测试与传感技术习题

1、测试与传感技术习题用于整本书的整体复习第一章主要内容1. 测试原理及基本内容2. 测试技术的典型应用第一章1. 测试技术是 和 的总称，依靠一定的科学技术手段定量地描述事物的状态变化和特征。2. 什么叫电测法？3. 电测法的优点4. 测试技术研究的主要内容？参考答案：1. 测量技术 试验技术2. 答：将非电量转换成电量，然后用各种电测仪器和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析。3. 答：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，特备适合动态测试。4. 答：测试技术研究的主要内容包括四个方面，即：被测量的测量原理、测量方法、测量系统以及数据处理。第二章1. 测试系统静态和动态特

2、性2.传递函数、频率响应函数及其幅频特性和相频特性 H(j)一般为复数，写成实部和虚部的形式：第二章1. 用一时间常数为2s的温度计测量炉温，当炉温2004000C之间，并以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？ 2. 一阶测量装置的传递函数为1/(0.01s+1)，若用它测量频率为0.5Hz、2Hz的正弦信号，试求其幅度误差。参考答案1. 解：有已知时间常数为2s，通过把200到4000C与精确度相乘得到：199.3398.6范围。参考答案2. 解：由题意已知时间常数为0.01，当f=0.5时，误差为：(1-0.9995)/1100%=0.05%当f=2时，对应上面相

3、同算法，得到误差为0.02%。3. 某一测试装置的幅频、相频特性如图所示，问哪个信号输入，测试输出不失真？ 第一部分：简答题（15道）1. 什么是元件的零点漂移？2. 传感器的静、动态指标是什么？传感器的标准是什么？3. 什么是霍尔元件？什么是霍尔效应？4. 金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?5. 光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？1. 答：所谓零点漂移，是指放大器当输入信号为零时，在输出端出现的直流电位缓慢变化的现象。2. 答：静态指标：线性度、迟滞、重复性、精度、灵敏度、阈值、分辨力和漂移等；动态指标：时域和频域.3. 答：霍尔元件：由霍尔片、引线

4、和壳体组成，是基于霍尔效应工作的。 霍尔效应：在半导体薄片的两端通以控制电流I，在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在薄片的另外 两侧会产生于I和B的乘积成比例的电动势UH（霍尔电势，也称霍尔电压），这种现象称为霍尔效应。4. 答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。5. 答：光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它的重要特性是在无光照时阻值非常大，相当于断路，有光照时阻值变得很小，相当于通路。在工业应用中主要就是通过光的变化来各种电路的控制。6. 什么是金属导体的热电效应?

5、试说明热电偶的测温原理。7. 现用一支镍铬-康铜(E)热电偶测温。其冷端温度为30，动圈显示仪表(机械零位在0)指示值为400，则认为热端实际温度为430，对不对?为什么?正确值是多少?8. 压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题?9.请简述光电式烟雾传感器工作原理 6. 答：热电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，回路中就会产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利用这种热电效应进行的，将热电偶的热端插入被测物，冷端接进仪表，就能测量温度。7. 答：不对，因为仪表的机械零位在0，

6、正确值为400。8.答：压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号输出，其核心是要解决微弱信号的转换与放大，得到足够强的输出信号。9.主要通过一束光和一个光的感应器来测量烟的浓度。正常时，光束偏离感应器。当烟雾进入到感应室后，烟雾粒子会将部分光束散射到感应器上。当到达传感器的光束达到一定的程度，发出报警信号。 选择题1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( )A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号2.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( )A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变

7、化而变化3.下列传感器可实现非接触测量的是( )传感器。A.压电式加速度 B.电动式速度 C.电磁式速度 D.电阻应变式4.描述周期信号频谱的数学工具是( )A.傅立叶级数 B.傅立叶变换 C.拉氏变换 D.三角函数5.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为( )A.理论直线 B.标定曲线 C.理论标定曲线 D.幅频曲线6. 金属在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也将随之发生变化，这种物理现象称为（ ）A霍尔效应 B光电效应 C应变效应 D压电效应 7. 在霍尔元件的主要指标中，KH是指（ ）灵敏度。 磁 乘积 电流 电势8. 某些电介质，当在电介质极化方向施加电场，它会产

8、生变形，这种现象称为（ ） A.逆压电效应 B.正压电效应 C负压电效应 D无压电效应 9. 载波频率为f0，调制信号的最高频率为fm，两者的关系为( )A. f0=fm B. f0fm C. f0fm D. f01 B.xy()=1C.0 xy()1 D.xy()=017.一阶系统的动态表征参数是( ) A.线性度B.固有频率 C.阻尼比D.时间常数18.常用于测量大位移的传感器有( ) A.感应同步器B.应变电阻式 C.霍尔式D.涡流式19.将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。 A.质量块 B.导体 C.弹性元件 D.机器组件20下列被测物理量适合于使

9、用红外传感器进行测量的是（ ）A压力 B力矩 C温度 D厚度21属于传感器动态特性指标的是（ ）A重复性 B线性度 C灵敏度 D固有频率22按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ ）A光电式传感器 B电容式传感器C压电式传感器 D磁电式传感器23利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ ）A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片参考答案：11.D 12.C利用电磁原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置13.B 14.B 15.B 16.D 1

10、7.D 18.A 19.C20.C 21.D 22.A 采用固体图像敏感器件将二维图像变换为电信号的光电式传感器。23.C1.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在着_共振频率，_共振频率，_共振频率。2.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为_。3.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持_ _条件。4.采用_电源供电的电桥称为交流电桥。5.测试装置的灵敏度是该标定曲线的_。6.直流电桥中_接法的灵敏度最高。7.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的_相等，且相对桥臂阻抗的相角_相等。8.半导体应变片的工作原理是基于_效应。9.若稳定振动位移信号为x(t)

11、=Asin(t+)，则其稳定振动速度信号为v(t)=_,加速度信号的振幅为_。10.测量噪声的仪器主要有_和_。 11.直流电桥平衡条件：_ 12. 品质因素Q越大，滤波器 越高。13. 在振动测试中，如果测得位移、_或_中任一参数，便可用_的微分或积分特性求其它参数的频谱。 14. 现代测试系统主要有三大类：_ 、_ 和_ 。 15.噪声的耦合和辐射途径有四种：_ 、_ 、_ 和_ 。 16.单自由度系统的受迫振动过程的幅频曲线 ，随阻尼的增加向_ 接近。17. 脉冲激振是指用一般装有_ 的锤子敲击试件，使试件受到脉冲力的作用而引起的激振。 18.华氏温标规定在大气压下，纯水的冰融点为_ 度

12、，纯水的沸点为_ 度，中间划分为180等分，每一分为一华氏度，符号为_ 。19.测温元件安装插入要求：测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管道中心线_ mm。20.补偿导线的功能一是_ ，二是_。 参考答案1. 位移 速度 加速度2. 3. 不失真测试4. 交流5. 斜率 6. 全桥 7.相乘 之和 8. 压阻9. 10. 传声器 声级计11. R1R3=R2R4/U0=0 12. 分辨力 13. 速度 加速度 傅里叶变换14.智能仪器 虚拟仪器 自动测试系统。 15. 静电耦合 互感器耦合 公共阻抗耦合 漏电流耦合16. 原点17. 32 212 0F18. 5-10mm19.

13、 冷端转移 降低成本计算题1.将一灵敏度为0.08mV/的热电偶与电压表相连接，电压表接线端是50，若电位计上读数为60mV，热电偶的热端温度是多少？解：冷端温度为50，等效热电势： 0.08mV/*50=4mV；热端实际热电势为： E（t,to）=E（t,t1）+ E（t1,to）60464mV，可以计算出热端实际温度为：64mV/0.08mV/=800或者：600.08x（T-50）,则T=800例2.日光灯的启动器也可看成是一个热敏传感装置，它的热敏功能器是双金属片，你能说出启动器的工作原理吗？U形动触片静触片氖泡图1解析：日光灯启动器结构如图所示，内有一双金属片，热膨胀系数不同。开关闭

14、合后，启动器两极之间有电压使氖气放电而发出辉光，辉光发出的热量使U形动触片受热膨胀向外延伸，碰到静触片接触，电路接通；温度降低时，U动触片向里收缩，离开触点，切断电路。例2 有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ）ABA.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同

15、，这只元件一定是定值电阻AC例：演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( B )A 物体M运动时，电源内的电流会发生变化B 物体M运动时，电压表的示数会发生变化C 物体M不动时，电路中没有电流D 物体M不动时，电压表没有示数 如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ABC ） A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大返回例3：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ B ）A.I 变大，U 变大 B.I 变小，U 变小 C.I 变小，U 变大 D.I 变大，U 变小 R1R2R3AabEr例4:可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕轴OO转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信