测试技术复习题21

1、复习题1 绪论选择题：1. 依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为（ A ）A.物理型传感器 B.结构型传感器C.电桥 D.A/D转换器2. 一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果过程称为（ B ）A测试 B测量 C. 试验 D传感3. 电测法具有测试范围广、精度高、灵敏度高、响应速度快等优点，特别适合于（ C ）A静态测试 B线性测试 C. 动态测试 D非线性测试填空题：1. 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。2. 测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确

2、定被测对象的量值为目的的全部操作，可分为直接比较法和间接比较法。3. 依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为物理型传感器。4. 随着新材料的开发，传感器正经历着从机构型为主向物性型为主的转变。名词解释：1. 电测法答：电测法是将非电量先转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析的方法。2. 间接比较法答：间接比较法利用仪器仪表把待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化。3. 直接比较法答：直接比较法无须经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值。简答题：1. 试述测量与测试的概念及其区别。答：测量是指一个被测量与一个预

3、定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作。测试是对信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。测量是被动的、静态的、较孤立的记录性操作，其重要性在于它提供了系统所要求的和实际所取得的结果之间的一种比较；测试是主动地、涉及过程动态的、系统的记录与分析的操作，通过试验得到的试验数据成为研究对象的重要依据。2. 简述电测法概念及其优点。答：电测法是将非电量先转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析的方法。电测法具有测试范围广、精度高、灵敏度高、响应速度快等优点，特别适合于动态测试。2 测试系统的基本特性选择题：1. 为完

4、成某种物理量的测量而由具有某一种或多种变换特性的物理装置构成的总体称为（ B ）A.传感器 B.测试系统C.电桥 D.A/D转换器2. 传感器在不考虑迟滞蠕变等因素的影响下，其静态特性方程中，定义为理论灵敏度的量为（ B ）A B C D 3. 一阶系统的动态特性参数是（ C ）A 固有频率 B 阻尼比 C 时间常数 D 灵敏度4. 线性时不变系统当输入增加时，其输出也以输入增加的同样比例增加的特性是（ ）A 迭加特性 B 微分特性 C 积分特性 D 齐次性5. 系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为（ A ）A 回程误差 B

5、 绝对误差 C 相对误差 D 非线性误差6. 一阶系统的阶跃响应中，超调量 （ D ） A 存在，但<5 B 存在，但<1 C 在时间常数很小时存在 D 不存在7. 在测试系统的静态特性中，误差按照表示方法分为绝对误差、引用误差和（ B ）A 回程误差 B 相对误差 C 随机误差 D 非线性误差8. 在测试系统的静态特性中，误差按照性质和特点分为系统误差、随机误差和粗大误差。A 回程误差 B 绝对误差 C 相对误差 D 粗大误差9. 测试系统所能检测输入信号的最小变化能力，称为（ D ）A 精度 B 灵敏度 C 精密度 D 分辨率10. 多次重复测量中，测量值彼此之间的重复性或分散

6、性大小的程度的是（ C ）A 精确度 B 准确度 C 精密度 D 正确度11. 测试系统的输入未发生变化时其输出产生变化的现象称为（ B ）A 分辨率 B 漂移 C 死区 D 回程误差12. 不失真测量条件除要求测量装置幅频特性是常值外，其相频特性要求满足（ A ）A 相移与频率成正比 B 常值相移C 任意相移D 无特殊要求13. 二阶线性测试系统的阻尼率越小，则其对阶跃响应的超调量（ A ） A 越大B越小C略有关系但可忽略不计D不好确定14. 一阶系统的阶跃响应达到输入的63.2%时，所对应的时间为（ B ）A 1.5B C 63.2%D 215. 二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（ C

7、 ）A 使得系统输出值稳定B使系统不共振C获得较好的幅频、相频特性D 获得好的灵敏度16. 传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性，动态特性好的传感器 （ B ） A 其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小 B 其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近 C 其输出量中与被测输入量无关的不需要的变化小 D 其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示17. 按照误差的特点和性质进行分类，可分为随机误差、系统误差和（ D ） A 理论误差 B 工具误差 C 人员误差 D 粗大误差18. 选择二阶装置的阻尼比=0.707，其目的是（ D ） A 阻抗匹配 B 增大

8、输出量 C 减小输出量 D 接近不失真条件19. 在典型二阶测试系统中比较合适的阻尼比是（ A ）A 0.707左右B 远大于1C 远小于1D 等于120. 对压力传感器进行静态标定时，常采用活塞式压力计作为标准静态压力发生装置，其工作原理称为( A ) A 静重比较法B 绝对比较法C 相对比较法D 直接比较法21. 线性系统的迭加原理表明（ C ）A 加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响B 系统输出响应的频率等于输入激励的频率C 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数D 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应除以该倍数填空题：1. 线

9、性时不变系统的输入为某一频率的谐波信号，则系统稳态输出将为同一频率的谐波信号，这是线性系统的频率不变性。2. 传感器在不考虑迟滞蠕变等因素的影响下，其静态特性方程中，定义为理论灵敏度的量为 。3. 在测试系统的静态特性中，误差按照表示方法分为绝对误差、相对误差和引用误差。4. 在测试系统的静态特性中，误差按照性质和特点分为系统误差、随机误差和粗大误差。5. 漂移是指测试系统的输入未发生变化时其输出产生变化的现象。通常存在零度漂移和灵敏度漂移两种情况。6. 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有线性关系为最佳。7. 一阶系统的动态参数时间常数一般要求越 小 越好。8. 幅频特性表示在稳态时

10、，系统输出信号与输入信号的幅值之比，即描述了系统对不同频率的正弦输入信号在稳态情况下的放大特性。9. 测试系统灵敏度越高，越容易受外界干扰的影响，测量范围也越窄。10. 线性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。11. 不失真测试条件要求测试系统静态放大倍数为常数，且不存在相位差。12. 一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在 误差的缘故。P1013. 当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现不失真测试，此时系统的频率特性为 。P22名词解释：1. 灵敏度答：灵敏度是指测试系统在静态条件下，响应量变化和与之相对应的输入量变化的比值

11、。2. 非线性度答：非线性度是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。4. 系统频率特性答：线性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。5. 回程误差答：回程误差为同一输入量所得到的两个数值不同的输出量之间差值的最大值与全程输出范围的比值。6. 粗大误差答：粗大误差是一种明显歪曲实验结果的误差。7. 随机误差答：随机误差是指在相同条件下，多次重复测量同一量时，其绝对值和符号变化无常，但随着测量次数的增加又符号统计规律的误差。8. 测试系统的静态特性答：测试系统的静态特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。

12、9. 测试系统的动态特性答：测试系统的动态特性是指输入量随时间作快速变化时，系统的输出随输入而变化的关系。10. 漂移答：漂移是指测试系统的输入未发生变化时其输出产生变化的现象。11. 幅频特性答：幅频特性表示在稳态时，系统输出信号与输入信号的幅值之比，即描述了系统对不同频率的正弦输入信号在稳态情况下的放大特性。12. 相频特性答：相频特性表示在稳态时，输出信号与输入信号的相位差，即描述了系统对不同频率的正弦输入信号在相位上产生的相角滞后或超前的特性。幅频特性和相频特性总称为系统的频率特性。13. 死区答：略。简答题：1. 简述随机误差和粗大误差的概念和区别。答：随机误差是指在相同条件下，多次

13、重复测量同一量时，其绝对值和符号变化无常，但随着测量次数的增加又符号统计规律的误差。2. 简述频率特性函数的物理意义。答：频率特性函数的物理意义：频率特性反映了系统的内在性质，与外界因素无关，即当系统结构参数给定，频率特性随变换的规律也随之确定。频率特性描述了在不同频率下系统传递正弦信号的能力。在测量系统频率响应函数时，必须在系统响应达到稳态时才能测量。3. 简述静态特性和动态特性的定义。答：测试系统的静态特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。测试系统的动态特性是指输入量随时间作快速变化时，系统的输出随输入而变化的关系。4. 简述测试系统静态特性的主要定量指标。答：表征测

14、试系统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。5. 简述测试系统静态特性定义并写出静态传递方程。答：试系统的静态特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。（静态传递方程：6. 试述精密度和准确度的概念和区别。答：精密度表示多次重复测量中，测量值彼此之间的重复性或分散性大小的程度。准确度表示多次重复测量中，测量平均值与真值接近的程度。精密度反映随机误差的大小，随机误差愈小，精密度愈高；准确度反映系统误差的大小，系统误差愈小，准确度愈高。7. 试述测试系统传递函数主要特点及适用范围。答：传递函数具有如下主要特点：（1）传递函数与

15、微分方程有直接联系；（2）传递函数对于物理性质截然不同的系统（元件），可以具有相同形式；（3）传递函数是复变量的有力真分式函数；（4）传递函数只表征系统（元件）本身的特性。传递函数只适合于描述线性定常系统，且不能反映非零初始条件下系统的自由响应运动规律。计算题：1. 某温度传感器特性方程为20dy/dt+5y=0.15x，其中y为输出电压（mV），x为输入温度（），求该传感器的时间常数和静态灵敏度k。解： 2. 用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s和5s，问幅值误差是多少？解

16、：一阶装置,有 令，有幅值误差小于2% , 应，求出对被测信号：周期是2s,，幅值误差为46.3%周期是5s, ,，幅值误差为15.3%3. 求周期信号x(t)= 1.8cos200t+1.6cos(50t-/4)通过传递函数为 的测量系统所得的稳态响应y(t)。答：略。4. 求周期信号通过传递函数为的测量系统后的稳态响应。答：由系统的传递函数H(S)得其幅、相频特性函数分别为： ， 由于输入信号是周期简谐信号的叠加，根据线性系统的叠加原理和频率不变性。设： ，其中 ， (1) 对,其稳态输出的幅值和相角分别为： (2) 对，其稳态输出的幅值和相角分别为： 由叠加原理，系统总的稳态输出： 5.

17、 将120的一个应变计粘贴在低碳钢制的拉伸试件上，若试件的等效截面积为0.5×10- 4m2,低碳钢的弹性模量E=200×109N/m2，由50KN的拉力所引起的应变计电阻变化为1.2，试求该应变计的灵敏系数。答：应变片电阻的相对变化为 柱形弹性试件的应变为 应变片的灵敏系数为 6. 设一时间常数为3.5s的温度传感器，从150水中突然取出，并插入1000沸水中，在插入15s后，此时温度计的指示值为多少？答：一阶系统阶跃响应指示值: 3 传感器及其应用选择题：1. 光电池的工作原理是基于（ B ）A 外光电效应B 光生伏特效应C 光电导效应D 热电效应2. 光敏电阻传感器的

18、工作原理是基于（ A ）A 内光电效应 B 外光电效应 C 压阻效应 D 应变效应3. 能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或者装置称为（ A ）A 传感器 B 滤波器 C 转换器 D 电桥4. 有关传感器定义描述正确的是（ A ）A 传感器是测量装置，能完成检测任务 B 传感器的被测量只能是电量C 传感器输出不含待测的原始信号D 传感器转换过程是不可复现的5. 下面属于电参量式传感器的是（ D ）A 磁电式传感器 B 压电式传感器 C 热电式传感器 D 电容传感器6. 下面属于发点式传感器的是（ D ）A 电阻传感器 B 电感传感器 C 电容传感器 D 压电传感器7.

19、 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称为（ D ）A 光电效应 B 压电效应 C 压阻效应 D 应变效应8. 单晶半导体材料在沿某一轴向收到外力作用时，其电阻率随之发生变化的现象称为（）A 光电效应 B 压电效应 C 压阻效应 D 应变效应9. 下面对热电阻式传感器描述正确的是（ C ） A 金属丝热电阻传感器适用于高温测量 B 热敏电阻是线性元件C 通过热敏电阻的电流及其两端的电压不服从欧姆定律D 在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，多采用铂电阻进行测温10. 下面对湿敏电阻传感器描述正确的是（ D ） A 湿敏电阻线性度好 B 湿敏电阻

20、互换性好C 湿敏电阻灵敏度低D 目前主要有氧化锂湿敏电阻和有机高分子膜湿敏电阻11. 下面对涡流式传感器描述正确的是（ B ）A 涡流式传感器频率范围小 B 低频投射式涡流传感器利用互感原理工作C 涡流传感器为接触式测量D 涡流传感器线性范围小12. 计量光栅按照形状和用途不同分为长光栅和（ C ）A 透射光栅 B 反射光栅 C 圆光栅 D 振幅光栅 13. 光电编码器按其结构形式分为直线式编码器和（ A ）A 旋转式编码器B 绝对式编码器C 增量式编码式D 电磁式编码器14. 光电编码器按其检测原理分为电磁式编码器、光电式编码器和（ D ）A 旋转式编码器B 绝对式编码器C 增量式编码式D

21、接触式编码器15. 压电式传感器与一般电压放大器连接使用时，中间要加一级前置放大器，该放大器主要用来（ B ）A 提高传感器灵敏度B 实现高阻抗输入，低阻抗输出的变换C 实现低阻抗输入，高阻抗输出的变换D 实现高阻抗输入，高阻抗输出的变换16. 欲测1000以上钢管的温度，可选的测温传感器为( D )A 热敏电阻B 铂电阻 C 铜电阻D 热电偶17. 金属丝应变片在测量某一构件的应变时，引起电阻的相对变化主要由（ C ）A 贴片位置的温度变化B 电阻丝几何尺寸的变化C 电阻材料的电阻率的变化D 电阻截面积18. 在光作用下，使电子逸出物体表面的现象称（ B ）A 内光电效应B 外光电效应C 热

22、电效应D 压电效应19. 电容式传感器属于（ C ）A 能量转换型传感器B 发电式传感器C 结构型传感器D 物性型传感器20. 半导体应变片主要是利用半导体材料的（ B ）A 形变B 电阻率的变化C 弹性模量的变化D 泊松比的变化21. 压电式传感器的工作原理是（ C ）A 应变效应B 压阻效应C 压电效应D 涡流效应 22. 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（ B ） A.电压放大器 B.电荷放大器C.微分放大器 D.积分放大器23. 在测量位移的传感器中，符合非接触测量而且不受油污等介质影响的是传感器（ D ）A.电容式 B.压电式 C.电阻式 D.电涡流式24. 不能用涡

23、流式传感器进行测量的是（ D ）A. 材质鉴别 B.探伤 C.位移 D.非金属材料25. 变极距型电容式传感器，其灵敏度与极距（ D ）A.成正比 B.平方成正比C.成反比 D.平方成反比26. 下列传感器中不能做成差动结构的是（ D ） A.电阻应变式 B.自感式C.电容式 D.电涡流式27. 对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其输出电压（ A ）A.最大 B.最小 C.随机变化 D.中间点28. 霍尔效应中，霍尔电势与（ C ）A.激磁电流成反比 B.激磁电流平方成反比 C.磁感应强度成正比 D.磁感应强度成反比29. 热电偶中产生热电势的条件分别为（ B ）A两热电极

24、材料相同B两热电板材料不同C两热电极的两端点湿度不同D两热电极的两端点温度相同30. 下面关于磁阻效应描述正确的是（ C ）A磁阻效应是垂直于电流方向的横向电压B磁阻效应与材料性质无关C元件长宽比愈小，磁阻效应愈大D磁阻效应与几何形状无关填空题：1. 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称为应变效应。2. 根据热敏电阻温度特性的不同，可将热敏电阻分为负温度系数热敏电阻、正温度系数热敏电阻和突变型温度系数热敏电阻。3. 电感传感器按其转换方式的不同分为自感式、互感式和涡流式。4. 当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式

25、闭合的，称为涡流。5. 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，是以光电效应为基础，将光信号转换成电信号的传感器。6. 压电传感器主要利用纵向压电效应。名词解释：1. 热电效应答：将两种不同的导体组成一个闭合回路，若两个结合点的温度不同，则在回路中就有电流产生，这种现象称为热电效应。2. 霍尔效应答：所谓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，则在于电流及磁场分别成直角的方向上会产生一个电压。这种现象称为霍尔效应。3. 压阻效应答：所谓压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向收到外力作用时，其电阻率随之发生变化的现象。4. 正压电效应答：某些物质，沿

26、一定方向对其施加外力，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面有电荷出现，形成电场；当外力去除后，又重新回复到原不带电状态，这种现象称为正压电效应。简答题：1. 画出压电传感器与电荷放大器相连的等效电路图，并说明电荷放大器的输出电压Uo与传感器产生的电荷量Q及反馈电容Cf之间的关系。答：略。P592. 何为电涡流效应？电蜗流的形成范围与哪些因素有关？被测体对涡流传感器的灵敏度有何影响？答：略。P473. 简述电容式传感器的原理及分类。答：略。P394. 简述半导体应变片的优缺点。答：半导体应变片的优点是体积小，灵敏度高，较金属应变片大数十倍，频率响应范围宽。其缺点是应变灵敏度随温度变化较大，大

27、应变下的非线性以及安装不方便等，因此其使用范围受到一定限制。计算题：1. 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径，工作初始极板间距离，介质为空气。问：(1) 如果极板间距离变化量，电容的变化量是多少？(2) 如果测量电路的灵敏度，读数仪表的灵敏度（格mV）在时，读数仪表的变化量为多少？答：略。2. 某加速度传感器的动态特性可用如下的微分方程来描述：式中 y输出电荷量（pC）x输入加速度值（m/s2） 试确定该传感器的0、和k的大小。答：静态灵敏度： 阻尼比： 自振角频率： 3. 有一个温度传感器，其微分方程为其中y为输出电压（mV），x为输入温度(OC)，试求该传感器的时间常数和静态灵敏

28、度k。 答： 4. 某变极距型电容传感器初始极板间距为0=2mm，圆形极板半径为4mm，介质为空气，试求其静态灵敏度。（）答：对变极距电容传感器 故 5. 一变面积型平面线位移电容传感器，两极板相互覆盖的宽度为4mm，两极板的间隙为0.4mm，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若极板相对移动1mm，求电容变化量？（）答：变面积型平面线位移电容传感器的静态灵敏度为 若极板相对移动1mm，则电容变化量为 6. 如果将120的应变片贴在柱形弹性试件上，该试件的截面积为0.6×10-4m2，材料弹性模量E=2×101lN/m2。若由5×104N的拉力引起应变片电阻变化为

29、1.8，求该应变片的灵敏系数。答：应变片电阻的相对变化为 柱形弹性试件的应变为 应变片的灵敏系数为 7. 用压电式加速度计及电荷放大器测量机器的振动，已知：加速度计灵敏度为8pC/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pC，当机器最大加速度值为5g，试求其输出电压幅值。(g为重力加速度)答：由题意知，振动测量系统（压电式加速度计加上电荷放大器）的总灵敏度 K=KqKu =8pC/g ×50 mV/pC=400mV/g 则当加速度值为2g时，电压幅值为 Uo=Ka=400mV/g×5g=2V 应用题：1. 根据你所学知识，设计几种工作原理不同的压力测量传感器（三种以上），并组建相应

30、的检测系统，说明各组成环节的作用或目的。答：1）金属应变式传感器：将电阻应变片粘贴在各种弹性敏感软件上，当传感器承受压力作用时，传感器的阻值也发生相应的变化。恒压源应变电桥放大电路数据采集显示记录恒压源提供传感器的工作电压，电桥电路为传感器的转换电路，使机械变化量转变为电压信号，放大电路对信号进行放大，最后为采集显示部分。 2）半导体压阻式传感器当半导体在某一方向上受力时，它的电阻率发生显著变化，这种现象称为半导体压阻现象，利用这一现象制作的半导体压阻式传感器可以用来检测压力。 数据采集及显示压阻电桥电压放大器温度补偿电路3）压电式传感器压电晶体电荷放大器显示输出原理：压电式传感器是基于某些物

31、质的压电效应原理而工作的。这些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生变形时，其表面会产生电荷，；弱将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态。 电荷放大器具有两个作用，一是将电压式传感器的微弱信号放大；二是将传感器高阻抗输出转变为低阻抗输出。2. 采用某光电元件测量位移，其结构图如下：光电元件放大滤波记录仪设光电元件的输出为0.01v/mm，放大器的放大倍数为500，该滤波器为1阶系统，时间常数0.001s，1/5，该记录仪的灵敏度为10mm/v，如果被测位移量最大为0.5mm，问记录纸上记录的幅值偏移是多少？该系统灵敏度是多少？答：最大幅值偏移：A=0.01×0.5×50

32、0×1025mm； 灵敏度：k25/0.5=50 3. 试画出典型智能传感器的结构图，并举例。答：P874. 请设计一数字转速计，画出其结构示意图并说明其工作原理和工作过程。5. 对某压力容器进行压力测量，常用的压力电测量方法有：应变式及压电式，假设你选用的各类传感器、放大器（或调理器）及记录仪器均能满足测量要求，请回答以下问题：分别选用压电式压力传感器及应变式压力传感器进行压力测量时，请画出测量系统的组成框图，并说明各功能组成单元的作用。答：压电式测量系统：压电式压力传感器输出显示、记录前置放大器（电压放大器或电荷放大器）各组成环节的作用：压电传感器是将压力信号转换成对应的电荷量；

33、前置放大器作用：因为压电传感器本身产生的电荷量很小，而传感器内阻很大，因此输出信号十分微弱，所以传感器后面需要接高输入阻抗的放大器对信号进行放大和阻抗变换；信号处理：是对放大器出来的信号进一步放大检波等；最后接到显示、记录装置记录测得的信号。 应变式测量系统：应变式压力传感器电桥测量电路输出显示、记录装置电阻应变仪各组成环节的作用：应变式压力传感器是将压力转换成应变片的变化，使得应变片的电阻值发生变化；电桥测量电路的作用：由于应变片电阻的变化量很小，须接高精度的电桥测量电路，将电阻值转变为电压的变化；电阻应变仪：是对测量电桥输出的电压信号用一个高增益的放大器进行放大；输出显示、记录装置：对输出

34、的信号进行记录和显示。 6. 对某压力容器进行压力测量，常用的压力电测量方法有：应变式及压电式，假设你选用的各类传感器、放大器（或调理器）及记录仪器均能满足测量要求，请回答以下问题：选用压电式压力传感器组建测量系统时，请画出压电式传感器与相应调理器或放大器相连的等效电路图，说明各元器件的物理意义，并说明在实际使用中要注意哪些问题或事项。-kQCaCcCiRfCfU0答：压电传感器与电荷放大器连接的等效电路如右所示。设放大器输入电容为Ci、传感器的内部电容为Ca 和电缆电容为 Cc 。使用注意：（1）传感器输出电缆与放大器相接时，为防止场效应管烧坏，应先短接或放电。（2）传感器与放大器相接时或测

35、量时，应进行归一化处理。4 信号变换及调理选择题：1. 电阻、电感、电容等电参数变为电压或电流信号输出的一种测量电路称为（ A ）A电桥 B滤波器 C. A/D转换电路 D放大电路2. 根据滤波器的选频特性，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和（ C ）A有源滤波器 B数字滤波器 C. 带阻滤波器 D 一阶滤波器3. 交流电桥平衡条件要满足（ A ）A 两相对桥臂的阻抗模的乘积相等，阻抗角的和相等B 两相对桥臂的阻抗模的和相等，阻抗角的和相等 C 两相对桥臂的阻抗模的乘积相等，阻抗角的乘积相等 D 两相对桥臂的阻抗模的和相等，阻抗角的乘积相等4. 利用低频信号对高频信号的某特征参量

36、进行控制或改变，使该特征参量随着缓变信号的规律变化的过程称为（ A ）A调制 B解调 C 滤波 D 鉴频5. 交流电桥供桥电压的频率和输入信号的最高频率的关系是（ D ） A B C D 6. 鉴频的原理是将频率变化转变为（ A ）A 电压幅值变化B 电压相位变化C 电压频率变化D 电压幅值和相位变化7. 从已调制波中不失真地恢复原有的低频调制信号的过程称为（ B ）A调制 B解调 C 滤波 D 数模转换8 将采样信号的电压幅值经过舍入或者截尾的方法变为只有有限个有效数字的数的过程称为（ C ）A采样 B解调 C 幅值量化 D 编码9. 下面对直流电桥描述正确的是（ D ）A 直流电桥不易引入

37、工频干扰B 直流电桥适用于动态量的测量 C 直流电桥对导线连接方式要求较高 D 直流电桥的输出是直流量10. 在调制解调技术中，将控制高频振荡信号的缓变信号称为（ A ）A调制信号 B解调信号 C 载波信号 D 调幅波11. 下面对A/D转换器描述正确的是（ B ）A A/D转换器位数越多，则量化增量越大，量化误差越小，分辨力越高B A/D转换器位数越多，则量化增量越小，量化误差越小，分辨力越高 C A/D转换器位数越多，则量化增量越大，量化误差越大，分辨力越高 D A/D转换器位数越多，则量化增量越大，量化误差越大，分辨力越低12. 下面对A/D转换器描述正确的是（ B ）A A/D转换器位

38、数越多，则量化增量越大，量化误差越小，分辨力越高B A/D转换器数字转换精度由最大量化误差决定 C A/D转换器转换时间越长，转换速度越高 D A/D转换器转换速度与转换器的位数无关名词解释：1. 电桥答：电桥是将电阻、电感、电容等电参数变为电压或电流信号输出的一种测量电路。2. 幅值量化答：幅值量化就是将采样信号的电压幅值经过舍入或者截尾的方法变为只有有限个有效数字的数的过程。3. 滤波器答：滤波器是一种选频装置，它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。简答题：1. 简述电桥的定义及分类。答：电桥是将电阻、电感、电容等电参数变为电压或电流信号输出的一种测量电路。根据供桥电

39、源性质可分为直流电桥和交流电桥；按输出测量方式可分为平衡输出电桥和不平衡输出电桥。2. 简述直流电桥平衡条件。答：直流电桥平衡条件：两相对桥臂的电阻值的乘积相等。3. 简述交、直流电桥平衡条件。答：交流电桥平衡条件：两相对桥臂的阻抗模的乘积相等，阻抗角的和相等。直流电桥平衡条件：两相对桥臂的电阻值的乘积相等。4. 何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？答：略。5. 简述A/D转换的步骤及采样的概念。答：A/D转换包括3个步骤：（1）采样，即从随时间连续变化的信号转换为在时间上是离散的信号，称时域采样；（2）量化，即在幅值上转换成量化信号，称幅值量化；（

40、3）编码，即把连续信号变成离散的时间序列。采样就是从连续信号中，每隔一定的间隔抽取一个样本数值，从而得到由一系列离散样值构成的离散信号的过程。6. 简述采样定理。答：为了避免混叠，以便采样后仍能准确地恢复原信号，采样频率必须不小于信号最高频率的2倍，这就是采样定理。7. 试述直流电桥的优缺点。答：直流电桥具有如下优点：（1）采用直流电源作为激励电源，而直流电压稳定性高；（2）电桥的输出时直流量，可用直流仪表测量，精度高；（3）电桥与后接仪表之间的连接导线不会形成分布参数，因此对导线连接方式要求较低；（4）电桥的平衡电路简单，仅需对纯电阻的桥臂调整即可。直流电桥的缺点易引入工频干扰，由于输出为直

41、流量，故需对其作直流放大，而直流放大器一般比较复杂，易受零漂和接地电位的影响。计算题：1. 如题图所示，在等强度悬臂梁上对称位置粘贴电阻值R=120,灵敏系数k=2.0的应变片，构成全桥，供桥电压为5V，在忽略横向效应的条件下，求最大输出电压Usc=10mV时，力F引起悬臂梁产生的应变应为多少。R1R3R2R4R1(R2)R3(R4)R2(R4)R1(R3)F答：用4片同型号的应变片按题图的方式构成直流测量全桥时，由应变片承受的应变产生的输出电压为其中为供桥电压。当4应变片按题图的方式粘贴于等强度悬臂梁时，有于是可得 按题目给定的条件取正号，有当，而、时，可得2. 以阻值，灵敏度的电阻丝应变片

42、与阻值为的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为1000时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压。答：略。5 信号分析与处理选择题：1. 由多个乃至无穷多个频率成分的谐波信号叠加而成，叠加后仍存在公共周期的信号是（ C ）A周期信号 B谐波信号 C. 复杂周期信号 D准周期信号2. 按信号的能量特征分类，可分为能量信号和（功率信号）A功率信号 B谐波信号 C. 宽频信号 D偶信号3. 按信号幅值随时间变化的连续性分类，可分为连续信号和（离散信号）A功率信号 B窄频信号 C. 离散信号 D偶信号4. 无法用精确的数学关系式表达，或无法确切地预测未来任何瞬间精确值的信

43、号称为（随机信号）A随机信号 B宽频信号 C. 连续信号 D偶信号5. 信号均值、方差和均方值具有下述关系( B )A B C D 7. 正弦函数的自相关函数仍是（正弦函数）A正弦函数 B余弦函数 C. 正切函数 D 余切函数8. 下列描述正确的是（D）A 相关函数与时间延迟无关B 自相关函数是奇函数C 正弦函数的自相关函数仍是正弦函数D 若随机信号中含直流分量，则含有直流分量9. 互相关系数是（ C ）A奇函数 B偶函数 C. 非奇非偶函数 D 零值函数10. 两个不同频率的周期函数的互相关函数为（ D ）A余弦函数 B正弦函数 C. 正切函数 D 零值函数11. 周期信号与随机信号的互相关

44、函数为（ D ）A余弦函数 B正弦函数 C. 正切函数 D 零值函数12. 数字信号的特征是（ B ）A 时间上离散，幅值上连续B 时间、幅值上都离散C 时间上连续，幅值上量化D 时间、幅值上都连续13. 周期的时域信号频谱的特点是（ C ）A非周期、离散B非周期、连续 C、周期、离散 D周期、连续填空题：1. 周期信号与随机信号的互相关函数为零。2. 相干函数是用来评价测试系统的输入信号与输出信号之间因果关系的函数。名词解释：1. 准周期信号答：准周期信号是指由多个频率成分的谐波信号叠加，但叠加后不存在公共周期的信号。2. 瞬变信号答：瞬变信号是指在有限时间段内存在，或随着时间的增加而幅值衰

45、减至零的信号。3. 复杂周期信号答：复杂周期信号是指由多个乃至无穷多个频率成分的谐波信号叠加而成，叠加后仍存在公共周期的信号。简答题：1. 简述周期信号概念及频谱特点。答：周期信号是按一定时间间隔周而复始出现的信号。常见周期信号的频谱特点：离散性、周期性和收敛性。2. 简述自相关函数的主要性质。答：自相关函数具有以下主要性质：（1）自相关函数是偶函数；（2）自相关函数在时，的值最大，并等于该随机信号的均方值；（3）若随机信号中含直流分量，则含有直流分量；（4）对且不含周期成分的随机信号，则有；（5）如果随机信号含有周期分量，则自相关函数中比含有同频率的周期分量。3. 简述互相关函数的主要性质。答：互相关函数具有以下主要性质：（1）的峰值不在处，其峰值偏离原点的位置反映了两信号时移的大小，相关程度最高，它反映、之间主传输通道的滞后时间；（2）互相关函数是非奇、非偶函数；（3）均值为零的两统计独立的随机信号、，对所有的值；（4）两个不同频率的周期函数的互相关函数为零；（5）周期信号与随机信号的互相关函数为零。4. 简述随机信号均值、方差和均方值概念及三者之间关系。答：均值是随机信号的样本