《工程测试基础》试卷A及答案

《工程测试基础》试卷A班级： 姓名： 成绩：一、 填空题（每空2分，共30分）1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。3、周期信号的频谱具有三个特点：，，。4、非周期信号包括信号和信号。5、描述随机信号的时域特征参数有、、。6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总对称，虚频谱（相频谱）总是对称。7、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：放大器和 放大器。二、 单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题3分，共24分）TOC\o"1-5"\h\z1、电阻应变片的输入为（ ）。（1）力（2）应变（3）速度（4）加速度2、 结构型传感器是依靠（ ）的变化实现信号变换的。（1）本身物理性质（2）体积大小（3）结构参数（4）电阻值3、不能用涡流式传感器进行测量的是 。（1）位移（2）材质鉴别（3）探伤（4）非金属材料4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成（ ）关系。（1）非线性（2）线性（3）反比（4）平方5、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是（ ）。（1）长度 （2）截面积 （3）电阻率（4）高通）产生变6、压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的（化。）产生变（1）固有频率（2）阻尼比（3）灵敏度（4）压电常数7、 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。（1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式（4）电涡流式8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙&变化时，其灵敏度S与S之间的关系是:TOC\o"1-5"\h\zS=（ ）。k-（1）5 （2）k （3）k&-2 （4）-k&-2三、判断题（14分）1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ）2、涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ）3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ）4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ）5、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。（ ）6、调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ）7、带通滤波器的波形因数值越大，其频率选择性越好。（ ）8、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ ）9、 压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ）10、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ）11、压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频率最低。（ ）12、 压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。（ ）13、 涡流位移传感器属于绝对式拾振器。（ ）14、 低频激振时，激振器的安装固有频率应比激振频率高3倍以上。（ ）四、简答题（每小题10分，共20分）1、什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分）2.说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点?五、计算题（每小题6分，共12分）K已知信号x（t）=A+Acos（ot+甲）+Asin（rnt+甲）求信号的自相关x、 —八HI口J 0 1 1 1 2 2 2 ，3、1口＞71~171=1zl1-1W函数R（t），并画出自功率谱七®）（双边幅值谱）。2.应用巴塞伐尔定理求匕sin°冲出的积分值。答案一、填空题（每空2分，共30分）1、信号2、时间，频率3、离散性，谐波性，收敛性4、准周期 瞬变周期 。5、均值、均方值、方差6、关于Y轴（偶），关于原点（奇）7、电荷，电压二、单项选择题3、（4）非金属材料7、（4）电涡流式43、（4）非金属材料7、（4）电涡流式4、（2）线性8、（4）一ks-25、（3）电阻率6、（3）灵敏度三、判断题（14分）1、（V)2、(V)3、(X)4、(X)5、(V)6、（X)7、(X）8、（V）9、(X)10、(X)11、（V)•12、(V）13、(X)14、(V)四、简答题（每小题10分，共20分）1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。（1） 测量对象（2） 传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。（3） 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。（4） 信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）（5）显示、记录部分：作用是输出测试结果。2.答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=（1+2H）e+VEs,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，（1+2H）8是由几何尺寸变化引起的阻值变化，入Es是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R^（1+2H）e，S^1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=VEe，S^入E。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。五、计算题（每小题6分，共12分）1、答:,. A2 A2R(t)=A2+cos①c+-^cos①TX0 2 1 2 2，S(①)=AX2+A^B(①一①)+s(①+①)]+A^B(①一①)+S(①)=AX2.答：卜sinc2(t)dt=k2f1/2K1df=兀—s -1/2兀《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1.信息与信号之间的关系是（D）。信息与信号并列 B.信息与信号无关C.信息包含信号 D.信息在信号之中描述周期信号的数学工具是（B）。相关函数 B.傅氏级数 C.傅氏变换

傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（C）。相位 B.周期 C.振幅 D.频率关于信息和信号，下面的说法正确的是（C）。A.信息包含信号 B.信息与信号无关C.信号是信息的载体 D.信息描述了事物某物理量的变化过程多种信号之和的频谱是（C）。A.离散的 B.连续的 C.随机性的 D.周期性的下列信号中，（C）信号的频谱是连续的。Ax（t）=Asin（st+甲）+Bsin（3st+甲）1 2B.x（t）=5sin30t+3sin<50tCx（t）=e-at-sin«t不能用确定函数关系描述的信号是（C）。A.复杂的周期信号 B.瞬变信号 C.随机信号复杂的周期信号的频谱是（A

离散的 B复杂的周期信号的频谱是（A

离散的 B连续的）。C.5函数D.sinc函数数字信号的特性是（B）。10.A.时间上离散、幅值上连续B10.A.时间上离散、幅值上连续B.时间、幅值上均离散C.时间、幅值上都连续D时间上连续、幅值上量化下列函数表达式中，（B）是周期信号。B.x(t)=5sin20nt+10cos10ct(-8<tB.x(t)=5sin20nt+10cos10ct(-8<t<+o)A.x(t)=<[0 当七<0C.x(t)=20e-atcos20兀t(s<t<+3).下列信号属周期信号的有（A）。A.y1=Sin®0t+Sin®1t B.y2=Con%2t+Sin3'2t C.y「Sin'3t+Sin2t.描述非周期信号的数学工具是（C）。A.三角函数 B.拉氏变换 C.傅氏变换 D.傅氏级数.下列传感器中（B）是基于压阻效应的。A.金属应变片A.金属应变片B.半导体应变片C.压敏电阻_L14.信号x（t）=1一e' ，则该信号是（C）。A周期信号B随机信号C瞬变信号D.频域信号15.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（B）的表面上产生电荷量。A.机械轴B电轴A.机械轴B电轴C.光轴16.图1所示信号属于功率信号的是（D）。X矩形脉冲信号Xt指数衰减信号图阶跃信号17.A.C.18.A.C.19.将电阻应变片贴在（C）上质量块； BX矩形脉冲信号Xt指数衰减信号图阶跃信号17.A.C.18.A.C.19.将电阻应变片贴在（C）上质量块； B.导体；弹性元件； D.机械构件。采样信号的特征是（A）。时间上离散，幅值上连续；时间上和幅值上都连续；石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C）。就可以做成测力、位移、B.D.压力等物理参数的传感器。时间上和幅值上都离散；时间上连续，幅值上离散量化A.大得多B.相接近C.小得多20.一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围越宽 B.越窄 C.A.（

不变）。21.A.压电B.压阻 C.压磁D.逆压电压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为（D）效应。非线性度是表示定度曲线（B ）的程度。A.接近真值 B.偏离其拟合直线 C.正反行程的不重合 D•输出零点偏离距离在动态测试中，电桥的输出量通常采用（B）。A.A.电阻量 B.电压量C.电流量 D.电感量电涡流式传感器是利用（A）材料的电涡流效应工作的。金属导电 B电涡流式传感器是利用（A）材料的电涡流效应工作的。金属导电 B.半导体 C.非金属差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成（B）的变化装置，压输出。A.线圈自感 B.线圈互感C.LC调谐振荡 D.RC调谐振荡26.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用A.电压放大器 B.电荷放大器 C.前置放大器27.磁电式传感器是把被测物理量转换为（D）的一种传感器。A.磁阻变化量 B.电荷量C.电感变化量 D.感应电动势压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（C）成正比。位移 B.速度 C.加速度交流电桥的桥臂依次是Z1Z2Z3Z4,其平衡条件是（D）24.A．25.28．A．29．D.PVF2通过这一转换从而获得相应的电(B)。A．30．A．30．A．Z1Z2=Z3Z4B.|Z1||Z3=|2211241 C.Z1Z3=Z2Z4光敏晶体管的工作原理是基于（B）效应。外光电 B.内光电C．光生电动势31.测试系统的第二个环节为信号调理，它的作用是（C）。A.非电物理量转换为电量从被测对象中提取被测对象状态和特征的相关信息从电量（电阻、电感、电容等）转换为电量（电压、电流）一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（A）。A.较宽 B.较窄 C.不确定一传感器的灵敏度高，表示该传感器（C）。A.允许输入量大； B.工作频带宽；C.单位输入量引起的输出量大； D•线性范围宽极距变化型电容式传感器是（A）型传感器。A.结构 B.物性金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B）来决定的。贴片位置的温度变化电阻丝几何尺寸的变化电阻丝材料的电阻率变化变极距型电容传感器的输出与输入，成（A）关系。A.非线性 B.线性 C.反比 D.平方不能用涡流式传感器进行测量的是（D）。A.位移B.材质鉴别C.探伤D.非金属材料极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为（B）。电容量微小影响灵敏度灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线形误差非接触测量测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（D）。A.精度B.灵敏度C.精密度D.分辨率下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D）。A.波登管 B.膜片 C.波纹管 D.电阻应变片电感式传感器的工作原理是（C）。A.应变电阻效应B.压阻效应C.电磁感应原理D.压电效应电阻应变片的输入为（B ）。D.加速度D.速度计D.介质变化型A.D.加速度D.速度计D.介质变化型结构型传感器是依靠传感器（C）的变化实现信号变换的。A.本身物理性质； B.体积大小；C.结构参数； D.电阻值互感型传感器实质上就是一个（B）。A.电容器 B.变压器 C.测振仪45.哪一种电容式传感器有线性误差？（ A）A.极距变化型 B.体积变化型 C.面积变化型对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A）。A.0° B. 45° C. 90° D. 30°电阻应变式传感器在使用时需要进行补偿的是（B）。A.电阻 B.温度 C.力 D.电流半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是（C）。A.长度 B.截面积 C.电阻率 D.高通调制可以看成是调制信号与载波信号（A）。A.相乘 B.相加 C.相减 D.相除线形装置的灵敏度是（B）。A.随机变量 B.常数 C.时间的线性函数

二、填空题信号可以分为确定性信号和随机信号两大类。信号的有效值又称为—均方根值—，有效值的平方称为—均方值—，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)工程中常见的周期信号，其谐波分量幅值总是随谐波次数n的增加而_衰减—的，因此，没有必要去那些高次的谐波分量。确定性信号可以分为—周期信号和—非周期信号两大类，前者的频谱特点是离散的，后者的频谱特点是—连续的。5.6.7.85.6.7.8.9.根据采样定理，采样信号频率fs与被测信号最高频率fh之间应满足fsN2fh2A 1—周期方波的傅氏级数：")=A%(cos/3心/...)周期三角波的傅氏级数：/八A.4A 1 1X(t)=——I (cos①t+—cos3①t-\ cos5H—)2 2兀2 09 0 25 ，它们的直流分量分别是—A_和_A/2。信号的收敛速度上，方波信号比三角波信号—更慢。频谱是—构成信号的各频率分量的集合，它完整地揭示了信号的—频率结构。描述周期信号的数学工具是傅里叶级数：描述非周期信号的数学工具是 傅里叶变换。按照激励电压的不同，电桥可以分为 直流电桥 和 。关系。压电式传感器一般用 电荷 放大器作为前置放大器。具有—压电效应—的材料称为压电材料，常用的压电材料有—石英晶体—和—压电陶瓷—根据载波受调制的参数不同，调制可分为__调幅 、__调频 和_调相 已知一被处理的信号频率在300—2500Hz范围内，则采样频率应至少大于 Hz。现欲对某一信号进行数据采集，该信号频谱中的最高频率为1KHz。那么，根据采样定理的要求，完成一次数据采集所需要的时间不能大于一50L卜。已知图2为直流电桥，uo为输入，uy为输出，其平衡条件 R1R3=R2R4 。cdR/R,S= =1+2u+XE16.17.电阻应变片的灵敏度表达式为 dl/l ，对于金属应变片来说：S=_1+2v_而对于半16.17.导体应变片来说S=_XE。物性 型传感器是依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变换的：结构 型传感器是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转换的。半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的 压阻效应。电容器的电容量C=件，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：_-能0A/820A/D转换器是将 信号转换成 数字信号的装置。在所学过的传感器中，试举出三个非接触式传感器 电涡流式传感器 、霍尔式传感器 、 光电式传感器 极距变化型电容传感器存在着非线性度，为了改善非线性度及提高灵敏度，通常采用—差动—的形式。压电传感器的前置放大器的主要作用是 和对输出的微弱信号进行放大 。传感器包括敏感元件 和转换元件 两部分。非周期信号，时域为x（t），频域为X（f），它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分别是:X（f）="x（t）e-j诚dt，x（t）="X（f）ej2^ftdf。—3 -3因为limj丁X2（t）dt为有限值时，称x仃）为—能量—信号。因此，瞬变信号属于—能量—，而TT3-T周期信号则属于—功率―。差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应_反相串接。为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在—相邻—桥臂上。电阻应变式传感器通常以电桥为测量电路。交流电桥的平衡条件是 振动三要素分别是 、频率、相位三、判断正误凡是频谱离散的信号必然是周期信号。（X）压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，故不能用普通电表测量。（V）调幅波可以看成是载波与调制信号的迭加。（X）传感器是一种将电信号转换为另一种电信号的装置。（X）静态测量仅需要利用系统的静态性能指标，而动态测量只需要利用系统的动态性能指标（X）。所谓幅度调制，就是调制波的振幅在载波信号控制下发生变化的过程（X）。压电式传感器用电荷放大器时输出电压与电缆长度无关（V）。测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片；测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。（V）所有周期信号的频谱都是离散的，所有非周期信号的频谱都是连续的。（X）压电式加速度传感器特别适合测量动态量。（V）模拟信号是幅值和时间都连续的信号。 （V）连续信号不但在时间上连续，而且在幅值上也连续。（X）凡是周期信号的频谱必然是离散的。（V）量化是一个近似的过程，其误差与A/D转换器的位数有关。（V）按信号的性质进行