测试与传感器技术试题库复习资料

测试与传感器技术试题

一、判断题（判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“J”，

错误的打B“X”。每小题2分，共10分）

LX-Y记录仪可记录任何频率的信号。（B）

2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。（A）

3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。

（A）

4.瞬态信号的频谱一定是连续的。（A）

5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持

恒定。（B）

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

其号码填在题干的括号内。每小题2分，共10分）

1.信号x（t）=sin（2t+l）+cos（t/3）是（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，在有阻尼条件下，（）

频率与系统固有频率一致。

A.加速度共振B.速度共振C.位移共振D.自

由振动

3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是（A）

A.电荷放大器B.A/D转换器

C.相敏检波器D.滤波器

4.温度误差的线路补偿法是利用电桥（C）实现的。

A.相邻桥臂同变输入电压相加B.相邻桥臂差变输入电

压相减

C.相对桥臂同变输入电压相加D.相对桥臂差变输入电

压相加

5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感点B）

A.始终保持不变B.随被测位移的变化而变化

C.不随被测位移的变化而变化D.随线圈电流的变化而

变化

三、填空题（每空1分，共30分）

1.若位移信号x（t）=Acos（wt+巾）,则其速度信号的振幅为

―AW,加速度信号的振幅为AW2—。

2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测,高

频信号测-

3.信号的频谱函数可表示为—幅值____频谱和相位频谱。

4.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在

着共振频率，共振频率，共振频率。

5.高频情况下，多采用—压电式——测力传感器来测量激振力，而且

在实验前需对测力系统进行标定。

6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变

力作用在压电晶片上，由于—压电效应，在压电晶片两表面

上就有电荷产生。

7.阻抗头由两部分组成，一部分是__力传感器，一部分是一加速

度传感器。它是用来测量驱动点—阻抗的。

8.阻容式积分电路中，输出电压从一电容C两端取出，RC称为

―积分时间常数，RC值越大，积分结果越—准确，但

输出信号—越小。

9.光线示波器的关键部件是,通过它，可将按一定规律变化

的信号，转换成按同样规律变化的摆动信号，从

而记录测量结果。

10.热电偶的热电势由和两部分组成。

@@@11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为一分辨率

12.具有质量为M,刚度为K的振动体的固有频率为o

13.长度计量光栅是利用—莫尔条纹来进行位移量的测量的，它

具有一位移放大和一平均光栅误差______的作用。

四、简答题(每小题5分，共20分)

1.为什么使用压电式传感器时必须配用阻抗变换器？

2.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？

3.简述电动式激振台的基本构造和工作原理。

4.简述磁带记录仪的功能特点。

五、计算题(每小题10分，共30分)

1.求指数函数x(t)=Aef(a>0,t20)的频谱；画出幅频图。

2.已知一阶系统的频率响应为H(ja)=T7—，用该装置去测周期分

1+O.35JCO

别为IS,2S,5s的正弦信号，问它们的幅值误差各为多少？

3.已知被测应变£(t)=A+BcoslOt,电桥输入电压为Ui(t)=UiCoslOOOt,

采用半桥差动工作方式，试求⑴电桥输出信号的表达式，并说明

该信号是什么波形；(2)画出该信号的幅频图。

测试与传感器技术试题（2）

一、判断题（判断下列各题，正确的在题干后面括号内打“J"，错误

的打“X”。每小题2分，共10分）

1.动态应变仪的标定电桥的输出电压是采用半桥接法工作的。

（）

2.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。（）

3.利用桥式电位差计测量热电偶的热电势时要消耗热电偶的能量。

（）

4.具有质量为耽刚度为K的振动体的固有频率为矶=和。（）

5.惯性式压电加速度传感器的输出电荷正比于质量块的加速度。

（）

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

其号码填在题干的括号内。每小题2分，共10分）

1.下列传感器可实现非接触测量的是（C）传感器。

A.压电式加速度B.电动式速度C.电磁式速度

D.电阻应变式

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.拉氏变换

D.三角函数

3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为

B

A.理论直线B.标定曲线C.理论标定曲线

D.幅频曲线

4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的

相位滞后（D）

A.相等B.与角频率成反比

C.与角频率无关D.与角频率成正比

5.使用数字频率计测量信号时，在（）情况下测周法比测频法合

理。

A.被测信号频率很低B.被测信号频率很高

C.被测信号频率变化较大D.被测信号频率恒定

三、填空题（每空1分，共20分）

1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的0

2.热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的和同一导体两

端处于不同温度时的0

3.直流电桥中接法的灵敏度最高。

4.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的相等，且相对

桥臂阻抗的相角相等。

5.光线记录仪的振动子的输入信号只能是。

6.单位脉冲信号的幅值频谱是。

7.半导体应变片的工作原理是基于效应。

8.随机信号x（t）的均值定义为U=o

9.若稳定振动位移信号为x（t）=Asin（3t+0）,则其稳定振动速度信

号为v（t）=,加速度信号的振幅为o

10.用强迫振动法激励系统，当系统加速度幅值达到最大时，称为系统

的，此激振频率3d与系统固有频率3。之间的关系式为

11.正弦信号的均方根值与它的幅值比为O

12.电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于o

13.GZ-2型测振仪配接电动式速度传感器时，经过仪器内部的

网络可将传感器测得的速度信号转换为和

_______信号。

14.温度误差的线路补偿法是利用电桥的实现的。

四、简答题（每小题10分，共30分）

1.简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器

有哪两种?各有何特点？

2.画出动态应变仪的原理框图。若输入应变的波形为低频简谐信号，

请注明各环节的输出信号的波形。

3.差动变压器是哪一类传感器?它的工作原理和输出特性是什么？

五、计算题（每小题10分，共30分）

1.写出图示阶跃信号的时域表达式，求它的频谱密度函数。

2.某测试装置的频率响应函数为

H(j")=------^22-----r

22500+150(j3)+(j3)2

若输入信号为X(t)=100sin(31.4t+30°)+50sin(314t-20°)，求稳

态输出信号Y(t)的表达式。

3.根据图示电桥

(1)写出电桥作电压输出时的和差特性公式。

(2)若Rl=R2=R3=R4=120Q,AR1=AR3=O.3Q,△R2=Z\R4=0时，

输入电压为

u0(t)=300sin(31416t),求输出电压u(t)。

测试与传感器技术试题（3）

一、填空题（每空1分，共15分）

1.如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为

____测试。

2.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量（或电量）的和

标准测试系统。

3.涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将

4.半导体应变片以压阻效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的

____倍。

5.测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗

____1012（Q）o

6.周期信号展开为傅立叶级数后，其中A。表示直流分量的幅值，An

表示分量的幅值。

7.当T-8时，信号X（t）的自相关函数Rx（t）呈周期性变化，说明

该信号为。

8.LCD是液晶显示器，是一种功耗器件。

9.A/D卡的转换速率表示。

10.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，

接法可以得到最大灵敏度输出。

11.一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强，主要缺点是

。为克服该缺点，可采用二阶或二阶以上有源低通滤波

器。

12.绝对湿度给出了水分在空间的具体含量，而相对湿度给出了大气

的程度，它比绝对湿度使用更广泛。

13.氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，将使截流子数目减少,

从而使材料的电阻率O

14.半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。二极管感温

元件利用P-N结在恒定电流下，其与温度之间的近似线

性关系实现。

15.图像处理的主要目的是o

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

其号码填在题后的括号内。每小题1分，共15分）

1.为了抑制干扰，常采用的电路有（）

A.A/D转换器B.D/A转换器C.变压器耦合D.调

谐电路

2.选择二阶装置的阻尼比4=0.707,其目的是（D）。

A.阻抗匹配B.增大输出量C.减小输出量D.接

近不失真条件

3.自相关函数一定是（A）函数。

A.偶B.奇C.周期D,随机

4.用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（B）

A.增加敲击力B.增加锤头硬度

C.增大锤重D.减小冲击力

5.记录磁带慢录快放，放演信号的频宽将（）

A.扩展，幅值减小B,变窄，幅值减小

C.幅值增大D.变窄，幅值增大

6.无源RC低通滤波器从（B）两端引出输出电压。

A.电阻RB,电容CC.运算放大器

D.电感L

7.人工视觉系统图像处理中，对像素信息进行编码的作用是（）

A.滤去噪声B.传输和存储信息

C.图像增强D.图像分割

8.载波频率为fo,调制信号的最高频率为九,两者的关系为（C）

A.f0=fmB.fo>fmC.fo»fmD.fo<<fm

9.测量不能直接接触的高温物体温度，可采用（）温度传感器。

A.热电偶B,亮度式C.半导体三极管

D.半导体二极管

10.电容式湿度传感器只能测量（）湿度。

A.相对B.绝对C.任意D.水分

11.由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用

（）的前置放大器。

A.信噪比高B.信噪比低C.稳定性低

D.灵敏度很小

12.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（C）的输

出。

A.电阻B.电容C.电压D.电荷

13.通常采用的压力敏感元件有（D）

A.柱形弹性元件B.环形弹性元件C.梁形弹性元件

D.波登管

14,压电式加速度传感器是（D）信号的传感器。

A.适于测量任意B.适于测量直流

C.适于测量缓变D.适于测量动态

15.对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其

输出电压（）

A.最大B.最小C.随机变化D.中

间点

三、问答题（每小题6分，共30分）

1.试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性，并标出半功率点。

2.一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节,每个环节的作

用是什么？

3.压电式加速度传感器和压电式力传感器在结构上有何不同，为什

么？

4.如何消除热敏电阻阻温特性的非线性?热敏电阻的测温范围一般是

多少？

5.差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两

个相邻桥臂中，试问：电桥需接入何种激励电压?该电桥的输出电

压是何波形？

四、计算题(每小题8分，共24分)

1.磁栅式位移传感器采用空间相位差为4的两个静态磁头来测量位

2

移，其输出电动势为E=Usin|»t+^s,磁尺剩磁信号的波长为1mm。

求：

(1)若E=7sin(100t+0.48口)伏，此时所测得的位移量S；

(2)在一个测量周期内，此传感器所能测量得的最大位移量。

2.一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。已知：传感器的灵敏度为

15(mV/nm),最大线性范围为6(Lim)o现将传感器安装在主轴右

侧。如图a所示。用记录仪记录振动波形，如图b所示，问：传

感器与被测金属的安装距离L为多少微米时，可得到较好的测量

效果?轴向振动的振幅A为多少？

3.压电式加速度传感器与电荷放大器联接，电荷放大器又与函数记录

仪联接。已知：传感器的电荷灵敏度k=100(PC/g),反馈电容

Cf=0.01(口F),被测加速度a=0.5g。求:

(1)电荷放大器的输出电压是多少？电荷放大器的灵敏度是多少？

(2)若函数记录仪的灵敏度kg=2mm/mV,求测量系统总灵敏度k0.

五、应用题(每小题8分，共16分)

1.试选择一种传感器，设计测量车床主轴转速的原理方案，并作简要

说明。

2.一汽车司机座的振动较大，试设计测试方案寻找振源。

(1)给出可能的振源；

(2)列出测试方案框图，并作简要说明；

(3)给出判断方法及判断原则。

测试与传感器技术试题（4）

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题

列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项

前的字母填在题后的括号内。

1.属于传感器动态特性指标的是（B）

A.迟滞B.过冲量

C.稳定性D.线性度

2.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（D）

A.线性度越好B.迟滞越小

C.重复性越好D.分辨力越高

3.我国省、部一级计量站使用的一等标准测力机所允许的测量误差为

（）

A.+0.1%B.±0.01%

C.+0.001%D.+0.0001%

4.感应同步器的作用是测量（C）

A.电压B.电流

C.位移D.相位差

5.下列测力传感器中,属于发电型测力传感器的是（B）

A.自感式传感器B.磁电感应式传感器

C.电容式传感器D.应变式传感器

6.视觉传感器的扫描部的主作用是（B

A.聚成光学图像信号

B.将光学图像信号转换成电信号

C.将二维图像信号转换为时间序列一维信号

D.抽出有效信号

7.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（

A.温度B.温度差

C.相对湿度D.绝对湿度

8.在采样保持环节中，采样开关被断开的时间称为（B）

A.采样时间B.保持时间

C.采样周期D.缓冲时间

9.封装在光电隔离耦合器内部的是（D）

A.一个发光二极管和一个发光三极管B.一个光敏二极管

和一个光敏三极管

C.两个发光二极管或两个光敏三极管D.一个发光二极

管和一个光敏三极管

10.已知信号x（t）与信号y（t）完全不相关，则该二信号的互相关系数

满足（D）

A.Pxy(T)>1B.Pxy(T)=1

C.0<Pxy(T)<1D.Pxy(T)=0

二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

1.运算近是计算传感器一线性度的公式。

Ymax-Ymin

2.当环境湿度改变时，必须对电容式传感器重新进行静态

3.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的相等。

4.红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子电路组成。

5.在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，

则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的定律。

三、问答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）

1.压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片

压电晶片并联方式时，适合于测量何种信号？

2.就某一确定的差动变压器式位移传感器而言，当激励电压的幅值恒

定时，其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?

3.简述半导体P-N结温度传感器的工作机理。

4.热电型红外光导摄像管与可见光光导摄像管在电路中所采用的前

置放大器有何差别?为什么？

5.有源滤波器与无源滤波器相比有哪些优点？

四、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）

1.某位移传感器在校准时测得的数据如下表，若该传感器的线性表达

N

式为x=ao+an试用最小二乘法（©=2厢+2山-xj2）计算a。和ai0

i=l

脉冲数n；1020304050

位移值0.10.20.30.40.5

Xi(mm)

2.图示串联式测温电路，其中Rt=R°[l+a（t-1。）]为感温热电阻，Rs为

常值电阻，E为工作电压，U。为输出电压，a=0.02/℃.当给定温度为

0℃,Rt的电阻值为10kQ,若测温范围为

0℃~400℃,输出电压U。的范围是1V~5V,试计算工作电压E和常值

电阻R各取多少？（u°=—忆）

R,+R。

五、应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

1.用微型计算机、模/数转换（A/D）板、滤波器、电荷放大器、压电式

力传感器和打印机组成一个测力系统，试画出该测力系统的方框

图。

2.图1所示矩形函数x（t）的频谱为X（a）=Atsine（竺），求图2所

2

示信号y（t）的频谱，并画出其幅值谱图。（sincx=©"）

X

测试与传感器技术试题（5）

一、填空题（每空2分，共20分）

1.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用作为传感器。

2.红外图像传感器由红外敏感元件和电路组成。

3.在电阻应变片公式，哩=（1+2口）£+入Ee中，入代表。

R

4.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是

5.当磁头相对于磁尺不动时，仍有感应电动势输出的是静态磁头，且

输出电势的幅值由所决定。

6.动态标定的目的，是检验测试传感器的指标。

7.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量（或电量）的标准信号发

生器和o

8.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持

条件。

9.热电偶电动势由电动势和接触电动势两部分组成。

10.采用电源供电的电桥称为交流电桥。

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2分，共20分）

1.对压电式加速度传感器，希望其固有频率（C）

A.接近零B.尽量低些

C.尽量高些D.任意

2.（C）传感器可用于医疗上-50℃〜150。。之间的温度测量。

A.金属辐射式B.热电偶

C.半导体三极管D.比色计

3.信号传输过程中，产生干扰的原因是（C）

A.信号是缓变的B.信号是快变的

C.干扰的耦合通道D.信号是交流的

4.差动电桥由环境温度变化引起的误差为（D）

1AR1AR1

A・2^7iB・4^7

c井D.0

5.非周期信号的频谱是（A）

A.连续的B.离散的

C.基频的整数倍D.脉冲函数

6.莫尔条纹光栅传感器的输出是（）

A.数字脉冲式B.调幅式

C.调频式D.正弦波

7.半导体应变片具有（A）等优点。

A.灵敏度高B.温度稳定性好

C.可靠性高D.接口电路复杂

8.一阶系统的动态表征参数是（D）

A.线性度B.固有频率

C.阻尼比D.时间常数

9.常用于测量大位移的传感器有（A）

A.感应同步器B.应变电阻式

C.霍尔式D.涡流式

10.将电阻应变片贴在(C)上，就可以分别做成测力、位移、加速

度等参数的传感器。

A.质量块B.导体

C.弹性元件D.机器组件

三、问答题(每小题4分，共20分)

1.在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲

线可以确定那些静态特性？

2.设载波的中心频率为f。试根据图a、图b所示调制信号定性画出相

应调频波波形。

3.回答下列函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数：

-tsin1

Xi(t)=sin3at,x2(t)=e,x3(t)=e0,x4(t)=6(t),

x5(t)=sin(；t)

4.简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。

5.简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度

补偿作用。

四、计算题(每小题8分，共24分)

1.已知测量齿轮齿数Z=18,采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速

(如图所示)。若测得输出电动势的交变频率为24(Hz),求：被测轴的

转速n(r/min)为多少？当分辨误差为±1齿时，转速测量误差是多少?

2.由RC组成无源低通滤波器，已知R=500(Q),C=10(nF),试求：

(1)截止频率f。，并画出该滤波器的幅频示意图。

(2)设输入信号x(t)=0.2cos125.6t-"，判断其是否在该滤波器的通

频带内。

3.试绘出x(t)=2cos(2nfot)+3的时域图和频域图。

五、应用题(每小题8分，共16分)

1.试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

(1)用简图说明该传感器的结构，并简要说明其作用原理；

(2)用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。

2.如图所示，轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园表面，在加工过程

中，径向力R和切向力Pz大小基本不变，但着力点位置沿轴向移动,

现在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的Pzo

(1)在图中标明应变片的位置及Pz的测量电桥。

(2)着力点移动对测量结果有无影响?为什么？

测试与传感器技术试题（6）

第一部分选择题（共20分）

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出

的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母

填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。

1.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C）

A.压力B.力矩C.温度

D.厚度

2.属于传感器动态特性指标的是（D）

A.重复性B.线性度C.灵敏度

D.固有频率

@3.按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（A）

A.光电式传感器B.电容式传感器

C.压电式传感器D.磁电式传感器

4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为（D）

A.变极板面积型B.变极距型

C.变介质型D.容栅型

5.利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误

差小（C）

A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片

B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片

D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片

6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（D）

A.电缆的安装与固定方式B.电缆的长度

C.前置放大器的输出阻抗D.前置放大器的输

入阻抗

7.固体半导体摄像元件CCD是一种（C

A.PN结光电二极管电路B.PNP型晶体管集

成电路

C.MOS型晶体管开关集成电路D.NPN型晶体管集成

电路

8.将电阻A和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的

心吸收电路，其作用是（D）

A.抑制共模噪声B.抑制差模噪声

C.克服串扰D.消除电火花干扰

9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差/YW0.01,

本次采样值为0.315,上次采样值为0.301,则本次采样值匕应选

为（A）

A.0.301B.0.303C.0.308

D.0.315

10.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,

则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（B）

A.1.22mVB.2.44mVC.3.66mV

D.4.88mV

第二部分非选择题（共80分）

二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）不写解答过

程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。

1.对传感器进行动态的主要目的是检测传感器

的动态性能指标。

2.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改

变的条件下，允许超过的能力。

3.传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向

方向发展。

4.已知某传感器的灵敏度为K。，且灵敏度变化量为/K。，则该传感器

的灵敏度误差计算公式为r=o

5.为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用

技术。

6.在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭

矩大小，透光面积减小，则表明扭矩。

7.电容式压力传感器是变型的。

8.一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性模量为L8

5

X10Mpa,其中压阻系数"L为PaL

9.图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称

为。

10.热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热

敏电阻。

三、问答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分)

1.简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特

点。

2.回答与直线式感应同步器有关的下列问题：

(1)它由哪两个绕组组成？

(2)鉴相式测量电路的作用是什么？

3.简述压磁式扭矩仪的工作原理。

4.说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。

5.简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过

程。

四、计算题(本大题共3小题，每小题8分，共24分)

1.已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz,测量齿盘的

齿数Z=36,求：

(1)被测轴的转速是每分钟多少转?

(2)在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其

最大转速误差是多少？

2.一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200kQ和10k试

计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。

3.求正弦信号x(力=x()sin3%的自相关函数。

五、应用题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)

1.图示为电阻网络D/A转换电路。

(1)写出电流i与电压VREF的关系式。

(2)若VREF=10V

输入信号D3D2DID°=1000,

试计算输出电压Vo=?

2.已知某信号的傅里叶级数展开式为

x(%)=£sin—COST?coQt

n=lnTT2

试求该信号的直流分量、第一至第五次谐波分量的幅值，并绘出

其幅值谱图。

测试与传感器技术试题(7)

一、填空题(每空1分，共10分)

1.信号可分为两大类。

2.在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于

该过程的集合平均统计特性，则该过程叫o

j(rot+<p(,)

3.对于线性系统，若输入为xHhxoej：则其稳态输出y⑴=yoe,

这个性质称为O

4.已知滤波器的带宽为B,它对阶跃响应的建立时间为Te,则B和Te

的关系为o

5.若测试系统由两个环节并联而成，且各个环节的传递函数分别为

乩(S)和乩(5),则该系统的传递函数为。

6.若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样的离散信号的频谱会

发生_____现象。

7.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy(T)=o

&若信号满足y(t)=kx(t)关系，式中k为常数，则互相关系数P

xy(T)=o

9.两个时域函数乘积的傅里叶变换等于这两个函数o

10.图1-10所示电桥的输出为o

图1-10

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2分，共20分）

1.无论二阶系统的阻尼比W如何变化，当它所受的激振力频率与系统

固有频率相等时，该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为

（B）

A.0°B.90°C.180°D.不定值

2.差动式电感传感器和差动式电容传感器具有（C）的特点。

A.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍

B.灵敏度和非线性度都降低了

C.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干

D.灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍

3.欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用（B）传感器。

A.压电式B.磁电式C.电阻式D.热电

式

4.为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响，应选用（C）

放大器。

A.电压B.比例C.电荷D.差动

5.常用于对调幅波解调的装置是（D)

A.乘法器B.滤波器C.鉴频器D.相敏

检波器

6.正弦信号x（t）=x°sin（3t+6）的自相关函数为（B）

A.XnsinCOTB.—^-COSCDTC.—sinCOTD.XnCOSCOT

22

7.数字信号的特征是（D）

A.时间上连续幅值上离散B.时间上离散幅值上连

续

C.时间上和幅值上都连续D.时间上和幅值上都离

散

8.已知模拟量的最大幅值为±5V,现要求A/D转换器的输出最大误差

<0.5mV,应选用下列哪一种A/D转换器（D）

A.8位B.10位C.12位D.16

位

@9.一选频装置，其幅频特性在fl〜f2区间急剧衰减（f2〉f\）,在0〜匕

和f2〜8之间近乎平直，这叫（D）滤波器。

A.低通B.高通C.带通D.带阻

10.电荷放大器是一个（C）放大器。

A.高增益，带电阻反馈的运算B.低增益，带电容反馈的

运算

C.高增益，带电容反馈的运算D.高增益的电桥

三、问答题（每小题6分，共30分）

1.什么是测试装置的静态特性?常用哪几个特性参数来描述？

2.实现不失真测试的条件是什么？分别叙述一、二阶装置满足什么

条件才能基本上保证不失真测试。

3.调制波有哪几种?分别说明其含义，并指出常用的有哪两种。

4.选用传感器时应考虑到哪些原则？

5.机械量的计算机辅助测试系统有哪几个基本环节组成？用框图

示意说明。

四、计算题(每小题20分，共20分)

1.设有一时间函数f(t)及其频谱如图4-1所示，现乘以振荡函数

sin2Jifot(f0>fm)o其中，函数f(t)叫做调制信号，sin2n

f°t叫做载波，试求调幅信号f(t)sin2“f°t的傅里叶变换，示意

画出调幅信号及其频谱。

五、综合题(20分)

有一加速度传感器由壳体1、弹性梁2、质量块3和应变片4组成

如图5-1所示，若将此传感器输出信号接入电桥电路进行测量。

设R1=R2=RS=R4=R

(1)试用电桥示意图说明应变片应如何接在电桥电路中；

(2)若电桥由交流电源供电，Ui(t)=8cos2000“t,应变片应变£

(t)=AcoslOOJit,求电桥输出电压U°(t),并绘出U°(t)的频谱(双

边谱)

测试与传感器技术试题(8)

一、填空题(每题1分，共10分)

1.构成信号X(t)的各频率分量的集合称为。

2.在时间信号X(t)幅值不变的条件下，若x(t)X(f),则x(kt)

(k>0)o

3.如果3函数与某一连续信号f(t)相乘，则其乘积仅在t=0处得到

其余各点(t丰0)之乘积均为零。

4.在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特征等于

该过程的集合平均统计特征，这样的平稳随机过程称为

随机过程。

5.当测量装置的输入x有一个增量心，引起其输出y发生相应变化

Ay,则该装置的绝对灵敏度为S=-

6.两个传递函数各为乩(s)和H2(S)的环节，其串联后所组成的系统的

传递函数H(s)为o

7.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的效应。

8.涡流式传感器的变换原理是利用在交流磁场中的涡

流效应。

9.设两光栅刻线间的夹角为0,栅距均为W,则二者所生成之英尔条

纹间的距离B„_=O

10.信号的时域描述是信号时间历程的直接记录,频域描述则反映了信

号的。

二、单项选择题(在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案,

并将其字母标号填入题干的括号内。每小题1分，共20分)

I.二阶装置的动态特性参数是它的(c)

A.时间常数TB.传递函数H(s)

C.固有频率①。和阻尼比qD.功率谱

@2.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，通过这一转换从而获得相应的电压输出。

A.线圈自感B.线圈互感

C.LC调谐振荡D.RC调谐振荡

3.智能传感器具有辨认、识别与判断的功能，它是由(D)而成。

A.智能型材料研制B.传感器与记忆合金组装

C.传感器与机器人组合D.传感器与计算机组合

4.RC低通滤波器中，RC值越大，则(A)

A.上截止频率越低B.下截止频率越低

C.上截止频率越高D.下截止频率越高

5.周期信号在时域内按时间间隔「采样后，其频谱将具有(A)

特征。

A.周期、离散B.非周期、离散

C.周期、连续D.非周期、连续

6.无论二阶系统的阻尼比q如何变化，当它所受的激振力频率等于系

统固有频率时，该系统的位移与激振力之间的相位差必为(B)

A.0°B.90°

C.180°D.0。~90。之间反复变化的值

7.某随机信号的方差为黄，均方值为武，均值为巴，则三者之间

(BN)

2

A.存在关系式b：=Vx+B.存在关系式/=%2+氏2

C.存在关系式%2=(%—%)2D.相互独立、没有固定的关系式

8.测量装置的频率特性为A(co)和(P(co),当它们满足(C)条件时,

输出波形与输入波形将相似而无失真。

A.A(co)=1,(p((o)=0

B.A(①)二常量，(p(co)=常量

C.A(co)=常量，(p(co)--t0co,t0一时间延迟

D.A(co)=1,(p((o)=1

9.二阶欠阻尼系统固有圆频率为明，阻尼比为q,在激振力消失后将

作衰减周期运动，其5与①n和C的关系为(B)

2

A.conA/l+<^=odB.5

C.3n(1+02)=5D.COn/(l+U)=①d

10.涡流式电感传感器的测量电路一般用(B)

A.电容反馈式放大电路B.阻抗分压式调幅电路或调频电路

C.电阻电容式积分电路D.电桥式脉宽调制电路

11.电荷放大器是一个(C)放大器。

A.高增益，带电阻的电流反馈式B.低增益，带电容反馈的积分运算

C.高增益，带电容反馈的运算D.带电桥的高增益

12.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

13.一般常用的光电池有硒、硅、偏化镉、硫化镉等的pn结，其中作

为能量转换器使用最多的是（B）光电池。

A.硒B.硅

C.硅化镉D.硫化镉

14.传感器与被测量的对应程度可用其（A）表示。

A.精确度B.稳定性

C.线性D.灵敏度

15.设某信号中最高频率为L,按采样定理，采样频率fs必须（B）

A.大于。的（3〜4）倍B.大于。的2倍

C.等于fc的2倍D.小于fc的2倍

16.自相关函数是区别信号类型的一个有效手段,若信号中含有周期成

分则其自相关函数（C）

A.在t很大时衰减也很小B.在t很小时衰减就很大

C.在t很大时都不衰减并具有明显的周期性

D.在t很大时不衰减但不具明显的周期性

17.两个均值为零且具有相同频率的周期信号，其互相关函数中保留了

（D）

A.这两个信号的圆频率3

B.这两上信号的幅值X。和y。以及相位

差3

C.其中一个信号的幅值X。（或y。）而

且失去了相位关系

D.这两个信号的圆频率3,对应的幅

值Xo和y0以及相位差（p

18.回转轴的误差运动是指（B）误差运动。

A.轴线的纯径向B.轴线的径向、轴向和角度的总体

C.轴的回转角速度不均匀而导致的D.轴的径向和轴向

19.压电晶体式测力仪（C）

A.刚度大，灵敏度高、频率响应宽但

稳定性不良

B.刚度大，灵敏度高、稳定性好、但

频率响应不宽

C.刚度好，灵敏度高、稳定性好、频

率响应宽

D.刚度好，灵敏度低、稳定性不良、频率响应宽

20.通常采用的弹性式压力敏感元件有（D）三类。

A.波登管、膜片和双金属片B.八角环、膜片和波纹管

C.波登管、螺形簧和C形簧D.波登管、膜片和波纹管

三、多项选择题（在下列各小题的五个备选答案中有二至五个正确答

案，请将正确答案全部选出，并将其字母填入题干的括号内，正确答

案没有选全或有错选的，该题无分。每小题1分，共10分）

1.周期信号的强度以（ABDE）来表达。

A.峰值B.绝对均值C.方差

D.有效值E.平均功率

2.一般交流电压表均按有效值刻度在测量非正弦信号时，其输出量

(AD

A.不一定和信号的有效值成比例

B.一定和信号的有效值成比例

C.一定和信号的峰值成比例

D.可能和信号的峰值或者绝对均值成比例，视表内检

波电路而定

E.一定和信号的绝对均值成比例

3.非周期信号的幅值谱［X(f)|和周期信号的幅值谱很相似，但两

者是有差别的。其差别突出表现在(BC)

A.|&|的量纲与信号幅值量纲不一样

B.|X(f)|的量纲与信号幅值量纲不一样

C.|&|的量纲与信号幅值量纲一样

D.|X(f)|的量纲与信号幅值量纲一样

E.|&|和|X(f)］的量纲虽然相同但物理概念不一样

4.若G(f)是g(t)的频谱,设g(t)为时域中的周期脉冲序列，其周期为

Ts,其幅值为1,则频域中的G(f)必为(ACD)

A.周期脉冲序列B.周期连续函数C.周期为工

Ts

D.幅值为1E.非周期连续函数

5.描述各态历经随机信号的主要特征参数有(ABCDE)

A.均值、方差B.均方值C.概率密度函数

D.自相关函数E.功率谱密度函数

6.一般而言，测量装置的灵敏度越高，则（CE）

A.动态特性越好B.动态特性越差C.测量范围越窄

D.测量范围越宽E.稳定性越差

7.所谓伯德图（Bode图）是指（BC）曲线的总称。

A.A（co）—CDB.201gA（（D）—1g①

C.（p（co）一lgcoD.（p（co）一①

E.201gcp（（o）—lg（（o）

8.实际滤波器的基本参数有（ABCD）

A.纹波幅度和截止频率B.带范和品质因素

C.倍频程选择性D.矩形系数

E.放大系数

9.实现A/D变换的方法很多。例如（ACDE）

A.积分式B.微分式C.跟踪比较式

D.斜坡比较式E.逐次逼近式

10.考虑到不失真条件，光线示波器中的振子应有如下要求（BD）

A.固有频率应尽可能高，阻尼比尽可能低

B.阻尼比接近0.7,固有频率约为被测信号的2倍

C.固有频率应尽可能低，阻尼比接近0.7

D.活动部件转动惯量要小

E.要用扭转刚度较小的张丝，相应地该振子的灵敏度

提高

四、问答题（每小题5分，共25分）

1.电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？

2.下图是一种传感器的工作原理图，试问这是何种形式的传感器？用

图中符号简述其工作原理。

3.选用传感器时要考虑哪些问题？

4.什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后又

解调？

5.光电转换元件有哪些优点？由于这些优点使它在工业技术中得到

了广泛的应用。

五、计算题(每题10分，共20分)

1.用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量,如要限制振幅误差在5%以内，

则该量仪的时间常数t应设计成多大？

2.某光线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出。(t)如下图所示

的衰减振动，试根据图中数据确定该振动子的固有频率％及阻尼比

六、综合题（共10分）

一精密高速机床，传动部分由电机、齿轮、滚动轴承等组成，因操作

不当产生了振动现象。现要求：

（1）组成一个测量该振动加速度的测试系统（以框图形

式表述）

（2）简述传感器的选用原则，

（3）简述框图各组成部分的作用，

（4）简述信号分析时，欲得到信号频谱所采用数字信号

处理的具体步骤。

七、任选题（共5分。以下共有3小题，考生任选一题

解答，多做则以前一题计分。）

1.采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前,必须对所获取的模

拟信号进行哪些预处理工作？

2.一磁电式速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中①。为该

传感器的固有角频率，①为被测角频率，其阻尼比C为0.7,为了尽

量减小测量时的幅值和相位误差，（1）该传感器应工作在什么条件

下？（2）f°=10Hz时，其工作最低频率（f）范围应为多少？

3.测量主轴回转误差运动，需使用位移传感器。试根据回转误差运动

测量的特定情况（例如：精确度高、量程范围小、不允许与测量零

件接