东北大学《测试技术与传感器》自测试卷..docx

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1、自测试卷1一、单项选择题(每题2分，共计24分1、瞬变信号的频谱是(。(A离散的，只发生在基频整数倍的频率(B连续的，随着频率的增大而减小(C连续的，只在有限区间有非零值(D离散的，各频率成分的频率比不是有理数2、信号x(t =A sint +(p的均方根值为(o(A A(B A/2 (C A/21/2(D Al/23、下列第(组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。(A热电偶、电涡流、电阻应变;(B热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；(C硅光电池、霍尔、磁电;(D压电、霍尔、电感式4、下列第(组传感器较适用于测量旋转轴的转速。(A电涡流、电阻应变、电容;(B电磁感应、电涡流、光电；(C硅光电池、

2、霍尔、压磁;(D压电、霍尔、电感式5、已知在某特定条件下材料A与祐电阻配对的热电势为13mV,材料B与粕 配对的热电势为8mV,在此条件下材料A与材料B配对后的热电势为(mV。(A5;(B8;(C 13;(D216、惯性式位移传感器作为滤波器来说具有(特性。电桥YD-15 应变仪A/DPCI得分I评卷人一(R0o 250-150 -400 0 1252 .用应变计测量一小轴的扭矩，测量系统框图如图5.2-1 o试在图5.2-2中表示 如何布片和组桥，要求电桥的灵敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。已 知小轴直径D =25mm，弹性模量E =5102 MPa，泊松比产0.25;应变仪灵敏度

3、K =10mV/“，满量程输出为土IV，衰减档位置如表5.1所示;由A/D和PC构成虚拟仪器, 设定其满量程输出为1000即。(抗弯截面模量为0.1D 3,抗扭截面模量为0.2D 3 电桥II电桥电桥 电桥-图当小轴加载扭矩为T=50Nm时,应选那个应变仪衰减档的位 置,虚拟仪器的显示值是多少？图522汨成档位置13103()100衰减档总电阻（Q）600600600600600衰减档用电阻（Q ）60020060206信号袁减比（%）10033103.31量程(p )1003001000300010000+=12.0453D T |i(1021025(2.025.01(502.01(6653

4、3345=x = x xxxx+=+=E DT(=s选衰减档位置io输出电压为U 0=4000/10=400 mV 显示应变 0=U Ox 1000|i8/l000mV=400|i哀减档位置衰减档总电阻(C五综合应用题（每题10分，共2题，合计20分L一特性常数A =5|ie/N的等强度梁,若悬臂端加载P =20N ,根据图5.1（R 0为温 度补偿片中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数（四。2 ,用应变计测量一小轴的扭矩，测量系统框图如图5.2-1 o试在图5.2-2中表示如何布片和组桥，要求电桥的灵敏度最局并消除附加弯曲和拉、压载荷的 影响。已知小轴直径D =25mm，弹性模量E

5、 =5102 MPa，泊松比0.25;应变仪灵敏 度K=10mV/pi,满量程输出为1V，衰减档位置如表5.1所示;由A/D和PC构成虚拟 仪器,设定其满量程输出为1000眸。（抗弯截面模量为0.1D 3,抗扭截面模量为0.2D 3电桥 电桥 电桥电桥图当小轴加载扭矩为T=50Nm时，应选那个应变仪衰减档的位置，虚拟仪器的显示 值是多少？图 5.2-2电桥YD-15应变仪A/D自测试卷3班级姓名|电桥| YD-15-单项选择题（每题2分，共计26分电桥1 .测试装置的传递函数与(有关。A与输入量大小；B与输出量大小；C与输入、输出信号的频率结构；D与测试装置的结构试题答案:D2 .在测量位移的

6、传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是(。A电容式；B压电式；C电阻式；D电涡流式试题答案:D3 .在下列流量计中采用应变计输出流量信号的是(4流量计。(1涡轮式;(2椭圆齿轮;(3压差式;(4靶式试题答案：44 .将x(t=A sin(2t+(p和y(t =B sin(51/2t+9两个信号叠加，其合成信号x(t+y(t是(。(A角频率为2的周期信号;(B角频率为5的周期信号；(C准周期信号;(D随机信号试题答案:C5、线性度是表示标定曲线(的程度。(1接近真值;(2偏离其拟合直线;(3正反行程不重合;(4在多次测量时的重复试题 答案：26、倒频谱函数是信号的(1描述。(1时域

7、;(2频域;(3幅值域;(4复频域试题答案：17.响度是噪声强弱程度的主观评价值，其单位是(。A宋；B方；C分贝；D瓦试题答案:A8二阶系统,当相频特性中取3=-90。所对应的频率3作为系统固有频率con的估 计，该值与系统阻尼比的大小(。A对不同频率信号的放大程度；B系统对静态信号的放大程度；C系统稳定程度；D系统对动态信号的放大程度试题答案:B9、（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电涡流（2电容（3电位器（4感应同步器试题答案：410 .应变仪中电桥的供桥电压由（1供给。（1振荡器（2放大器（3稳压电源（4相敏检波器试题答案:1.测试装置的频响函数H（jco是

8、装置动态特性在（中的描述。A幅值域；B频域；C复频域；D相位域试题答案:C.当t=0时,自相关函数值Rx（0（A等于零B等于无限大C为最大值D为平均值试题答案:C.各态历经信号属于下面哪一种类型的信号（A复杂周期信号B平稳随机信号C非平稳随机信号D准周期信号试题答案:B得分评卷人L调幅波可以看作是载波与调制波的。试题答案:乘积；2 .一个线性时不变系统,当向它输入某一频率的正弦激励时，则其稳态输出信号 必为 O试题答案:同一频率的正弦函数；3 .能用确切数学式表达的信号称为 信号，不能用确切数学式表达的信号称为 信号。试题答案:确定性;非确定性；4 .引用相对误差是仪表的最大示值误差与仪表的之

9、比。试题答案:满量程；5 .在周期信号的幅值谱中，谱线间隔为2兀/T,谱线高度表示。试题答案:每个频率分量的幅值大小；6 .交流电桥在测量之前必须调节平衡，包括和 平衡。试题答案:电阻;电容7 .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现象。试题答案:混迭；8 .测试系统通常由（、（和显示记录装置组成试题答案:传感器;测量电路或中间变换电路9.测量精确度分别描述了 误差和 误差及两者的综合。试题答案:系统;随机得分评卷人三问答题(共计5题，每题4分，合计20分1什么是互相关分析,它主要有什么用途？(Ti+=t y t x E R xy对同频的周期信号，有cos(2(00(J)

10、(dtt+=yxRxy不同频的周期信号、周期信号与随机信号不相关。做输入和输出的互相关,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 出两点间的距离或两点间运动物体的速度。通过不同时间差所对应的幅值确定信号的主要传输通道或主要信号源。2试述电阻应变测量系统的转换过程。(1将应变片粘在弹性原件上。(2在力的作用下，弹性原件产生机械变形，传递给应变片。应变片的变形使其电阻值变化。(3通过电桥,将电阻值变化，以电流或电压形式输出。3以单臂工作为例,说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？将 补偿片联接在工作臂的相邻桥臂上，则因温度变化，引起的工作臂与

11、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应变片片相同;(2材料相同;(3放在相同温度场中;(4联接在相邻桥臂上4测试系统不失真测试的频域条件是什么？(1在频域内，幅频特性为常数，相频特性为线性。5光线示波器中，振动子的阻尼是影响振动子的一个重要参数，通常产生阻尼的 方法有哪两种?它们工作原理及应用范围上有什么不同？答:液体阻尼和电磁阻尼。液体阻尼:是将振动子转动部分浸泡在液体中，依靠液体摩擦起到阻尼的作用。 固有频率高于400Hz的振动子一般都采用液体阻尼。电磁阻尼:是基于振动子本身的线圈在磁场中转动时所产生的反向电流的作用， 这一电流在磁场中产生抑制线圈偏转的力

12、偶,从而产生阻尼作用。固有频率小于 400Hz的振动子一般都采用电磁阻尼。四计算题(每题7分，共3题，合计20分1、用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，若要求幅值误差在5%以内，时间常数应取为多少?若用该时间常数在同一系统测试50Hz的正弦信 号，幅值误差和相位差各为多少?(系统加coj j H+=ll解:(A低通;(B高通;(C带通;(D带阻7、传感器的滞后表示标定曲线(的程度。(A接近真值;(B偏离其拟合直线;(C加载和卸载时不重合;(D在多次测量时的重 复8、信号中最高频率fc为1000Hz,在下列选项中，采样频率fs至少应为(Hz。(A2560;(B1000;(C2100;(D2

13、0009、下列(为不正确叙述。(A低通滤波器带宽越窄，表示它对阶跃响应的建立时间越短；(B截止频率为幅频特性值为A 0/21/2所对应的频率；(C截止频率为对数幅频特性衰减所对应的频率；(D带通滤波器的带宽为上、下截止频率之间的频率范围。10、线性度表示标定曲线(的程度。(A接近真值;(B偏离其拟合直线;(C加载和卸载时不重合;(D在多次测量时的 重复11、调幅波(AM是(。(A载波与调制信号(即被测信号相加；(B载波幅值随调制信号幅值而变；(C载波频率随调制信号幅值而变；(D载波相位随调制信号幅值而变。2H|(|coT0)+=jH05.0200(1112220mm若选FC6-2500:电阻需

14、匹配6Q小于20Q,需串联电阻，电路中电流仍为2.007maH=2.007 x 2.24=4.9098(mm20mm若选FC6-5000:电阻需匹配2Q小于20Q,需串联电阻，电路中电流仍为2.007maH=2.007 x 0.45=0.9(mm II I =t 11 X，其傅立叶变换为（。（AT7lT7tTf f sin ;（B t7mif f sin ;（C T7iT7rif f sin 1;（D T7iif sin 二 填空题（每空 1 分，共计 12 分1、2、3、一个变送器用24V电源供电,就其测量范围，输出420的电流。为了把 信号输入虚拟仪器，可在变送器电路串连一个（。的标准电阻

15、,以便在该电阻两端取 出15V的电压信号。4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、三问答题（只选作4题，每题6分，合计24分四计算题（每题10分，共2题，合计20分1、测力传感器的输入100N,开路输出电压为90mV,输出阻抗为500。为了 放大信号电压，将其连接一个增益为10的反相放大器。若放大器输入阻抗为4k Q, 求放大器输入负载误差和测量系统的灵敏度。（2放大器的增益带宽积（GBP为 10kHz正弦电压的输出与输入之间的相角差。2、五综合应用题（每题10分，共2题，合计20分自测试卷2（考试时间120分钟总分题号五核分人题分2412242020复查人得分-单项选择题（每题2分

16、，共计24分2为了计算一个电阻性电路功率消耗，已测得电压和电流为V=1002VI=100.2A(a求计算功率时的最大可能误差及最佳估计误差。假设V和I的置信水平相 同。(b要使功率最佳估计误差达到10W,电压和电流应限制在什么范围(两者误差 的变化率相等？解P =VI,计算P对V和I的偏导数：o.ioo,o.io=aa=aaviP AI VP V于是(V p w V P w 65=max +1 w IP aa=l0x2+100x0.2=40W 3,282.0100(210(2/1222/122= x+x = | I Ji iji H|川)Vdd=电压和电流为V=1000.71VI=100.07

17、1A五综合应用题(每题10分，共2题，合计20分1 一特性常数A=5pi8/N的等强度梁,若悬臂端加载P=20N ,根据图5.1中贴片和 组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数(“C白松比0.252用应变计测量一模拟小轴的扭矩，测量系统框图如图521,电桥电源电压为 15V，应变计灵敏度系数为2.0。试在图5.2-2中表示如何布片和组桥,要求电桥的灵 敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。已知小轴直径D=30mm,弹性模量E=2xlO5MPa,泊松比产0.28;应变放大器有1,10,100,1000等4个增益档，其电压放大倍数分别为L10,100,1000,满量程输出为5V ;由A/D和

18、PC构成虚拟仪器,A/D输入范围为5V，虚拟仪器对应的显示值是5000mV。当小轴加载扭矩为T=50Nm时，请选择应变放大器增益档，如果把显示值标定为 输入扭矩，标定系数应为多少？,图图 5.2-2+=12.0453EDTEDT 3452.01 (“+=6653310101021030(2.028.01(50x xxxxx+- =59.26四1.1 .11026.592101563450= x x x x=-gK U U BD mV选增益1000输出电压为17780.10 =x=U mV 标定系数 K =50/1778=0.02812 N-m / mV 自测试卷 4(考 试时间120分钟一、单

19、项选择题(每题2分，共计24分1、瞬变信号的频谱特点是(1离散的、只发生在基频的整数倍;(2连续的、随着频率的增大而减小;(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。2、若Fx (t=X (f ,k为大于零的常数，则有Fkx (t=(IX (f/k ;(2k X(kf ;(3(l/k X(kf ;(4(l/k X (f/k 3、下列第(组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。热电偶、电涡流、电阻应变;(2热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；(3硅光电池、霍尔、磁电式;(4压电、霍尔、电感式。4、信号中最高频率fc为1000Hz,采样频率fs至少应为(Hz。(1 5

20、00;(21000;(31500;(42000o5、已知在某特定条件下材料A与箱电阻配对的热电势为13mV,材料B与粕 配对的热电势为8mV，此条件下材料A与材料B配对后的热电势为(。(1 5;(28; (313;(421O6、惯性式位移传感器作为滤波器来说具有(特性。(1低通;(2高通;(3带通;(4带阻。7、下面对线性系统的输入、输出间关系表述正确的是(1Y (f = | H (f | 2X (f ;(2S xy (f=H (fSx(f(3S y (f = | H (f | S x (f;(4S xy (f=S x(fSy(f8、非线性度是表示定度(标定曲线(的程度。(1接近真值;(2偏离

21、其拟合自线;(3加载和卸载时不重合；(4在多次测量时的重复。9、下列(为不正确叙述。(1低通滤波器带宽越窄，表示它对阶跃响应的建立时间越短；(2截止频率为幅频特性值为A 0/2所对应的频率;（3截止频率为对数幅频特性衰减3dB所对应的频率；（4带通滤波器带宽为上、下截止频率之间的频率范围。10、调幅波（AM是（o（1载波与调制信号（即被测信号相加;（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载波相位随调制信号幅值而变。11、（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电涡流;（2电容;（3压磁式;（4光栅。12、若矩形窗函数（I （=2/02/lil

22、t 11 w，其傅里叶变换为（。（1 TKTKTf f sin ;（2t7CT7if f sin ;（3T7iT7iTf f sin 1- ;（4T7ixf sin 二、填空题（每空 1 分，共计 12 分1、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（信号。2、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必为（的简谐信 号Q3、（式拾振器在测振时被固定在被测设备上。4、两个压电元件的（适用于测量以电荷为输出的场合。5、（测厚仪是日前常用的非接触式测厚仪之一，与X射线测厚仪相比，它的射线 源稳定、廉价。6、正弦信号的自相关函数保留了信号的（信息和（信息,但是丢掉了相位的信息

23、。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（。8、测试装置在稳态下，单位输入变化所引起的输出变化称为该装置的（。9、由于不正确地选择采样的时间间隔而引起频域上高低频之间彼此混淆的现 象被称为（O10、（是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。11、附加感器质量将使被测振动系统的固有频率（。三、回答题（只选作4题，每题6分，合计24分1、在二阶系统中，什么取0.7为最佳阻尼比？2、什么是泄漏，为什么产生泄漏，如何减少泄漏？3、如何确定信号中是否含有同期成分？4、如何校准压电式加速度传感器？5、说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。6、简述热电偶的测温原理。四、计

24、算题（每题10分，共2题，合计20分1、用电阻应变片接成全桥，单臂工作，测量某一构件的应变，已知其变化规律为 e（t=10cosl0t+8cosl00to如果电桥激励电压是u0=4sinl0000t,应变片灵敏度系数 K=2。求此电桥输出信号的频谱（并画出频谱图。2、有一1/3倍频程滤波器其中心频率fn=500Hz健立时间Te=0.8s。求滤波器:（1带宽B、上下截止频率fcl、fc2o（2中心频率改为f n=200Hz,求带宽、上下截止频率和建立时间。五、综合应用题（每题1。分，共2题，合计20分1、一特性常数A=5|i/N的等强度梁,若悬臂端加载P=20N,根据图1（RO为温度 补偿片中贴

25、片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数（即。2、用应变计测量一小轴的扭矩，测量系统框图如图2。试在图3中表示如何有 片和组桥，要求电桥的灵敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。已知小轴 直径D=25mm.弹性模量E=2xlO5Mpa,泊松比产0.25;应变仪灵敏度K=10mV/g满 量程输出为iv,衰减档位置如表1所示;由A/D和PC构成虚拟仪器，设定其满量程 输出为1000即。（抗弯截面模量为0.1D3,抗扭截面模量为0.2D3。当小轴加载扭矩 为T=50Nm时，应选那个应变仪衰减档的位置,虚拟仪器的显示值是多少？Ra A 1试技术试题(考试时间120分钟一、单项选择题(每题2分，共

26、计24分1、附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率(。(1减小;(2增大;(3基本不变;(4略有增大2、若Fx (t=X (f,k为大于零的常数，则有Fkx (t=(IX (f/k ;(2k X (k f ;(3(l/k X (k f ;(4(l/k X (f/k o3、下列第(组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。(1热电偶、电涡流、电阻应变;(2热电偶、霍尔、半导体气敏传感器;(3硅光电池、霍尔、磁电式;(4压电、霍尔、电感式。4、(是一种测振前置放大器，其主要优点是灵敏度与电缆长度无关，并且下限频 率较高。(1调制放大器;(2交流放大器;(3电压放大器;(4电荷放大器5、信号中最高频

27、率fc为1000Hz,采样频率fs至少应为(Hz。(1 500;(21000;(31500;(42560 o6、信号sin(c|)3+=t A tx的均方根值rmsx为(。(1A(22A (3A22 (4A 7、已知在某特定条件下材料A与粕电阻配对的热电势为13mV，材料B 与粕配对的热电势为8mV，此条件下材料A与材料B配对后的热电势为(。(1 5;(28; (313;(421O8、惯性式位移传感器作为滤波器来说具有(特性。(1低通;(2高通;(3带通;(4带阻。9、下面对线性系统的输入、输出间关系表述正确的是(1Y(4 |H(f| 2X(f;(2S xy(4H(f S x(f(3S y(4

28、 |H(f|S x(f;(4S xy(GS x(fS y(f10、线性度是表示定度(标定曲线(的程度。(1接近真值;(2偏离其拟合自线;(3加载和卸载时不重合；(4在多次测量时的重复。11、下列(为不正确叙述。(1低通滤波器带宽越窄，表示它对阶跃响应的建立时间越短；（2截止频率为幅频特性值为A0/2所对应的频率；（3截止频率为对数幅频特性衰减3dB所对应的频率；（4带通滤波器带宽为上、下截止频率之间的频率范围。12、调幅波（AM是（。（1载波与调制信号（即被测信号相加;（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载波相位随调制信号幅值而变。二、填空题（每空1分，共计12

29、分1、（是对应于事件发生概率峰值的随机变量的值。2、瞬变信号的频谱特点是（3、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（信号。4、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必为（的简谐信 号。5、（式拾振器在测振时被固定在被测设备上。6、两个压电元件的（适用于测量以电荷为输出的场合。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（。8、测试装置在稳态下，单位输入变化所弓I起的输出变化称为该装置的（。9、由于不正确地选择采样的时间间隔而引起频域上高低频之间彼此混淆的现 象被称为（。10、（是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。总分核分人4配一

30、41 .瞬变信号的频谱特点是(1(1离散的，只发生在基频的整数倍;(2连续的，随着频率的增大而减小;(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。2 .若Fx (t=X (f ,k为大于零的常数，则有Fx (kt =( 4(l(kfX ; (2(kfkX ;(3(lkfXk ; (4(lkfXko 3.下列第(3组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。3 1热电偶、电涡流、电阻应变;(2热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；4 3硅光电池、霍尔、磁电式;(4压电、霍尔、电感式。4 .信号中最高频率fc为1000Hz，采样频率f s至少应为(4Hzo(1500; (21

31、000 ; (31500 ; (42000 o5 .已知在某特定条件下材料A与箱电阻配对的热电势为13mV ,材料B与粕配 对的热电势为8mV，此条件下材料A与材料B配对后的热电势为(1 o(15; (28; (313; (421 o6 .惯性式位移传感器作为滤波器来说具有(2特性。(1低通;(2高通；(3带通；(4带阻。7 .下面对线性系统的输入、输出间关系表述正确的是(2(l(fXfHfY2=；(2(11、正弦信号的自相关函数保留了信号的（信息和（信息，但是丢掉了相位的信 息。三、回答题（只选作4题，每题6分，合计24分1、说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。2、什么是泄漏，为什么产生

32、泄漏，如何减少泄漏？3、如何确定信号中是否含有同期成分？4、在二阶系统中，什么取0.7为最佳阻尼比？5、简述热电偶的测温原理。6、说明长光栅的构成和工作原理。四、计算题（每题10分，共2题，合计20分1、以阻值R=120Q,灵敏度K=2的电阻丝应变片与阻值为120Q的固定电阻组 成电桥，供桥电压为2 V,并假定负载为无穷大，当应变片的应变为2“和2000战时， 求出单臂工作的输出电压。若采用双臂电桥，另一桥臂的应变为-2时和-2000“时，求 其输出电压并比较两种情况下的灵敏度。2、有一1/3倍频程滤波器其中心频率f n=500Hz,建立时间T e=0.8s。求滤波器:（1带宽B、上下截止频率fcl、fc2o（2中心频率改为f n=200Hz,求带宽、上下截止频率和建立时间。五、综合应用题（每题10分，共2题，合计20分1、一特性常数A=5R8/N的等强度梁,