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测试技术习题答案版【参考】.docx 24页
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测试技术复习题一、填空题:一阶系统的时间常数为T，被测信号的频率为1/T，则信号经过测试系统后，输出信号与输入信号的相位差为（-45度）.一阶系统的动特性参数是（），为使动态响应快，该参数（越小越好）。周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（谐波性）和（收敛性）特性。周期信号的频谱具有（离散）特点，瞬变非周期信号的频谱具有（对称）特点。模似信号是指时间和幅值都具有（连续）特性的信号。信号在时域被压缩，则该信号在频域中的（低频）成分将增加。X(F)为x(t)的频谱，W(F)为矩形窗函数w(t)的频谱，二者时域相乘，则频域可表示为（X(F)*W(F)），该乘积后的信号的频谱为（连续）频谱。根据采样定理，被测信号的频率f1与测试系统的固有频率f2关系是（f2&2f1）。正弦信号的自相关函数是一个同频的（余弦）函数。对二阶系统输入周期信号x(t) =acos(wt+q)，则对应的输出信号的频率（不变），输出信号的幅值（震荡或衰减），输出信号的相位（延迟）。时域是实偶函数的信号，其对应的频域函数是（实偶）函数。频域是虚奇函数的信号，其对应的时域函数是（实奇）函数。引用相对误差为0.5%的仪表，其精度等级为（0.5）级。某位移传感器测量的最小位移为0.01mm，最大位移为1mm，其动态线性范围（或测量范围）是（40）dB。测试装置输出波形无失真但有时间延迟t的有失真测试条件是：装置的幅频特性为（常数），相频特性为（）；输出波形既不失真又无延迟的条件是：幅频特性为（常数），相频特性为（）。系统实现动态测试不失真的频率响应特性满足权函数，幅值或时延。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（混叠）现象。对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（泄露）现象。若信号满足y(t)=kx(t)关系，其中k常数，则其互相关系数pxy()=（1）.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy()=（0）.同频的正弦函数和余弦函数，其互相关函数Rxy()=（1）.周期信号的频谱是离散频谱，各频率成分是基频的整数倍。双边谱的幅值为单边谱幅值的1/2。自相关函数是偶（奇或偶）函数，其最大值发生在τ=0时刻，当时延趋于无穷大时，周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号。概率密度函数是在幅值域上对信号的描述，相关函数是在时延域上对信号的描述。自相关函数的傅立叶变换是自功率谱密度函数。频率响应函数是系统输出的傅里叶变换与输入的傅里叶的比，也是当系统输入为正弦信号时，输入与输出的复数比。信号的时域描述，以时间为独立变量；而信号的频域描述，以频率为独立变量。周期信号的频谱具有三个特点：离散性，谐波性，收敛性。非周期信号包括准周期信号和瞬态非周期信号。对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是偶对称，虚频谱（相频谱）总是奇对称。均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差σx2的关系是σx2=Ψx2-μx2。系统动态特性在时域可用脉冲响应函数来描述，在复数域可用传递函数来描述，在频域可用频响函数来描述。某一阶系统的频率响应函数为，输入信号，则输出信号的频率为1/2，幅值1/，相位-45度。传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度是（3*41=123）。当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现不失真测试。此时，系统的频率特性为。变间距式电容传感器的灵敏度与（极距平方）成反比，所以适合于微小位移的测量.变面积式电容传感器的灵敏度与（极距）成反比，所以不适合微小位移的测量. 可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：气隙越小，灵敏度（越高）。变间隙式电容式传感器常作成差动的，其主要目的之一是（提高灵敏度），目的之二是（提高线性度），目的之三是（克服外界条件对精度的影响）。半导体应变片传感器的工作原理是基于（压阻）效应；涡电流式传感器的工作原理是利用金属导体在交变磁场中的（涡流）效应压电式传感器是利用某些材料的（压电效应）特性来制作的传感器。。半导体应变片工作原理是基于（压阻）效应。半导体材料在沿着某一轴向受到（外力）作用时，其（电阻率）发生变化的现象它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数（高）。差动变压器式传感器的工作原理是（互感现象），故也称其为（互感型）传感器。压电式传感器使用（电荷）放大器时，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。压电传感器的前置放大器的主要作用是使传感器的高阻抗输出变为低阻抗输出和放大传感器输出的微弱信号。压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：电压放大器和电荷放大器，后接电荷放大器时，可不受连接电缆长度的限制。涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的涡流效应。电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为电压或电流输出的装置。调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号相乘，使高
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传感器测量原理
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3秒自动关闭窗口重庆大学机械工程测试技术第六章 传感器测量原理 南京廖华
重庆大学机械工程测试技术第六章 传感器测量原理
传感器原理与测量电路 习题 （一）填空题 1、 属于能量控制型的传感器有
电阻、电感、电容、涡流
等，属于能量转换型的传感器有
压电、磁电、热电偶
等（每个至少举例两个）。 2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 金属丝的几何变形
引起的电阻变化，后者利用
半导体材料的电阻率变化
变化引起的电阻变化。 3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用
工作方式。 4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电荷 放大器和
放大器，后接电荷放大器时，可不受连接电缆长度的限制。 5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的
效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是
mv / (m/s)
。 7、 压电式传感器是利用某些物质的
而工作的。 （二）选择题 1、 电阻应变片的输入为
。 （1）力
（2） 应变
（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
（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
（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 6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的
产生变化。 （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?之间的关系是：S＝
4 。 （1）k1?
（4）?k??2 9、 光电倍增管是利用
效应制成的器件。 （1）内光电
（2）外光电
（3）光生伏特
（4）阻挡层 10、光敏元件中
是直接输出电压的。 （1）光敏电阻
（2）光电阻
（3）光敏晶体管
（4）光导纤维 11、下列传感器属于发电型位移传感器的是（ D
A.电阻式位移传感器
B.电容式位移传感器
C.电感式位移传感器
D.磁电式位移传感器 12、测量范围大的电容式位移传感器的类型为（
A ） A．容栅型
B．变极距型
C．变介质型
D． 变极板面积型 13、在光栅式位移传感器中，为了分辨小于栅距W的位移量，必须采用（
）。 A． 放大电路
B． 辨向电路
C． 微分电路
D． 细分电路 14、可用作测量小位移的传感器有（
A．电涡流传感器
B．感应同步器
D．磁尺 15、压电传感器是高内阻传感器，因此，要求前置放大器的输入阻抗（
）。 A．很高
压电式传感器的内阻抗很高，而输出的信号很弱，因此一般不能直接显示和记录，也不能做静态信号的测量。它的测量电路需要一个高输入阻抗的前置放大器作为阻抗匹配，这样才能防止电荷迅速泄漏，从而使测量误差减小。 16、半导体应变片的工作原理是基于（
）。 A. 压磁效应
B. 压电效应
C. 压阻效应
D. 霍尔效应
（三）判断对错题（用√或×表示） 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。（
） （四）简答和计算题 1、 哪些传感器可选作小位移传感器？(电涡流传感器，电容传感器，微波测距传感器，激光传感器)
2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测量大位移量？为什么？ 3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？轴径向位移、径向振动、转速测量、胀差测量等 4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。 5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 6、 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） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。 7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r?4(mm)，工作初始极板间距离?0?0.3(mm)，介质为空气。问： （1） 如果极板间距离变化量????1(?m)，电容的变化量?C是多少？ （2） 如果测量电路的灵敏度k1?100(mVpF)，读数仪表的灵敏度k2?5（格／mV）在????1(?m)时，读数仪表的变化量为多少？ 8、 选用传感器的基本原则是什么？ 9、 什么是物性型传感器?
10、什么是压电效应？ 11、为什么压电式加速度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器？
12、什么是结构型传感器?
联系客服：cand57il.com1电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？不能测量理 由是什么？
1电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理 由是什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。 2压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 3试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。 4信号放大电路的种类，如何根据传感器输出特性选择合适的放大电路？ 5如何根据测试信号中有用成分和干扰成分的频谱来选择滤波器种类和设定其参数？ 6若信号频率为5000Hz，请问模拟信号采样后的混迭频率是多少Hz？ 7为什么在实际测量中采样频率通常要大于信号中最高频率成分的3到5倍？ 8比较极距变化型与面积变化型电容传感器的灵敏度。 9简述选用传感器的原则。 10直流电桥平衡条件是什么？交流电桥平衡条件是什么？试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需调电容平衡的原因？ 11影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？提高其灵敏度可以采取哪些措施，带来什么后果？ 12比较极距变化型与面积变化型电容传感器的灵敏度。 13已知一个周期性三角波，其周期为T，当t=0时峰值为A，画出该波的频谱图。 14直流电桥平衡的条件是什么？交流电桥平衡的条件是什么？ 15画出平衡电桥的工作原理图，并简述平衡电桥的工作原理。
提问者：网友
这么多的问题！自己慢慢思考吧。
回答者：网友
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