传感器与测试技术复习题(1)

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 .若x(t)的傅里叶变换是X (f),则x(0.2t)的傅里叶变换是5X(5f)。.4 .若x(t)的傅里叶变换是X (f),则x ( 0.1 ) t的傅里叶变换是10 X(10f)o .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p应 尽量 小06 .而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 和线性。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

2、 .某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，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 .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留了信号的幅值信息和频率信息,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 .在进行振动测量时，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(集合平均)的随

3、机信号被称为各态任经信号。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，_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，在一定表面上将产生电荷，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 .若随机信号x(t)和y(t)的均值都为0,当p-oo时，则Rxy(r )=_0_。23 .用一阶系

4、统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数p应 尽量 小_。24 . 乐器的灵敏度越高，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( C )A在400Hz左右B在120Hz左右 C尽量高些D尽量低些3脉冲函数6 (t)的频谱A (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

5、布（2）沿幅值域分布（3）沿时域分布（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x（t） Asin ）和丫仕）Bsin（闲 ）两个信号叠加，其合成信号x（t） y（t）是（3 ）。（1）角频率为2的周期信号（2）角频率为痣的周期信号（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，则系统的阻尼比应（4 ）。（1）愈大愈好（2）

6、愈小愈好（3）接近1/2（4）接近1/，2 9磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（4 ）0 .（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

7、磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（4 ）0 .（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）偏离其拟合直线；（2）接近真值；（3）加载和卸载时不重合；（4）在多次测量时的重复。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

8、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；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，则系统的阻尼比应(4 )。(1)愈大愈好 (2)愈小愈好(3)接近1/2(4)接近1/g(4) _20电信号中最高频率fc为50Hz,采样频率fs至少应为(2)Hz。(1) 50(2) 100(3) 250(4) 25。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(

9、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(2) 1.0(3) 0.5(4) 0.123 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，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？ 答：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

10、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和存在时间滞后， 则表明系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o,答：无论是用三角函数展开式还是用

11、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部分组成？简要说

12、明各组成部分的主要功能。答：传感器一一把被测量转换为电量；中间电路一一对传感器输出的信号进行转换和处理；显示纪录装置一一对来自中间电路的信号做显示和纪录。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和单一导体的温差电势组成。7、以双臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？ 答：将两个应变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分）8

13、、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Rx（ ）, Rx（）含有周期成份，不随p的增大而衰减；9、说明互相关分析的概念和主要应用？Rxy（ ） Ex（t）y（t ） （2 分）对同频的周期信号，有x0y0Rxy（）葭 COS（ ）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。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 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行位移测量，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行工作的，而塑料不是导体，不能产生涡流效应，故不可行。（2）可在该物体表面上镀上一