测试技术复习资料

1、灰色部分为重点部分（一）填空1按传感器能量传递方式分类，属于能量转换型的传感器是（）。2压电式传感器属于（ 能量转换型传感器 ）。3利用光电效应的传感器属于（）。4电参量式传感器又称为（）传感器。5传感器开发有两方面的发展趋势：物理型传感器、的开发。7.属于二阶测试系统动态性能指标参数的有系统无阻尼固有频率n、系统阻尼率、系统的响应振荡频率dMmax（过冲量）。 8表述测试系统在输入未发生变化而输出发生变化的参数是（漂移）。9非线性度是表示标定曲线（偏离拟合直线的程度）。10。12用实验的办法获取系统的静态输入与输出之间关系曲线称为（标定曲线）。 13用频率响应法测定系统的动态特性参数时，通常

2、采用的输入信号是号）。14。15已知某传感器的满量程输出值为A，该传感器标定曲线偏离拟合直线的16测试系统在静态条件下，响应量y的变化y和与之相对应的输入量x的变化x的比值称为（灵敏度）。17学模型来进行研究。19精确度是指由测试系统的输出所反映的测量结果和被测参量的)相符合的程度。20用频率响应法测定动态特性参数，输入频率()的正弦激励信号。21相对误差是指测量的与被测量量真值的比值，通常用百分数表示。22已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为K0，则该传感器的灵敏度误差为rs= （00）。 23. 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为测试。24. 确定静态标定系统的

3、关键是选用被测非电量的（）和标准测试系统。25。26。27单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象称为。28。29。30。31。32。33。34。36。37转盘上有4个小磁钢的霍尔转速传感器，利用霍尔元件与磁钢接近产生脉冲的方式测转速，当被测输入轴转速为1200转/分钟时，则其输出脉冲的频率为(80Hz)。 38。39自感式传感器线圈的匝数为W，磁路的磁阻为Rm，则其自感为（2）。 40。 41。 42玻尔兹曼常数）。43在光栅式位移传感器的辨别方向电路中，采用的两个电信号相位差为（。45已知磁阻式转速传感器测速齿轮的齿数为25，若测得感应电动势的频率为400Hz，则被测

4、轴的转速为（ 960转/分）。46在测量线位移的传感器中，灵敏度高、线性范围大、抗干扰能力强，并能进行非接触测量的是（电涡流式传感器）。47热力学温标T与摄氏温标t的关系是（。 48。49对光栅式位移传感器，常用的细分方法是（。50CCD传感器是（电荷耦合器件）。52若0、分别为变极距型电容式传感器极板初始间距和极距的变化量，在31。32计量光栅应用是基于（莫尔条纹原理）。35压电式加速度传感器中质量块的质量一定时，压电晶体上产生的电荷与加速度成（ 正比 ）。3637单晶半导体材料在应力的作用下电阻率发生变化的现象称为() 效应。38热电偶产生的热电势是由两个导体的(接触电势)和单一导体的(温

5、差电势)两部分组成。39在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的( 中间导体 )定律。 40非接触式测温时，测温敏感元件不与被测介质接触，而是利用物质的(原理。41为了测量比栅距W 技术。42在光栅传感器中， 43在电阻应变片公式dR=(1+2+E)中，。 R44利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是（属材料）。45之间的距离，线圈的激磁电流的强度和角频率）等参数有关。46、在磁通与电流的关系式LI=Nm中，L表示( 自感系数 )。47. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将（。48热敏电阻常数B大于

6、零的是（4950利用导电材料的电阻率随本身温度变化制成的传感器，称为（51.52.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生应力或应力变化，使（导磁率）发生变化，（磁阻）也相应发生变化，这种现象称为（压磁效应）。1直流电桥输出电压为零的平衡条件是。2电桥4个桥臂的元件是电阻、电感或电容时，须采用（）。4应变式传感器利用双臂电桥进行检测，为使其灵敏度高、非线性误差小应使（ 两个桥臂应变片阻值变化大小相等而极性相反 ）。5用电桥作为应变片测量电路时，为了提高灵敏度，以获得最大的输出，通常7。8在测试系统中，调制和解调技术主要用来将低频缓变信号进行（）。9。 10通过某一频

7、段的信号，抑制和衰减此频段以外的信号，则使用。 11抑制和衰减某个范围内的频率分量，则使用的滤波器是（）。 12无源一阶低通滤波器引出输出电压的元件是（）。 13无源一阶高通滤波器引出输出电压的元件是（）。14抑制低频分量，使其衰减，则使用（）。18若采样信号中的最高频率fc=2000Hz，则根据采样定理，采样频率fs应选择为（fs 4000Hz）。19若模/数转换器输出二进制数的位数为10，输入信号为05V，则该转换器可分辨的最小模拟电压为（ ）。20若输入信号为05V，模/数转换器输出二进制数的位数为8，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（19.52mV）。21数/模转换器的技术指标中

8、，分辨力是用（）。22将模拟信号变换成数字信号的过程，称为（。23将数字信号转换成相应的模拟信号的过程，称为（）。24若模/数转换器输出二进制数的位数为10，输入信号为02.5V，则该转换器27A/D转换中的编码，是把连续信号变成(的时间序列。28要使直流电桥平衡，电桥桥臂电阻值应满足( 相对桥臂电阻值的乘积 )相等。29交流电桥各桥臂的阻抗模为Z1、Z2、Z3、Z4，各阻抗的阻抗角为1、2、3、4，若电桥平衡条件为Z1·Z3=Z2·Z4，那么阻抗角的平衡条件应为(1+3=2+4)。30有源滤波器是用（和运算放大器等有源器件结合在一起构成。31激励电源采用（）电源供电的电桥

9、称为交流电桥。32交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为若交流电桥的平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为1、2、3、4，(1+3=2+4)。33. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，（值都随被测物理量而变化，相邻的两臂阻值变化大小相等、极性相反；相对的两臂阻值变化大小相等、极性相同）接法可以得到最大灵敏度输出。34. 频率的信号衰减较慢，选择性差）。为克服该缺点，可采用二阶有源低通滤波器。1（）属于非确定性信号。2正常人的心电图信号为（ 复杂周期信号 ）。5。6）。7若周期信号x(t)的基波角频率为，则其周期T为（2）

10、8若周期信号x(t)的周期为T，则其基波角频率为（2）。 T9。10信号x(t)的自相关函数Rxx()等于（Rxx(-)）。11已知x(t)与y(t)的互相关函数为Rxy()，则y(t)与x(t)的互相关函数Ryx(-)等于（Rxy()）。12当信号x(t)与y(t)的互相关函数Rxy()在 = d时有峰值，表明信号x(t)和y(t)有时移d时，相关程度（最高 ）。13当信号x(t)与y(t)的互相关函数Rxy()在 = d时相关程度最高，则y(t)和x(t)214已知输入信号x(t)和与输出信号y(t)完全不相干，则相干函数满足（xy。 (jf)=0）215已知输入信号x(t)与输出信号y(

11、t)完全相干，则相干函数满足（xy。 (jf)=1）16随时间变化模拟信号的( 幅值 )连续。22217若已知某信号的均值为x，方差为x，则其均方值x2等于( x2=x )。 +x18表达式 lim1TTT0x2(t)dt 计算的结果是信号x(t)的(均方值 )。19信号的方差描述随机信号幅值的()程度。20. 周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示直流分量的幅值，An表示（交流）分量的幅值。21. 当时，信号x（t）的自相关函数Rx（）呈周期性变化，说明该信号为（周期信号）。1（2。（二）名词解释1静态特性：是指系统的输入量为常量或缓慢变化时输出与输入之间的关系。2动态特性：指输入量随时间

12、作快速变化时，系统的输出随输入而变化的关系。3. 灵敏度：测试系统在静态条件下，响应量y的变化y和与之相对应的输入量x的变化x的比值，称为灵敏度。4重复性：是指在相同的测试条件下，对同一被测量按同一方向进行全量程多次测量时，其测量结果之间的接近程度。5精确度：指由测试系统的输出所反映的测量结果和被测参量的真值相符合的程度。6非线性度：指测试系统实际输入-输出特性曲线与理想的输入-输出特性曲线接近或偏离的程度。7漂移：指测试系统的输入未发生变化时其输出产生变化的现象。1正压电效应：当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，在其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，形成电场；当外力去除后，又重新恢复

13、到不带电状态，这种物理现象称为正压电效应。2逆压电效应：将某些晶体置于外加电场中，晶体将产生与之对应的机械变形，这种现象称为逆压电效应。3应变效应：是指金属导体或半导体在外力作用下产生机械变形而引起导体或半导体的电阻值发生变化的物理现象。4压阻效应：指单晶半导体材料在沿某一轴向外力的作用时，其电阻率随之发生变化的现象。5传感器：是能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。6热电效应：将两种不同金属导体两端连接在一起组成一个闭合回路，若两个结合点的温度T和T0不同，则在回路中有电流产生，相应的电势称热电动势，这种物理现象称为热电效应。7中间导体定律：是指导体a、b组成的热

14、电偶，当引入第三种导体c，只要保持第三种导体两端温度相等，则不会改变总热电势的大小。8光电导效应：指在光作用下，电子吸收光子能量，使半导体材料导电率显著改变的现象。9正温度系数热敏电阻：在测量温度范围内，热敏电阻阻值当温度超过某一温度后随温度升高而增大。10负温度系数热敏电阻：在测量温度范围内，热敏电阻阻值随温度升高而减小。11接触电动势：是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。12温差电动势：是在同一根导体中由于两端温度不同而产生的电动势。13霍尔效应：是指当半导体中流过电流时，若在与该电流垂直的方向上外加一个磁场，则在与电流及磁场分别成直角的方向上会产生一个电压，该现象

15、称为霍尔效应14电涡流：金属平面置于交变磁场中时，就会产生感应电流，这种电流在金属平面内闭合，称为电涡流。15压磁效应：铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生应力或应力变化，使导磁率发生变化，磁阻也相应发生变化，这种现象称为压磁效应。1调制：用低频信号对高频信号的某特征参量（幅值、频率或相位）进行控制或改变的过程，称为调制。2解调：从已调制波中不失真地恢复原有低频调制信号的过程。3电桥：是把电阻、电感和电容等电参数转换成电压或电流信号输出的一种测量电路。4低通滤波器：信号中低于f2频率成分不受衰减地通过，而高于f2频率成分都被衰减掉。5高通滤波器：抑制低频分量，使其衰减，信号中高于f2频率成分

16、不受衰减地通过，而低于f2频率成分都被衰减掉。 6有源滤波器：是用RC无源网络和运算放大器等有源器件结合在一起构成。7全桥电桥：组成电桥的4个桥臂阻值都随被测物理量而变化，相邻的两臂阻值变化大小相等、极性相反；相对的两臂阻值变化大小相等、极性相同。8A/D转换或模数转换：将模拟信号变换成数字信号的过程。9D/A转换或数模转换：将数字信号转换成相应的模拟信号的过程。1信号的均值x：是随机信号的样本函数x(t)在整个时间坐标上的平均值，表示信号中直流分量的大小，描述了随机信号的静态分量。22信号的方差x：描述随机信号幅值的波动程度，表示了随机信号的动态分量3信号的均方差x2：是信号平方值的均值，描

17、述信号的强度，表示了信号的平均功率。4信号概率密度函数：随机信号的幅值落在指定区间内的概率。（三）简答题1测试技术的发展趋势是什么？答：测试技术的发展趋势是在不断提高灵敏度、精确度和可靠性的基础上，向小型化、非接触化、多功能化、智能化和网络化方向发展。2简述测试的过程和泛指的两个方面技术。答：测试就是对信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。测试泛指测量和试验两个方面的技术，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。测 试是主动的、涉及过程动态的、系统记录与分析的操作，并通过对被研究对象的试验数据作为重要依据。1什么是测试系统的静态特性？静态特性的主要定量指标有哪些？答：测试系统的静态特

18、性是指当输入信号为不变或缓变信号时，输出与输入之间的关系。表征测试系统的静态特性的主要定量指标有：精确度、灵敏度、非线性度、回程误差、重复性、分辨率、漂移和死区等。2什么是系统的传递函数？它表征了什么？答：当线性系统的初始条件为零，即其输入量、输出量及其各阶导数均为零，且满足狄利克雷条件，则定义输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比为系统的传递函数。传递函数的代数式表征了系统对输入信号的传输及转换特性，包含了系统瞬态和稳态时间响应的全部信息。3什么是系统的频率特性？频率特性函数的物理意义是什么？答：线行定常系统的频率特性是指零初始条件下稳态输出正弦信号与输入正弦信号的复数比。该复数比的模称为幅频特

19、性；复数比的相位角称为相频特性。其物理意义为：频率特性反映了系统的内在性质，与外界因素无关。频率特性描述了在不同频率下系统传递正弦信号的能力。4理想测试系统线性时不变系统的主要性质有哪些？答：理想测试系统线性时不变系统的主要性质：迭加特性；比例特性；微分特性；积分特性；频率不变性。1什么是应变效应？应变片可分为哪几类？在结构上又可分为哪几种？答：应变效应是指金属导体或半导体在外力作用下产生机械变形而引起导体或半导体的电阻值发生变化的物理现象。应变片可分为金属电阻应变片和半导体应变片两类。金属电阻应变片有丝式、箔式和薄膜式三种；半导体应变片主要有体型、薄膜型和扩散型三种。2热敏电阻传感器有哪些种

20、类及应用？答：热敏电阻根据温度特性不同可以分成3类：负温度系数热敏电阻(NTC)、正温度系数热敏电阻(PTC)、突变型负温度系数热敏电阻(CTR)。热敏电阻可用做检测元件、电路保护元件，广泛用作温度补偿元件、限流开关、温度报警等。3用涡流传感器测量齿轮的转速时，若齿轮是由尼龙制成的，能否测出转速？为什么？ 答：用涡流传感器测量齿轮的转速时，若齿轮是由尼龙制成的，不能测出转速。因为电涡流效应只能在金属材料上产生，特别是在铁磁材料上。4简述传感器的组成，以及各部分的作用。答：传感器通常由敏感元件、转换元件、信号调节和转换电路组成。敏感元件能直接感受或响应被测量；转换元件将感受或响应的被测量转换成适

21、于传输和测量的电信号；信号调节和转换电路可以对微弱电信号进行放大、运算和调制。5光敏电阻的工作原理是什么？答：光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，当某些半导体材料受到光线照射时，吸收部分能量，激发出其内部的电子-空穴对，导电性增强，电阻率减小；光照停止，自由电子与空穴对复合，又恢复原电阻值。6什么是电容传感器？在实际应用中可分为哪几种？电容传感器有哪些优点？答：电容传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置。在实际应用中，电容传感器可分为：变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介电常数型电容传感器三种。电容传感器具有结构简单、灵敏度高、动态性能好以及非接触式测量等优点。7莫尔条纹的性质有哪

22、些？答：莫尔条纹的性质有：放大作用，相当于将栅距放大；平均效应，消除栅距的局部误差；运动方向，主光栅和指示光栅沿光栅左右移动时，莫尔条纹沿光栅上下移动；对应关系，光栅移动一个栅距，光强变化一个周期；莫尔条纹移过的条纹数等于光栅移过的栅线数。8压电式传感器分别配接电压放大器和电荷放大器时各自有哪些特点？答：压电传感器配接电压放大器时，其输出电压ey与输入电压ei（既压电元件的输出电压）成正比，但对电缆电容Cc敏感，容易受电缆电容Cc变化的影响。压电传感器配接电荷放大器时，其输出电压ey与输入电荷量q（压电元件的输出电荷量）成正比，只与传感器输出的电荷量以及反馈电容Cf有关，与电缆的分布电容Cc无

23、关。9光纤传感器按光纤的作用主要分成哪几类？光纤传感器具有哪些优点？答：光纤传感器按光纤的作用主要分为功能型光纤传感器及非功能型光纤传感器两类。光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、体积小、质量轻等优点。10简述光电编码器的作用、分类及优点。答：光电编码器的作用是能将直线运动量和转角转换成数字信号输出。光电编码器按其结构形式分为直线式光电编码器和旋转式光电编码器；按脉冲信号性质分为绝对式和增量式编码器。光电编码器具有体积小、分辨率高、可靠性好、使用方便、非接触测量等优点。11对差动变压器式电感传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?答

24、：差动变压器式电感传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，输出电压的幅值取决于被测位移的大小；输出电压的相位取决于被测位移的方向。12简述光栅传感器4倍频细分技术的概念与方法。答：光栅传感器检测位移产生莫尔条纹，采用4个光电元件接收莫尔条纹信号，4个光电元件在接收相位上依次相差90°。当主光栅与指示光栅相对移动一个栅距时，4个光电元件可依次接收到各相差90°的4个计数脉冲信号，称为4倍频细分技术。1有源滤波器与无源滤波器相比有哪些特点?答：有源滤波器的特点：对信号有放大作用；具有高输入阻抗的运算放大器进行极间隔离，消除或减小负载效应的影响；可以多级串联组成高阶滤波器，提高滤波器

25、的选择性。2调制的种类有哪些？调制、解调的目的是什么？答：根据被控参量不同，调制分为三种：幅值调制（AM）或调幅；频率调制（FM）或调频；相位调制（PM）或调相。调制的目的用低频信号对高频信号的某特征参量（幅值、频率或相位）进行控制或改变的过程，使该特征参量随低频信号的规律变化。解调：从已调制波中不失真地恢复原有低频调制信号的过程。3直流电桥平衡条件是什么？交流电桥平衡条件是什么？答：直流电桥的平衡条件是R1R3=R2R4，即相对两桥臂阻值的乘积相等； 交流电桥的平衡条件是Z1Z3=Z2Z4和1+3=2+4，即相对两桥臂阻抗模的乘积相等及相对两桥臂阻抗角的和相等。 4什么是滤波器？简述滤波器的

26、分类。答：滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。按选频特性分类，滤波器可分为低通、高通、带通和带阻4种；按电路特性，可分为一阶滤波器和二阶滤波器，以及有源滤波器和无源滤波器。5采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？答：采用逐次逼近法的模/数转换器主要由数/模转换器、比较器、移位寄存器、数据寄存器、时钟以及逻辑控制电路等组成。6什么是模/数转换器？模/数转换包括哪几个步骤？答：将模拟量转换成与之相应的数字量的装置称为模/数转换器。模/数转换包括采样；量化；编码三个步骤。1周期信号傅里叶级数展开的含义是什么？答：满足狄利克雷条件的任何周期信号都可

27、以分解为直流分量及许多简谐分量之和，各简谐分量的角频率必定是基波角频率的整数倍。幅值和相位与频率的关系图称为频谱图，从频谱图可看出周期信号的频率分量组成、各分量幅值及相位的大小。22信号x(t)的均值x、方差x、均方值x2的含义是什么？写出三者间的关系。答：均值x：是随机信号的样本函数x(t)在整个时间坐标轴上的平均值，表示信2号中直流分量的大小，描述了随机信号的静态分量；方差x：描述随机信号幅值的波动程度，描述了随机信号的动态分量；均方值x2：是信号平方值的均值，22描述信号的强度，表示信号的平均功率。三者之间的关系：x2=x。 +x3信号的自相关函数的定义和性质是什么？答：信号x(t)的自相关函数Rx()定义为Rx()=lim1Tx(t)x(t+)