系统测试技术题库

【关键字】系统

判断题（本题共10分，对如打“J”，不对则打“X”）

1.任意两个变量X和y之间的真实关系均可用一元线性叵归方程来描述。（）

2.相关函数和相关系数一样都可以用它们数值的大小来衡量两函数的相关程度。（）

3.对多次测量的数据取算数平均值，就可以减少随机误差的影响。（）

4.对一个具有有限频谱（0fc）的连续信号采样，若满足2fcTsl,采样后得到的输出信号能

恢复为原来的信号。（）［Ts为采样频率］

5.设某周期信号x（t）之单位为u,则其均方根谱之单位为12,其功率谱之单位为Po（）

6.测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。（）

7.A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（）

8.接触式测温是基于热平衡原理进行的，非接触式测温是基于热辐射原理进行的（）

9.同一材料构成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。（）

10.只要信号一经截断，就不可避免地引起混叠。（）

二.选择题（共20分，每题2分）

a.1.压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（）

加速度力学系统的频率特性b压电晶体的电路特性.c.测量电路的时间常数

2.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（）

.a.记录时间太长.b.采样间隔太宽…记录时间太短d采样间隔太窄

3.要测显x（t）=5OSin4OJH+IOSin2（）OOh的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（）

的惯性加速度计。

fn=15Hz、B=0.707.b.fn=1000Hz、B=0.70..c.fn=50Hz>3=0.0..

d,fn=IOOOHz.3=0.04

4.自相关函数是一个..）函数

&奇函数.b.偶函数.c.非奇非偶函数.d.三角函数

5.在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（）效应。

a.内光电：b.外光电；c.热电；d.阻挡层光电

6.（）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。

.a.差动变压器式..b.变间隙电容式...c.变阻器式..d.电压式

7.半导体热敏电阻的电阻温度系数a可用下式（）表示：已知半导体热敏电阻与温度系数关系可

用描述）

a.a=；b.a=；c.a.；d.a=（R1,R（）分别是温度T1,T（）时的电阻值）

8.如果一信号的自相关函数RX（T）是一定周期性不衰减，则说明该信号（）

a.均值不为0；b.含周期分量；c.是各态历经的；d.是各态不历经的

9.用方程法求解何归直线时，误差最小的方法是（）

a.图解法：b.最小二乘法；c.分值法：d.端点连线法

10.半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，其电阻的相对变化主要是由（）引起。

a.半导体电阻率的变化；b.半导体几何尺寸的变化；c.贴片位置的温度变化；d.供桥电源的变化

1.三.测量系统基本知识题（70分）

2.磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么？磁头件与被测物体固紧

时有何要求？（6分）

3.举一理想一阶测量系统例子，写出其幅频特性及相频特性函数关系式，并说明sn、3d、3「、k、

m各量的物理意义及其相互间的函数关系。（8分）

4.压电测压传感器与电压缩小器相接时，为能测量静态压力信号（防止静电泄漏），从缩个器本身出

发应采取哪些措施？（8分）

1）应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要有哪些区别？（6分）

2）有一电阻阻值为R=120Q,灵敏系数k=2.0,其电阻温度系数a=2.0X10-6/,线膨胀系数B1=12X

10-6/0C的的电阻应变片贴于线膨胀系数为B2=14.2X10-6/0C的工件上，若工件在外力作用下

产生应变量为200u试问：

3）当温度改变时，如果未采取温度补偿措施，电阻变化量为多少？

由于温度影响会产生多大的相对误差？（8分）

挂接在IEEE488接口总线上的器件按它们的作用不同可分为讲者，听者，控者三类器件，分

7.别解释何为讲者器件，听者器件，控者器件，在该总线上三者之间的关系有何规定？（6分）

简述在“振动子幅频特性测定”实验中你采取何种措施来实现改变阻尼率8值的，其取值大小与8的定

性关系是什么？（6分）

设某科研项目中需测定一设备的油缸压力，已知该压力最大值小于300MP,压力持续时间为

8.6—8ms,用你所学知识组建两种类型的电测压力系统，要求：根据所选传感器真确选用二次

9.仪表及三次仪表，并简要说明各部分的功能。（9分）

10.某测量系统的频率响应曲线，若输入周期信号x⑴=2Cos10t+0.8cos（1001-300）,式求其响应y（t）.（6

分）

10.何为动态误差？为了减少动态误差，在一、二阶测量系统中可采取哪些相应的措施？（7

分）

一、判断题：

l.X2.x3.J4.X5..6.X7..8...9..10.X

二、选择题：

l.c2.b3.b4.b..5..

6.d7.a8.a9.b..iO.a

三、1.串联的作用：①便两线圈的输出叠加，提高系统灵敏度

②当永磁体有我.跳时，保证其与两线圈的距离和相等，可以消除弹跳引起的误差。固紧要

求：①连接件的质量要小，刚度要大②固紧刚度要大。目的：提高系统固有频率。

2.惯性加速度传感器：

固有圆频率，有阻尼频率振荡比

阻尼比'-系统共振圆频率“，=Ji-2-。"。

3.为防止静电泄露要做到：①放大器本身的输入阻抗要很高在10〃C以上，一般采用

MOS型场效应管。②输出阻抗要小，以达到阻抗变换的目的，一般采用射极输出。③为防

止电缆电容的影响，可以将放大器小型化，装入传感器之中。④输入电容Ci要小，以提高

灵敏度。

4.筒式应变测压传感器的弹性元件是一只钻了肓孔的圆筒内部装有测压油。当有压力

作用时，应变片感受筒的周向应变。管式应变测压传感器的弹性元件是一只应变管，它感

受活塞上加载的集中应力、发生径向形变，应变片贴于径向上。这种传感器的固有频率的

筒式的高。

5.解：①温度引起电阻的应变：

线膨胀差异引起的应变：

引起的电阻变化量:

+为X100%=40+055X100%=2.3%

②相对误差£200

6.讲者：指发送数据到其他器件的器件

听者：指接收讲者发送的数据的器件

控者：是指挥接口总线上各仪器进行数据变换的器件

对于一个特定的器件，只能充当上述三种角度中的一种，也可身兼两职或三者，可以

有多个听者，但在任一时刻，一个系统中由一条叫线连接的器件中只能有一个讲者，可以

有多个听者，但一个器件不能同时作为讲者和听者。任一时刻，一个系统中只应有一个控

者。

7.采用电磁阻尼来改变了，其取值大小取决于电路电阻R,即

8.方法一：

筒式测压传感器-电阻应变仪一显示、记录设备

\I

将压力信号转换为进行放大，

调制过的电信号相敏检波、滤波

方法二：

压电式压力传感器一电荷放大落一显示记录设备

I\

将压力信号转变为电信号对电荷量放大进行阻抗变换

•.・X0=2cosl0r-0.8cosG00r-30°）

.・・），（，）=1.79cosl0（/-26.6°）+0.157cosl00（/-79°）

1（）.动态误差：当用理想关系来衡量实际系统时产生的误差。

对于一阶应减小时间常数使增大，无失真测量的范围更广。

对于二阶系统应使，这样增大，不失真测量的范围变大。

试卷2

判断题.（本题共10分，对则打“，'，不对则打“X”）

1.频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号的频率总等于输入信号的频率。（）

2.瞬态信号的频谱具有谐波性、离散性、收敛性。（）

3.最小二乘法求参考直线的基本思想是使剩余误差的和为最小。（）

4.一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。（）

5.对一个具有有限频谱（0~fc）的连续信号采样，若满足2fcTsl,采样后得到的输出信号能恢复为原

来的信号。（）［Ts为采样时间间隔|

6.交流电桥的输出信号经放大后.直接记录就能获得其输入信号的模拟信号了。（）

7.测量小应变时.应选用金属丝应变片，测量大应变时，应选用半导体应变片。（）

8.测试系统的幅频特性在工作频带内通常是频率的线性函数,而线性测量系统的灵敏度是时间的线

性函数。（）

9.系统的传递函数H（s尸Y（s）/X（s）（Y（s）、X（s）分别为响应与激励的拉氏变换），表明H（s）将随X⑸

5.（a）用四片K=2.0、标称阻值均为90。的金属丝应变片组成全桥测量某构件的应变，供桥电压为

5V.求最大全桥输出电压为Umax=3mV时，构件的应变应为多少口E<,（4分）

⑸简述应变简式测压传感器的工作原理及温度补偿方法。（说明应变片的粘贴方向，各应变片的作用,

画出桥路图，并阐明理由。）（6分）

6,叙述测量系统实现不失真测量的条件（4分）

7.挂接在IEEE488接口总00.40.81.21.62.02.42.83.23.64.04.44.85.25.66.0

线上的器件按它们的作用

不同可分为讲者，听者，

控者三类器件，分别解释

何为讲者器件,听者器件，

控者器件，在该总线上三

者之间的关系有何规定？

（6分）

四.实验题（24分）

1.下表列出了用电涡流传感

器测量物体振动时的静标

数据.表中线圈平面与试件

间的相对距离为X,表头读

数为U。

x（mm）

u(mv)2.022.473.023.604.234.875.526.166.787.377.938.458.939.369.7510.10

问题：（1）简述电涡流传感器输出灵敏度与被测试件的电导率及磁导率的定性关系。（4分）；

（2）根据上表数据试确定J专感器的最佳安装位置及该系统的实际线性测量范围。（6分）

2在压电测量系统中为什么一般使用电荷放大器而不使用电压放大器？（8分）

3.在“二阶系统幅频特性测定”实验中，改变实验板上的可调电阻值.电路系统的频响特性有何变化？

（6分）

试卷

一。判断题.（本题共10分，对则打,不对则打"X”）

1.由于H（s）=Y（s）/X（s）,即将X（s）减小时，H（s）将增大，因此H（s）和输入有关。（）

2.信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。（）

3.一阶系统的时间常数T越小越好。（）

4.线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。（）

5.传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。（）

6.交流电桥可测静态应变，也可测动态应变。（）

7.电荷放大器使压电加速度计输出的电荷量得到放大，由此而得电荷放大■的名称。（）

8.若振动子的固有频率fn=400Hz,则其工作频率范围为0—400Hz。（）

9.一台仪器的重复性很好.但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。（）

10.一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测试范围越窄。（）

二.填空（每空1分，共30分）

1.为使测量结果有普遍的科学意义，必须Q）用作比较的标准是

（2）使用的仪器系统。

2.线性测量系统具有两个重要特性：（1）(2)

3.表征测量系统静态特性的主要指标有、、

和等。

4,二阶线性测量系统是指的测量系统。如

、等都属于二阶线性测量系统。

二阶系统的动态特性参数为和。5.

根据幅频特性曲线可知，惯性式加速度传感器的工作频率范围为，

传感器的固有频率。根据它的相频特性曲线，在理想的情况下，其阻尼率应

满足。

6.在“振动子幅频特性测定”实验中，改变实验板上的并联电阻值，实际是改变振动子的。

7,周期信号与瞬态信号都可以用来表示。周期量的频谱和瞬

态量的频谱区别在于：前者是，后者是。

周期量的幅值谱的纵坐标表示，瞬态量的幅值谱的纵坐标表示的

是。

8.压电传感器的频率响应上限决定于，频率响应的下

限决定于。

9.永磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成，其作用为（1）

（2）o

10.半导体应变片工作的原理是基于，压电式传感器的工作原理是基

于。

三.试描述永磁式感应测速传感器中位移线圈的工作原理。（6分）

四.图示具有温度补偿作用的筒式应变测压传感器的敏感元件一应变筒，请画出四片应变片的粘贴

位置，注明应变片的粘贴方向，注明各应变片的作用，画出桥路图，并阐明理由。（6分）

五.对于一个复杂波形的输入信号，为什么要求动态测试系统有良好的幅频特性和相频特性？如果输入

为一个单独的简谐信号，是否要考虑幅频特性和相频特性？（B分）

六.何为动态误差？对二阶测量系统来说，为减少动态误差，一般可采取哪些措施？（8分）

七.在压电测量系统中为什么一般使用电荷放大器？使用时要注意什么？（8分）

八.如图为某一阶测试装置的幅频和相频特性曲线，分别对系统输入信号xl（t）=A1sinu）H+A2sinG02t和

x2（t）=Alsinu）lt+A3sinu）3t,请问输出信号会不会失真？

九.某间接测量的函数式为y=a0x1x2,试推导y的标准误差式子。（设x1、x2分别为直接测量量值

x1.x2的标准误差）（6分）

+.简要说明将连续时间信号遂行离散化时产生混迭的主要原因。（6分）

十一.用四片七2.0的金属丝应变片组成全桥测量某构件的应变，供桥电压为4V,,R1=R2=R3=R4=120

0,求最大全桥输出电压为Umax=3mV时，构件的应变应为多少U£。（6分）

答案

一.判断题

lx2x3V4x5V6V7x8V9x1（）V

二填空

1.公认的重复性好

2.频率不变性叠加性

3.灵敏度非线性迟滞重复性

4.能用二阶线性运动微分方程来描述，光线示波器振动子，惯性式加速度传感器。n和

5.co/co,t<=\尽可能低1.0

6.阻尼率

7.频谱离散的连续的各次谐波的幅值频谱密度

8.传感器的固有频率，放大器的反馈电容和反馈电阻

9.提高传感器的灵敏度B变化时保持感应电动势与速度之间的比例系数不变，消除弹跳引起的测量

误差

10.压阻效应压电效应

11.周期函数非周期函数

三永久磁铁运动时，在位移线圈中也要产生感应电动势。由于位移线圈的两个相邻绕组绕向相反，对外

电路来说，相邻的绕组中产生的感应电动势的方向是相反的，所以，位移线圈输出的电动势是锯齿形

的。产生据•齿波的峰尖时刻，正式永久磁铁经过某个位移绕组的时刻；而相邻的峰尖和峰谷对应的时间

隔相当于永久磁铁通过一个节距所用的时间。

四轴向粘贴

RIR3为工作应变片。R2R4为温度补偿应变片。工作应变片应放于相对桥臂上，补偿

应变片放与工作应变片的邻臂上。

五.理想测量系统的幅频特性是一条直线一一此系统对所有频率的谐波信号的幅度缩放作

月相同；理想测量小系统的相频特性是一条过原点的直线一一对各频率谐波的零时相位增

量与频率成比例。此理想测量小系统能不失真地测量输入信号。然而在实际测量系统中，

要尽量在一般频率范围内幅频特性接近平直，相频特性接近过原点的直线，这样才能无明

显失真地输出信号。

若单独的简谐信号，也要考虑幅频、相频特性，才能不失真地测量信号。

六动态误差：当用理想来测量实际系统时产生的误差

X⑺=+汇）

=其中*'-k

对于二阶系统：应使则才能减小动态误差，使系统的动态响应越好。

七电压放大器受电缆的长度、位置和分布电容的影响较大，一般在实际运用中，使电荷放

大器。

压电传感器所产生的电荷与放大器输出成正比，因为压电传感器的输出电压与连接电

缆有密切关系，所以使用该放大器时，不可以随意更改与之相配备的电缆，否则将影响测

置精度和传感器的灵敏度。

A输入信号中，最高频率为，对测量系统来说，处与幅频特性的平直段，处于相频特性的

过零点的直线上，因此能不失真地输出。输入信号中，最高频率为，已超出系统不失真

输出范围，处于非线性段，因此会失真。

dydy

=即

九阳

T连续信号进行离散时，要对其进行采样，其采样频去小于2倍信号最高频率时，将会产

生混叠现象。

4--U°z=£kE

试卷：

判断题.（本题共1。分.对则打“,不对则打"X”）

1.所谓并行传送就是用数量等于数据字位数的多根数据线同时传送数据。（）

2.振动子的固有频率越高，其灵敏度也越高。（）

3.频率不变性原理是指线性测试系统的输出信号的频率总等于输入信号的频率。.（）

4.一台精密度高的仪器，当存在测量误差时，多次重复测量的结果必定是集中、始终偏离正确位。

（）

5.对一个具有有限频谱（O~fc）的连续信号采样，若满足2fcTsl,采样后得到的输出信号能恢复为原

来的信号。（）［Ts为采样频率］

6.交流电桥的输出信号经放大后，直接记录就能获得其输入信号的模拟信号了。（）

7.由于存在横向效应，所以用金属丝应变片单独测定横向应变时，其灵敏度比测定纵向应变要低。

（）

8.在常系数的线性系统中，当初始条件为零时，系统输出的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为

传递函数。（）

9.时间常数表征一阶系统的惯性.是过渡过程长短的度量。（）

10.GP-IB中采用了字节并行字位串行的信息传递方式。（）

选择题（共15分，每题1.5分）

1.测量传感器特别适宜于测量（）

.a静态量.b.准静态量c动态量.d.三者均可以

2.不失真测量的条件除要求测量系统幅频特性是常值外，其相频特性要求满足（）

a.相移与频率成正比；b.常值相移；c.任意相移；d.无特殊要求

a.3.压电式传感器最好采用电荷放大器的原因是（）

b.使放大器的增益增大；b.非线性失真小；c.可忽略导线包容和分布电容；d.频率特性特别好

a.4.若给时间常数为T的一阶系统，输入频率为3=1八的正弦信号，则输出与输入相位差为

（）。

b.-45°；b.-90°；C.-1450；d.-180°

a.5.压电材料按一定方向置放在电场中，其几何尺寸发生变换，称为（）效应

b.压电效应；b.压阻效应；c.逆压电效应；d.压磁效应

a.6.对某二阶系统输入周期信号X（t）=AOsinu）mt,则系统输出信号有以下特性（）。［注：u）m>

con］

幅值、频率、相位皆不变；b.频率改变，幅值、相位不变；c.幅值、相位改变，频率不变；

d.相位不变，幅值、频率改变。

7.将时域信号进行时移，则该信号对应的频域信号将会产生（）

a.扩展；b.压缩；c.不变；d.仅有相移

8.一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围（）

a.越宽；b.越窄；c.不变；d.无规律可寻

9.某间接测量的函数式为y=a0x1x2,则y的标准误差为（）（式中x1、x2分别为直接测量量值

x1.x2的标准误差）

.a..b..c.;

d端）"

10.半导体应变片在测量某一构件应变时.其电阻相对变化是由（）来决定的

.a.变形.b.电阻率的变化.c.弹性模量的变化.d.泊松比的变化

三.测量系统基本知识题（50分）

1.试证明一阶线性测量系统的频率响应函数为并推倒出它的幅频特性和相频特性的表达式。（6分）

2.（6分）（a）写出理想二阶线性系统的拉氏传递函数，并导出其幅频和相频的函数表达式。［提示：单

自由度二阶强迫振动的运动微分方程为：，其中m为质量，c为阻尼，］

（4分）（b）说明3n、3d、ar、k、m（各量值的物理意义及其相互间的函数关系。［注：写出物理

意义及两个函数关系式或两个以上关系式给全分］

3.为改善永磁式测速传感器的动态特性，讨论与其相连的放大器应具有何种要求。（6分）

［解题步骤；G）写出其运动微分方程，画等效电路

（2）求传递函数及频率响应

（3）讨论要求的系统参数值］

4.（a）画图说明应变筒式测压传感器是如何进行温度补偿的？（4分）

（b）简述压电式测压传感器是如何实现加速度补偿的？（4分）

5.欲测量某回路中一标称值为101%电阻器的功率损耗P,可采用两种方法进行，一是只测电阻器

两端的电压V,然后用公式P=V2/R计算功率损耗；二是分别测量电阻器两端的电压V和流过电阻器的

电流I,由公式P二VI计算电阻器上的功率损耗。估算这两种方案的电功率误差，设V和I的测量结果为

V=1001%（V）,1=101%（A；o（8分）

6.挂接在1上比488接口总线上的器件按它们的作用不同可分为讲者，听者，控者三类器件，分别解释

何为讲者器件，听者器件，控者器件，在该总线上三者之间的关系有何规定？（6分）

7.在测量系统静态标定数据处理时，我们常采用最小二乘法求系统的参考工作直线，请简要说明最小二

乘法的基本思想及在求参考工作直线时如何应用该方法。（6分）

四.实验技能题（25分）

1.简述在“振动子幅频特性测定”实验中你采取何种措施来实现改变阻尼率B值的，其取值大小与。

的定性关系是什么？（5分）

2.（a）用一薄壁圆筒为弹性敏感元件，设计一应变式测力仪。要求在其外圆柱面上贴八个应变片，构

成一能抗弯并能进行温度补偿测量桥路。（应变片的布贴位置可用圆筒的展开图表示。）（4分）

（b）用四片K=2.0的金属丝应变片组成全桥测量某构件的应变，供桥电压为5V,,R1=R2=R3二R4二120

0,求最大全桥输出电压为Umax=6mV时，构件的应变应为多少uE。（4分）

3.用镶铭一镶硅热电偶测炉温。当冷端温度T0=300C时，测得热电势为E（T,T0）=39.17mv,若冷端温度

变为-200C测该炉温时，则应测得热电势为多少mv?（6分〕

［附:已知该热电偶有E（30,0）=1.2mv,E（-20,0）=-0.77mv,E（20,0）=0.80mv,E（-30,0）=-1.14mv］

4.描述测量系统静态特性的常用指标有哪些？其中线性度的定义为？（6分）

一判断题

N2x344V5x6x849410x

二选择题

1d2a3c4a5c6c7d8c9blOd

三测量系统基本知识题

r—4-y（z）=x（r）

1.••一阶系统微分方程为力"

两边拉氏变换得zyy(s)+y(s)=Z(s)

2(a):

/m2Z(5)+CsZ(s)+kZ(s)=F(s)

H⑸=-^―-----

f?is~+cs+k

系统共振频率9■二3”J1二•4为阻尼率

则

H(j(o)=-----------------------

22k

1-(—)+./2/?—°〃=-

(on5m固有频率

2m以阻尼率

b）固有频率

阻尼振荡频率①

系统共振频率叫=%/1-幺24—阻尼率

3」.测速传感器等效电路如图

L,RL为传感器的电感和电阻；Rg为相连的放大器输入电阻。

记R=RL+Rg,根据基尔霍夫定律，

3）讨论（1）T愈小，测量电路的动态特性愈好。

（2）对于特定的传感器L值和R值已定，为改善永磁式测速传感器的特性，应减小值，则必须使Rg越

大越好。

4答:：a）

b）在压电式测压传感器的结构中，增设质量块M和一组极性性相反的补偿压电晶片组，当传感器承受

轴向振动加速度时，由于膜片及晶片质量造成的惯性力作用，压电晶片将感受振动力而产生电荷，由于

补偿质量使补偿压电晶片组产生的电荷的极性和测量压电晶片组因振动产生的电荷极性相反，适当调

节补偿质量，将能使它们互相抵消。

5对方案一有:

区,=(——y(j：+(——)~(T2

pdvvdR4R

对于方案二有:

6具有发送器件消息功能的器件称为讲者。

具有接收来自其他器件的器件消息功能的器件称为听者

具有控功能。即为挂在总线上的各个器件发送地址或命令的器件称为控者

对于一个特定的器件，只能充当上述三种之角色的一种，也可身兼两职，也可身兼三职。但在任一时

刻，一个系统中只能有一个讲者，也可有多个听者同时接收数据，但一个器件不能同时作为讲者和听

者，任一时候，一个系统中只能有一个控者。

7对于N点实验数据可用直线方程来表述。最小二乘法思想是：使实验测值对I可归直线的偏差平方和

为最小即能使Q（a,b）取最小值的直线应当是和各数据点有最佳拟和效果的直线。

四实验数据题

1采用电磁阻尼，主要取决于外电路电阻R,即表达式

通常使0在0.6〜0.7之间

2（a）

（b）《max=£KE

3E（r,30°）4-E（30\0）=E（r,—20"）+E（—20、O）

4描述测量系统静态特性的常用指标有：

灵敏度线性度迟滞重复性测量范围

线性度AL定义为测量系统的平均静态特性和参考线的最大偏差的绝对值四%」与满量

程输出的百分比。

AL=|^y.»：,JxlQQ

»s%

试卷：

判断题（本题共10分,对则打“，'，不对则打“X”）

1.任意两个变量X和y之间的真实关系均可用一元线性回归方程来描述。（）

2.一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在系统误差的缘故。（）

3.对多次测量的数据取算数平均值，就可以减少随机误差的影响。（）

4.对一个具有有限频谱（0fc）的连续信号采样，若满足2fcTs1,采样后得到的输出信号能

恢复为原来的信号。（）［Ts为采样频率］

5.设某周期信号x（t）之单位为口，则其均方根谱之单位为U2,其功率谱之单位为口。（）

6.测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。（）

7.A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（）

8,接触式测温是基于热平衡原理进行的，非接触式测温是基干热辐射原理进行的（）

9.同一材料构成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。（）

10.只要信号一经截断，就不可避免地引起混叠。（）

选择题（共20分，每题2分）

b.1.压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（）

加速度力学系统的频率特性.b.压电晶体的电路特性.c.测量电路的时间常数

2.把连续时间信号进行离散化时产生混送的主要原因是（）

.a.记录时间太长.b.采样间隔太宽.•.记录时间太短.d.采样间隔太窄

3.要测量x（t）=50Sin40TTt+10Sin2000T^t的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（）

的惯性加速度计。

fn二15Hz、B=0.707.b.fn=1000Hzv3=0.70..c.fn=50Hzv3=0.0..

d.fn=1000Hzx=0.04

4.对某二阶系统输入周期信号X（t）=AOsinamt,则系统输出信号有以下特性..）。［注：Hm>3n］

幅值、频率、相位皆不变；b.频率改变，幅值、相位不变；c.幅值、相位改变，频率不变；

d.相位不变，幅值、频率改变

5.在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（）效应。

a.内光电；b.外光电；c.热电；d.阻挡层光电

6.（）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。

.a.差动变压器式..b.变间隙电容式...C.变阻器式..d.电压式

7.某间接测量的函数式为尸a0x1x2,则y的标准误差为（）（式中x1、x2分别为直接测量量值

xKx2的标准误差）

%，=9；+b；2严.b<TV=%(4严.c.%严

U.区/=%（%上；2+力；严

B.金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由（）引起的。

a.贴片位置的温度变化；b.电阻丝几何尺寸的变化；c.电阻材料的电阻率的变化

9.用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（）

a.图解法；b.最小二乘法；c.分值法；d.端点连线法

10.半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，其电阻的相对变化主要是由（）引起。

a.半导体电阻率的变化；b.半导体几何尺寸的变化；c.贴片位置的温度变化；d.供桥电源的变化

5.三.测量系统基本知识题170分）

6.磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么？磁头件与被测物体固紧

时有何要求？（6分）

7.举一个二阶测量系统例子，写出其幅频特性及相频特性函数关系式，并说明3d、各量的物理

意义及其相互间的函数关系。（8分）

3.压电测压传感器与电压放大器相接时，为能测量静态压尢信号（防止静电泄漏），从放大器本身出

发应采取哪些措施？（8分）

4）应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要有哪些区别？（6分）

5）有一电阻阻值为R=120。，灵敏系数k=2.0,其电阻温度系数0:2.0X10-6/0C,线膨胀系数B

1=12X10-6/00的的电回应变片贴于线膨胀系数为B2=14.2X10-6/0C的工件上，若工件在外

力作用下产生应变量为200口£,试问：

6）当温度改变40c时，如果未采取温度补偿措施，电阻变化量为多少？

由于温度影响会产生多大的相对误差？（8分）

挂接在IEEE488接口总线上的器件按它们的作用不同可分为讲者，听者.控者三类器件，分

11.别解释何为讲者器件，听者器件，控者器件，在该总线上三者之间的关系有何规定？（6

分）

简述在“振动子幅频特性测定”实验中你采取何种措施来实现改变阻尼率B值的，其取值大小与B的定

性关系是什么？（6分）

设某科研项目中需测定一设备的油缸压力，已知该压力最大值小于300MP,压力持续时间为

12.6—8ms,用你所学知识组建两种类型的电测压力系统，要求：根据所选传感器真确选用

二次

13.仪表及三次仪表，并简要说明各部分的功能。（9分）

=——5——

14.某测量系统的频率响应曲线1+，若输入周期信号

x（t）=2Cos10t+0.8Cos（10Qt-30°）,式求其响应y（t）.（6分）

10.何为动态误差？为了减少动态误差，在一、二阶测量系统中可采取哪些相应的措施？（7

分）

一、判断题：

l.X2.V3.V4.x5..6.义7..8...9..10.义

二、选择题：

l.c.2.b3..4.C.5..6.d7..8.b9.b.l0.a

三、1.串联的作用：①使两线圈的输出叠加，提高系统灵敏度；②当永磁体有弹跳时，保证

其与两线圈的距离和相等，可以消除弹跳引起的误差。

固紧要求：①连接件的质量要小，刚度要大；②同紧刚度要大。

目的：提高系统固有频率。

2.惯性加速度传感器：

固有圆频率，

系统共振圆频率例=正2仍叫。

3.为防止静电泄露要做到：①放大器本身的输入阻抗要很高

在10〃。以上，一般采用MOS型场效应管。②输出阻抗要小，以达到阻抗变换的目的，一

般采用射极输出。

③为防止电缆电容的影响，可以将放大器小型化，装入传

器之中。

④输入电容Ci要小，以提高灵敏度。

4.筒式应变测压传感器的弹性元件是一只钻了肓孔的圆筒内部装有测压油。当有压力

用时，应变片感受筒的周向应变。

管式应变测压传感器的弹性元件是一只应变管，它感受活塞上加载的集中应力、发生

径向形变，应变片贴于经向上。这种传感器的固有频率的筒式的高。

5.解：①温度引起电阻的应变：

线膨胀差异引起的应变：

引起的电阻变化量：

%。*/X100%=40+0至X100%=2.3%

②相对误差£200

6.讲者：指发送数据到其他器件的器件

听者：指接收讲者发送的数据的器件

控者：是指挥接口总线上各仪器进行数据变换的器件

对于一个特定的器件，只能充当上述三种角度中的一种，也可身兼两职或三者，可

以有多个听者，但在任一时刻，一个系统中由一条叫线连接的器件中只能有一个讲

者，可以有多个听者，但一个器件不能同时作为讲者和听者。任一时刻，一个系统

中只应有一个控者。

7.采用电磁阻尼来改变了，其取值大小取决于电路电阻R,即

8.方法一：

筒式测压传感器一电阻应变仪一显示、记录设备

将压力信号转换为进行放大，

调制过的电信号相敏检波、滤波

方法二：

压电式压力传感器一电荷放大器一显示记录设备

II

将压力信号转变为电信号对电荷量放大进行阻抗变换

vx(0=2cosl0r-0.8cos(100r-30°)

.・・y(t)=1.79cosI0(r-26.6°)+0.157cosl0(X/-79°)

1().动态误差：当用理想关系来衡量实际系统时产生的误差。

对于一阶应减小时间常数使增大，无失真测量的范围更广。

对于二阶系统应使，这样增大，不失真测量的范围变大。

试卷：

一。判断题（本题共10分，对则打“〃，不对则打"X”）

1.任意两个变量X和y之间的真实关系均可用一元线性回归方程来描述。（）

2.一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在系统误差的缘故。（）

3.对多次测量的数据取算术平均值，就可以减少随机误差的影响。（）

4.对一个具有有限频谱（0fc）的连续信号采样，若满足2fcTs1,采样后得到的输出信号能

恢复为原来的信号。（）［L为采样时间间隔］

5.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。

6.测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。（）

7.压电式传感器采用电荷放大器或电压放大器，所构成测量系统的特性总是相同的。（）

8.接触式测温是基于热平衡原理进行的，非接触式测温是基于热辐射原理进行的（）

9.同一材料构成的热电偶，即哽两端点温度不等，也不会形成热电势。（）

10.将信号截断，就不可避免地引起频谱混叠。（）

选择题（共20分，每题2分）

c.1.压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（）

加速度力学系统的频率特性.b.压电晶体的电路特性.c.测量电路的时间常数

2.把连续时间信号进行离散化时产生频谱混叠的主要原因是（）

.a.记录时间太长.b.采样间隔太宽...记录时间太短.d.采样间隔太窄

3.要测量x（t）=50554011{+105皿2000111:的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（）

的惯性式位移传感器。

fn=15Hzvk=0.707.b.fn=1000Hzv&二0.70..c.fn=50Hzv4=0.0..

d.fn=1000Hz、4=0.04

4.对某二阶系统输入周期信号X（t）=A0sin3mt,则系统输出信号有以下特性..）。［注：,

con为系统的固有频率1

幅值、频率、相位皆不变；b.频率改变，幅值、相位不变；c.幅值、相位改变，频率不变；

d.相位不变，幅值、频率改变

5.在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（）效应。

a.内光电；b.外光电；c.热电；d.阻挡层光电

6.（）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。

.a.差动变压器式..b.变间隙电容式...c.变阻器式..d.电压式

7.某间接测量的函数式为尸a0x1x2,则y的标准误差为（）（式中x1、x2分别为直接测量量值

xhx2的标准误差）

a%=（端+b；2严.b%=%（端+/严.°%=（*41+为.严.

.by=%（石2元+后端严

B.金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由（）引起的。

a.贴片位置的温度变化；b.电阻丝几何尺寸的变化；c.电阻材料的电阻率的变化

9.用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（）

a.图解法；b.最小二乘法；c.分值法；d.端点连线法

10.金属丝应变片在测量某一构件的应变时,其电阻的相对变化主要由（）引起的。

a.贴片位置的温度变化；b.电阻丝几何尺寸的变化；c.电阻材料的电阻率的变化

?.三.测量系统基本知识题170分）

10.磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么？磁头件与被测物体

固紧时有何要求？（6分）

11.压电测压传感器与电压放大器相接时，为能测量静态压力信号（防止静电泄漏），从放大器本

身出发应采取哪些措施？（8分）

7）应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要有哪些区别？（6分）

8）有一电阻阻值为R=120。，灵敏系数k=2.0,其电阻温度系数0:2.0X10-6/0G线膨胀系数B

1=12X10-6/00的的电回应变片贴于线膨胀系数为B2=14.2X10-6/0C的工件上，若工件在外

力作用下产生应变量为200口£,试问：

9）当温度改变40c时，如果未采取温度补偿措施，电阻变化量为多少？（7分）

由于温度影响会产生多大的相对误差？