现代测试技术《传感器》复习试题
一、选择题
1．下列器件不能够检测温度的是（）。
A. 红外探测器
B. 热电偶C．热电阻D．CCD
2．下列传感器不能测量位移的是（）。
A．迈克尔逊干涉仪B．电阻应变式传感器
C．差动变压器式传感器D．催化传感器
3．下列属于物性型传感器的是（）。
A. 热电偶
B. 电容式传感器
C．直线位移变阻器传感器D．磁电式速度传感器
4．下列适合用作加速度传感器的是（）。
A. 压电晶体传感器
B. 电容式传感器
C．差动变压器式传感器D．电涡流传感器
5．下列适合用作生物传感器的是（）。
A. 压电晶体传感器
B. 电容式传感器
C．应变电阻式传感器D．酶传感器
二、判断题
1．无论采用何种测量仪器和方法，都不能测量出被测对象的真值。（）
2．由于测量肯定存在误差，所以粗大误差不能消除。（）
3．任何信号都可以用数学关系式来描述。（）
4．测量仪器经过正确严格的标定后可以得到与标定系统相同的精度。（）
5．应变片式位移传感器不适合直接测量大位移。（）
6．电涡流传感器可以实现非接触距离测量。（）
7．一型系统能够消除速度误差。（）
8．磁电式速度计可以实现非接触式振动测量。（）
9．声波在空气中传播时，随着温度降低，速度升高。（）
10．设备表面粗糙程度不影响涡流位移传感器测量其振动幅值。（）
11．分贝数相同的噪声，人耳感觉到的响度也是一样的。（）
12．桥式电路能够提高测量灵敏度。（）
13．压电式传感器是能量控制型传感器。（）
14．电容式气体压力传感器可以用来间接测量流量。（）
15．虚拟仪器测量系统除了计算机，可以完全不依赖于其它硬件。（）
三、名词解释
1．灵敏度：传感器在稳定工作条件下，输出微小变化增量与引起此变化的输入微小变量的比值。
2．线性度：是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。
3．结构型传感器：是利用物理学中的场的定律和运动规律等构成的，其被测参数变化引起传感器结构变化，从而使输出电量变化。如：光栅式，电容式，电感式等。
4．调制：利用某种低频信号来控制或改变-高频振荡信号的某个参数的过程。
5．压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。
依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。
四、问答题
1．什么是负载效应？减轻负载效应的措施有哪些？
化而引起输出稳定量的变化的效应称为负载效应。即空载或最小负载下的输出电压和满载输出电压之间的差值与满载输出电压的百分比。它表征了负载变化对电源输出电压的影响程度。
尽量减少导线电阻及接触电阻；
正确利用电源的遥测端；
使用过程中负载电容总量不应超过最大容性负载能力。
2．热电偶回路具有什么特点？
T=T0，则尽管导体A，B材料不同，热电偶回路的总电势亦为零。
总热电势。这一性质称为中间导体定律。
3．传感器的概念是什么？选用传感器的基本原则是什么？
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。
1-可靠性：产品的性能参数均处在规定的误差范围内
2-灵敏度：传感器灵敏度越高越好。
3-响应特性：影响特性必须满足
4-精确度：应从实际出发尤其应从测试目的出发来选择
5-线性范围：在线性范围内输入与输出成比例关系
4．根据光电测量原理，光电传感器包括哪几种类型？
光电式传感器有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光电二极管和光电三极管、光电池、半导体色敏传感器、光电闸流晶体管、热释电传感器、光电耦合器件等光电元件。另外，光电式传感器还可分为模拟式光电式传感器和脉冲式光电式传感器两类。
5．简述磁电式速度传感器的原理。
磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种无源传感器。见书P75
6．选择测振传感器的主要注意事项是什么？
1.一定要确定你所测对象振动过程中可能出现的最大过载是多少，传感器的最大过载必须大于这个值，
否则传感器会出现不可逆的损坏。2.确定传感器工作环境的温度范围，根据校准证书上的温漂曲线进行软件校准。3.确定自己想要的输出形式，是电压还是电流还是电荷，这样可以确定后端是否还需要信号变整设备。4.确定安装位置和安装方式，选择尺寸合适方便安装的传感器。
7．什么叫声发射？声发射传感器包括哪几种？材料或构件在受力过程中产生变形或裂纹时，以弹性波形式释放出应变能的现象，称为声发射。利用接收声发射信号,对材料或构件进行动态无损检测的技术,称为声发射技术。
声发射传感器的主要类型有：高灵敏度声发射传感器，宽频带声发射传感器，高温声发射传感器，差动声发射传感器，微型声发射传感器、磁吸附声发射传感器、低频抑制声发射传感器和电容式声发射传感器等。
8．什么是虚拟仪器？虚拟仪器的软件组成结构是什么？
虚拟仪器采用计算机开放体系结构来取代传统的单机测量仪器。
虚拟仪器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。
五、计算题
1．以阻值R=120Ω,、灵敏度S g =2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压3V ，假设负载电阻无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的电桥灵敏度。
2．图4-1所示电路给出了某电位器式位移传感器的检测电路。U i
=12V ，R 0=10kΩ，AB 为线性电位计，总长度为150mm ，总电阻为30kΩ，C 点为电刷位置。
问：1）输出电压U 0=0V 时，位移x
为多少？
2）当位移x 的变化范围在10—140mm 时，输出电压U 0的范围是多少？
-B
C
图4-1
1.解：
这是一个等臂电桥，可以利用等比电桥和差特性表达式求解。
o 1234e 1
()4U R R R R U R =?-?+?-?
ε=2με时：
单臂输出电压：6
6o e e 1122103310V 3μV 44g R U U S U R ε--?===????=?= 双臂输出电压：66o e e 11
22103610V 6μV 22g R U U S U R ε--?===????=?=
ε=2000με时：
单臂输出电压：63
o e e 11
22000103310V 3mV 44g R U U S U R ε--?===????=?=
双臂输出电压：63o e e 11
22000103610V 6mV 22g R U U S U R ε--?===????=?=
双臂电桥较单臂电桥灵敏度提高1倍。
2.解：
1）当U 0=0V 时，电桥平衡
21
150=-x x
解得x=100
2）当位移x 的变化范围在10—140mm 时，电桥输出电压满足如下关系
0150
1502000=-?-+?+x
u u R R R u i O i
()415008.03
12150150122150150000--=--?=?+--?=x x R R R u x u u i i O 14010≤≤x
()()41015008.0414015008.0--≤≤--∴O u
即：2.72.3≤≤-O u
一、选择题
1.下列器件能够检测温度的是（ ）。
A. SAW
B. 差动电容传感器
C ．Cu50
D ．CCD
2.下列传感器能测量位移的是（ ）。
A ．迈克尔逊干涉仪
B ．Cu50
C ．Pt100
D ．催化传感器
3．下列属于结构型传感器的是（ ）。
A. 热电偶
B. 水银温度计
C ．压电晶体传感器
D ．磁电式速度传感器
4．下列不适合用作位移传感器的是（ ）。
A. 压阻式传感器
B. 电容式传感器
C ．差动变压器式传感器
D ．应变式电阻传感器
5．下列属于能量控制型传感器的是（ ）。
A. 压电晶体传感器
B. 热电偶温度计
C ．应变电阻式传感器
D ．酶传感器
二、判断题
1．被测对象的真值可以通过精确测量得出。（ ）
2．测量肯定存在误差，但是粗大误差能消除。（ ）
3．存在不可以用数学关系式来描述的信号形式。（ ）
4．测量仪器经过正确严格的标定后也不可能得到与标定系统相同的精度。（ ）
5．应变片式位移传感器不适合直接测量大位移。（ ）
6．电涡流传感器不能实现非接触距离测量。（ ）
7．二型系统能够消除速度误差。（ ）
8．磁电式速度计可以实现非接触式振动测量。（ ）
9．设备表面粗糙程度影响涡流位移传感器测量其振动幅值。（ ）
10．声波在空气中传播时，随着温度降低，速度降低。（ ）
11．分贝数相同的噪声，人耳感觉到的响度也可能不一样。（ ）
12．桥式电路能够提高测量灵敏度。（ ）
13．压电式传感器是能量转换型传感器。（ ）
14．电容式气体压力传感器可以用来间接测量流量。（ ）
15．虚拟仪器的硬件系统除了计算机，还包括信号采集硬件。（ ）
三、名词解释
1．回程误差：测量器具对同一个尺寸进行正向和反向测量时，由于结构上的原因，其指示值不可能完全相同这种误差被称作回程误差。 回程误差：在相同条件下，被测量值不变，计量器具行程方向不同其示值之差的的绝对值。注：回程误差也称滞后误差。见书P11：在相同条件下传感器在正行程
（输入量有小到大）和反行程（输入量由大到小）期间，所得输入，输出特性曲线往往不重合。
2．分辨力：分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨率时，其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨率并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨率的指标。压力传感器上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。分辨率与传感器的稳定性有负相相关性。
3．物性型传感器：物性型传感器是利用材料的固定物理特性及其各种物理、化学效应检测被测量的传感器。即：利用其物理性变化实现信号转换的传感器。压阻式传感器，压电式传感器，光电式传感器。
4．解调：解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。
5．CCD：英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。
是一种大规模集成电路光电器件，是在MOS集成电路技术基础上发展起来的新型半导体传感器。
四、问答题
1．干扰传入测量装置的主要途径有哪些？
2．说明电涡流式传感器的基本结构与工作原理。
工作原理：形成涡流的条件：1是，存在交变磁场；2是，导体存在交变磁场中；P68
成块的金属物体置于变化着的磁场中，或者在磁场中运动时，在金属导体中会感应出一圈圈自相闭合的电流，称为电涡流。电涡流式传感器是一个绕在骨架上的导线所构成的空心绕组，它与正弦交流电源接通，通过绕组的电流会在绕组周围空间产生交变磁场。当导电的金属靠近这个绕组时，金属导体中便会产生电涡流。涡流的大小与金属导体的电阻率、磁导率、厚度、绕组与金属导体的距离，以及绕组励磁电流的角频率等参数有关。如果固定其中某些参数不变，就能由电涡流的大小测量出另外一些参数。由电涡流所造成的能量损耗将使绕组电阻有功分量增加，由电涡流产生反磁场的去磁作用将使绕组电感量减小，从而引起绕组等效阻抗Z及等效品质因数Q值的变化。所以凡是能引起电涡流变化的非电量，例如金属的电导率、磁导率、几何形状、绕组与导体的距离等，均可通过测量绕组的等效电阻R、等效电感L、等效阻抗Z及等效品质因数Q来测量。这便是电涡流式传感器的工作原理。电涡流式传感器的结构比较简单，主要是一个绕制在框架上的绕组，目前使用比较普遍的是矩形截面的扁平绕组。
3．传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？
它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。1物理量，2生物量，3化学量P:7
4．什么是内光电效应？什么是外光电效应？P114
(1)物质在光的作用下，不经升温而直接引起物质中电子运动状态发生变化，因而产生物质的光电导效应、
光生伏特效应和光电子发射等现象。(2)外光电效应和内光电效应的主要区别在于：受光照而激发的电子，前者逸出物质表面形成光电子流，而后者则在物质内部参与导电。
5．简述磁电式速度传感器的原理。
磁电式传感器是基于电磁感应原理,通过磁电相互作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成感应电动势的传感器，它也被称为感应式传感器、电动式传感器。根据电磁感应定律，N匝线圈中的感应电动势。感应电动势的大小由磁通的变化率决定。磁通量协的变化可以通过很多办法来实现:如磁铁与线圈之间作相对运动;磁路中磁阻变化;恒定磁场中线圈面积变化等。因此可以制造出不同类型的磁电式传感器。磁电式传感器是一种机一电能量变换型传感器，不需要供电电源，电路简单，性能稳定，输出信号强，输出阻抗小，具有一定的频率响应范围，适合于振动、转速、扭矩等测量。但这种传感器的尺寸和重量都较大。
6．什么是正压电效应和逆压电效应？
压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
7．什么叫声发射？声发射传感器包括哪几种？
8．什么叫智能仪器？智能仪器的功能特点是什么？
指具有自动检测工作状态，自动设置初始数据，能够实行逻辑判断，能够指令执行机构，能够记忆贮存测量数据的仪器。智能仪器都带有电脑或单（片）板机作为仪器控制中心，代替人的许多操作，从而保证仪器能够发挥最佳的工作效能。
①操纵自动化。②具有自测功能，③具有数据处理功能，④具有友好的人机对话能力。⑤具有可程控操纵能力。
五、计算题
1．图4-1为一直流电桥，负载电阻R L趋于无穷。图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试求：（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压U0=? （2）R1、R2为金属应变片，感应应变大小变化相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U0=? （3）R1、R2为金属应变片，如果感应应变大小相反，且ΔR1=ΔR2 =1.2Ω，电桥输出电压U0=?
2．图示4-2电路给出了某电位器式位移传感器的检测电路。U i=12V，R0=10kΩ，AB为线性电位计，总长度为150mm，总电阻为30kΩ，C点为电刷位置。问：（1）输出电压U0=0V时，位移x为多少？（2）当位移x的变化范围在10—140mm时，输出电压U0的范围是多少？
-
A
B
C
1.解：
100.0104E R R U V R
?=?=因为只有为应变片,电桥输出按单臂电桥计算， 00U V =因为两应变片变化大小相同，相互抵消无输出，
120,0.022E R R R U V R
?=?=因为应变时大小变化相反,电桥输出按半桥计算， 2.解：
1）当U 0=0V 时，电桥平衡
2
1150=-x x 解得x=100 2）当位移x 的变化范围在10—140mm 时，电桥输出电压满足如下关系
0150
1502000=-?--?+x u u R R R u i O i ()415008.03
12150150122150150000+-=+-?-=?++-?-=x x R R R u x u u i i O 14010≤≤x
()()415014008.041501008.0+-≤≤+-∴O u
即：2.32.7≤≤-O u
一、选择题
1．下列传感器的指标都属于静态特性的是（）。
A. 灵敏度、阻尼系数
B. 幅频特性、稳态误差
C．重复性、漂移D．精度、时间常数
2．下列不属于按传感器的工作原理分类的是（）。
A．应变式传感器B．化学型传感器
C．压电式传感器D．热电式传感器
3．若将变面积型电容式传感器结成差动形式，其灵敏度将（）。
A. 不变
B. 提高一倍
C．减小一倍D．增大两倍
4．在实际热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律（）。
A. 中间导体定律
B. 中间温度定律
C．标准电极定律D．均质导体定律
5．下列器件不能用作光纤传感器中光探测器的是（）。
A. 光敏二极管
B. 光电倍增管
C．光敏晶体管D．固体激光器
6．下列器件不能够检测温度的是（）。
A. 红外探测器
B. Cu50 C．Pt100 D．CCD
7．下列传感器不能测量位移的是（）。
A．迈克尔逊干涉仪B．电阻应变式传感器
C．差动变压器式传感器D．催化传感器
8．下列属于物性型传感器的是（）。
A. 热电偶
B. 电容式传感器
C．直线位移变阻器传感器D．磁电式速度传感器
9．制造霍耳元件的半导体材料中，目前应用较多的是锗、锑化铟、砷化铟，原因是（）。
A. 半导体材料的霍尔系数比金属大
B. P型半导体适合制造高灵敏度的霍耳元件
C．半导体中空穴迁移率较大D．N型半导体适合制造高灵敏度的霍耳元件
10．下列适合用作生物传感器的是（）。
A. 压电晶体传感器
B. 电容式传感器
C．应变电阻式传感器D．免疫传感器
二、判断题
1．无论采用何种测量仪器和方法，都不能测量出被测物理量的真值。（）
2．由于测量肯定存在误差，所以粗大误差不能消除。（）
3．热电偶常用于测量较低温度。（）
4．测量仪器经过正确严格的标定后可以得到与标定系统相同的精度。（）
5．应变片式位移传感器不能完成大位移测量。（）
6．电涡流传感器可以实现非接触转速测量。（）
7．一型系统不能消除速度误差。（）
8．智能传感器一般都包含微处理器。（）
9．无线传感器网络拓扑结构包含孔形结构。（）
10．设备表面粗糙程度不影响涡流位移传感器测量其振动幅值。（）
三、名词解释
1．灵敏度:
2．线性度:
3．结构型传感器:
4．霍耳效应:
5．热电效应:
四、简答题
1．传感器的概念是什么？经典的传感器一般由哪几部分组成？
2．简述差动变压器式传感器的工作原理。
3．什么是压电效应？压电材料有哪些种类？能否用压电传感器测量静态压力？
4．为什么在实际使用中要对热电偶冷端进行补偿？常用冷端补偿方法有哪些？（不少于三种）
5．光纤传感器有哪几种调制方式？
6．简述涡流传感器的工作原理。
7．什么叫生物传感器？根据生物传感器中信号检测器上的敏感物质和生物传感器的信号转换器分类，各有哪几种类型的生物传感器？
五、综合题
1．图5-1所示电路，图中R 2=R 3=R 是固定电阻，R 1和R 4是电阻应变片，工作时R 1和R 4同时受压或受拉，ΔR 表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。应变片不受力时，ΔR=0，电桥处于平衡状态，当应变片受力，发生应变，电桥失去平衡，求这时电桥输出电压为U cd 。
E
图5-1
2．设计一个用霍耳传感器测量电机转速的装置，写出测量原理，画出相关图形（包含硬件结构框图和传感器安装示意图）。
1.解：)(2)(1211R R R
R E R R R R R E U R ?+??+=?+?+?+= R R
R E R R R R E U R ??+=?+?+=23433 R R E R R R E R R R E R R R R E U U U R R cd ?≈???+=??++?+??+==2-2-2)(2-
-13 2.解：
在电机转轴上安置一圆盘，圆盘上等距安装a 个磁钢，在圆盘边沿安置霍耳传感器，如图所示，当电机转动时，磁钢依次通过霍耳传感器，使霍耳传感器周围磁场发生“有、无”变化，霍耳传感器输出开关量，因此只要检测一定时间T 内输出脉冲个数m ，就能测出电机转速n 。满足如下关系：aT
m n π2=。
一、选择题
1．下列传感器的指标都属于动态特性的是（ ）。
A. 灵敏度、重复性
B. 分辨力、迟滞
C ．阻尼系数、时间常数
D ．漂移、线性度
2．下列属于按传感器的工作原理分类的是（）。
A ．温度传感器
B ．压电式传感器
C ．力传感器
D ．化学型传感器
3．若将变面积型电容式传感器结成差动形式，其灵敏度将（ ）。
A. 不变
B. 提高一倍
C ．减小一倍
D ．增大两倍
4．在实际热电偶测温应用中，对冷端进行补偿是利用了热电偶的哪个基本定律（
）。
A. 中间温度定律
B. 中间导体定律
C ．标准电极定律
D ．均质导体定律
5．下列器件不能用作光纤传感器中光探测器的是（ ）。
A. 光敏二极管
B. 光电倍增管
C ．光敏晶体管
D ．固体激光器
6．下列器件不能够检测温度的是（ ）。
A. DS18B20
B. Cu50 C ．AD590 D ．CCD
7．下列传感器能测量位移的是（）。
A ．催化传感器
B ．免疫传感器
C ．LM335
D ．迈克尔逊干涉仪
8．下列属于结构型传感器的是（ ）。
A ．电容式传感器 B. 热电偶
霍耳开关集成传感器内部结构框图2
C ．压电式传感器
D ．光电倍增管
9．霍耳电动势与（ ）成反比。
A. 激励电流
B. 磁感应强度
C ．霍耳元件宽度
D ．霍耳元件厚度
10．下列适合用作生物传感器的是（ ）。
A. 压电晶体传感器
B. 电容式传感器
C ．应变电阻式传感器
D ．细胞传感器
二、判断题
1．采用高精度测量仪器和先进测量方法，能测量出被测物理量的真值。（ ）
2．由于测量肯定存在误差，所以随机误差不能消除。（ ）
3．热电偶常用于测量较高温度。（ ）
4．测量仪器经过正确严格的标定后也不可能得到与标定系统相同的精度。（ ）
5．应变片式位移传感器能完成大位移测量。（ ）
6．电涡流传感器不能实现非接触测量。（ ）
7．一型系统能消除速度误差。（ ）
8．智能传感器一般都包含微处理器。（ ）
9．无线传感器网络拓扑结构不包含孔形结构。（ ）
10．设备表面粗糙程度影响涡流位移传感器测量其振动幅值。（ ）
三、名词解释
1．迟滞
2．线性度
3．物性型传感器
4．传感器
5．压电效应
四、简答题
1．传感器的静态特性包括哪几种（不少于五种）？
2．简述电涡流效应，举例说明涡流传感器的应用场合（不少于三种）。
3．压电材料有哪些种类？能否用压电传感器测量静态压力？
4．热电偶回路的特点是什么？
5．光电式传感器常用光源有哪些？其中哪些光源不能用作红外光源？
6．生物传感器中生物信号的转换方式有哪些？
7．与传统传感器相比智能传感器增加哪些功能？
五、综合题
1．图5-1所示电路，图中R 2=R 3=R 是固定电阻，R 1和R 4是电阻应变片，工作时R 1和R 4同时受压或受拉，ΔR 表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。应变片不受力时，ΔR=0，电桥处于平衡状态，当应变片受力，发生应变，电桥失去平衡时，证明R R
E U cd ?=2。
E
图5-1
2．应用霍耳传感器设计一个家庭防盗的装置，写出测量原理，画出框图（包含硬件结构框图和传感器安装示意图）。
1.解：)(2)(1211R R R
R E R R R R R E U R ?+??+=?+?+?+=(3分) R R
R E R R R R E U R ??+=?+?+=23433(3分) R R E R R R E R R R E R R R R E U U U R R cd ?≈???+=??+-?+??+=
-=222)(221(4分) 2.解：
在门上部远离门轴端安置一磁钢，门框上部突出安装一霍耳传感器，如图所示。”当门被打开时，磁钢从霍耳传感器下经过，霍耳传感器磁场发生变化，输出开关量，驱动报警输出。因此只要检测出霍耳传感器的脉冲输出，就能判断门被打开。(2分) 门磁钢
霍耳传感器
(2分)
(3分)
霍耳开关集成传感器内部结构框图
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现代测试技术复习试题
一、选择 1．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.采样时间间隔太宽； c.记录时间太短； d. 采样时间间隔太窄 2.下述参量的测量属于间接测量法的是（ ） a.用天平测量物体质量； b.用弹簧秤称物体重量； c.声级计测声强级； d.线圈靶测速 3．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，其作用主要为（ ） a.提高传感器的灵敏度及改善线性； b. 提高传感器的灵敏度及改善频响特性； c.改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； d.提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； 4.表示随机信号中动态分量的统计常数是（ ） a.均方值； b.均值； c.均方差； d.概率密度函数 5．半导体应变片是根据（ ）原理工作的。 a.电阻应变效应； b.压电效应； c.热阻效应； d.压阻效应 6.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（ ） a.压电测压传感器的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； d.放大器的时间常数τ 7．二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（ ） a.使得系统输出值稳定； b.使系统不共振； c.获得较好的幅频、相频特性； d.获得好的灵敏度 8．带通滤波器所起的作用是只允许（ ）通过。 a.低频信号； b.高频信号； c.某一频带的信号； d.所有频率分量信号 9．压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（ ） a.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 10. 自相关函数是一个（ ）函数 a.奇函数； b.偶函数； c.非奇非偶函数； d. 三角函数 11．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 12．（ ）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 13．半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式（ ）表示（已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述） a.α=dT R dR ；b. α=2T B ；c. α=2T A ；d. α=00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 14．如果一信号的自相关函数R x (τ)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 15．用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（ ）
2013现代检测技术复习题及答案
《现代检测技术》2013年复习提纲及答案 1. 系统误差有什么特点？请简要叙述如何判别和确定系统误差的方法。 答：系统误差是在相同条件下多次测量同一物理量时产生的误差，包括恒定系统误差和变值系统误差。恒定系统误差的绝对值和符号保持恒定，变值系统误差在条件改变时，按某一确定的规律变化。 判别和确定系统误差的方法有四种： 1） 实验对比法。该方法通过改变产生系统误差的条件进行测量，以发现系统误差，此法适用于发现固定的系统误差。 2） 剩余误差观察法。剩余误差为某测量值与测量平均值之差，根据测量数据的各个剩余误差大小和符号的变化规律，可以直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。这种方法主要适用于发现有规律变化的系统误差。 3） 不同公式计算标准误差比较法。对等精度测量，可以用不同公式计算标准误差，通过比较可发现系统误差。 4） 计算数据比较法。对同一量进行测量得到多组数据，通过计算数据比较，判断是否满足随机误差条件，以发现系统误差。 2. 等精度测量某电流10次，测量结果如下表所示，请判断其系统误差。 表 1 测量结果及计算表 2. 解：观察残差vi 的符号和数值，有明显的下降趋势，估计存在变值系统误差。利用马利科夫准则进行判断，因n 为偶数，取k=5，利用公式求:M i i i i i v v v M >>=--=-=∑∑==3.2)15.1(15.110 6 51 测量中存在累进性系统误差。 用阿卑－赫梅特准则判断，得：485.011 1 == ∑-=+n i i i v v A
求出均方根误差的平均值：076.0968.012 10 1 22 ≈=-=∑=i i n v σ 228.0076.0312=?≈-σn 显然21σ-> n A ,表明测量值中存在周期性系统误差。 3. 0.027F σμ ＝，在置信概率为0.99时，试说明显著性水平α的物理意义，并使用格罗布斯准则判断有无粗大误差。临界值见附表1。 答：设对电容量的多次测量是等精度独立测量，为了检验),...,2,1(n i x i =中是否存在粗大误差，将i x 按照大小顺序排列成顺序统计量)(i x ，即：85624371x x x x x x x x 、、、、、、、 按测量值的大小顺序排列得：8)8(1)1(,x x x x == 由格罗布斯公式导出了()()()() 481.1027 .004 .01188≈= -= =-= σ σ x x g x x g 显著性水平为01.099.011=-=-=p α， 22.2)01.0,8(0=g ，显然 )01.0,8(48.10)8()1(g g g <==，故测量数据中不存在粗大误差。 4. 什么叫光纤的数值孔径？如何计算。 答：（1）入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度α的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA = sin α）。 （2）数值孔径表达式2 221n n NA -= ，其中n1表示纤芯折射率，n2表示包层折射率，是 在阶跃光纤的条件下推导出来的，即认为纤芯区域的折射率是均匀的。但多模光纤目前大多 为渐变光纤，其纤芯区域中的折射率是渐变的。所以对应于的数值孔径叫做最大理论数值孔径NAt ，而在实际中却最常使用强度有效数值孔径NAe ，它们两者的关系为NAt=1.05NAe 5. 被测量对光波的调制有几种类型？简述其中四种光纤传感器的工作原理和特点。 答：（1）根据被测量对光波的调制方式可分为：1.光强调制型2.相位调制型3.偏振态调制型4.波长调制型5.光谱调制型 1） 光强调制型光纤传感器：利用光纤中光强的变化来探测外界物理量。特点：结构简单，被测对象十分广泛；但是由于光纤中的光强容易受光纤振动、弯曲等的影响，其抗干扰能力
现代测试技术试题A----答案
现代道路交通测试技术 试题A----答案 一. 解：由题意频谱函数：x （ω）= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0，故相频谱为0； X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n （n=1,2,3……）时 X （ω）=0 故幅频谱图如下： 二．解：因为信号是周期信号，可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值 故：dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x
三．1．试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。 参考答案： ①基本原理：对于均匀的弹性半空间分层介质，其结构表面受到瞬态冲击作用时，将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中，瑞雷波占67%，即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量；并且在表面，随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说，纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减，而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减，因此，在地基表面的瞬态振动中，瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多，瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出，利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求：检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求，是保证质量检测精度和可靠性的关键，对其各组成部分有相应的技术要求。 1）．激振部分——力锤的选择 它是整套测量系统的前哨，对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取，是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验，以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后，能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2）．垂向检波器的选型 垂向检波器选用压电式加速度传感器。 对于层状路面结构来说，一般选择小冲击源作为振源，使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说，选择加速度传感器，因为它具有频率范围宽，对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。 速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外，正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的（必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求）。 3）．安装位置的确定 测试前，应对现场路面进行调查，确定检测点，并合理布置。一般两个垂向检 波器之间的距离应视测试的路面深度而定，通常应使两个间距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4）．连接导线选择 仪器之间的连接导线应尽量短，且记不应将各种导线混合使用，尽量选择相同线种，且忌抖动，以免引起现场测量不稳定。 四． 参考答案：令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]
聚合物测试表征复习重点
第一章：红外吸收光谱法 1.红外吸收法的基本原理及仪器组成； 2.样品的制备方法； 3.红外吸收光谱法在高聚物定性分析中的应用，熟悉高聚物红外吸收谱图横、 纵坐标表示的物理意义，熟悉常见官能团吸收峰位置，能够给出红外图谱上主要吸收峰的归属，从而判断该聚合物的种类；能够通过红外图谱中可反应官能团的消失或新官能团的出现来判断高聚物化学反应的进程。 第二章：热分析 1.热分析方法的种类； 2-1.差示量热扫描法(DSC)的基本原理、实验技术和主要影响因素； 2-2.DSC在高分子材料领域的应用，分物理转变的研究和化学反应的研究两类。物理转变包括结晶/熔融、液晶转变等相转变以及玻璃化转变等；化学反应包括聚合、交联等。可以用来测定聚合物的结晶度、反应热，研究结晶动力学和反应动力学。 2-3.重点：用DSC研究聚合物结晶行为时常采用的两种测试方法(非等温结晶法和等温结晶法)：熟悉结晶聚合物的升温曲线和降温曲线中各个参数的物理意义，掌握熔点和结晶点的确定方法，能够通过熔融峰面积计算聚合物的结晶度。 2-4.玻璃化转变温度的确定。如何通过熔融DSC曲线判断两相聚合物共混物的相容性好坏？(玻璃化转变温度、熔点间位置的变化) 3-1.热重法(TG)的基本原理、实验技术和主要影响因素； 3-2.TG的应用-广泛应用于高分子材料的组成分析、热稳定性测定、氧化或分解反应及其动力学研究、失去低分子物的缩聚反应研究和材料老化研究等； 3-3.重点：熟悉TG曲线各项参数的物理含义；如何通过TG曲线判断聚合物耐热性能的好坏(失重百分数温度1%、5%、50%);如何通过TG曲线分析材料的组成。 第三章：X射线法(大角X射线衍射法-WAXD、小角X射线散射法-SAXS) 1.X射线在晶体中衍射的基本原理及测定方法-布拉格方程：nλ=2dsinθ,其中 θ为掠射角，晶面间距d，n为正整数(1,2,3……)，称衍射级数； 2.了解X射线衍射法在聚合物中的应用；
现代材料测试技术复习题及答案
. ... .. 现代材料测试技术复习 第一部分 填空题： 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种电磁波。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要稳定、强度大、光谱纯洁。 4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。 7、特征X射线产生的根本原因是原子层电子的跃迁。 8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。 9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。 10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的衰减。 11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。 12、光源单色化的方法：试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 名词解释 1、X-射线的衰减：当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X-射线的吸收。 2、短波限：电子一次碰撞中全部能量转化为光量子，此光量子的波长 3、吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大，称吸收限。吸收限：引起原子层电子跃迁的最低能量。 4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关 5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关 6、Ｘ射线：波长很短的电磁波 7、特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。 8、连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多色X射线。 9、荧光Ｘ射线：当入射的X射线光量子的能量足够大时，可以将原子层电子击出，被打掉了层的受激原子将发生外层电子向层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X射线 10、二次特征辐射：利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 11、Ka辐射：电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 12、相干辐射：X射线通过物质时在入射电场的作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线，称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，称为相干散射 13、非相干辐射：散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的 14、俄歇电子：原子中一个K层电子被激发出以后，L层的一个电子跃迁入K层填补空白，剩下的能量不是以辐射 15、原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f≤E)，称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果
【精品】机械工程测试技术 期末考试试题一
《机械工程测试技术基础》课程试题一一、填空题（每空1分，共30分） 1、非周期信号，时域为 )(t x，频域为) (f X，它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分 别是： ) (f X＝t ft j d e t xπ2 )(- +∞ ∞ - ? ， )(t x＝f ft j d e f Xπ2 ) ( +∞ ∞ - ? 。 2、不失真测试条件中，要求幅频特性应为常数，相频特性应为线性。 3、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。 4、当霍尔片受到与电流方向垂直的磁场作用时，不仅会产生霍尔电势，而且还会出现半导体电阻率增大的现象，这种现象成为磁阻效应（或高斯效应）。热电偶的工作原理是基于热电效应。 5、自相关函数能将淹没在噪声中的周期信号提取出来，其频率保持不变，而丢失了相位信息。 6、频率混叠是由于采样频率过低引起的，泄漏则是由于信号截断引起的。 二、单项选择题(每小题2分，共20分) 1、测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是 B 。 A.卷积 B.傅氏变换对 C.拉氏变换对 D.微分 2、极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为 C 。 A．电容量微小影响灵敏度 B.非接触测量 C. 灵敏度与极距的平方成反比，极距变化大则产生非线性误差 D. 以上都不对 3、在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是 D 。 A.恢复载波信号 B.恢复调制信号的幅值 C.恢复已调制波 D.恢复调制信号的幅值和极性 4、RC微分电路实际上是一种 B 滤波器。 A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻 5、对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录时间不变时，则 C 。 A.泄漏误差就越大 B.量化误差就越小 C.采样点数就越多 D.频域上的分辨率就越低 三、判断题(正确的在题干的括号内划“√”，错误的在题干的括号内划“×”；每小题1 分，1、对二阶系统输入周期信号 )0 ,0 ( ) sin( )( ≠ ≠ + =? ? ωA t A t x ，则其输出 信号将保持频率不变，幅值、相位改变。（√）
现代测试技术自测试题
现代测试技术自测试题一 一、填空题:(每空1分,满分20分) １、机械工程测试技术就是一门专业技术基础课,要完成对机械参量的测试技术包括＿__________＿____＿＿与＿___________＿＿____＿__两个方面的内容;实际采用的测试方法有机械法、光学法与法。 2. 传感器的敏感元件就是; 转换元件就是。1０mm差动变压器式位移传感器的转换原理就是。 3、压电式传感器的压电效应就是 ____＿＿＿_＿＿__＿__＿_＿______＿;热电偶传感器就是将温度参量转变为。 4、电荷放大器电路的作用就是。 5、滤波器就是一种选频装置,则按幅频特性可分为、、 _______＿______与带阻滤波器。 6、常见的记录仪器有、光线示波器
与、计算机记录仪。 7、测试系统的静态特性反映对输入的静态参量而表现的输出与输入的基本关系,其基本特性参数有灵敏度、与_＿_____＿_＿___＿_＿、重复性。 8. 测试误差的主要类型有随机误差、与。 9、信号的描述方法就是法与法。 二、简述题:(每小题５分,满分25分) 1、试简述差动式电容传感器的基本原理及其优点。 2、试简述测试系统实现不失真测试对一阶、二阶系统的综合要求。 3、试简述光线示波器的结构组成及工作原理。 4、试简述电阻应变片测试系统中温度对测试结果的影响及基本的消除方法。 5. 试简述测试系统中常用的消除干扰的硬件方法。 三、(满分８分) 如图1所示差动变压器式传感器测量位移的系统组成框图,试说明其测量的原理;并指出各个单元电路的功能。
图1 四、(满分8分)试分析图2所示调频波的解调电路的工作原理、并画出它的鉴频特性图。 图2 五、(满分１0分)试分析图３所示一阶系统的幅频特性、相频特性。 图3 六、(满分1２分) 已知某悬臂梁受力如图4所示,试选择电阻应变片的贴片方法及画出接桥电路,并导出Q与电桥输出电压U0的关系式。 差动变 压器式 传感器 交流 放大 器 相敏 检波 器 低通 滤波 器 振荡器 显示 仪表
汽车检测技术考试练习题及答案
《汽车检测技术》考试 练习题及参考答案 一、名词解释 1、汽车检测：主要是指汽车在不解体的情况下，应用现代检测技术，检查车辆技术状 况或工作能力的过程。P5中下 2、测量：就是将被检测量的量与具有计量单位的标准量时行比较，从而确定被测量的 量值的实验过程。P11上 3、汽车的外廓尺寸：是指车辆的长度、宽度和高度。车辆外廓尺寸不得超过或小于规定的外廓尺寸限界。P17下 4、纵向通过角：是指当分别切于静载车辆前后轮胎外缘且垂直于车辆纵向对称面的两 平面交于车体下部较低位置时，车轮外缘两切面之间所夹的最小锐角。P23上（也是指在汽车满载、静止时，在汽车侧视图上分别通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角。它表征汽车可无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。纵向通过角越大，汽车的通过性越好。） 5、传动系的总角间隙：在汽车使用过程中，传动系统因传递动力，且配合表面或啮合 零件间有相对滑移而产生磨损，从而使间隙增大，这些间隙都可以使相关零件间产生相对角位移或角间隙，其角间隙之和就是传动系统的总角间隙。P92最下 6、汽车制动性能：是指驾驶员控制车辆行驶，安全、有效地减速和停车，或长下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力。P128下 7、制动效能稳定性：是指汽车高速行驶、下长坡连续制动使制动鼓温度升高或汽车涉 水行驶时制动衬片浸水后，能够保持和迅速恢复到冷态制动时的能力。P132上&介电常数：是指物质作为电介质时的电容与它在真空时电容的比。介电常数是物质最基本的电化学特性之一，它反映了物质传递电能的能力。P67上 二、填空题 1、汽车检测技术是一门以现代数学、电子技术、控制论、可靠性理论和系统工 程学为理论基础的新兴学科。P1上 2、对在用汽车实行定期检测和及时维护修理，是保证在用汽车处于良好的技术状况 的有效管理制度，已为许多国家所采用。P4中下 3、车辆结构参数主要包括车辆外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、驾驶室 内部尺寸以及人机工程参数等。P17中下 4、汽车的轴距是指汽车在直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到 车辆纵向对称平面的两条垂线间的距离。P18中下 5、汽车后悬的长度取决于货厢的长度、轴距和轴荷分配情况，同时要保证车
现代测试技术复习要点
复习重点 第一章 信号分析基础（作业题重点） ——信号的分类： （确定性信号与非确定性信号） 1．确定性信号：是指可以用明确的数学关系式描述的信号。它可以进一步分为周期信号、非周期信号与准周期信号。 周期信号是指经过一段时间可以重复出现的信号，满足条件()()x t x t nT =+。 非周期信号：往往具有瞬变性。 准周期信号：周期信号与非周期信号的边缘。 2．非确定性信号：是指无法用明确的数学式描述，其幅值、相位变化是不可预知的，所描述的物理现象是一种随机过程，通常只能用概率统计的方法来描述它的某些特征。 （能量信号与功率信号） 1． 能量信号：在所分析的区间里面(,)-∞+∞，能量为有限值的信号称为能量信号，满足 条件： ()2 t dt x ∞ -∞ <∞? 2． 功率信号：有许多信号，它们在区间(,)-∞+∞内能量不是有限值。在这种情况下，研 究信号的平均功率更为合适。在区间12(,)t t 内，信号的平均功率()2 2 1 21 1t t P t dt x t t -= ? （连续时间信号与离散时间信号） 1． 连续时间信号：在所分析的时间间隔内，对于任意时间值，除若干个第一类间断点外， 都可以给出确定的函数值，此类信号称为连续时间信号或模拟信号。 2． 离散时间信号：又称时域离散信号或时间序列。它是在所分析的时间区间，在所规定的 不连续的瞬时给出函数值。可以分为两种情况：时间离散而幅值连续时，称为采样信号；时间离散而幅值量化时，称为数字信号。 ——信号的时域分析 （信号的时域统计分析） 1．均值：表示集合平均或数学期望值，也即信号的静态分量。用x μ表示。 2．均方值：也称平均功率，用2 x ψ表示。 3．方差：描述信号的波动分量，用2x σ表示。 三者之间的关系为：2 x ψ=2x σ+2 x μ 4．概率密度函数：随机信号的概率密度函数是表示幅值落在指定区间的概率。定义为 [] 0()1()lim lim lim x x x T P x x t x x T p x x x T ?→?→→∞<≤+???==?????? 5．概率分布函数：概率分布函数是信号幅值()x t 小于或等于某值x 的概率，其定义为：
传感器与测试技术复习题(1)
一填空题（每空1分） 1.调幅波可以看作是载波与调制波的乘积。 2.相关系数是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。 3.若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x(0.2t)的傅里叶变换是) X。. 5( 5f 4.若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x（0.1 ) t的傅里叶变换是10 X(10f)。. 5.用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数τ应_尽量 小__。 6.能用明确的数学关系式或图象表达的信号称为确定性信号。 7.双螺线管差动型传感器比单螺线管型电感式传感器有较高的灵敏度和 线性。 8.采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的 2 倍。 9.某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电 荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。 10.调幅波可以看作是载波与调制波的___乘积_____。 11.若采样频率过低，不满足采样定理,则采样离散信号的频谱会发生____混迭 ____现象。 12.任何样本的时间平均等于总体平均的随机信号被称为各态历经信号。 13.正弦信号的自相关函数保留了信号的幅值信息和频率信息，但是失去 了相位的信息。 14.附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率降低。 15.在进行振动测量时，压电式传感器联接电荷放大器时，电缆长度不会影 响仪器的输出。 16.任何样本的时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为各态历 经信号。 17.采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的2 倍。 18.极距变化型电容式传感器的灵敏度K与极距平方成反比。 19.当金属板置于变化着的磁场中时，或者在磁场中运动时，在金属板上产生感 应电流，这种电流在金属体内是闭合的，所以称为涡流。 20.扭矩测量时，测量传感器应变片应贴在与轴线成45 度的方向上。 21.某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电 荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。 22.若随机信号x(t)和y(t)的均值都为0，当τ→∞时，则Rxy(τ)=__ 0__。 23.用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数τ应_尽量 小__。 24.传感器的灵敏度越高，就意味传感器所感知的__变化量____越小。 二．单项选择题（每题2分） 1．极距变化型电容传感器的灵敏度（3 ）。 （1）等于常数（2）与极距平方成正比 （3）与极距平方成反比（4）反比于两极板之间的间隙。 2 压电式加速度计，希望其固有频率（C） A在400Hz左右B在120Hz左右 C 尽量高些D尽量低些 3脉冲函数δ(t)的频谱Δ(f)( 2 ). （1）仅在f=0处有极大值（2）在所有的频段上等强度
现代测试技术及应用
西华大学课程考核试题卷 （ 中考卷） 试卷编号： （ 2012__ 至 2013____ 学年 第_2___学期 ） 课程名称：现代测试技术及应用 考试时间：90 分钟 课程代码：6002699 试总分：100分 考试形式： 网络考试 学生自带普通计算器: 允许 一、判断题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。( ) 错 2. 当计数器进行自校时，从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。（ ）对 3.一个频率源的频率稳定度愈高，则频率准确度也愈高。（ ）错 4. 给线性系统输入一个正弦信号，系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号（）对 5.随机误差又叫随差，随机误差决定了测量的精密度。（ ）对 6.测量系统的理想静态特性为y=Sx+S0（ ）．答案：错 7. 从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科 技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。（ ） 答案：对 8. 在进行阿伦方差的测量时，组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 （ ）答案：错 9.反射系数、 功率、 导磁率 、信号频率均为有源量（ ）。答案：错 10. 峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。（ ）答案：对 二、选择题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分） 1. 若马利科夫判据成立，则说明测量结构中含有 ____ 。 A:随机误差 B: 粗大误差 C: 恒值系差 D: 累进性变值系差 答案：D 2. 如两组测量的系数误差相同，则两组测量的 相同。 A. 精密度 B. 准确度 C. 精确度 D. 分散度 答案：A 3.在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的 ____ 以上 答案：D 4.±1误差称为____。 A.最大量化误差 B.仅测频的误差 C.±1一个字误差 D.闸门抖动引起的误差 答案：A 5.仪器通常工作在（ ），可满足规定的性能。
现代测试技术试卷及部分答案
一、填空题（每小题1 分，共 10 分） 1. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=，其中0A 、0t 为常数时，该系统就能实现对信号的（ 不失真 ）测试。 2. 测试系统动态特性的描述函数主要有脉冲响应函数、传递函数和( 频率响应函数 )。 3. 周期信号的频域分析采用的数学工具是（ 傅里叶级数 ）。 4. 有源传感器一般是将非电量转换为电能量，称之为能量（ 转换 ）型传感器。 5. 压电式振动加速度传感器是利用某些材料的（ 压电效应 ）原理工作的。 6. 交流电桥的平衡条件是（ 两相对臂阻抗的乘机相等 ）。 7. 电容式传感器分为（ 极距变化 ）型电容传感器、面积变化型电容传感器和介质变化型电容传感器三大类。 8. 振动的激励方式通常有稳态正弦激振、（ 随机激振 ）和瞬态激振。 9. 随机信号的自功率谱密度函数的物理含义是（ 随机信号的自相关函数的傅里叶变换 ）。 二、单项选择题（每小题 1 分，共 15 分） 1．传感器在非电量电测系统中的作用是（ C ）。 (A) 将被测电量转换为电参量 (B) 将被测非电量转换为非电参量 (C) 将被测非电量转换为电参量 2. ( C )不属于测试系统的静态特性指标。 （A ）回程误差 （B ）灵敏度 （C ）阻尼系数 3． 频率响应函数H （j ω）是在（ A ）描述测试系统对正弦信号稳态响应特征的函数。 （A ）频率域内 （B ） 时间域内 （C ）幅值域内 4． 压电式传感器目前多用于测量（ B ）。 （A ）静态的力 （B ）物体运动速度 （C ）瞬态的力 5． 振动子FC6-1200的固有频率为1200Hz ，问用该振动子能不失真记录信号的频率范围是（ C ）。 （A ）0 - 1200 Hz （B ）>1200Hz （C ）0 - 600 Hz
现代检测技术及仪表 考试题
第一章 1. 5大热功量：温度、压力、物位、流量、成分 2.传感器：能把外界非电信息转换成电信号输出的装置。能把被测非电量转换为可用非电量的装置为敏感器。异同：敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量，而不是象传感器那样把非电量转换成电量。理论上讲，M 种敏感器，N 种传感器和3种仪表电路的排列组合可产生出（M*N*3）种非电量检测仪表。 3. 非电量电测法有哪些优越性。 答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器量程。2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，具有很宽的频带。3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。 4. 常见的检测仪表有哪几种类型？画出其框图，简述其工作原理。 答：普通模拟式检测仪表、普通数字式检测仪表、微机化 在整个测量过程中，只是模拟量之间发生转换。测量结果用指针相对标尺的位置来表示。 二、普通数字式检测仪表 （a ）模数转换式――模拟测量电路把传感器输出的电量转换成直流电压信号，A/D 转换器把直流电压转换成数字，最后由数字显示器显示出来 (b) 脉冲计数式――信号放大整形后，由计数器进行计数最后由数字显示器显示出来 三、微机化检测系统 传感器将被测非电量转换成电量，测量通道对传感器信号进行调理和数据采集，转换成数字信号，送入微机进行必要处理后，由显示器显示出来并记录下来。 第4章 2、有源电桥―电桥输出电压U0与传感器电阻相对变化R R ?成线性关系02E R U R ?=- ? 4、为什么线绕式电位器容易实现各种非线性特性而且分辨力比非线绕式电位器低? 答：由线绕式电位器可见，只有当电刷的位移大于相邻两匝线圈的间距时，线绕式电位器的电阻才会变化一个台阶。而非线绕式电位器电刷是在电阻膜上滑动，电阻呈连续变化，因此线绕式电位器分辨力比非线绕式电位器低。 5、电阻应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小吗?为什么? 答：应变片的灵敏系数k 是指应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比称为，而应变电阻材料的应变灵敏系数k0是指应变电阻材料的阻值的相对变化与应变电阻材料的应变之比。实验表明：k ＜k0，除了黏结层传递应变有损失外，另一重要原因是存在横向效应的缘故。 6、热电阻与热敏电阻的电阻—温度特性有什么不同? 答：热电阻：金属的电阻率随温度的升高而升高，从而使金属的电阻也随温度的升高而升高，金属热电阻的电阻温度系数为正值。热敏电阻的电阻温度系数分为三类：(1)负温度系数 (2)正温度系数 (3)临界温度系数 7、为什么气敏电阻都附有加热器? 答：气敏电阻都附有加热器，以便烧掉附着在探测部位处的油雾、尘埃，同时加速气体的吸附，从而提高元件的灵敏度和响应速度。半导瓷气敏电阻元件一般要加热到200℃～400℃。 8、自感式传感器有哪些类型?各有何优缺点? 答：自感传感器有三种类型：变气隙式、变面积式和螺管式。变气隙式灵敏度最高，但非线性严重，示值范围只能较小，自由行程受铁心限制，制造装配困难。变面积式和螺管式的优点是具有较好的线性，示值范围大些，自由行程可按需安排，制造装配也较方便。此外，螺管式与变面积式相比，批量生产中的互换性好。 9、试比较差动自感式传感器与差动变压器式传感器的异同? 答：差动自感式传感器与差动变压器式传感器的相同点是都有一对对称的线圈铁心和一个共用的活动衔铁，而且也都有变气隙式、变面积式、螺管式三种类型。不同点是，差动自感式传感器的一对对称线圈是作为一对差动自感接入交流电桥或差动脉冲 调宽电路，将衔铁位移转换成电压。而差动变压器式传感器的是作为变压器的次级线圈，此外，差动变压器式传感器还有初级线圈（差动自感式传感器没有）。 10、试说明图４－３－１１电路为什么能辨别衔铁移动方向和大小?为什么能调整零点输出电压? 答：图(a)和图(b)的输出电流为Iab=I1-I2，图(c)和图(d)的输出电压为Uab=Uac-Ubc 。当衔铁位于零位时，I1＝I2,Uac=Ubc ，故Iab=0,Uab=0;当衔铁位于零位以上时，I1>I2，Uac>Ubc ，故Iab>0，Uab>0;当衔铁位于零位以下时，I1
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