1、現代測試技術習題 基本題型: 填空題、判斷題、問答題、名詞解釋、大題(計算題、作圖題) 一、填空題 1.1傳感器主要由 、與三大部分構成。 1.2信號x(t)的正弦形式的傅里葉級數的系數ao=，an=, bn=， An=, (n= 。 1.3傅里葉變換對1? ，當x(t)? X(f)時，頻移特性為 。 1.4傅里葉變換對 吐)？ ，當x(t)? X(f)時，時移特性為 。 1.5傅里葉變換對 狀)？ ，當x(t)? X(f)時，時移特性為 。 1.6組合壓電元件在力學結構上是形式，在電學結構上是 形式。 1.7光電效應可分為 效應、效應與效應。 1.8壓電元件的常用結構形式在力學結構上是 形式

2、，在電學結 構上是形式。 1.9熱電偶總電動勢是由 與兩種電動勢組成， 其 中起主要作的是 電動勢。 1.10按照濾波器工作目的可分為 、與4 種基本類型。 1.11理想濾波器的條件是其通帶的幅頻特性為 ，而阻帶的幅頻特性為 。 1.12金屬應變片的常用組橋形式主要有 電橋、電橋與電橋。 1.13信號的自相關系數p=，自相關函數 Rx( T= 。 1.14對變極距式電容式傳感器采用結構可極大改善非線性特性， 采用方式可消除非線性特性。 1.15電感式傳感器按結構參數的變化可分為 式、式與式三 類。 1.16電容式傳感器按結構參數的變化可分為 式、式與式三 類。 1.17對測試系統實際特性的擬合

3、可采用 擬合與擬合。 1.18周期信號的自相關函數仍為 頻率的周期函數，且保留了原信號的 信息， 丟失了原信號的信息。 1.19兩同頻周期信號的互相關函數仍為 頻率的周期函數，且保留了原信號 的信息與 信息，丟失了原信號的 信息。 1.20實現不失真測試的頻域條件(表達式)為與。時域條件 名詞解釋題 2.1應變效應、壓阻效應、電渦流效應、金屬應變效應、壓電效應、霍爾效應、熱電阻 效應、熱敏電阻效應、磁敏效應、磁阻效應、外光電效應、內光電效應、光生伏特效應 回程誤差、重復性誤差 22測試系統的靈敏度、測試系統的線性度、零點漂移、 2.3信號的調制與解調、濾波、無失真傳輸 三、簡答題 3.1何謂能

4、量信號與功率信號？ 一個信號是否可既是能量信號又是功率信號？ 一個信 號是否可既不是能量信號又不是功率信號？為什么？ 3.2二階系統的阻尼比 Z和固有頻率對二階系統主要有什么影響？ 3.3有限個周期信號之和是否一定為周期信號？為什么？ 3.4傳感器差動式比簡單式有什么優點？ 3.5何謂霍爾效應？其物理本質是什么？用霍爾元件可測哪些物理量？請舉出三個例 子說明。 3.6壓電式傳感器主要適用于什么情況下工作？為什么？ 3.7試給出光電耦合隔離放大器電路，它主要起何作用？ 3.8試給出變壓器耦合隔離放大器電路，它主要起何作用？ 3.9直流電橋的雙臂形式比單臂形式有什么優點？為什么？ 3.10應變片應

5、當如何組橋？試給出其相應電路圖及輸入輸出關系式(不需要給出推導 過程)，并進行比較分析。 3.11傳感器檢測電路中直接使用級間直接耦合式直流放大器與阻容耦合式交流放大器 各有什么缺點？ 3.12何謂測試系統不失真測試的條件？對一階測試系統如何選取相應的不失真測試的 頻率范圍？ 3.13何謂測試系統不失真？其時域條件和頻域條件分別是什么？ 3.13理想濾波器應當具有什么樣的特點？ 3.14與RC無源濾波器相比，RC有源濾波器具有什么樣的特點？ 3.15調頻與調幅各有什么特點？ 3.16相關分析是在什么范圍內分析隨機信號的方法？相關系數與相關函數各自描述了 隨機信號的什么特征？ 3.17變氣隙式電

6、容式傳感器具有原理上的非線性特性，可采用什么方法減小非線性誤 差？采用什么方法可將非線性特性轉化為線性特性？為什么？ 四、計算分析題 4.1試給出如圖所示周期方波x(t)的單邊頻譜圖。 4.2試給出如圖所示三角波x(t)的雙邊頻譜圖。 4.1題 4.3試給出如圖所示方波信號x(t)的單邊頻譜圖。 1 4.4求函數x(t)= 3(a)+應心)+ 3t(a/2)+ 3(a/2)的傅里葉變換。 2 4.5試利用 訓？ 1以及ft的性質求1、ej2 not的傅里葉變換f(i)、F(ej2曲)。 4.6設有一變極距式電容式傳感器，試完成以下任務。 (1) 試給出該傳感器的運算放大電路原理圖。 (2) 試

7、給出該傳感器的運算放大電路的輸入輸出關系式。 (3) 從輸入輸出關系式結果中你能得出什么結論？ 4.7設有一簡單高通濾波器如圖所示，試完成以下任務。 (1) 試給出該高通濾波器的頻率響應特性表達式。 (2) 試給出該高通濾波器的截止頻率fc的表達式。 C應為多少? 4.8設有一簡單低通濾波器如圖所示，試完成以下任務。 (1) 試給出該低通濾波器的頻率響應特性表達式。 (2) 試給出該低通濾波器的截止頻率fc的表達式。 如果已知fc=50Hz , R=500Q,則該低通濾波器對應電容C應為多少? 4.9已知信號 4B4B4B x(t)=Asin(100 n), y(t)sin(100 t) si

8、n(300 t)sin(500 t) 35 求互相關函數Rxy(t)，說明求解原因。 4.10設周期信號x(t)=x0sin( t+ ) y(t)=y0sin( t+)試求自相關函數 Rx( T與互相關函數 Rxy(T。從結果中你能得出什么結論？ 4.11在對某測量裝置進行定度時，得到該裝置的輸入-輸出數據如下表所示，試計算該 裝置的非線性度和靈敏度。(說明采用了何種方法) 輸入Xi 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 輸出yi 2.2 4.8 7.6 9.9 12.6 15.2 17.8 20.1 22.1 4.12設有兩溫度場需要檢測其溫度T1與T2之平

9、均溫度 T=(Ti+T2)/2。擬采用兩同型號 的熱電偶檢測，在不考慮溫差電動勢的前提下試完成以下任務。 (1) 試給出該測試系統的簡單原理圖。 (2) 試分析并給出該測試系統的輸入輸出關系式以及平均溫度AT的表達式。 4.13設有一線位移 x需用變面積式電感式傳感器進行測試，試完成以下任務。 (1) 試分別給出單電感式、差動式兩種不同傳感器的簡單原理圖。 (2) 試分別給出單電感式、差動式兩種不同傳感器的輸入輸出關系式。 (3) 從輸入輸出關系式結果中分析單電感式、差動式兩種不同傳感器的特性，該傳感器 能否測試位線移量 x的方向？為什么？ 4.14 設有一變極距式電容式傳感器，試完成以下任務

10、。 (1) 試給出該傳感器的運算放大電路原理圖。 (2) 試給出該傳感器的運算放大電路的輸入輸出關系式。 (3) 從輸入輸出關系式結果中你能得出什么結論？ 4.15設有周期信號x(t)=sin at，請分別完成以下任務。 (1) 試給出該信號的復指數傅里葉展開式。 (2) 試給出該信號的幅值雙邊頻譜圖。 (3) 試給出該信號的相位雙邊頻譜圖。 4.16設有周期信號x(t)=coswot，請分別完成以下任務。 (1) 試給出該信號的復指數傅里葉展開式。 (2) 試給出該信號的幅值雙邊頻譜圖。 (3) 試給出該信號的相位雙邊頻譜圖。 五、設計分析題 5.1 設有電感式變氣隙式傳感器，試完成以下任務

11、。 (1) 給出簡單形式及差動形式的簡單設計原理圖。 (2) 給出簡單形式的輸入輸出關系式，并進行展開分析。 (3) 給出差動形式的輸入輸出關系式，并進行展開分析。 (4) 比較兩種形式的展開輸入輸出關系式，你能得出什么結論？ 5.2設有電感式變面積式傳感器，試完成以下任務。 (1) 給出簡單形式及差動形式的簡單設計原理圖。 (2) 給出簡單形式的輸入輸出關系式，并進行展開分析。 (3) 給出差動形式的輸入輸出關系式，并進行展開分析。 (4) 比較兩種形式的展開輸入輸出關系式，你能得出什么結論？ (注：上 2 題可將“電感式”改為“電容式” 。 變面積式電容式可分為測量線位移和角 位移兩種不同

12、情況 ) 5.3設有一機械零件需要監測其偏轉角， 擬采用變面積電容式傳感器， 試完成以下任務。 (1) 給出簡單單一形式與差動形式的簡單設計原理圖(差動形式要求給出相應的檢測電 路)。 (2) 簡介所給出的差動形式設計原理圖中采用何種主要檢測電路？有哪些主要組成部 分？說明其功能。 (3) 給出簡單單一形式輸入輸出關系。 (4) 給出差動形式輸入輸出關系。 (5) 試比較簡單單一形式與差動形式的輸入輸出關系，可以得到什么結論？ 5.4 設有一機械零件需要監測其線位移偏移量，擬采用變面積電容式傳感器，試完成以 下任務。 (1) 給出簡單單一形式與差動形式的簡單設計原理圖(差動形式要求給出相應的檢

13、測電 路)。 (2) 簡介所給出的差動形式設計原理圖中采用何種主要檢測電路？有哪些主要組成部 分？說明其功能。 (3) 給出簡單單一形式輸入輸出關系。 (4) 給出差動形式輸入輸出關系。 (5) 試比較簡單單一形式與差動形式的輸入輸出關系，可以得到什么結論？ 5.5設有一大位移 令需要檢測，要求利用應變片作為傳感器，試完成以下任務。 (1) 給出采用梯形斜坡裝置將大位移Ay轉換為小位移 Ax的簡單裝置設計原理圖(要求 標明各基本量 )。 (2) 說明將大位移 Ay轉換為小位移 Ax的轉換原理。 (3) 如果梯形斜坡裝置的斜率為a給出轉換靈敏度 K的表達式。 (4) 給出大位移 Ay與小位移Ax

14、的轉換關系式。 (5) 應該如何選擇靈敏度的范圍？ 5.6 設采用熱電阻檢測溫度，采用電橋作為基本轉換電路，試完成以下任務。 (1) 分別給出二線制和三線制電橋電路的簡單原理圖。 (2) 分別給出二線制和三線制電橋電路的電壓輸出與熱電阻阻值之間的關系式。 (3) 比較二者的輸入 -輸出關系式，你能得到什么結論？ 5.7設有一流體需要測量其壓力AP,擬采膜片將流體壓力AP轉換為位移量 Ax,配接 差動應變片將 Ax轉換為電阻改變量AR,試完成以下任務。 (1) 給出簡單設計原理圖。 (2) 給出差動應變片采用何種主要檢測電路。 (3) 給出所采用的檢測電路的輸入電阻改變量AR與輸出電壓改變量 A

15、U之間的關系式。 5.8設有一流體需要測量其流速AQ,擬采轉子流量計將流量轉換為位移量Ax,配合杠 桿將Ax轉換為Ay,配接差動應變片將Ay轉換為電阻改變量AR,試完成以下任務。 (1) 給出簡單設計原理圖。 (2) 給出Ax與Ay的關系。 (3) 給出差動應變片采用何種主要檢測電路。 (4) 給出所采用的檢測電路的輸入與輸出關系式。 5.9某旋轉運動體由n對(2n片)磁性葉輪組成，試完成以下任務。 (1) 設計利用霍爾式傳感器測量葉輪轉速的簡單測量裝置,要求給出其原理圖。 (2) 給出其基本測量電路 (僅要求給出電路框圖 )。 (3) 簡述測量原理。 (4) 給出其輸入輸出關系式。 5.10

16、某旋轉運動體由n片金屬葉輪組成，試完成以下任務。 (1) 設計利用電渦流式傳感器測量葉輪轉速的簡單測量裝置,要求給出其原理圖。 (2) 給出其基本測量電路 (僅要求給出電路框圖 )。 (3) 簡述測量原理。 (4) 給出其相應頻率計算關系式。 5.11 設有一機械軸需要測量其轉速,擬采用光電透射式傳感器,試完成以下任務。 (1) 給出簡單設計原理圖。 (2) 所給出的設計原理圖中采用何種光電式傳感器？它是基于什么效應工作的？ (3) 簡介所給出的設計原理圖中有哪些主要組成部分，并說明其功能。 (4) 簡介所給出的設計原理圖中采用何種主要檢測電路，簡單說明其工作原理。 (5) 簡介所給出的設計原理圖的測量原理。 5.12 設有一機械軸需要測量其轉速，擬采用光電反射式傳感器，試完成以下任務。 (1) 給出簡單設計原理圖。 (2) 所給出的設計原理圖中采用何種光電式傳感器？它是基于什么效應工作的？ (3) 簡介所給出的設計原理圖中有哪些主要組成部分，并說明其功能。 (4) 簡介所給出的設計原理圖中采用何種主要檢測電路，簡單說明其工作原理。 (5) 簡介所給出的設計原理圖的測量原理。 5.13 某旋轉運動體由 n 片金屬葉輪組成，試完成以下任務。 (1) 設計利用電渦流式傳感器測量葉輪轉速的簡單測量裝置，要求給出其原理圖。 (