传感器与测试技术复习题.doc

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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. 假设x(t) 的傅里叶变换是Xf，那么x(0.2t)的傅里叶变换是。.4. 假设x(t) 的傅里叶变换是Xf，那么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 与线性。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

2、质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定外表上将产生电荷，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. 假设采样频率过低，不满足采样定理,那么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存了信号的 幅值 信息与频率信息，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. 在进展振动测量时，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

3、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，在一定外表上将产生电荷，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. 假设随机信号x(t)与y(t)的均值都为0，当时，那么Rxy()=_ 0_。2

4、3. 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CA在400Hz左右 B在120Hz左右 C 尽量高些 D尽量低些3脉冲函数(t)的频谱(f)( 2 ).1仅在f=0处有极大值 2在所有的频段上等强度3具有有限带宽频段上等强度 4仅在f=0处有极小值4 概率密度函数提供了随机信号2的信息。（1） 沿概率轴分布 2沿幅值域分布 3沿时域分

5、布 4沿强度分布5 周期信号频谱特点是 3 （1） 连续的，随着频率的增大而减小； （2） 连续的，只在有限区间有非零值； （3） 离散的，只发生在基频的整数倍；（4） 离散的，各频率成分的频率比不是有理数。6将与两个信号叠加，其合成信号是 3 。1角频率为2的周期信号 2角频率为的周期信号3准周期信号 4随机信号7 倒频谱函数自变量可使用的单位是1 。1秒 2赫兹 3毫伏 4毫米/秒8 二阶系统作测量装置时,为获得较宽的工作频率范围,那么系统的阻尼比应( 4 )。1愈大愈好 2愈小愈好 3接近1/2 4接近9 磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽4 。.1变窄，幅值压低 2扩展，幅值压低

6、3扩展，幅值增高 4变窄，幅值增高10. 外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象，称为金属的 3 效应。1霍尔 2涡流 3电阻应变 4压电11 正弦信号输入信号的稳态输出是 1 正弦信号。1同频率 2高阶频率 3低阶频率 4不同频率 12调幅波是 4 。1载波相位随调制信号幅值而变 2载波幅值随调制信号幅值而变 3载波频率随调制信号幅值而变 4载波与调制信号相乘 13 磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽4 。. 1变窄，幅值压低 2扩展，幅值压低 3扩展，幅值增高 4变窄，幅值增高14 非线性度是表示定度(标定)曲线 1 的程度。1偏离其

7、拟合直线； 2接近真值；3加载与卸载时不重合； 4在屡次测量时的重复。15 倒频谱函数自变量可使用的单位是 3 。1毫伏 2赫兹 3毫秒 4毫米/秒16. 不能用确定的数学公式表示的信号是 3 信号。1复杂周期信号： 2非周期： 3随机： 4瞬态：17 周期信号频谱特点是 2 （1） 连续的，随着频率的增大而减小； （2） 离散的，只发生在基频的整数倍；（3） 连续的，只在有限区间有非零值； （4） 离散的，各频率成分的频率比不是有理数。18 1 组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。（1） 硅光电池、霍尔、磁电式 ；（2） 热电偶、电涡流、电阻应变；（3） 热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；

8、 4 压电、霍尔、电感式。19用二阶系统作测量装置时,为获得较宽的工作频率范围,那么系统的阻尼比应( 4 )。1愈大愈好 2愈小愈好 3接近1/2 4接近20 电信号中最高频率 fc 为50Hz，采样频率 fs至少应为 ( 2 )Hz。 150 2100 3250 425。21一般周期信号可以利用傅里叶级数展开成 2 不同频率的谐波信号的线性叠加。1两个 2多个乃至无穷多个 3偶数个 4奇数个：22、概率密度函数曲线下的面积是2。（2） 2.0 23 调幅波AM是 3 。（1） 载波与调制信号即被测信号相加；（2） 载波频率随调制信号幅值而变；（3） 载波幅值随调制信号幅值而变；（4） 载波相

9、位随调制信号幅值而变。24 ( 1 ) 式传感器适用于几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量。1光栅； 2电涡流； 3 压磁式； 4电容。三 问答题每题6分1、以单臂工作为例，说明在进展电阻应变测量时，消除温度影响的原理与条件？答：将补偿片联接在工作臂的相邻桥臂上，那么因温度变化，引起的工作臂与补偿片的阻值相等，因在相邻桥臂上，阻值相减，消除了温度影响。条件1应变片片一样；2材料一样；3放在一样温度场中；4联接在相邻桥臂上2、实现不失真测试的条件是什么？答：时域上实现不失真条件：y(t)= A0x(t - t0) 其中，A0、t0为常数。即：输入与输出间仅幅值不同与存在时间滞后，那么说明系

10、统实现了时域不失真测试。 在频域不失真测试系统应具备两个条件：A(w) = A0 j(w) = -t0w即：幅频特性A(w)在x(t)的频谱范围内为常数；相频特性j(w)与w成线性关系，为一经过原点的直线,斜率为-t03、说明周期信号频谱的特点。，答：无论是用三角函数展开式还是用复指数函数展开式求得，其特点是：1) 周期信号的频谱是离散的，每条谱线表示一个正弦分量的幅值；2) 每条谱线只出现在基频整数倍的频率上；3) 各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比，谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小，因此，在频谱分析中不必取那些次数过高的谐波分量。4 什么是泄漏？为什么产生泄漏？窗函数为什么

11、能减少泄漏？答：(1)信号的能量在频率轴分布扩展的现象叫泄漏。(2)由于窗函数的频谱是一个无限带宽的函数，即是x(t)是带限信号，在截断后也必然成为无限带宽的信号，所以会产生泄漏现象。(3)尽可能减小旁瓣幅度，使频谱集中于主瓣附近，可以减少泄漏。5 通常测试系统由哪几局部组成？简要说明各组成局部的主要功能。答：传感器把被测量转换为电量；中间电路对传感器输出的信号进展转换与处理；显示纪录装置对来自中间电路的信号做显示与纪录。6简述热电偶的测温原理。答：热电偶由两种不同导体组合并将温度转换成热电动势。热电动势由两种不同导体的接触电势与单一导体的温差电势组成。7、以双臂工作为例，说明在进展电阻应变测

12、量时，消除温度影响的原理与条件？答：将两个应变片联接在工作臂的相邻桥臂上，那么因温度变化，引起的工作臂与补偿片的阻值相等，因在相邻桥臂上，阻值相减，消除了温度影响。2分条件：1应变片一样；2材料一样；3放在一样温度场中；4联接在相邻桥臂上4分8、用2种不同的方法确定信号中是否含有周期成分？答：1信号的概率密度函数在均值处有盆形特征；2做自相关函数，含有周期成份，不随的增大而衰减；9、说明互相关分析的概念与主要应用？ 2分 对同频的周期信号，有不同频的周期信号、周期信号与随机信号不相关。做输入与输出的互相关，排除噪声干扰；利用两个传感器信号的互相关分析，测定信号到达两个传感器的时间差，进而得出两

13、点间的距离或两点间运动物体的速度。10一线性系统的输入信号中含有10Hz的频率成分，输出信号中应当有什么频率成分？为什么？答：输出信号中一定有10Hz的频率成分。因为系统是一个线性系统，线性系统具有频率保持性：即假设线性系统的输入为某一频率的简谐信号，那么其稳态响应必是同一频率的简谐信号。11、利用电涡流传感器测量物体的位移。试问：1 如果被测物体由塑料制成，位移测量是否可行？为什么？2 为了能够对该物体进展位移测量，应采取什么措施？应考虑什么问题？ 答：(1)不可行。因为电涡流传感器是电感传感器的一种形式，是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应进展工作的，而塑料不是导体，不能产生涡流效应，故不可行。(2)可在该物体外表上镀上一层金属，使之在变化的磁场中或者磁场中运动时，表层产生感应电流，并自行闭合，从而形成涡流。四 平时练习题10分1、10分介绍一种测定机械设备固有频率的原理与方法。要求说明原理与如何确定固有频率2、10分以你专业典型设备的检测或故障诊断为例，请设计一个测量、数据分析、故障诊断系统，要求：1) 说明系统各环节的根本原理；2) 说明系统使用何种传感器与放大器；3) 测量数据做何种分析才可以检测或诊断出设备故障？第 10 页