦信号，问各种情况的相对幅值误差将是多少？ 2-6 已知某被测信号的最高频率为 100 Hz，现选用具有一阶动特性的测试装置去测该信号，若要保证相对幅值误差小于 5 ，试问应怎样要求装置的时间常数？在选定之后，求信号频率为 50 Hz和 100 Hz时的相位差。答案：2-1 判

9、断题（1） 应该是“输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比”。 （2） 还与初始条件有关。 （3） （4） 灵敏度与测量范围没有直接的关系。 （5） （6） （7） 对于单频率的正弦信号，经过该系统，波形不会失真。 2-2 31.815mm 2-3 y=1.005x-0.01 静态灵敏度为 1.005 、非线性度为 0.6。 2-4 解题思路同 2.3 。 2-5 在已知时间常数、被测信号周期的前提下，根据一阶线性系统幅值计算公式进行计算 ，幅值误差为 ，分别计算得 58.6 、 32.7 、 8.5 。 2-6 解题思路同 2.5 。 传感器部分一、判断题（1）能量转换型传感器直接消耗被测对

10、象的输入能量，因而必然造成被测对象状态的变化而产生测量误差。（2）物性型传感器是利用敏感元件本身物理性质的变化来实现信号变换的。（3）传感器的灵敏度与量程呈反比。（4）为提高测量精度，传感器的灵敏度越高越好。（5）传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。二、填空题1传感器是 与被测对象接触的环节，它将被测量转换成与 的 的机构。它是检测和控制中最关键的部分。2通常用传感器的 和 来描述传感器输出-输入特性。3传感器静态特性的主要技术指标包括 、 、 和 。4传感器测量动态信号时，其输出反映被测量的 和被测量变化 的能力称动态特性。5传感器线性度是指实际输出-输入特性曲线与理论直线之间的 与输

11、出 。6传感器灵敏度是指稳态标准条件下， 与 之比。线性传感器的灵敏度是个 。7传感器迟滞是指传感器输入量增大行程期间和输入量减少行程期间， 曲线 。8传感器的重复性是指传感器输入量在同一方向（增大或减小）做全程内连续 所得输出-输入特性曲线 。9传感器变换的被测量的数值处在 状态时，传感器的 的关系称传感器的静态特性。10传感器中的弹性元件，形式上分为变换 的弹性元件和变换 的弹性元件。11传感器一般由 元件和 元件两部分组成。12传感器中的敏感元件是指 被测量，并输出与被测量 的元件。13传感器中传感元件是指感受由 输出的、与被测量成确定关系的 ，然后输出 的元件。14传感器的机械弹性敏感

12、元件中，它们输入的是 、 、 和 等各种非电量，它们的输出是弹性元件本身的 ，如 、 和 。15传感器中弹性元件的弹性特性是指作用在弹性元件上的 与相应 之间的关系，通常用 或 表示。16传感器中弹性元件的灵敏度是指在 ，弹性元件产生的 。灵敏度大的弹性元件，表明该元件 三、简答题1试述传感器的定义及其在检测中的位置。2传感器由那两个部分组成？各自的定义是什么？ 3传感器静态特性和动态特性的定义是什么？ 4传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么？5机械弹性元件的输入和输出各是什么？ 6弹性元件的弹性特性用什么表示？各自的定义是什么？ 7 选用传感器的基本原则是什么？在实际中如何运用这些原

13、则？试举一例说明。8 欲测量液体压力，拟采用电容式、电感式、电阻应变式和压电式传感器，试绘出可行方案原理图，并作比较。9 试按接触式与非接触式区分传感器，列出它们的名称、变换原理，用在何处？10在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？11举出五种你熟悉的机械式传感器，并说明他们的变换原理。 12欲测量液体压力，拟采用电容传感器、电感传感器、电阻应变片传感器和压电传感器，请绘出可行的方案原理图？ 13有一批涡轮机叶片，需要检测是否有裂纹，请列举出两种以上方法，并简述所用传感器工作原理。一、选择题 1 的基本工作原理是基于压阻效应。 (A) 金属应变片 (B) 半导体应变片 (C) 压敏电阻

14、 (D) 光敏电阻 2 金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的 变化产生的。 (A) 尺寸 (B) 电阻率 (C) 形状 (D) 材质 二、填空题 1 电位器是一种将 转换为 或 的机电转换元件，它由 和 两个基本部分组成。 2 电位器既可以作 用，又可以作 用，它不仅广泛地用于 和 的测量技术中，而且在 的应用也十分广泛。 3 电位器负载运行时的特性叫 。电位器的负载越大，其输出电压 相对负载误差 。 4 电位器按 的不同，可分为线性和非线性电位器两类，后者又称为 电位器。常用的非线性电位器有 和 。 5 电阻应变片有 、 、 和 等部分组成。其中 是应变片的核心部分。 6 电阻应变

15、片的主要技术数据有 、 和 。 7 按 材料不同，电阻应变片可分为 和半导体应变片两大类。前者的敏感栅有 、 和 三种类型。8 应变片丝式敏感栅的材料是 。为确保应变片的性能，对此类材料的主要要求是：应变灵敏系数 ，且为 ；电阻率 ；电阻温度系数 。9 当前，制作丝式敏感栅最理想的材料是 ，它的主要优点是： ； ； 和 。 10 由于 而引起导电材料 变化的现象，叫应变效应。金属电阻应变片的应变效应受 和 两项变化的影响，而半导体应变片的应变效应则主要受 变化的影响。（变形；电阻； 1+2 ； ； ） 11 应变片的 恒小于其敏感栅材料的 的现象，称为应变片的横向效应。采用 、 的 型应变片，

16、能减小横向效应的影响。另外，为使横向效应的影响减至忽略不计的程度，可以采用 应变片或 应变片。 12 应变片的几何尺寸有敏感栅的 和 ，以及应变片的 和 。 13 应变片的初始电阻值 R 0 有 、 、 、 和 等类型，其中最常用的是 。 14 由于测量现场环境温度的改变，而引起应变片电阻的附加相对变化量，称为 ，因此而给测量带来的附加误差 ，称为应变片的 ，又叫应变片的 。产生上述现象的原因是由于阻丝 的存在和试件与电阻丝材料 的不同。 15 电阻应变片的温度补偿方法通常有 和 两大类。 16 应变片线路补偿法最常用的是 补偿法，它是将 应变片和 应变片接到电桥的 桥臂，利用它们对电桥输出电

17、压 这一原理，而引起温度补偿作用。 17 通常采用 或 作为电阻应变片桥路。该电路不仅没有 ，而且 也比单臂应变电桥时高，同时还能起 作用。 18 应变式传感器是由 、 和 组成的装置。 19 应变式传感器具有 ， ， ， ， ，以及能在 下工作等优点。 20 应变式传感器按用途的不同，可分为 、 、 传感器等等。 21 金属导体和半导体有个显著差别在于金属的电阻率随 而 ，而半导体的电阻率随 而 （少数除外）。 22 电动测微仪是用于测量 变化的仪器，其主要优点为 、 、 以及 等等。 23 金属电阻受应力后，其电阻值的变化主要是由的变化引起的；半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由发生变化

18、引起的。三、简答题 1 试述电位器的基本概念、组成部分、主要作用和优缺点。 2 电位器的空载和有载特性的含义是什么？电位器的非线性误差与哪些参量有关？为什么？ 3 说明电阻应变片的组成、规格及分类。 4 什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片工作原理 5 电阻丝的应变灵敏系数 K0 与应变片的灵敏系数 K 有何异同？ 6 什么叫横向效应？应变片敏感栅的结构型式与横向效应有和关系？ 7 试述应变片温度误差的概念、原因和补偿方法。 8 为什么应变式传该器大多采用交流不平衡电桥为测量电路？该电桥为什么又都采用半桥和全桥两种方式？ 9 采用平膜式弹性元件的应变式压力传该器，测量电路为全桥时，试

19、问：应变片应粘贴在平膜片的何处？应变片应如何连成桥路？ 10 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路。试问，（ 1 ）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（ 2 ）画出相应的电桥电路图。 11 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况选用？ 四、计算题 1 一个铂电阻温度传感器用于测量 0 200 的温度。传感器的电阻温度关系为： 。已知： ， ， 。试计算： （ 1 ） 及 值； （ 2 ）传感器在 100 时的非线性度。 2 有一钢板原长，其弹性模量。用 BP-3型箔式应变片(原式电阻 ，灵敏系数 )测出钢板在力 作用下的拉伸应

20、变为 。求钢板的伸长 ，应力 和应变片的相对电阻变化 。若要测出 的应变，则相应的 是多少？ 3 有一电阻应变片，其灵敏系数k=3，电阻 。设工作时其应变为 ，问其电阻变化 若将此应变片接成题 3 图所示电路，试求： (1) 无应变时电流表的示值;(2) 有应变时电流表的示值;(3) 电流表示值的相对变化量;(4) 这一变化量能否从表中读出。 题 3 图 4 一单臂惠斯登电桥的某臂为阻值120的电阻应变片。应变片的热膨胀系数为,电阻温度系数为 ，灵敏系数为 2.1 。若将该应变片贴于热膨胀系数为 的金属试件上，忽略电桥其余三臂的热电阻，设流经应变片的电流为 25 ，试计算温升 60 时电桥的输

21、出（温升前电桥处于平衡状态）。 5 把一个变阻器式传感器按题 5 图接线，它的输入量是什么？输出量是什么？在什么条件下它的输出量与输入量之间有较好的线性关系？ 电感式传感器一、填空题 1 利用 原理，将非电量的变化转换成线圈 （或 ）变化的装置，叫电感式传该器。该传该器可分为 和 两大类。 2 自感式有 式和 式。以上每种形式又可再分为 式与 式两种结构。 3 闭磁路变隙式电感传该器主要有 、 和 等部分组成。而单线圈螺线管式电感传该器则由 、 和 等部分组成。 4 由单线圈变隙式电感传该器的基本特性可知，其 与 、 相矛盾。为解决这一矛盾，通常采用 或 电感传该器。5 在工程技术中，电感式传

22、该器经常用来测量 、 、 、 、 、 、 、 及 等非电量。 6 由于变隙式差动变压器的测量范围 、结构 ，因而在工程实际中很少应用，而应用最多的是 差动变压器。 7 螺线管式差动变压器主要由 、 和 三部分组成。 8 螺线管式差动变压器的线圈绕组按排列方式的不同可分为 、 、 、 以及 等类型，通常采用的是 和 。 9 差动变压器在 输出电压称为零点残余电压，其频谱主要包括 和 。该电压会造成传感器再零点附近的灵敏度 、分辨率 和测量误差 。 10 当采用补偿电路来减少零点残余电压时，传感器输出端串联电阻可减少其 分量，并联电阻、电容可减少 分量，加反馈支路可使 和 分量都减少。 11 差动

23、变压器不仅可以直接用于 测量，而且还可以测量与 有关的任何机械量，如 、 、 、 、 和 等等。 12 既能检查调幅波包络 ，又 能检查出包络 的检波器称为差动相敏检波电路。此电路不仅具有 特性，而且能较好第消除 。13 差动整流式差动变压器常用的 ，它是先把差动变压器两各次级线圈的 分别整流，再将整流后的电流 成通路差动输出。 14 基于法拉第电磁感应现象，块状金属导体置于 磁场中或在磁场中的作 运动时，导体将产生呈 的感应电流，此电流叫电涡流。 15 电涡流式传感器测量系统由 和 两部分组成，两者利用 来实现测试任务。16 电涡流式传感器的电涡流径向形成范围大约在线圈外半径 r as 的

24、到 之内，而电涡流密度在短路环半径 r= 处为零，在 r= 附近最大。 17 当利用电涡流式传感器测量位移时，只有在 x/r as = 的范围内，才能得到较好的 和较高的 。 18 被测体的电阻率 ，相对导磁率 ，传感器线圈的激磁频率 ，则电涡流的轴向贯穿深度 h 越大。19 电涡流式传感器的测量电路有 电路、 电路和 电路。 20 定频调幅式测量电路的原理框图包括 、 、 、 、 和 等部分。 二、简答题 1 说明单线圈和差动变隙式传感器的主要组成、工作原理和基本特性。 2 为什么螺线管式电感传感器比变隙式电感传该器有更大的测位移范围？ 3 电感式传该器测量电路的主要任务是什么？变压式电桥和

25、带相敏整流的交流电桥，谁能更好的完成这一任务？为什么？ 4 说明电动测微仪和电感式压力传该器的基本组成和工作原理。 5 概述变隙式差动变压器的组成、工作原理和输出特性。 6 根据螺线管式差动变压器的基本特性，说明其灵敏度和线性度的主要特点。 7 为什么螺线管式差动变压器比变隙式差动变压器的测量范围大？ 8 何谓零点残余电压？说明该电压的产生原因及消除方法。 9 差动变压器的测量电路有几种类型？试述它们的组成和基本原理。为什么这类电路可以消除零点残余电压？ 10 概述差动变压器的应用范围，并说明用差动变压器式传感器检测振动的基本原理。 11 什么叫电涡流效应？ 12 概述电涡流式传感器的基本结构

26、与工作原理。 13 电涡流的形式范围包括哪些内容？他们的主要特点式什么？ 14 被测体对电涡式传感器的灵敏度有何影响？ 15 概述定幅调频式测量电路的工作原理？ 16 变磁阻式电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度的措施有哪些？采取这些措施后会带来什么样的后果？ 17 以变气隙式自感传感器位移为例，分析、比较传感器差动与非差动式的灵敏度。 18 电感传感器 ( 自感型 ) 的灵敏度与哪些因素有关，要提高灵敏度可采取那些措施？采取这些措施会带来什么后果？ 三、计算题 1 一变气隙式电感传感器如题 1 图所示，线圈铁心由直径 1 cm的钢棒弯成直径 4 cm的半圆，线圈匝数为 5

27、00 ，衔铁由厚 0.5 cm的钢板做成。已知铁心和衔铁材料的相对导磁率为 100 ，空气的相对导磁率为 1 ，真空中的导磁率为 ，试计算气隙为 1 mm和 3 mm时传感器的电感。 2 题 2 图所示为一电感式压力传感器,线圈匝数相等且为纯电感。当上下两腔压力时，两线圈距膜片距离均为 D ，当 时，膜片偏移，使两线圈磁阻发生变化，磁阻 的变化可表示为 。式中， 、 K 为常数， 为膜片偏移量。试证明图中电桥的无负载输出 与膜片偏移量 d成正比，并分析如何判断是 还是 。 3 涡流式传感器工作时，被测导体的电涡流效应对传感器线圈参数有什么影响？当被测导体为导磁体或非导磁体时，对线圈参数的影响有

28、何不同？ 4 涡流传感器的阻抗 与其到被测导体间距离 的特性曲线如题 4 图所示，试定性解释图中近于水平的两端。 一、判断题 变间隙式电容或电感传感器，只要满足 条件，则灵敏度就可视为常数。 二、选择题 1 为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差，应选用 ( ) 类型的传感器为最好。 (A) 大间距 (B) 高介电常数 (C) 差动式 (D) 小间距 2 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 ( ) 传感器。 （ A ）压电式 （ B ）电阻式 （ C ）电涡流式 （ D ）电容式 三、填空题 1 按工作原来的不同，电容式传感器可分为 、 和 三种类型。第一种常

29、用于测量 ，第二种常用于测量 ，第三种常用于测量 。 2 变间隙式电容传感器的初始间隙 d 0 越小，传感器的灵敏度 K 0 、非线性误差 ，以上说明，提高 K 0 与减小 。在实际应用中，为使传感器具有足够大的 K 0 值，通常使 ，如果还必须使 具有足够小的值，则还应满足 ，这就是它只能用于测量 的原理。 3 解决变间隙式电容传感器提高 K 0 与 间的矛盾，可采用 电容传感器，后者与前者相比，不仅灵敏度 ，而且非线性误差也 。但是，它还受电容极板间 的限制，为此，常采用 的变间隙式电容传感器。4 部分固体介质的变间隙式电容传感器的 ，它既是 因子，又是 因子，由于 N 1 ，因此该传感器

30、是在牺牲 的前提下，换取 提高的。 5 变面积式电容传感器的电容增量 与动极板位移量 的关系为 ，其灵敏度 。因此，该传感器具有 输出特性，即具有测量线位移的 和灵敏度 K 为 等优点。 6 极板长度、 极板间间隙、选介电常数 介质，都可以提高变面积式电容式传感器的灵敏度。 7 用变介电常数式电容式传感器测量介质的 比测量其 的性能要好。 8 由于电容式传感器的电容量 ，即容抗 ，因此，该传感器具有需要输入能量 的优点和易受 、稳定性 的缺点。9 由于电容式传感器动极板移动过程中 ， 以及两极板间的 等原因，所以，该传感器 几乎没有零漂。 10 由于电容式传感器的初始电容 ，因此，该传感器的最

31、大关键问题是 的影响极其严重，这不仅会造成传输效率 ，灵敏度 ，而且会产生很大的 。 11 电容式传感器配用的 测量电路很多，诸如 、 、 、 和等等。 12 对定型的电容式压力传感器而言，其灵敏度为 ，即传感器具有 特性。 13 各中加速度传感器都采用 ，将被测加速度变换成 或者 ，而后再通过传感器转换成相应的 。电容式传感器的主要特点是 、 。 14 由于电容式荷重传感器具有测量误差 、受接触面影响小和温度漂移可补偿到 的程度等优点，因此它不仅被广泛地应用于 和 的检测，而且在自动检测和控制系统中也常来作 发送器。 15 差动式面积电容式传感器的主要优点是 和 。 四、简答题 1 试述电容

32、式传感器的工作原理与分类？ 2 比较空气介质的变间隙式与差动式电容传感器的灵敏度和非线性误差 3 说明部分固体介质的变间隙式电容传感器的设计目的和特点 4 为什么变面积式传感器的测位移范围较大？ 5 为什么采用变介质电常数式传感器测量介质介电常数变化，比测量介电材料厚度变化的性能要好？ 6 试述电容式传感器的特点和关键问题。 7 电容式传感器配用的测量电路有哪几种？它们的工作原理和主要特点是什么？ 8 说明电容式严厉、加速度、荷重、位移传感器的组成、原理及主要特点。 五、计算题 1 一电容测微仪,其传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径 r=1mm，工作初始间隙 ，介质为空气。问：（ 1 ）如

33、果传感器的极板间隙变化量 ，电容变化量是多少？（ 2 ）如果测量电路的灵敏度 ，读数仪表的灵敏度 ，在 时，读数仪表的实质变化多少格？ 2 一平板电容式位移传感器如题 2 图所示，其极板宽度 ，极板间距 ，极板间介质为空气，其介电常数 。若用它来测量 方向的位移，试计算其灵敏度。 题 2 图 题 3 图 3 电容式液位计如题 3 图所示，放入液缸的两同心金属圆筒构成电容的两极。设外筒内径为 ，内筒外径为 ，液位的介电常数为 ，空气的介电常数为 ，电极总长为 ，液面高度为 。求： (1) 液面高度 与电容 的关系； (2) 液位计的灵敏度 ，并分析 与 是否是线性关系。 4 题4图所示为一电容式

34、速度传感器。证明该传感器的输出电流 i 正比于电容器动片的角速度 5 题 5 图所示为一变介质电容式位移传感器。两金属极板为边长 5cm 的正方形，相距 1mm ，介电板与金属极板等宽，厚为 1mm ，可在金属基板间滑动。设空气和介电板的相对介电系数分别为1和4，试计算位移 时传感器的电容值（真空中的介电常数 ）。第一节答案 一、判断题 （1） （2） （3） 灵敏度与变化量有关，而与量程无关。 （4） （5） 二、填空题 （1） 最初；被测量有确定对应关系；电量 （2） 静态特性；动态特性 （3） 线性度；灵敏度；回程误差；稳定度 （4） 大小；波形 （5） 最大偏差；满度值之比 （6） 输

35、出变化量；输入变化量；常数 （7） 输入 - 输出；不重合程度 （8） 重复测量；不一致程度 （9） 稳定；输入 - 输出 （10） 力；压力 （11） 敏感；传感 （12） 直接感受；成确定关系的其它量 （13） 敏感元件；另一种非电量；电量 （14） F （力）； P （压力）； M （力矩）； T （温度）；变形；应变；位移；转角 （15） 力；变形；刚度；灵敏度 （16） 单位力作用下；变形；软，变形大 三、简答题 略。 第二节答案 一、选择题 1. B 2. C 二、填空题 （1） 机械位移；电阻；电压；电阻元件；电刷 （2） 变阻器；分压器；电量；非电量；电子工程中 （3） 负载特

36、性；越低；越大 （4） 工作特性、函数、变骨架、变节距两种形式 （5） 敏感栅；基片；覆盖层；引线；敏感栅 （6） 阻值；灵敏度；线栅尺寸 （7） 敏感栅；金属；丝式；箔式；薄膜式 （8） 金属电阻丝； K 0 大；常数；大；小 （9） 康铜； K 0 大且恒定；大；小；工艺性好 （10） 变形；电阻； 1+2 ； E （11） 灵敏系数 K ；灵敏系数 K 0 ；大基长；窄敏感栅； U ；短接线；箔式 （12） 基长；宽度；基底基长；基底宽度 （13） 60 ； 120 ； 350 ； 600 ； 1000 ； 120 （14） 温度误差；温度误差；热输出；电阻温度系数；线膨胀系数 （15）

37、 线路补偿法；应变片自补偿法 （16） 电桥；工作；补偿；相邻；不受温度影响 （17） 差动半桥；差动全桥；非线性误差；电桥灵敏度；温度补偿 （18） 弹性元件、电阻应变片、附件 （19） 测量范围广、精度高、线性度好、性能稳定、工作可靠、恶劣环境 （20） 力、压力、加速度 （21） 温度升高；增加；温度升高；减小 （22） 微小位移；重复性好；精度高；灵敏度高；输出信号便于处理 （23） 几何尺寸；电阻率 三、简答题 略 。四、计算题 （1） 3.9085 10 -3 ， -5.85 10 -7 ； 0.79 （2） 0.3mm ， 63MPa ， 6 10 -4 ， 2 10 -6 （3

38、） 12.5mA ， 12.48mA ， 0.02mA ，不能 （4） 0.9828mV （5） 输入量输出量均为电压.当负载电阻变阻器的总电阻时,输出和输入量之间有良好的线性关系第三节答案 一、填空题 （1） 电磁感应；电感；互感；自感式；互感式 （2） 闭路变隙；开路螺线管；单线圈；差动 （3） 铁磁性壳体；线圈；活动铁心 （4） 测量范围；灵敏度；线性度；差动变隙式；螺线管式 （5） 位移；尺寸；振动；力；压力；转矩；应力；流量；比重 （6） 小；较复杂；螺线管式 （7） 线圈组合；活动衔铁；导磁外壳 （8） 一节式；二节式；三节式；四节式；五节式；二节式；三节式 （9） 基波；高次谐波

39、；降低；变差；增大 （10） 基波；谐波；基波；谐波 （11） 位移；位移；振动加速度；应变；比重；张力；厚度 （12） 大小；极性；线性；零点残余电压的影响 （13） 测量电路；互感电势；串接 （14） 变化着；切割磁力线；涡旋状 （15） 传感器；被测体；磁场耦合程度 （16） 1.8 r as ； 2.5 r as ； 0 ； r as （17） 0.05-0.15 ；线性；灵敏度 （18） 越大；越小；越小 （19） 越大；越小；越小 （20） 石英晶体振荡器； LC 并联振荡电路；射级输出器；高频放大器；检波器；滤波器 二、简答题 略。 三、计算题 1. 根据公式 ， 计算。 2.

40、根据 ， ， 当 时， ；当 时， 。 由此，结论得证，且根据输出电压的符号即可作出判断。 3. 4. 略。 第四节答案 一. 选择题 1. C 2. C 二. 填空题 （1） 变间隙式；变面积式；变介电常数式；微小位移；角位移或较大的线位移；物位 （2） 越大；越大；相矛盾； 0 减小； 小， 0 小；微小线位移 （3） 差动式；提高一倍；降低；击穿电压；部分固体介质 （4） 灵敏度；非线性； 1 ；非线性误差；灵敏度 （5） ； ；线性；范围大；稳定常数 （6） 增加；减小；高 （7） 介电常数变化；介电材料厚度变化 （8） 小；高；小；外界干扰；变差 （9） 无摩擦；机械损耗很小；静电引

41、力小 （10） 很小；分布电容；降低；变差；测量误差 （11） 交流电桥；紧耦合电桥；脉冲电路；运放式电路；双 T 电桥电路 （12） 常数；线性 （13） 弹簧 - 质量系统；力；位移量；电参量；频率响应快；量程范围大 （14） 小；很小；地球物理 ; 表面状态；位置信号 （15） 线性范围宽；测量误差小 三. 简答题 略。 四. 计算题 （1） 电容变化量为 1.923 10 -3 pF ； 2.5 格 （2） 1.77 10 -11 F /m （3） 成正比；线性关系。 （4） 证明：图示为角位移型、面积变化型电容传感器，则 因为 所以 即：题目论述得证。（5）88.5pF ；55.31

42、25pF ；22.125pF 附录资料：不需要的可以自行删除玻璃知识大全 普通平板玻璃 :普通平板玻璃亦称窗玻璃。平板玻璃具有透光、隔热、隔声、耐磨、耐气候变化的性能，有的还有保温、吸热、防辐射等特征，因而广泛应用于镶嵌建筑物的门窗、墙面、室内装饰等。 平板玻璃的规格按厚度通常分为2mm、3mm、4mm、5mm、和6mm，亦有生产8mm和10mm的。一般2mm、3mm厚的适用于民用建筑物，4mm-6mm的用于工业和高层建筑。 影响平板玻璃质量的缺陷主要有气泡、结石和波筋。气泡是玻璃体中潜藏的空洞，是在制造过程中的冷却阶段处理不慎而产生的。结石俗称疙瘩，也称沙粒，是存在于玻璃中的固体夹杂物，这是

43、玻璃体内最危险的缺陷，它不仅破坏了玻璃制品的外观和光学均一性，而且会大大降低玻璃制品的机械强度和热稳定性，甚至会使制品自行碎裂。 好的平板玻璃制品应具有以下特点： 1）是无色透明的或稍带淡绿色 2）玻璃的薄厚应均匀，尺寸应规范 3）没有或少有气泡、结石和波筋、划痕等疵点。 用户在选购玻璃时，可以先把两块玻璃平放在一起，使相互吻合，揭开来时，若使很大的力气，则说明玻璃很平整 。另外要仔细观察玻璃中有无气泡、结石和波筋、划痕等，质量好的玻璃距60厘米远，背光线肉眼观察，不允许有大的或集中的气泡，不允许有缺角或裂子，玻璃表面允许看出波筋、线道的最大角度不应超过45度；划痕沙粒应以少为佳。 玻璃在潮湿

44、的地方长期存放，表面会形成一层白翳，使玻璃的透明度会大大降低，挑选时要加以注意。 热熔玻璃 热熔玻璃又称水晶立体艺术玻璃，是目前开始在装饰行业中出现的新家族。热熔玻璃源于西方国家，近几年进入我国市场。以前，我国市场上均为国外产品，现在国内已有玻璃厂家引进国外热熔炉生产的产品。热熔玻璃以其独特的装饰效果成为设计单位、玻璃加工业主、装饰装潢业主关注的焦点。热熔玻璃跨越现有的玻璃形态，充分发挥了设计者和加工者的艺术构思，把现代或古典的艺术形态融入玻璃之中，使平板玻璃加工出各种凹凸有致、彩色各异的艺术效果。热熔玻璃产品种类较多，目前已经有热熔玻璃砖、门窗用热熔玻璃、大型墙体嵌入玻璃、隔断玻璃、一体式卫

45、浴玻璃洗脸盆、成品镜边框、玻璃艺术品等，应用范围因其独特的玻璃材质和艺术效果而十分广泛。热熔玻璃是采用特制热熔炉，以平板玻璃和无机色料等作为主要原料，设定特定的加热程序和退火曲线，在加热到玻璃软化点以上，经特制成型模模压成型后退火而成，必要的话，再进行雕刻、钻孔、修裁等后道工序加工。 夹层玻璃 夹层玻璃，就是在两块玻璃之间夹进一层以聚乙烯醇缩丁醛为主要成分的PVB中间膜。玻璃即使碎裂，碎片也会被粘在薄膜上，破碎的玻璃表面仍保持整洁光滑。这就有效防止了碎片扎伤和穿透坠落事件的发生，确保了人身安全。 在欧美，大部分建筑玻璃都采用夹层玻璃，这不仅为了避免伤害事故，还因为夹层玻璃有极好的抗震入侵能力。

46、中间膜能抵御锤子、劈柴刀等凶器的连续攻击，还能在相当长时间内抵御子弹穿透，其安全防范程度可谓极高。 现代居室，隔声效果是否良好,已成为人们衡量住房质量的重要因素之一。使用了SaflexPVB中间膜的夹层玻璃能阻隔声波，维持安静、舒适的办公环境。其特有的过滤紫外线功能，既保护了人们的皮肤健康，又可使家中的贵重家具、陈列品等摆脱褪色的厄运。它还可减弱太阳光的透射，降低制冷能耗。 夹层玻璃的诸多优点，用在家居装饰方面也会有意想不到的好效果。如许多家庭的门，包括厨房的门，都是用磨砂玻璃做材料。煮饭时厨房的油烟容易积在上面，如果用夹层玻璃取而代之，就不会有这个烦恼。同样，家中大面积的玻璃间隔，对天生好动

47、的小孩来说是个安全隐患，若用上夹层玻璃，家长就可以大大放心了。 夹层玻璃安全破裂，在重球撞击下可能碎裂，但整块玻璃仍保持一体性，碎块和锋利的小碎片仍与中间膜粘在一起。 钢化玻璃需要较大撞击力才碎，一旦破碎，整块玻璃爆裂成无数细微颗粒，框架中仅存少许碎玻璃。 普通玻璃一撞就碎，典型的破碎状况，产生许多长条形的锐口碎片。 夹丝玻璃破碎时，镜齿形碎片包围着洞口，且在穿透点四周留有较多玻璃碎片，金属丝断裂长短不一。 喷砂玻璃 喷砂玻璃用高科技工艺使平面玻璃的表面造成侵蚀，从而形成半透明的雾面效果，具有一种朦胧的美感。在居室的装修中，喷砂玻璃可用于表现界定区域却互不封闭的地方，如在餐厅和客厅之间，可用喷

48、砂玻璃制成一道精美的屏风。 彩绘玻璃 彩绘玻璃是目前家居装修中较多运用的一种装饰玻璃。制作中，先用一种特制的胶绘制出各种图案，然后再用铅油描摹出分隔线，最后再用特制的胶状颜料在图案上着色。彩绘玻璃图案丰富亮丽，居室中彩绘玻璃的恰当运用，能较自如地创造出一种赏心悦目的和谐氛围，增添浪漫迷人的现代情调。 雕刻玻璃 雕刻玻璃分为人工雕刻和电脑雕刻两种。其中人工雕刻利用娴熟刀法的深浅和转折配合，更能表现出玻璃的质感，使所绘图案予人呼之欲出的感受。雕刻玻璃是家居装修中很有品位的一种装饰玻璃，所绘图案一般都具有个性“创意”，反映着居室主人的情趣所在和追求。 镶嵌玻璃 镶嵌玻璃能体现家居空间的变化，是装饰玻

49、璃中具有随意性的一种。它可以将彩色图案的玻璃、雾面朦胧的玻璃、清晰剔透的玻璃任意组合，再用金属丝条加以分隔，合理地搭配“创意”，呈现不同的美感，更加令人陶醉。 视飘玻璃 视飘玻璃是一种最新的高科技产品，是装饰玻璃在静止和无动感方面的一个大突破。顾名思义，它是在没有任何外力的情况下，本身的图案色彩随着观察者视角的改变而发生飘动，即随人的视线移动而带来玻璃图案的变化、色彩的改变，形成一种独特的视飘效果，使居室平添一种神秘的动感。 玻璃砖 玻璃砖的款式有透明玻璃砖、雾面玻璃砖、纹路玻璃砖几种，玻璃砖的种类不同，光线的折射程度也会有所不同。玻璃砖可供选择的颜色有多种。玻璃的纯度是会影响到整块砖的色泽，

50、纯度越高的玻璃砖，相对的价格也就越高。没有经过染色的透明玻璃砖，如果纯度不够，其玻璃砖色会呈绿色，缺乏自然透明感。 空心玻璃砖以烧熔的方式将两片玻璃胶合在一起，再用白色胶搅和水泥将边隙密合，可依玻璃砖的尺寸、大小、花样、颜色来做不同的设计表现。依照尺寸的变化可以在家中设计出直线墙、曲线墙以及不连续墙的玻璃墙。值得注意的是，在大面积的砖墙或有弧度的施工方式，需要拉铜筋来维持砖块水平，而小面积砖墙施工中，需要在每个玻璃砖相连的角上放置专用固定架连接施工。 手工艺术玻璃是与整体环境融为一体的艺术品，除了拥有极佳的透光性外，其手工制作的独特性及色彩的变化性也是为居家空间装饰点缀加分的妙笔。在墙面、门板

51、装饰、灯墙、嵌灯的很多设计中都可以变化出新，其材质有别于一般以金属或其他材质所制成的装饰品，细致的手工表现均匀柔和之光感，是阳光温和的转述者。但由于单价较高，应用时可以与其他饰材混用作为点缀，营造良好的采光变化效果。 低辐射玻璃 低辐射玻璃又称LOW-E（楼依）玻璃，是镀膜玻璃家庭中的一员，此玻璃可减低室内外温差而引起的热传递。 它是一种既能像浮法玻璃一样让室外太阳能、可见光透过，又像红外线反射镜一样，将物体二次辐射热反射回去的新一代镀膜玻璃。在任何气候环境下使用，均能达到控制阳光、节约能源、热量控制调节及改善环境。 行内人士还称其为恒温玻璃：即无论室内外温差有多少，只要装上低辐射玻璃，室内花

52、很少的空调费用便可永远维持冬暖夏凉的境地。 但要注意的是，低辐射玻璃除了影响玻璃的紫外光线、遮光系数外，还从某角度上观察会小许不同颜色显现在玻璃的反射面上。 夹层玻璃 夹层玻璃是指在两片或多片玻璃之间夹上PVB中间膜，经过热加压后，就可制成建筑用夹层玻璃材料。夹层玻璃是目前惟一的多功能安全玻璃。这种玻璃所具有的安全可靠的特性体现在由PVB中间膜紧密粘合而成的玻璃不易因撞击而破碎，即使受外力作用破碎，仍保持碎片与中间膜的粘连，不会从高处掉落；另外，PVB具有很强的韧性、不易被撞击物体穿透。 夹层玻璃能抵御盗窃和暴力入侵，含有金属筛网的夹层玻璃还能做成电子保密玻璃，可以替代现代人们为了安全、防盗而

53、在窗外安装的铁栅栏，避免家家安装“铁笼子”，影响建筑美观。 夹层玻璃隔声密封及控制阳光的特性是由PVB中间膜实现的。PVB中间膜能减少穿透玻璃的噪音数量，能隔除99以上的紫外线，通过使用PVB中间膜过滤可见光并削弱其破坏能力，可有效降低室内制冷能耗。 夹层玻璃这样的安全玻璃不仅迎合了消费者的需求，还提高了建筑设施的自身价值。现在，有些住宅小区已开始采用夹层玻璃等安全玻璃做门窗，并以此作为吸引购房者的手段。 聪敏彩色玻璃 这种玻璃在空气中出现某些化学物质时会改变颜色，这使它在环境监视、医学诊断以及家居装饰等方面能发挥重要的作用。 美国加利福尼亚大学的科研人员研究一种制造玻璃用的溶液，在其中添加有

54、高度选择性的酶或蛋白质，在出现某些化学物质时，添加剂便会改变颜色。 镭射玻璃 在玻璃或透明有机涤纶薄膜上涂敷一层感光层，利用激光在上刻划出任意的几何光栅或全息光栅，镀上铝（或银、铝）再涂上保护漆，这就制成了镭射玻璃。它在光线照射下，能形成衍射的彩色光谱，而且随着光线的入射角或人眼观察角的改变而呈观出变幻多端的迷人图案。它使用寿命可达50年，而且正向家庭装璜发展。 智能玻璃 这种玻璃是利用电致变色原理制成。它在美国和德国一些城市的建筑装璜中很受青睐，智能玻璃的特点是，当太阳在中午，朝南方向的窗户，随着阳光辐射量的增加，会自动变暗，与此同时，处在阴影下的其它朝向窗户开始明亮。装上智能窗户后，人们不

55、必为遮挡骄阳配上暗色或装上机械遮光罩了。严冬，这种朝北方向的智能窗户能为建筑物提供70的太阳辐射量，获得漫射阳光所给予的温暖。同时，还可使装上变色玻璃的建筑物减少供暖和致冷需用能量的25、照明的60、峰期电力需要量的30。 呼吸玻璃 同生物一样具有呼吸作用，它用以排除人们在房间内的不舒适感。日本吉田工业公司应用德国专利稍加改进后，已研制成功一种能消除不舒适感的呼吸窗户，命名为IFJ窗户。经测定，装有呼吸玻璃房间内的温差仅有05摄氏度左右，特别适合人们的感官。不仅如此，呼吸玻璃还具有很高的节能效果。按常规，其空调负荷系数为80，装上呼吸窗户后，下降为519（系数愈小节能性愈好）。据报道，这种呼吸

56、窗户框架是以特制铝型材料制成，外部采用隔热材料，而窗户玻璃则采用反射红外线的双层玻璃，在双层玻璃中间留下12毫米的空隙充入惰性气体氩，靠近房间内侧的玻璃涂有一层金属膜。 真空玻璃 这种玻璃是双层的，由于在双层玻璃中被抽成为真空，所以具有热阻极高的特点，这是其它玻璃所不能比拟的。人们普遍认为，真空窗户有很高的实用性。酷暑，室外高温无法“钻”入室内；严冬，房内的暖气不会逸出，称得上是抵御炎暑、寒冷侵袭的“忠诚卫士”，而且没有空调所带来的种种弊端。 彩色镶嵌玻璃 使用彩色镶嵌玻璃不仅能给人带来新的感觉，而且它本身具有现代造型，古典优雅，融艺术性与实用性为一体，再加上巧妙的构思和崭新的工艺技巧，可发挥

57、个人审美观点，根据各自的设计创意和巧思，随意组合。如今比较流行的种类有：压花、冰晶、镜面、磨砂、磨边和各种颜色彩色玻璃，用铜或铝条金属框架略作不同精致镶拼搭配。 中空玻璃 中空玻璃是由两层或两层以上普通平板玻璃所构成。四周用高强度、高气密，性复合粘结剂，将两片或多片玻璃与密封条、玻璃条粘接密封，中间充入干燥气体，框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。其特性，因留有一定的空腔，而具有良好的保温、隔热、隔音等性能。主要用于采暖、空调、消声设施的外层玻璃装饰。其光学性能、导热系数、隔音系数均应符合国家标准。 高性能中空玻璃 高性能中空玻璃除在两层玻璃之间封入干燥空气之外，还要在外侧玻璃中间空气

58、层侧，涂上一层热性能好的特殊金属膜，它可以阻隔太阳紫外线射入到室内的能量。其特性是有较好的节能效果、隔热、保温，改善居室内环境。外观有八种色彩，富有极好的装饰艺术价值。 钢化玻璃 钢化玻璃又称强化玻璃。它是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法，或是化学方法进行特殊处理的玻璃。它的特性是强度高，其抗弯曲强度、耐冲击强度比普通平板玻璃高35倍。安全性能好，有均匀的内应力，破碎后呈网状裂纹。主要用于门窗、间隔墙和橱柜门。钢化玻璃还在耐酸、耐碱。一般厚度为2-5毫米。其规格尺寸为400毫米X900毫米、500毫米X1200毫米。 夹丝玻璃 夹丝玻璃别称防碎玻璃。它是将普通平板玻璃加热到红热软化状态时，再

59、将预热处理过的铁丝或铁丝网压入玻璃中间而制成。它的特性是防火性优越，可遮挡火焰，高温燃烧时不炸裂，破碎时不会造成碎片伤人。另外还有防盗性能，玻璃割破还有铁丝网阻挡。主要用于屋顶天窗、阳台窗。 玻璃马赛克 玻璃马赛克又叫作玻璃锦砖或玻璃纸皮砖。它是一种小规格的彩色饰面玻璃。一般规格为20毫米20毫米、30毫米30毫米、40毫米40毫米。厚度为4-6毫米。属于各种颜色的小块玻璃质镶嵌材料。外观有无色透明的，着色透明的，半透明的，带金、银色斑点、花纹或条纹的。正面是光泽滑润细腻；背面带有较粗糙的槽纹，以便于用砂浆粘贴。特性是：具有色调柔和、朴实、典雅、美观大方、化学稳定性、冷热稳定性好等优点。而且还

60、有不变色、不积尘、容重轻、粘结牢等特性，多用于室内局部，阳台外侧装饰。其抗压强度、抗拉强度、盛开温度、耐水、耐酸性均应符合国家标准。1)什么是钢化玻璃？ 退火玻璃通过高温和淬冷，表层形成强大的压应力，使玻璃的机械强度数倍增加，即为钢化玻璃。钢化玻璃表面应力为：69168 Mpa。 2)什么是半钢化玻璃？ 退火玻璃通过高温和淬冷，表层形成低于69 MPa的压应力，使玻璃的机械强度数倍增加，即为半钢化玻璃。半钢化玻璃表面应力为：2469 Mpa。 3)什么是热增强玻璃？ 热增强玻璃就是半钢化玻璃，它是半钢化玻璃的专业术语。 4)钢化玻璃具有哪些特点？ 安全性：破裂后呈碎小钝角颗粒，对人体不会造成重