思 考 题 1-1 从古人的角度分析古代烽火也就是“狼烟”信号包含哪些信息？在现代如果我们看到远处滚滚而升的浓烟，你可能能够获得哪些信息？ 1-2 结合你的学生和生活等各方面，试举例说明通过哪些测试，我们能够获取需要的信息？ 1-3 通过收集资料，写一篇关于电子称称重的非电量电测法系统的简短报告（组成、测量原理、测量过程等）。 思 考 题 2-1举例说明你学习和生活中的周期信号、非周期信号、连续信号、离散信号、瞬态信号、功率信号和能量信号？ 2-2 试指出下列信号哪些为能量信号？哪些为功率信号？或者两者都不是。 ⑴x(t)?4cos(2?t??6)⑵x(t)?5e?3t???t??； ???t??；
0?t??； ⑶x(t)?3sin2t?5cos3t⑷x(t)?10?t?5； cos10?t⑸x(t)?e2⑹x(t)?2t?32???t??；
0?t??。 2-3 通过收集资料举例说明信号可以从哪些域的角度进行分析以获取需要的信息？ 2-4 通过收集资料，阐述数字信号是如何获得的？ 2-5 用你自己的语言叙述，为什么瞬态信号的频谱是连续频谱？ 2-6 从傅立叶级数和傅立叶变换的角度，分析一般周期信号的频谱？ 2-7 总结周期单位脉冲序列及其频谱的特点。 2-8 从信号卷积的角度，分析复杂周期信号（如方波信号）被矩形窗函数阶段后的信号的频谱？
思 考 题 3-1根据例3.1总结两个频率成分为何关系的简谐信号在某一采样频率下采样，获得相同的数字序列。 3-2 分析一个位数为12位，模拟电压为±10V的A/D板的最大量化误差？ 3-3 在数学信号处理过程中，混叠是什么原因造成的？如何克服混叠现象？泄漏又是因何而起？如何减少泄漏误差？ 3-4试求正弦信号x(t)?sin?0t和基频与之相同的周期方波y(t)的互相关函数Rxy(τ)，其??1(?T02?t?0)y(t)???1(0?t?T02) 中3-5 已知某信号的自相关函数为：Rx(?)?Acos?0?，试确定该信号的平均功率和标准差。 3-6 试阐述信号的自相关函数、互相关函数、功率谱、自谱、互谱和幅值谱之间的联系和区别？ 3-7已知矩形脉冲x(t)为偶函数，幅值为1，宽度为2，试求其自相关函数和能量谱密度。 思 考 题 3-1根据例3.1总结两个频率成分为何关系的简谐信号在某一采样频率下采样，获得相同的数字序列。 3-2 分析一个位数为12位，模拟电压为±10V的A/D板的最大量化误差？ 3-3 在数学信号处理过程中，混叠是什么原因造成的？如何克服混叠现象？泄漏又是因何而起？如何减少泄漏误差？ 3-4试求正弦信号x(t)?sin?0t和基频与之相同的周期方波y(t)的互相关函数Rxy(τ)，其??1(?T02?t?0)y(t)???1(0?t?T02) 中3-5 已知某信号的自相关函数为：Rx(?)?Acos?0?，试确定该信号的平均功率和标准差。 3-6 试阐述信号的自相关函数、互相关函数、功率谱、自谱、互谱和幅值谱之间的联系和区别？ 3-7已知矩形脉冲x(t)为偶函数，幅值为1，宽度为2，试求其自相关函数和能量谱密度。 思 考 题 4-1试说明水银温度计和红外温度计原理的不同，为什么后者响应快？ 4-2 收集资料说明，在选择不同的仪器如何在灵敏度、量程和稳定性方面进行选择？ 4-3通常在结构及工艺允许的条件下，为什么都希望将二阶测试装置的阻尼率?定在0.7附近？ 4-4用一阶系统作100Hz正弦信号的测量，如果要求振幅误差在l0%以内，则时间常数应取多少？如用具有该时间常数的同一系统作50Hz正弦信号的测试，问此时的振幅误差和相位差是多少？ 4-5用一个时间常数τ=0.35s的一阶测量仪表去测量一个由25单位跳跃到240单位的阶跃信号，问 （1） 当t=0.35s、0.7s、和2s时，仪表的指示值和动态幅值误差各为多少？ （2） 若将该仪表的时间常数设计为τ=0.17s,那么当时间t=0.35s、0.7s、和2s时,仪表的指示值和动态幅值误差又各为多少？ 4-6某一阶测试系统的框图如图所示，试求该系统的总静态灵敏度 x(t)60.7s?2 4-7 将一水银温度计从25℃的水中突然插入90℃的热水中，若温度计的时间常数τ=3s，23.3?n2s2?2??ns??ny(t)则2s后的温度计指示值是多少？
思 考 题 5-1举例说明你生活和学习中用到的一些传感器，各属于什么类型的传感器？ 5-2 分析图5.10(c)中各应变式电阻传感器的应变及其电阻变化情况？
5-3某电容测微仪，其传感器的圆形极板半径微r=4mm，工作初始间隙微δ0=0.3mm，问（1）工作时，若传感器与被测体之间的变化量Δδ=±1um，电容变化量为多少？（2）若系统测量电路的灵敏度为S1＝100mV/pf，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV。在Δδ=1um时，读数仪表的指示值变化多少格？ 5-4现要测量机床主轴的振动，请问可以选择什么类型的传感器，为什么？
5-5某一造纸生产线上需要测量纸张的厚度，请问应该选择什么样的传感器，为什么？
5-6某回转窑为了测量其较精确的回转速度，请问应该如何设计测试电路？（已知回转窑的回转转速约2~4转/分） 5-7收集资料说明要测量某汽轮发电机转子的振动（振动幅值约10mm，振动频率60Hz，温度<120o），可以选择何传感器？
思 考 题 6-1为了提高悬臂梁式电子称的测量的灵敏度，应如何使用应变片式传感器构成电桥测试？
6-2 若某电桥测试一，若分析图5.10(c)中各应变式电阻传感器的应变及其电阻变化情况？
6-3已知调幅波xa(t)?(100?300cos2?f?t)(cos2?fct)，其中fc?10kHz,f??500Hz试求： (1) xa(t)所包含的各分量的频率及幅值。 (2)绘出调制信号与调幅波的频谱。 6-4有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问：在下列情况下，是否可以提高灵敏度，并说明为什么？ 6-5电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为 ?(t)?Acos10t?Bcos100t 如果电桥激励电压是?0?Esin1000t，求此电桥输出信号的频谱。
6-6交流应变电桥的输出电压是一调幅波。设供桥电压为?0?sin2?f1t，电阻变化量为?R(t)?R0cos2?ft，其中。试求电桥输出电压μy(t)的频谱。
思 考 题 7-1现用FC6-30型振动子去记录10Hz的正弦信号，信号的幅值为2V,要求在记录纸上偏转±50mm。试求需串、并联的电阻值。（设信号源的内阻为200Ω）.
7-2用一个固有频率为1200Hz的振动子去记录某基频为600Hz的方波信号，试分析记录结果，并给出记录波形的示意图。 7-3利用光线示波器记录f=800Hz的方波信号(考虑前10次谐波成分，记录误差＜5%)，则要选用固有频率为多少赫兹的振子？
思 考 题 8-1用一个固有频率为fn=20Hz，阻尼率ζ=0.7的惯性式速度拾振器去测量一个位移时间历程为x(t)=5sin20πt的振动信号，将会造成多大的幅值误差？ 8-2设一单自由度系统，其质量块的重量为44N，弹簧刚度为52.5N/m，阻尼率为：ζ=0.068，求此系统的粘性阻尼系数、固有频率以及质量块受到 周期力激励下的位移共振频率和速度共振频率。 8-3要测量机床回转轴的振动，应选用何传感器？如何布置传感器？对该测量的影响因素有哪些？ 8-4要测量一钢构件的固有频率，请问有那些测量测量方法？其测量原理是什么？ 8-5 为了分析汽车司机座椅振动的主要来源（发动机或车桥），如何测试？测量原理是什么？应该做哪些分析？如何作出评判？
思 考 题 9-1请阐述虚拟仪器的组成及各部分的功能？
9-2 本实验室的DRVI快速可重组虚拟仪器实验平台的主要构成是什么？实际调查进行说明。 9-3举例说明一个现代测试系统的实例。固有频率测试_图文_百度文库
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固有频率测试
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固有频率测定方式
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固有频率测量系统
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固有频率测量系统详细说明
固有频率测量系统及固有频率测量仪厂家218型固有频率测量系统（扫频式）是由扫频激振器、功率放大器、扫频信号源、218振动频率测量分析仪、振动传感器、等部件组成，主要通过激振扫频形式，让其工件产生共振，并通过拾取共振信号，计算出其工件的固有频率。该仪器具有测试速度快、准确可靠、操作简便、 对小件的固有频率测量方便等优点.原理对于振动系统，经常要测定其固有频率，最常用的方法就是用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。另一种方法是锤击法，用冲击力激振，通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析，得到各阶固有频率。以下对这两种方法加以说明：1、简谐力激振简谐力作用下的强迫振动，其运动方程为：方程式的解由这两部分组成：式中常数由初始条件决定：其中： ，代表阻尼自由振动基， 代表阻尼强迫振动项。自由振动周期： ， 强迫振动项周期：由于阻尼的存在，自由振动基随时间不断得衰减消失。最后，只剩下后两项，也就是通常讲的定常强动，即强迫振动部分：可知，共振时振幅和相位都有明显变化，通过对这两个参数进行测量，我们可以判别系统是否达到共振动点，从而确定出系统的各阶振动频率。（一）幅值判别法在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过示波器，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有频率。这种方法简单易行，但在阻尼较大的情况下，不同的测量方法的出的共振动频率稍有差别，不同类型的振动量对振幅变化敏感程度不一样，这样对于一种类型的传感器在某阶频率时不够敏感。（二）相位判别法相位判别是根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振是的频率就是系统的无阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。激振信号为：位移信号为：速度信号为：加速度信号为：（三）位移判别法将激振动信号输入到采集仪的第一通道（即x轴），位移传感器输出信号或通过ZJT-601A型振动教学仪积分档输出量为位移的信号输入第二通道（即y轴），此时两通道的信号分别为：激振信号为：位移信号为：共振时，，x轴信号和y轴信号的相位差为π/2，根据利萨如图原理可知，屏幕上的图象将是一个正椭圆。当ω略大于ωn或略小于ωn时，图象都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过程如下图所示。因此图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。图2 用位移判别法共振的利萨如图形（四）速度判别共振 将激振动信号输入到采集仪的第一通道（即x轴），速度传感器输出信号或通过ZJT-601A型振动教学仪积分档输出量为位移的信号输入第二通道（即y轴），此时两通道的信号分别为：激振信号为：速度信号为：共振时，，x轴信号和y轴信号的相位差为π/2，根据利萨如图原理可知，屏幕上的图象将是一条直线。当ω略大于ωn或略小于ωn时，图象都将由直线变为斜椭圆，其变化过程如下图所示。因此图象由斜椭圆变为直线的频率就是振动体的固有频率。图3 用速度判别法共振的利萨如图形(五)加速度判别共振将激振动信号输入到采集仪的第一通道（即x轴），加速度传感器输出信号输入第二通道（即y轴），此时两通道的信号分别为：激振信号为：加速度信号为：共振时， ，x轴信号和y轴信号的相位差为 ，根据利萨如图原理可知，屏幕上的图象将是一个正椭圆。当 略大于或略小于时，图象都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过程如下图所示。因此图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。
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固有频率测量系统相关信息
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来源：互联网
1.\t测试装置的静态特性指标主要有灵敏度、线性度、回差、精确度一阶系统的动态参数是时间常数τ，二阶系统的动态参数是 时间常数τ和阻尼比ξ。2测试装置的幅频特性描述的是输出信号与输入信号幅值比随输入信号频率变化的关系， 相频特性描述的是输出信号与输入信号相位差随输入信号频率变化的关。 2.\t表征测试装置动态特性的频率响应特性应包括_幅频特性，和_相频特性。 3.\t将信号x(t)=6sin2t输入时间常数τ=0.5 的一阶装置，则稳态输出的幅值Y0 =
，相位滞后φ0=_____，输出信号y(t)=
。 工程测试技术试题(图1)当测量较小应变值时，应选用根据
压阻效应工作的
半导体应变片，而测量大应变值时应选用根据 电阻应变 效应工作的 金属电阻应变片。 4.\t常用的应变片有半导体 与 金属丝 两大类。对于金属电阻应变片来说：S=1+2μ ，而对于半导体应变片来说 S＝ πLE
。前一种应变片的灵敏度比后一种
5.\t金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的 几何尺寸 变化产生的。6.\t差动变压器式传感器工作时，如果铁芯做一定频率的往复运动，其输出电压是
波。7.\t差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈_互感_____系数的变化,两个次级线圈要求_反向____串接。 11交流电桥的平衡条件为
相对桥臂阻抗之模的乘积相等
阻抗角和相等
，因此，当桥路相邻两臂为电阻时，则另外两个桥臂应接入
性质的元件才能平衡。 12自感式传感器通过改变 气隙 、 面积和
有效线圈匝数 从而改变线圈的自感量，可将该类传感器分为 变气隙式自感式传感器 、
变面积式自感传感器
和 螺管式自感传感器 。13压电传感器在使用
放大器时，其输出电压几乎不受电缆长度变化的影响。 14压电传感器中的压电片并联时可提高 电荷
灵敏度，适用于测量
信号和以 电荷
为输出量的场合。而串联时可提高
电压 灵敏度，适用于以
电压 为输出量的场合。 15压电传感器在使用前置放大器时，连接电缆长度的改变，测量系统的
也将发生变化。 16压电式传感器是 双向可逆型
换能器，即可将
能转换为 电
能，这是由于 压电
效应；也可将
能，这是根据
效应。 8.\t压电传感器前置放大器的作用是把传感器输入的高阻抗变为低阻抗输出和 把传感器的微弱信号放大9.\t周期信号的频谱是 离散
的，非周期信号的频谱是 连续
的；非周期信号的频谱可以借助于数学工具 傅立叶变换 而得到。10.\t在非电量的电测技术中，总是将被测的物理量转换为___电_____信号。 11.\t组成热电偶的条件是 两电极材料不同 和
两电极有温度差
。12.\t测试系统的特性可分为 静态
特性。13.\t能用确切数学表达式表达的信号称为 确定性
信号，不能用确切数学表达式表达的信号称为随机
信号。14.\t描述测试系统动态特性的数学模型有
频率响应函数
。15.\t附加传感器质量将使原被测系统的固有频率
（增大、减小、不变）。16.\t温度引起电阻应变片阻值变化的原因有两个，其一
电阻温度效应
线膨胀系数不同
。17.\t均方差表示信号的
，方差表示信号的
绕均值波动的程度
。18.\t测试系统不失真条件是
幅频特性为常数 、
相频特性为过原点的负方向斜线 。19.\t常用的温度传感器有
电阻温度计
等。20.\t利用霍尔元件可以测量
等运动量。21.\t单位脉冲的频谱是
，它在整个频率范围内具有 幅值相等
。22.\t线性系统具有 频率
保持性，即系统输入一正弦信号，其稳态输出的 幅值
一般会发生变化。23.\t差动电桥可提高 灵敏度
，进行 温度
补偿。24.\t为补偿温度变化给应变测量带来的误差，主应变片与补偿应变片应接 相邻
桥臂。25.\t一般将控制高频振荡的缓变信号称为
，载送缓变信号的高频振荡信号称为
，经过调制的高频震荡信号称为
周期信号的频谱必定是离散的。2.
灵敏度指输出增量与输入增量的比值，又称放大倍数。（X）3.
传递函数表征系统的传递特性，并反映其物理结构。因此，凡传递函数相同的系统其物理结构亦相同。（X）4.
变间隙式电感传感器，只要满足δ<<δo的条件，则灵敏度可视为常数。5.
用差动变压器测量位移时，根据其输出特性可辨别被测位移的方向。（X）6.莫尔条纹的间距B随光栅刻度线夹角θ增大而减小。7.
测量小应变时，应选择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。（X）8.霍尔元件包括两个霍尔电极和两个激励电极。9.
在光的照射下材料的电阻率发生改变的现象称为外光电效应。（X）10.
采用热电偶冷端恒温法进行冷端温度补偿，只能将冷端置于冰水混合的容器中。（X）11.
非周期信号的频谱是离散谱。（X）12.
随机信号的概率密度函数是表示信号的幅值落在指定区间的概率。13.为提高测试精度，传感器灵敏度越高越好。（X）14.
依靠被测对象输入能量使之工作的传感器称为能量转换型传感器。（X）15.
根据压电效应，在压电材料的任何一个表面的压力均会在相应表面上产生电荷。（X）16.
由同一种材料构成热电偶即使两端温度不等也不会形成电势。17.
若将四个承受应力的应变片作为全桥四臂，则电桥输出电压一定比仅用一个应变片大四倍。（X）18.
对某常系数线性系统输入周期信号，则其稳态输出信号将保持频率、幅值和相位不变。（X）19.
任何周期信号都可以由不同频率的正弦或余弦信号迭加而成。20.
一个信号不能在时域和频域上都是有限的。21.
当信号在时间尺度上压缩时，其频谱频带加宽，幅值增高。（X）22.
线性定常系统中，当初始条件为零时，系统输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。（X）23.
莫尔条纹有位移放大作用，可以通过莫尔条纹进行脉冲计数来测量微小位移。24.
同一个传递函数可表征多个完全不同的物理系统，因此不同物理系统可能会有相似传递特性。（X）25.
一阶系统时间常数和二阶系统固有频率越小越好。26.调幅波是频率不变而幅值发生变化的已调波。27.
相敏检波器是一种能鉴别信号相位和极性而不能放大信号的检波器。28.
频率保持性是指测试系统的输出信号频率总等于输入信号的频率。（X）29.
测试装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。30.
一阶测试系统的时间常数越小越好。（X） 31.
动态特征好的测试系统应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特征。32.线性定常系统，初始条件为零时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。33.
时间常数表征一阶系统的惯性，是过渡过程长短的度量。34.
用常系数微分方程描述的系统为线性系统。00000傅里叶级数中的系数表示谐波分量的振幅_。 1.\t准周期信号的频谱是__.离散的_________。 2.\t如果一个信号的频谱是离散的，则该信号的频率成份是有限的或无限的 ______。 3.\t时域信号使其变化速度减慢，则低频成分__增加____。 概率密度函数是_.幅值_____域上来描述随机信号的。 4.\t二阶系统的阻尼比越小，则阶跃响应的超调量__越大_________。5.\t幅值解调过程中，相敏检波器的作用是__判断极性和提取已调波的幅值信息_________。 6.\t在非电量的电测技术中，总是将被测的物理量转换为__电
______信号。 7.\t输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称___相频特征 _____。
测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数的关系为__.傅氏变换对 ______。 8.\t半导体应变片主要是利用半导体材料的
电阻率的变化
。 9.\t电阻应变片的灵敏度为 应变片电阻丝的电阻变化率与应变值之比
。 10.\t电涡流传感器是利用 金属导体
材料的电涡流效应工作的。 11.\t高频反射式涡流传感器是基于
集肤 效应来实现信号的感受和变换的。12.\t随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将
。 13.\t压电式加速度计，其压电片并联时可提高
电荷灵敏度
。 14.\t压电式加速度传感器的工作频率应该
其固有频率。15.\t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，这称之为
效应。 16.\t压电式传感器是内阻传感器，因此要求前置放大器的输入阻抗
17.\t压电式传感器常用的压电材料有 石英晶体
。18.\t压电式传感器使用
电荷放大器
放大器时，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。
19.\t压电元件并联连接时
输出电荷量大，适用于缓慢变化信号测量
20.\t下列传感器中，属结构型的传感器有
电容式传感器
。 21.\t. 压电式
传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化工作的。 22.\t为提高压电式加速度计工作频率上限，则应该
加速度计固有频率，则应 减小 加速度计固有频率，可以 增大
质量块的质量或者 减小
弹簧的刚度，此时灵敏度
。23.\t测量应变所用电桥特性是 电桥的和差特性 。为提高电桥灵敏度，极性相同的应变片应该接于相对 臂，极性向反的应变片应接于
臂。24.\t由 测量仪器本身结构或原理
引起的误差称为系统误差。25.\t能完成接受和实现信号转换的装置称为 传感器
。26.\t对某二阶系统输入周期信号，则其输出信号将保持 频率不变，幅值、相位改变 。27.\t减小随机误差影响的主要办法是增加测量次数
。28.\t低通滤波器的作用是 滤除高频信号
。29.\t半导体应变片是根据压阻效应
原理工作的。30.\t压电式传感器属于 发电型
传感器。31.\t采用直流电桥进行测量时，每一桥臂增加相同的应变片数，则电桥的测量精度
。32.\t用某一调制信号x(t)=Acos40pt+Bcos400pt，调制载波信号y(t)=Ccos4000pt，则调制波的频率宽为
。33.\t灵敏度始终是常数的传感器是
变面积式自感传感器
和 电阻应变片
。计量光栅测量位移时，采用细分技术是为了提高 分辨率34.\t描述周期信号的数学工具是
傅立叶级数，描述非周期信号的数学工具是 傅立叶变换 。35.\t将信号在时域平移，则在频域中信号将会 仅有相移
。36.\t金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻变化主要由 金属丝几何尺寸变化
来决定。●\t为什么通常二阶系统的阻尼比ζ≈0.7左右？频域：在一定误差范围下，ζ≈0.7时系统可测频带范围宽。时域：ζ≈0.7时，当ω0越大，响应时间越短。●\t何为调制、解调？调制与解调的目的是什么？调制就是用调制信号控制载波信号，让后者的某一特征参数按前者变化。解调就是从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号。调制的目的是使缓变信号便于放大和传输。解调的目的是恢复原信号。●\t简述系统不失真测试的条件（时域和频域）及其物理意义。时域：y(t)=kx(t-t0)。物理意义：系统的输出波形与输入信号的波形完全相似，保留了原信号的全部特征信息；输出波形与输入信号的波形只是幅值放大了k倍，在时间上延迟了t0。频域：A(ω)=k=常数，φ(ω)=-ωt0。物理意义：幅频特性在x(t)频谱范围内恒为常数，即输入信号各频率成分幅值通过此系统所乘系数相同，幅频特性]\\有无限宽通频带；相频特性是通过原点向负方向发展并与ω成线性关系的直线，即输入信号中各频率成分相位角通过此系统时成与频率ω成正比的滞后移动，滞后时间都相同。●\t试说明为什么不能用压电式传感器测量变化比较缓慢的信号？由于传感器的内阻及后续测量电路输入电阻Ri 非无限大，电路将按指数规律放电，造成测量误差，电荷泄漏使得利用压电传感器测量静态或准静态量非常困难。通常压电传感器适宜作动态测量，动态测量时电荷量可以不断得到补充。●\t简述测试系统的静态特性指标。a)灵敏度：若系统的输入x增量△x，引起输出y发生变化△y时，定义灵敏度S为: S=△y/△xb)线性度：对测试系统输入输出线性关系的一种度量。c)回程误差：描述系统的输出与输入变化方向有关的特性。d)重复性：衡量测量结果分散性的指标，即随机误差大小的指标。e)精度：评定测试系统产生的测量误差大小的指标。f) 稳定性和漂移：系统在一定工作条件下，当输入量不变时，输出量随时间变化的程度。g) 分辨力(率)：测试装置分辨输入量微小变化的能力。h) 可靠性：评定测试装置无故障工作时间长短的指标。●\t分别列举位移、温度、转速测量传感器各一种并简述其原理。位移传感器：变气隙式自感传感器——电磁感应原理。温度传感器：热电偶——热电效应。转速测量传感器：霍尔式转速测量传感器——霍尔效应。●\t测试系统的基本特性是什么？静态特性：灵敏度、线性度、回程误差、重复性、精度、稳定性和漂移、分辨力(率)、可靠性等。动态特性
抗干扰特性●\t简述常用温度测试方法及相应传感器原理。接触式测温法：膨胀式：根据热胀冷缩原理设计，如液体、气体和金属膨胀式温度计；电阻式：根据电阻温度效应设计，如电阻式、半导体温度计；热电偶：根据热电效应设计。非接触式测温法：基于热辐射效应，如红外式温度计。●\t一阶系统和二阶系统主要涉及哪些动态特性参数？这些动态特性参数的取值对系统性能有何影响？一般采用怎样的取值原则？一阶系统：时间常数τ。时间常数τ决定着一阶系统适用的频率范围，τ越小测试系统的动态范围越宽，反之，τ越大则系统的动态范围就越小。为了减小一阶系统的稳态响应动态误差，增大工作频率范围，应尽可能采用时间常数τ小的测试系统。二阶系统：阻尼比ξ、固有频率ω0。二阶系统幅频特性曲线是否出现峰值取决于系统的阻尼比ξ的大小；当二阶系统的阻尼比ξ不变时，系统固有频率越大，保持动态误差在一定范围内的工作频率范围越宽，反之，工作频率范围越窄。对二阶系统通常推荐采用阻尼比ξ＝0.7 左右，且可用频率在 0~0.6 范围内变化，测试系统可获得较好的动态特性，其幅值误差不超过 5％，同时相频特性接近于直线，即测试系统的动态特性误差较小。●\t传感器采用差动形式有什么优点？试举例。1改善非线性。2提高灵敏度。3对电源电压、频率的波动及温度变化等外界影响有补偿作用。4对电磁吸力有一定的补偿作用，从而提高测量的准确性。●\t若调制信号的最高频率为fm，载波频率为f0，那么fm与f0应满足什么关系？原因何在？若调制信号为瞬态信号(连续谱，信号最高频率fm)，则调幅波的频谱也是连续谱，位于f0± fm之间。只有f0>>fm，频谱不会产生交叠现象。为了正确进行信号调制，调幅信号的频宽（2fm）相对于中心频率（载波频率f0）应越小越好，实际载波频率通常f0≥10fm。●\t测量、测试、计量的概念有什么区别？测量：以确定被测对象属性和量值为目的的全部操作。测试：意义更为广泛的测量——具有试验性质的测量。计量：实现单位统一和量值准确可靠的测量。●\t何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？说明各类误差的性质、特点及其对 测量结果的影响。测量误差：测量结果与被测量真值之差。误差分类：随机误差（由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律产生，再现性）、系统误差（因许多不确定性因素而随机产生、偶然性）、粗大误差（系统各组成环节发生异常和故障等引起）。误差表示：绝对误差、相对误差（真值相对误差、示值相对误差）、引用误差。●\t准周期信号与周期信号有何异同之处？与非周期信号有何异同之处？满足什么要求简谐信号才能叠加成周期信号？该信号的周期如何确定？准周期信号: 由多个周期信号合成，各信号周期没有最小公倍数。频谱离散。周期信号：按一定时间间隔重复出现的信号，由多个周期信号合成，各信号周期有最小公倍数。频谱离散。非周期信号：不会重复出现的信号，包括准周期信号、瞬态信号。其中准周期信号频谱离散，瞬态信号频谱连续。各简谐信号周期有最小公倍数才能叠加成周期信号。该信号周期为各信号周期的最小公倍数。●\t金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况选用？金属电阻应变片的工作原理基于其敏感栅发生几何尺寸改变，使金属丝的电阻值随其变形而改变，即电阻应变效应，产生（1＋2μ）εx项。而半导体应变片的工作原理是利用半导体材料沿某一方向受到外加载荷作用时，由应力引起电阻率的变化，即压阻效应，产生πL Eεx 项。两种应变片相比，半导体应变片最突出的优点是灵敏度高，另外，由于机械滞后小、横向效应小及本身的体积小等特点，扩大了半导体应变片的使用范围，最大缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大，在较大应变作用下，非线性误差大等，给使用带来困难。当测量较小应变值时，应选用根据压阻效应工作的半导体应变片，而测量大应变值时应选用根据应变效应工作的金属电阻应变片。●\t电阻应变片产生温度误差的原因有哪些？怎样消除误差？由温度引起应变片电阻变化的原因主要有两个：一是敏感栅的电阻值随温度的变化而改变，即电阻温度效应；二是由于敏感栅和试件线膨胀系数不同而产生的电阻变化。进行温度补偿，消除误差的方式主要有三种：温度自补偿法、桥路补偿法和热敏电阻补偿法。温度自补偿法是通过精心选配敏感栅材料与结构参数来实现温度补偿；桥路补偿法是利用电桥的和差特性来达到补偿的目的；热敏电阻补偿法是使电桥的输入电压随温度升高而增加，从而提高电桥的输出电压。●\t涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影响?涡流形成范围:径向为线圈外径的1.8～2.5倍，且分布不均匀，与线圈外径D有关；涡流贯穿深度有限，深度一般可用经验公式求得，与导体电阻率、相对导磁率和激励频率有关。涡流效应与被测导体电阻率、导磁率、几何形状与表面状况有关，因此涡流传感器的灵敏度也与上述被测体的因素有关。●\t涡流式传感器的主要优点是什么?电涡流式传感器能对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等进行非接触式连续测量，另外还具有体积小，灵敏度高，频率响应宽等特点。非接触测量，抗干扰能力强；灵敏度高；分辨力高，位移检测范围：±1mm～±10mm，最高分辨率可达0.1%；结构简单，使用方便，不受油液等介质影响●\t压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器？电荷放大器有何特点？压电式传感器的前置放大器有两个作用：一是阻抗变换（把压电式传感器输出的高阻抗变换成低阻抗输出）；二是放大压电式传感器输出的微弱信号。电荷放大器的输出电压与外力成正比，与反馈电容Cf成反比，而与Ca、Cc和Ci无关，当制作线路时使Cf成为一个非常稳定的数值，则输出电压唯一的取决于电荷量，与外力成反比。电缆分布电容变化不会影响传感器灵敏度及测量结果是电荷放大器的突出优点，但电路复杂，造价较高。●\t采取何种措施可以提高压电式加速度传感器的灵敏度？选用压电系数大的压电材料做压电元件；增加压电晶片数目；合理的连接方法。●\t如何减小电缆噪声对测量信号的影响？使用特制的低噪声电缆；输出电缆应予以固紧，用夹子、胶布、腊等固定电缆以避免振摇；电缆离开试件的点应选在震动最小处。●\t什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于作霍尔元件？霍尔效应：置于磁场中的通电半导体，在垂直于电场和磁场的方向产生电动势的现象。根据霍尔效应，霍尔元件的材料应该具有高的电阻率和载流子迁移率。一般金属的载流子迁移率很高，但其电阻率很小；绝缘体电阻率很高，但其载流子迁移率很低；只有半导体材料最适合做霍尔元件。●\t霍尔元件的不等位电势的概念是什么？产生不等位电势的主要原因有哪些？如何进行补偿？不等位电势：当磁感应强度B为零、激励电流为额定值IH时，霍尔电极间的空载电势。产生不等位电势的原因主要有：霍尔电极安装位置不正确（不对称或不在同一等电位面上）；半导体材料的不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀；激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。以下内容为系统自动转化的文字版，可能排版等有问题，仅供您参考：工程测试技术试题整理1. 测试装置的静态特性指标主要有灵敏度、线性度、回差、精确度 一阶系统的动态参数是时间常数 τ，二阶系统的动态参数是 时间常数 τ 和阻尼 比 ξ。 2 测试装置的幅频特性描述的是输出信号与输入信号幅值比随输入信号频率变 化的关系， 相频特性描述的是输出信号与输入信号相位差随输入信号频率变化 的关。 2. 表征测试装置动态特性的频率响应特性应包括_幅频特性，和_相频特性。 3. 将信号 x(t)=6sin2t 输入时间常数 τ=0.5 的一阶装置， 则稳态输出的幅值 Y0 = ，相位滞后 φ0=_____ ，输出信号 y(t)= 。 3 2,45?,3 2 sin(2t ? 45?) 当测量较小应变值时，应选用根据 压阻效应工作的 半导体应变片，而测量大应变值时应选用根据 电阻应变 效应工作的 金属 电阻应变片。 4. 常用的应变片有半导体 与 金属丝 两大类。对于金属电阻应变片来说： S=1+2μ ，而对于半导体应变片来说 S＝ πLE 。前一种应变片的灵敏度比 后一种 低 5. 金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的 几何尺寸 变化产生 的。 6. 差动变压器式传感器工作时，如果铁芯做一定频率的往复运动，其输出电压 是 调制 波。 7. 差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈_互感_____系 数的变化,两个次级线圈要求_反向____串接。 11 交流电桥的平衡条件为 相对桥臂阻抗之模的乘积相等 和 阻抗角 和相等 ，因此，当桥路相邻两臂为电阻时，则另外两个桥臂应接入 电阻 性质的元件才能平衡。 12 自感式传感器通过改变 气隙 、 面积和 有效线圈匝数 从而改变线圈的自 感量，可将该类传感器分为 变气隙式自感式传感器 、 变面积式自感传感器 和 螺管式自感传感器 。 13 压电传感器在使用 电荷 放大器时， 其输出电压几乎不受电缆长度变化的 影响。 14 压电传感器中的压电片并联时可提高 电荷 灵敏度，适用于测量 缓变 信号和以 电荷 为输出量的场合。而串联时可提高 电压 灵敏度，适用于 以 电压 为输出量的场合。 15 压电传感器在使用前置放大器时，连接电缆长度的改变，测量系统的 灵敏 度 也将发生变化。 16 压电式传感器是 双向可逆型 换能器，即可将 机械 能转换为 电 能，这是由于 压电 效应；也可将 电 能转换为 机械 能，这是根 据 逆压电 效应。 8. 压电传感器前置放大器的作用是把传感器输入的高阻抗变为低阻抗输出和o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理把传感器的微弱信号放大 9. 周期信号的频谱是 离散 的，非周期信号的频谱是 连续 的；非周期 信号的频谱可以借助于数学工具 傅立叶变换 而得到。 10. 在非电量的电测技术中，总是将被测的物理量转换为___电_____信号。 11. 组成热电偶的条件是 两电极材料不同 和 两电极有温度差 。 12. 测试系统的特性可分为 静态 特性和 动态 特性。 13. 能用确切数学表达式表达的信号称为 确定性 信号，不能用确切数学 表达式表达的信号称为随机 信号。 14. 描述测试系统动态特性的数学模型有 微分方程 和 频率响应函 数 。 15. 附加传感器质量将使原被测系统的固有频率 减小 （增大、减小、 不变） 。 16. 温 度 引 起 电 阻 应 变 片 阻 值 变 化 的 原 因 有 两 个 ， 其 一 电阻温度效 应 ，其二 线膨胀系数不同 。 17. 均方差表示信号的 波动量 ，方差表示信号的 绕均值波动的程 度 。 18. 测试系统不失真条件是 幅频特性为常数 、 相频特性为过原点的负方向 斜线 。 19. 常用的温度传感器有 热电偶 、 电阻温度计 等。 20. 利用霍尔元件可以测量 位移 和 转速 等运动量。 21. 单 位 脉 冲 的 频 谱 是 均 匀 谱 ，它在整个频率范围内具有 幅值相 等 。 22. 线性系统具有 频率 保持性， 即系统输入一正弦信号， 其稳态输出的 幅 值 和 相位 一般会发生变化。 23. 差动电桥可提高 灵敏度 ，改善 非线性 ，进行 温度 补偿。 24. 为补偿温度变化给应变测量带来的误差，主应变片与补偿应变片应接 相邻 桥臂。 25. 一般将控制高频振荡的缓变信号称为 调制信号 ，载送缓变信号的高频振 荡信号称为 载波 ，经过调制的高频震荡信号称为 已调制波 。 判断 1. 周期信号的频谱必定是离散的。 2. 灵敏度指输出增量与输入增量的比值，又称放大倍数。（X） 3. 传递函数表征系统的传递特性，并反映其物理结构。因此，凡传递函数相同 的系统其物理结构亦相同。（X） 4. 变间隙式电感传感器，只要满足 δ&&δo 的条件，则灵敏度可视为常数。o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理5. 用差动变压器测量位移时，根据其输出特性可辨别被测位移的方向。（X） 6.莫尔条纹的间距 B 随光栅刻度线夹角 θ 增大而减小。 7. 测量小应变时，应选择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。（X） 8.霍尔元件包括两个霍尔电极和两个激励电极。 9. 在光的照射下材料的电阻率发生改变的现象称为外光电效应。（X） 10. 采用热电偶冷端恒温法进行冷端温度补偿，只能将冷端置于冰水混合的容器 中。（X） 11. 非周期信号的频谱是离散谱。（X） 12. 随机信号的概率密度函数是表示信号的幅值落在指定区间的概率。 13.为提高测试精度，传感器灵敏度越高越好。（X） 14. 依靠被测对象输入能量使之工作的传感器称为能量转换型传感器。（X） 15. 根据压电效应，在压电材料的任何一个表面的压力均会在相应表面上产生电 荷。（X） 16. 由同一种材料构成热电偶即使两端温度不等也不会形成电势。 17. 若将四个承受应力的应变片作为全桥四臂，则电桥输出电压一定比仅用一个 应变片大四倍。（X） 18. 对某常系数线性系统输入周期信号，则其稳态输出信号将保持频率、幅值和 相位不变。（X） 19. 任何周期信号都可以由不同频率的正弦或余弦信号迭加而成。 20. 一个信号不能在时域和频域上都是有限的。 21. 当信号在时间尺度上压缩时，其频谱频带加宽，幅值增高。（X） 22. 线性定常系统中，当初始条件为零时，系统输出量与输入量之比的拉氏变换 称为传递函数。（X） 23. 莫尔条纹有位移放大作用，可以通过莫尔条纹进行脉冲计数来测量微小位 移。 24. 同一个传递函数可表征多个完全不同的物理系统，因此不同物理系统可能会 有相似传递特性。（X） 25. 一阶系统时间常数和二阶系统固有频率越小越好。 26.调幅波是频率不变而幅值发生变化的已调波。 27. 相敏检波器是一种能鉴别信号相位和极性而不能放大信号的检波器。 28. 频率保持性是指测试系统的输出信号频率总等于输入信号的频率。（X） 29. 测试装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。 30. 一阶测试系统的时间常数越小越好。（X） 31. 动态特征好的测试系统应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特征。 32.线性定常系统，初始条件为零时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变 换之比称为传递函数。o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理33. 时间常数表征一阶系统的惯性，是过渡过程长短的度量。 34. 用常系数微分方程描述的系统为线性系统。 00000 傅里叶级数中的系数表示谐波分量的振幅_。 1. 准周期信号的频谱是__.离散的_________。 2. 如果一个信号的频谱是离散的，则该信号的频率成份是有限的或无限的 ______。 3. 时域信号使其变化速度减慢，则低频成分__增加____。 概率密度函数是_.幅值_____域上来描述随机信号的。 4. 二阶系统的阻尼比越小，则阶跃响应的超调量__越大_________。 5. 幅值解调过程中， 相敏检波器的作用是__判断极性和提取已调波的幅值信息 _________。 6. 在非电量的电测技术中，总是将被测的物理量转换为__电 ______信号。 7. 输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称___相频特征 _____。 测 试 装 置 的 脉 冲 响 应 函 数 与 它 的 频 率 响 应 函 数 的 关 系 为 __. 傅 氏 变 换 对 ______。 8. 半导体应变片主要是利用半导体材料的 电阻率的变化 。 9. 电 阻 应 变 片 的 灵 敏 度 为 应 变 片 电 阻 丝 的 电 阻 变 化 率 与 应 变 值 之 比 。 10. 电涡流传感器是利用 金属导体 材料的电涡流效应工作的。 11. 高频反射式涡流传感器是基于 涡电流 和 集肤 效应来实现信号的感 受和变换的。 12. 随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将 . 相应减 小 。 13. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高 电荷灵敏度 。 14. 压电式加速度传感器的工作频率应该 远低于 其固有频率。 15. 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 之为 逆压电 效应。 16. 压 电 式 传 感 器 是 内 阻 传 感 器 ， 因 此 要 求 前 置 放 大 器 的 输 入 阻 抗 很 高 。 17. 压电式传感器常用的压电材料有 石英晶体 。 18. 压电式传感器使用 电荷放大器 放大器时，输出电压几乎不受联接电 缆长度变化的影响。 19. 压电元件并联连接时 输出电荷量大，适用于缓慢变化信号测量 。 20. 下列传感器中，属结构型的传感器有 电容式传感器 。 21. . 压电式 传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化工作的。 22. 为提高压电式加速度计工作频率上限，则应该 增大 加速度计固有频 率，则应 减小 加速度计固有频率，可以 增大 质量块的质量或者 减小o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理弹簧的刚度，此时灵敏度 。 23. 测量应变所用电桥特性是 电桥的和差特性 。为提高电桥灵敏度，极性相同 的应变片应该接于相对 臂，极性向反的应变片应接于 相邻 臂。 24. 由 测量仪器本身结构或原理 引起的误差称为系统误差。 25. 能完成接受和实现信号转换的装置称为 传感器 。 26. 对某二阶系统输入周期信号，则其输出信号将保持 频率不变，幅值、相位 改变 。 27. 减小随机误差影响的主要办法是增加测量次数 。 28. 低通滤波器的作用是 滤除高频信号 。 29. 半导体应变片是根据压阻效应 原理工作的。 30. 压电式传感器属于 发电型 传感器。 31. 采用直流电桥进行测量时，每一桥臂增加相同的应变片数，则电桥的测量精 度 不变 。 32. 用 某 一 调 制 信 号 x(t)=Acos40pt+Bcos400pt ， 调 制 载 波 信 号 y(t)=Ccos4000pt，则调制波的频率宽为 0+200； 。 33. 灵敏度始终是常数的传感器是 变面积式自感传感器 和 电阻应变片 。 计量光栅测量位移时，采用细分技术是为了提高 分辨率 34. 描述周期信号的数学工具是 傅立叶级数，描述非周期信号的数学工具是 傅立叶变换 。 35. 将信号在时域平移，则在频域中信号将会 仅有相移 。 36. 金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻变化主要由 金属丝几何尺 寸变化 来决定。 ? 为什么通常二阶系统的阻尼比 ζ≈0.7 左右？ 频域：在一定误差范围下，ζ≈0.7 时系统可测频带范围宽。时域：ζ≈0.7 时， 当 ω0 越大，响应时间越短。 ? 何为调制、解调？调制与解调的目的是什么？ 调制就是用调制信号控制载波信号，让后者的某一特征参数按前者变化。 解调就是从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号。 调制的目的是使缓变信号便于放大和传输。解调的目的是恢复原信号。 ? 简述系统不失真测试的条件（时域和频域）及其物理意义。 时域：y(t)=kx(t-t0)。物理意义：系统的输出波形与输入信号的波形完全 相似，保留了原信号的全部特征信息；输出波形与输入信号的波形只是幅值放 大了 k 倍，在时间上延迟了 t0。 频域：A(ω)=k=常数，φ(ω)=-ωt0。物理意义：幅频特性在 x(t)频谱范围内 恒为常数，即输入信号各频率成分幅值通过此系统所乘系数相同，幅频特性 ]\ 有无限宽通频带； 相频特性是通过原点向负方向发展并与 ω 成线性关系的直线， 即输入信号中各频率成分相位角通过此系统时成与频率 ω 成正比的滞后移动，o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理滞后时间都相同。 ? 试说明为什么不能用压电式传感器测量变化比较缓慢的信号？ 由于传感器的内阻及后续测量电路输入电阻 Ri 非无限大， 电路将按指数规 律放电，造成测量误差，电荷泄漏使得利用压电传感器测量静态或准静态量非 常困难。通常压电传感器适宜作动态测量，动态测量时电荷量可以不断得到补 充。 ? 简述测试系统的静态特性指标。 a)灵敏度：若系统的输入 x 增量△x，引起输出 y 发生变化△y 时，定义灵 敏度 S 为: S=△y/△x b)线性度：对测试系统输入输出线性关系的一种度量。 c)回程误差：描述系统的输出与输入变化方向有关的特性。 d)重复性：衡量测量结果分散性的指标，即随机误差大小的指标。 e)精度：评定测试系统产生的测量误差大小的指标。 f) 稳定性和漂移：系统在一定工作条件下，当输入量不变时，输出量随时 间变化的程度。 g) 分辨力(率)：测试装置分辨输入量微小变化的能力。 h) 可靠性：评定测试装置无故障工作时间长短的指标。 ? 分别列举位移、温度、转速测量传感器各一种并简述其原理。 位移传感器：变气隙式自感传感器——电磁感应原理。 温度传感器：热电偶——热电效应。 转速测量传感器：霍尔式转速测量传感器——霍尔效应。 ? 测试系统的基本特性是什么？ 静态特性：灵敏度、线性度、回程误差、重复性、精度、稳定性和漂移、 分辨力(率)、可靠性等。 动态特性 负载特性 抗干扰特性 ? 简述常用温度测试方法及相应传感器原理。 接触式测温法：膨胀式：根据热胀冷缩原理设计，如液体、气体和金属膨 胀式温度计；电阻式：根据电阻温度效应设计，如电阻式、半导体温度计；热 电偶：根据热电效应设计。 非接触式测温法：基于热辐射效应，如红外式温度计。 ? 一阶系统和二阶系统主要涉及哪些动态特性参数？这些动态特性参数的取 值对系统性能有何影响？一般采用怎样的取值原则？ 一阶系统：时间常数 τ。时间常数 τ 决定着一阶系统适用的频率范围，τ 越 小测试系统的动态范围越宽，反之，τ 越大则系统的动态范围就越小。为了减小 一阶系统的稳态响应动态误差，增大工作频率范围，应尽可能采用时间常数 τ 小的测试系统。 二阶系统：阻尼比 ξ、固有频率 ω0。二阶系统幅频特性曲线是否出现峰值 取决于系统的阻尼比 ξ 的大小；当二阶系统的阻尼比 ξ 不变时，系统固有频率o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理越大，保持动态误差在一定范围内的工作频率范围越宽，反之，工作频率范围 越窄。对二阶系统通常推荐采用阻尼比 ξ＝0.7 左右，且可用频率在 0~0.6 范 围内变化，测试系统可获得较好的动态特性，其幅值误差不超过 5％，同时相 频特性接近于直线，即测试系统的动态特性误差较小。 ? 传感器采用差动形式有什么优点？试举例。 1 改善非线性。2 提高灵敏度。3 对电源电压、频率的波动及温度变化等外 界影响有补偿作用。4 对电磁吸力有一定的补偿作用，从而提高测量的准确性。 ? 若调制信号的最高频率为 fm，载波频率为 f0，那么 fm 与 f0 应满足什么关 系？原因何在？ 若调制信号为瞬态信号(连续谱，信号最高频率 fm)，则调幅波的频谱也是 连续谱，位于 f0± fm 之间。只有 f0&&fm，频谱不会产生交叠现象。为了正确 进行信号调制，调幅信号的频宽（2fm）相对于中心频率（载波频率 f0）应越 小越好，实际载波频率通常 f0≥10fm。 ? 测量、测试、计量的概念有什么区别？ 测量：以确定被测对象属性和量值为目的的全部操作。 测试：意义更为广泛的测量——具有试验性质的测量。 计量：实现单位统一和量值准确可靠的测量。 ? 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？说明各类误差的性质、 特点及其对 测量结果的影响。 测量误差：测量结果与被测量真值之差。 误差分类：随机误差（由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律 产生，再现性） 、系统误差（因许多不确定性因素而随机产生、偶然性） 、粗大 误差（系统各组成环节发生异常和故障等引起） 。 误差表示：绝对误差、相对误差（真值相对误差、示值相对误差） 、引用误 差。 ? 准周期信号与周期信号有何异同之处？与非周期信号有何异同之处？满足 什么要求简谐信号才能叠加成周期信号？该信号的周期如何确定？ 准周期信号: 由多个周期信号合成， 各信号周期没有最小公倍数。 频谱离散。 周期信号：按一定时间间隔重复出现的信号，由多个周期信号合成，各信 号周期有最小公倍数。频谱离散。 非周期信号：不会重复出现的信号，包括准周期信号、瞬态信号。其中准 周期信号频谱离散，瞬态信号频谱连续。 各简谐信号周期有最小公倍数才能叠加成周期信号。该信号周期为各信号 周期的最小公倍数。 ? 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？ 应如何针对具体情况选用？ 金属电阻应变片的工作原理基于其敏感栅发生几何尺寸改变，使金属丝的 电阻值随其变形而改变，即电阻应变效应，产生（1＋2μ）εx 项。而半导体应变o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理片的工作原理是利用半导体材料沿某一方向受到外加载荷作用时，由应力引起 电阻率的变化，即压阻效应，产生 πL Eεx 项。 两种应变片相比，半导体应变片最突出的优点是灵敏度高，另外，由于机 械滞后小、横向效应小及本身的体积小等特点，扩大了半导体应变片的使用范 围，最大缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大，在较大应变作用下，非线性 误差大等，给使用带来困难。 当测量较小应变值时，应选用根据压阻效应工作的半导体应变片，而测量 大应变值时应选用根据应变效应工作的金属电阻应变片。 ? 电阻应变片产生温度误差的原因有哪些？怎样消除误差？ 由温度引起应变片电阻变化的原因主要有两个：一是敏感栅的电阻值随温 度的变化而改变，即电阻温度效应；二是由于敏感栅和试件线膨胀系数不同而 产生的电阻变化。 进行温度补偿，消除误差的方式主要有三种：温度自补偿法、桥路补偿法 和热敏电阻补偿法。温度自补偿法是通过精心选配敏感栅材料与结构参数来实 现温度补偿；桥路补偿法是利用电桥的和差特性来达到补偿的目的；热敏电阻 补偿法是使电桥的输入电压随温度升高而增加，从而提高电桥的输出电压。 ? 涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度 有何影响? 涡流形成范围:径向为线圈外径的 1.8～2.5 倍，且分布不均匀，与线圈外径 D 有关；涡流贯穿深度有限，深度一般可用经验公式求得，与导体电阻率、相 对导磁率和激励频率有关。 涡流效应与被测导体电阻率、导磁率、几何形状与表面状况有关，因此涡 流传感器的灵敏度也与上述被测体的因素有关。 ? 涡流式传感器的主要优点是什么? 电涡流式传感器能对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等进 行非接触式连续测量，另外还具有体积小，灵敏度高，频率响应宽等特点。 非接触测量， 抗干扰能力强； 灵敏度高； 分辨力高， 位移检测范围： ±1mm～ ±10mm，最高分辨率可达 0.1%；结构简单，使用方便，不受油液等介质影响 ? 压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器？电荷放大器有何特 点？ 压电式传感器的前置放大器有两个作用：一是阻抗变换（把压电式传感器 输出的高阻抗变换成低阻抗输出） ；二是放大压电式传感器输出的微弱信号。 电荷放大器的输出电压与外力成正比，与反馈电容 Cf 成反比，而与 Ca、 Cc 和 Ci 无关，当制作线路时使 Cf 成为一个非常稳定的数值，则输出电压唯一 的取决于电荷量，与外力成反比。电缆分布电容变化不会影响传感器灵敏度及 测量结果是电荷放大器的突出优点，但电路复杂，造价较高。 ? 采取何种措施可以提高压电式加速度传感器的灵敏度？ 选用压电系数大的压电材料做压电元件；增加压电晶片数目；合理的连接 方法。o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理? 如何减小电缆噪声对测量信号的影响？ 使用特制的低噪声电缆；输出电缆应予以固紧，用夹子、胶布、腊等固定 电缆以避免振摇；电缆离开试件的点应选在震动最小处。 ? 什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于作霍尔元件？ 霍尔效应：置于磁场中的通电半导体，在垂直于电场和磁场的方向产生电 动势的现象。 根据霍尔效应，霍尔元件的材料应该具有高的电阻率和载流子迁移率。一 般金属的载流子迁移率很高，但其电阻率很小；绝缘体电阻率很高，但其载流 子迁移率很低；只有半导体材料最适合做霍尔元件。 ? 霍尔元件的不等位电势的概念是什么？产生不等位电势的主要原因有哪 些？如何进行补偿？ 不等位电势：当磁感应强度 B 为零、激励电流为额定值 IH 时，霍尔电极 间的空载电势。 产生不等位电势的原因主要有：霍尔电极安装位置不正确（不对称或不在 同一等电位面上） ；半导体材料的不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均 匀；激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。 补偿电路见 P173。 ? 简述霍尔位移传感器的工作原理。 当改变磁极系统与霍尔元件的相对位置时，即可得到输出电压，其大小正 比于位移量。保持霍尔元件的控制电流 I 一定，使其在一个有均匀梯度的磁场 中移动，则霍尔电势与位移量成正比。 ? 简述热电偶产生热电势的条件是什么? 热电偶的两个电极材料不同，两个接点的温度不同。 ? 简述热电偶冷端温度补偿的各种方法的特点? 0℃恒温法： 将热电偶冷端放在冰和水混合的容器中， 保持冷端为 0℃不变。 这种方法精度高，但在工程中应用很不方便，一般在实验室用于校正标准热电 偶等高精度温度测量。 修正法：实际使用中，设法使冷端温度保持不变（放置在恒温器中） ，然后 采用冷端温度修正的方法，可得到冷端为 0℃时的热电势。根据中间温度定律， EAB(T,T0) ＝ EAB(T,Tn) ＋ EAB(Tn,T) ， 因 为 保 持 温 度 Tn 不 变 ， 因 而 EAB(Tn,0) ＝常值，该值可以从热电偶分度表中查出。测量的热电势与查表得 到的相加，就可得到冷端为 0℃时的热电势，然后再查热电偶分度表，便可得到 被测温度 T。 补偿导线法：将热电偶的自由端引至显示仪表，而显示仪表放在恒温或温 度波动较小的地方。采用某两种导线组成的热电偶补偿导线，在一定温度范围 内（0～100℃）具有与所连接的热电偶相同的热电性能。不同的热电偶要配不 同的导线，极性也不能接错。 补偿电桥法： 利用不平衡电桥(又称冷端补偿器)产生不平衡电压来自动补偿o.o 出品(￣︶￣)工程测试技术试题整理热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化。o.o 出品(￣︶￣)[]相关文章： 1/4页