江苏大学机械工程测试技术-期末试题库

2011江苏大学机械工程测试技

术-期末试题库（汇总）

绪论

第一章

一、选择题

1.描述周期信号的数学工具是（）o

A.相关函数B.傅氏级数C.傅氏变

换D.拉氏变换

2.傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的

（）o

A.相位B.周期C.振幅

D.频率

3.复杂的信号的周期频谱是（）o

A.离散的B.连续的C.6函数

D.sine函数

4.如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的

频率成分是（）。

A.有限的B.无限的C.可能是有

限的，也可能是无限的D.不能确定

5.下列函数表达式中，（）是周期信号。

A・x«)=<5cos10加,t>0

0,t<0

B.x(t)=5sin2(hr+1Ocosl(hr>(-co<t<+oo)

C.x(/)=10—㈤COS20加9(-00<t<4-00)

D•x(t)=5sin2"+1OcosVs^r,(-00</<+oo)

6.多种信号之和的频谱是()o

A.离散的B.连续的C.随机

性的D.周期性的

7.描述非周期信号的数学工具是()o

A.三角函数B.拉氏变换C.傅氏变

换D.傅氏级数

8.下列信号中，()信号的频谱是连续

的。

A.xQ)=Asin@r+0])+3sin(3"+02)

B・x«)=5sin30r+3sinV50/^

C•x(t)=€一"sin卬

D・x(r)=5sin20^r+1Ocosl

9.连续非周期信号的频谱是（）o

A.离散、周期的B.离散、非周期的C.

连续非周期的D.连续周期的

10.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的

高频成分（）o

A.不变B.增加C.

减少D.变化不定

11.将时域信号进行时移，则频域信号将会

()o

A.扩展B.压缩C.不

变D.仅有移项

12.已知皿)=12而必可)为单位脉冲函数，则积分

「9/一2》,的函数值为()o

J—I2a)J

A.6B.0C.12

D.任意值

13.如果信号分析设备的通频带比磁带记录下

的信号频带窄，将磁带记录仪的重放速度

(),则也可以满足分析要求。

A.放快B.放慢C.反复

多放几次D.不能

14.如果根据傅氏变换的()性

质，则有6(7—才。)oe"。o

A.时移B.频移C.相

似D.对称

15.瞬变信号x(t),其频谱X(f),则|X(f)『表示

()o

A.信号的一个频率分量的能量

B.信号沿频率轴的能量分布密度

C.信号的瞬变功率

D.信号的功率

16.不能用确定函数关系描述的信号是（）o

A.复杂的周期信号B.瞬变信号

C.随机信号D.周期信号

r

17.两个函数、向和、的,把运算式-i（Ox:（r-T丽称为

这两个函数的（）o

A.自相关函数B.互相关函数

C.卷积D.互谱

18.时域信号的时间尺度压缩时，其频谱的变化

为（）。

A.频带变窄、幅值增高B.

频带变宽、幅值压低

C.频带变窄、幅值压低D.

频带变宽、幅值增高

19.信号x（f）=1-er,则该信号是（）.

A.简单周期信号B.随机信号

C.瞬变信号D.复杂周期信号

20.数字信号的特性是（）o

A.时间上离散、幅值上连续B.时

间、幅值上均离散

C.时间、幅值上都连续D.时

间上连续、幅值上量化

21.非周期信号的频谱是（）

A.连续的B.离散的C.基频的整

倍数D.非连续的

22.信号是信息的（）

A.载体B.描述C.

形式D.数量表示

23.脉冲函数的频谱是（）

A.均匀谱B.非均匀谱C逐渐

增高D,逐渐降低

24.截断的方波信号的频谱是（）

A.离散谱B.连续谱C.

低频谱D.高频谱

25.方波信号的谐波频率是基波频率的（）

A.偶数倍B.自然数倍

C.基数倍D.小数倍

26.窗函数在时域变窄，则其频域的频带（）

A.缩小B.加宽

C.不变D.不确定

27.下面（）的频谱与理想的白噪声频谱相

同

A.低频噪声B.高频噪声C.

随机噪声D.G函数

28.信号在时域的时移，则信号在频域（）

A.相移B.不变C.

压缩D.放大

29.信号的时域与频域描述方法是依靠（）

来确立彼此的关系

A.拉氏变换B.傅氏变换C.

卷积D.相乘

30.各态历经随机过程必须是（）

A.平稳随机过程B.

非周期性的

C.集合平均统计特征随时间周期性变化

D.连续的

31.工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐

波的频率增加而（）

A.不变B.减小C.

增加D.不确定

32.将信号在时域进行扩展，则信号在频域将

（）

A.不变B.扩展C.

压缩D.相移

33.由几个频率不同的正弦信号合成的周期信

号，合成信号的周期是（）

A.各信号周期的最小公倍数B.

各信号周期的最大公约数

C.各信号周期的平均值D.

都不对

二、填空题

1.信号可分为和

两大类。确定性信号；随机信号

2.确定性信号可分为和

两类，前者的频谱特点是O

后者的频谱特点是O周期信

号；非周期信号；离散的；连续的

3.将确定行信号中那些不具有周期重复性的信

号称为O非周期信号

4.工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势

是随谐波次数的增高而的，

因此，没有必要取那些次数过高的谐波分量。

减小

5.信号的有效值的平方称为,

它描述测试信号的平均功率。均方值

6.两个时间函数x,(z)和修⑺的卷积定义式

是。

JX](t)-X2(,t—T)dT

7.连续信号处与单位脉冲函数5Qy0)进行卷积其

结果是：O必-%)

8.6.单位脉冲函数的的频谱所有频段上都是等

强度的，这种频谱常称为O

均匀谱

9.21.窗函数加)的频谱是八出以"，则延时后的窗

函数w(t-；)的频谱应是O

j7rfT

T•e~-sinC7vfv

10.信号当时间尺度在压缩时，则其频带

其幅值O例如将磁带记录仪

即是例证。展宽；降低；慢录快放

1L单位脉冲函数加的频谱

为，它在所有频段上都

是,这种信号又

称o1；等强度；白噪声

12.余弦函数只有谱图，正弦函

数只有谱图。实频；虚频

13.计算积分值：「a+5)一d=o

14.两个时间函数不⑺和马⑺的卷积定义式

是JXx[,t)-X2{t-T)dT

15.单位脉冲函数bQ_，o)与在，。点连续的模拟信

号/(0的下列积分：

「/⑺可-。)力=O这一性质称

为O

M)；脉冲采样

16.已知傅氏变换对1。叼)，根据频移性质可知

产”的傅氏变换为om-fo)

17.已知傅氏变换对：玉⑺=X,(/)和X2(r)=X2(/)时,

则当加)=再⑴.x2(r)时,X(f)=。X、(/)*X")

三、名词解释

1.平稳随机过程

平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间

而变化的随机过程。

四、计算题

1.求下图所示三角波调幅信号的频谱。(已知图

中所示三角波的傅立叶变换为别,2段））

解：

图中所示调幅波是三角波与载波COS%的

乘积。两个函数在时域中的乘积，对应其在频域

中的卷积。

余弦信号频谱为颉（f+才）+b（f—加

三角波频谱为：却.（乎）

则信号"）的频谱为：

F⑺=jsin,2（亨）*；囱/+/）+5（7—4）］

=4sin四G应+sin四二码

422

2.求被截断的正弦函数sin卬的傅立叶变换。

Jsin^,\t\<T

0>7

解

原函数必）可看作是正弦函数x0（r）=sina）ot和矩形

窗函数必）的乘积，即Mf）=X（）（f）•以/）,其中

1,t\<T

w（r）=<।

bt\>r

又Xo（⑼=》倒口+g）-6（。一4）］

=「vv(f)e

J-co

=(idt

J—T

-jco

=2Tsinc(ct)T)

X(co)=—X(a))*W((o)

2万Q

=-^—•j7i\8{a)+g)-5(G—g)]*2Tsinc(a)T)

2乃

=yr[sinc(69+g)T-sinc(69-g)T]

3.求被截断的余弦函数COS如如下，求其傅立叶变

换。（9分）

厂。「尸

0t\>T

解：

原函数的可看作是余弦函数x（）（，）=cos卬和矩形

窗函数的）的乘积，即必）=%0«）.皿），其中

1，M<T

w（t）=<

[0\t\>T

又Xo（⑷=万+4）+b（0-g）]

WQ）=rwity-^dt

J-oO

=^'e-^dt

r

7①.T

_e-j（oT-ej（oT

一.W

2Tsinc(①T)

X(M=—X°(M*W(⑼

27

=—•乃+G)+5(G-G)]*2Tsinc(coT)

21

=T[sinc(a)+4)T+sinc{co-4)7]

4.求指数函数x(t)=Ae~<a(.a>0,t>0)的频谱。

解：

X(7)=「x(r)e-J2“力

J-cc

=V\eateilnfidt

Jo

=「A/…八

Jo

00

_A_____\_____gTa+jZnfY

~-m+iW)0

=A1

a+j2兀f

4.求正弦信号x(/)=x0sin3+(P)的均值〃，和均方值归。

解：

1rT

"力

1eT

=yj0/sm(m+9)力

=0

=lim—1x2(t)dt

丫xTTSTJO

142.2

=7J()x°sin(0+夕)力

xo

2

5.求衰减振荡信号x（，）=e~Mcos/，,6/>0,r>0的频谱。

解：设x«)=e",工2«)=COS卬

X1(7)=「e"，2M力

=「""+")，力

1

a+jl/rf

*2(/)=：及(/+/)+//一工))]

X(7)=X1(/)*X2(/)

—⑶"小叼一外

=­[-------------1----------------]

2a+j2p+f°)。+/24(/一4)

6.一时间函数/⑺及其频谱函数/初如图1-2所

示，其最高频率为以。函数X(t)=f(t)-cosgz9(8o>%)9

试分别作出的及其频谱函数X3的图形。分析当

g<纵时，X3)的图形会出现什么情况？

▲▲

解：加)相当于信号加与cosg,的调幅信号，其时域

与频域结果如下图所示：

「⑴▲

\\

I.「、I，I\

-K、>/I\一

图中，(a)为调幅信号波形图，图(b)为调幅

信号频谱图。当―,“时，两边图形将在中间位置

处发生混叠，导致失真。

7.图1・3所示信号a(t)及其频谱A(f)o试求

函数/(?)=a(r)•(1+cos2兀于的傅氏变换F(f)并画出其

图形。

解：由于/⑺=。⑺,(1+cos2%

=a(t)+a(t)-cos2兀fj

并且F7T«(01=A(/),

b[8S(2^0Z)]=1[J(/+/0)+J(/-/0)]

F(/)=&/)+A(/)*!^(/+/o)+3(7-%)]

所以

=A(/)+；A(/+./0)+gA(/“)

F（f）的频谱图如下图所示:

▲

A(

f

第二章

一、选择题

2.测试装置的传递函数H（s）是装置动态特性在

（）中的描述。

A.幅值域B.时域C.频率域

D.复频域

3.测试装置的频响函数H（j（o）是装置动态特

性在（）中的描述。

A.幅值域B.时域C.频率域

D.复频域

4.用常系数微分方程描述的系统称为（）系

统。

A.相似B.物理C.力学

D.线性

5.下列微分方程中，哪一个是线性系统的数学

模型？（）

2

dydy「dx

A.----Ft----F5y=-----FxB.

dt2dtdt

d2ydy..._d2ydx

c.—7----y=10x+5D.+y

dt2dt-dt2

6.线性系统的叠加原理表明（）o

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.系统的输出响应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.多个输入信号同时作用于系统所产生的

响应，等于各个原信号的响应之和

7.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，

称为（）o

A.精度B.灵敏度C.精密度D.

分辨率

8.一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量

范围（）o

A.越宽B.越窄C.不变D.

不一定

9.测试过程中，量值随时间而变化的量称为

()o

A.准静态量B.随机变量C.动

态量D.静态量

10.线性装置的灵敏度是()。

A.随机变量B.常数C.时

间的线性函数D.时间的非线性函数

11.若测试系统由两个环节串联而成，且环节的

传递函数分别为“G),”2G)，则该系统总的传递函

数为()o若两个环节并联时，则总的传递函

数为()o

A.Ht(s)+H2(s)B・HG>”2(S)

C・(s)—“2G)D・必(s)/”2(s)

12.输出信号与输入信号的相位差随频率变化

的关系就是()o

A,幅频特性B.相频特性C.传递函

数D.频率响应函数

13.时间常数为T的一阶装置，输入频率为0」T

的正弦信号，则其输出与输入间的相位差是

()o

A.-45°B.-90°C.-180°

D.45°

14.测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应

函数间的关系是（）o

A.卷积B.傅氏变换对C.拉氏变

换对D.微分

15.时不变线性系统的频率响应函数等于（）o

A.系统的正弦输出与正弦输入比

B.系统稳态正弦输出的傅氏变换与正弦输

入的傅氏变换之比

C.用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与

正弦输入之比

D.系统稳态正弦输出的拉氏变换与正弦输

入的啦氏变换之比

16.对某二阶系统输入周期信号x（f）=4sin（卬+/），

则其输出信号将保持（）o

A.幅值不变，频率、相位改变

B.相位不变，幅值、频率改变

C.频率不变，幅值、相位改变

D.幅值、频率、相位均不变

17.二阶装置，用相频特性中夕（co）=90。时所

对应的频率①作为系统的固有频率矶的估计值，

则值与系统阻尼频率。的大小（）o

A.有关B.无关C.略有关系

D.有很大关系

18.二阶系统的阻尼率彳越大，则其对阶越输入

的时的响应曲线超调量（）o

A.越大B.越小C.不存在

D.无关

19.二阶装置引入合适阻尼的目的是（）o

A.是系统不发生共振

B.使得读数稳定

C.获得较好的幅频、相频特性

D.使系统稳定

20.不失真测试条件中，要求幅频特性为（）o

A.线性B.常数C.是频率的函数

D.没有要求

21.不失真测试条件中，要求幅频特性为（）,

而相频特性为（）o

A.线性B.常数C.是频率的函数

D.没有要求

22.测试装置的频响函数H（jw）是装置动态特性

在（）中的描述

A.幅值域B.频域C.复频域

D.时域

23.测试装置传递函数H（s）的分母与（）有

关

A.输入量x（t）B.输入点

的位置

C.装置结构D.输出

点的位置

24.非线性度是表示定度曲线（）的程度

A.接近真值B.偏

离其似合直线

C.正反行程不重合D.

回程误差

25.用二阶系统作测试装置，为使系统响应最

快，其固有频率（）

A.越小越好B.越大越好C.

0.6〜0.7之间最好D.负值最好

26.测试系统的传递函数和（）

A.具体测试系统的物理结构有关B.

具体测试系统的物理结构无关

C.输入信号有关

D.输出信号有关

27.灵敏度越高的测试系统，（）

A.系统越稳定B.回程误差越小C.

漂移越大D.非线性误差越小

28.用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工

作性能，其时间常数T()

A.越小越好B.

越大越好

C.0.6〜0.7之间最好

D.负值最好

二、填空题

l.H(s)与输入x(t)及系统的初始状态无关，它

只表达系统的O传输特性

2.一阶装置的时间常数T原则

上O越小越好

3.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系

统，则称为系统。时不变

4.测试装置的特性可分为特性和

特性。静态特性；动态特性

5.测试装置的静态特性指标有、

和O灵敏度；非线性度；回程

误差

6.描述测试装置动态特性的数学模型

有、、

等。微分方程；传递函数；频率响应函数

7.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系

统，则称为系统。若其输入、

输出呈线性关系时，则称为系

统。时不变；线性

8.线性系统中的两个最重要的特性是指

和o线形叠加性；频率保持性

9.测试装置在稳态下，其输出信号的变化量与

其输入信号的变化量盘之比值，称

为o灵敏度

10.测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号

拉氏变换之比称为装置的O传递

函数

11.测试装置对单位脉冲函数6(t)的响应，

称为，记为h(t),h(t)的傅氏

变换就是装置的O脉冲响应函数;

频率响应函数

12.满足测试装置不失真测试的频域条件是

用।OA(<y)=4；火。)=-COT或幅频特性

为常数；相频特性为线性

13.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的

实验方法是和O阶跃

响应法；频率响应法

14.二阶系统的主要特征参数有

和O固有频率；阻尼比

15.已知输入信号x(t)=30cos(30t+30°),

这时一阶装置的A(o)=0.87,娱)=-21.7°,

则该装置的稳态输出表达式是：y(t)

=o26.1COS(30t+8.3°)

16.影响一阶装置动态特性参数

是，原则上希望它O

时间常数T；越小越好

17.输入x(t),输出y(t),装置的脉冲响应

函数h(t),它们三者之间的关系

是Oy(0=X”)*h(t)

三、名词解释

L分辨力

引起测量装置的输出值产生一个可觉察变化

的最小输入量(被测量)变化值称为分辨力。

2.灵敏度

当装置的输入x有增量Ax变化时,相应的输

出y有增量Ay变化，把Ay与Ax的比值定义为

灵敏度。

3.线性度

实际特性曲线与参考直线偏离的程度称为

线性度。

四、计算题

1.求周期信号X(0=2COS(100Q-45°)通过传递函数为

和)=毋的装置后所得到的稳态响应。

0.05s+1

解：

0.005s+1

夕(⑼=arctan(—)

71+(O.OO5xlOOO2

O(IOOO)=arctan(----------------)«11.31

0.005x1000

稳态响应为

XO=2X0.98COS(100Q-45O+11.31°)

=0.96coscos(l000-33.69°)

2.某一阶测量装置的传递函数为昌丁，若用

这一测量装置测量频率为2Hz的正弦信号，试

求其幅度误差。

解：

0.045+1

A(f)=/,

4+(724)2

________1

42)=

J1+(0.04x27x2)2

=0.894

二其幅度误差（1-0.894）X100%=10・6%。

3.用一个一阶测量装置测量100Hz的正弦信

号，如果要求振幅的测量误差小于5%,问：此

仪器的时间常数应不大于多少？（7分）

解：

""）=高

（1分）

A(7)=,

(1分)

i

A(100)=>1-5%

Jl+(7x2%xlOO)」

（2分）

W5.23xl0Ys

（3分）

4.试求传递函数为^^和一^一的两个环

3.5s+0.5s+1Acons+con

节串联后组成的系统的传递函数及系统总的灵

敏度。

解：

当两环节串联时，系统的总传递函数为：

H（S）=H|（S）〃2（S）

1.5_________41就

3.5s+0.5/+1.4例户+就

二12M

（75+1）（52+L4%s+硝

求当s=o时的两传递函数之值

———=3.0;—_=41

3.5s+0.5_'s2+1.4电s+co~7八

»t-vnrints=0

两环节串联后系统的总灵敏度为

S=3.0x41=123

5.用图示装置去测周期为Is,2s,5s的正弦信

号，问幅值误差是多少？（R=350K（o,C=lgF）

解：根据基尔霍夫定律

因为％（/）="「"）力+应”）

并且巩卜）=Ri⑴,川）=平

/\

所以有%")=%(/)+、J*力

两边拉氏变换后得

4（…⑸+需

和）3=-=占

U,（s）1111+RCs

RCs

这是一个高通滤波器，当T=RC=350x103xIO'=o35时

H（s）=0.35s

0.355+1

H（js）=J0.356y

川.350+1

0.35啰

|H（汝）|=A（⑼

7（0.35«）2+l

幅值相对误差：r=X"-%=1—工=[1—4助]x100%

X,、X,、

式中X。——输入信号幅值;

输出信号幅值。

当T=2s时，①I=271f=2^xy=2肛A（69|）=0.91,八=9%

当T=ls时，co2=兀,A（e）=0.74,r2=26%

当T=5s时，co3兀,44）=0.4,6=60%

第三章

一、选择题

1.电涡流式传感器是利用什么材料的电涡流效

应工作的。（）

A.金属导电B.半导体C.非金属D.

PVF2

2.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出

灵敏度的影响，可采用（）o

A.电压放大器B.电荷放大器C.前

置放大器D.电容放大器

3.磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一

个（）。

A.一阶环节B.二阶环节C.比

例环节D.高阶环节

4.磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应

（）其固有频率。

A.远高于B.远低于C.等于

D.不一定

5.随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输

出电荷灵敏度将（）o

A.相应减小B.比例增加C.

保持不变D.不确定

6.压电式加速度计，其压电片并联时可提高

（）o

A.电压灵敏度B.电荷灵敏度C.

电压和电荷灵敏度D.保持不变

7.调频式电涡流传感器的解调电路是（）o

A.整流电路B.相敏检波电路C.

鉴频器D.包络检波电路

8.压电式加速度传感器的工作频率应该（）

其固有频率。

A.远高于B.等于C.

远低于D.没有要求

9.下列传感器中哪个是基于压阻效应的？

（）

A.金属应变片B.半导体应变片C.

压敏电阻D.磁敏电阻

10.压电式振动传感器输出电压信号与输入振

动的（）成正比。

A.位移B.速度C

加速度D.频率

11.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂

直于（）的表面上产生电荷量。

A.机械轴B.电轴C.

光轴D.晶体表面

12.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的

（）o

A.大得多B.相接近C.

小得多D.不确定

13.光敏晶体管的工作原理是基于（）效

应。

A.外光电B.内光电C.

光生电动势D.光热效应

14.一般来说，物性型的传感器，其工作频率范

围（）。

A.较宽B.较窄C.

较高D.不确定

15.金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的

相对变化主要由（）来决定的。

A.贴片位置的温度变化

B.电阻丝几何尺寸的变化

C.电阻丝材料的电阻率变化

D.电阻丝材料长度的变化

16.电容式传感器中，灵敏度最高的是（）。

A.面积变化型B.介质变化型C.

极距变化型D.不确定

17.极距变化型电容传感器适宜于测量微小位

移量是因为（）

A.电容量微小影响灵敏度

B.灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大

则产生非线性误差

C.非接触测量

D.两电容极板之间距离变化小

18.高频反射式涡流传感器是基于（）和集肤

效应来实现信号的感受和变化的。

A.涡电流B.纵向C.横向

D.压电

19.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其

几何尺寸将随之发生变化，这称为（）效应。

A.压电B.压阻C.压磁

D.逆压电

20.下列传感器中，能量转换型传感器是（）

A.光电式B.应变片C.电容式

D.电感式

21.测试工作的任务主要是从复杂的信号中提

取（）

A.干扰噪声信号B.

正弦信号

C.有用信息D.

频域信号

22.压电式传感器是属于（）型传感器

A.参量型B.发电型C.电感型

D.电容型

23.莫尔条纹光栅传感器是（）的

A.数字脉冲式B.直接数

字编码式

C.调幅式D.调频式

24.磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模

型是（）

A.一阶环节B.二阶环节C.比例环

节D.积分环节

25.电涡流传感器是利用被测（）的电涡流

效应

A.金属导电材料B.非金属材料C.

PVF2D.陶瓷材料

26.当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电

阻（）

A.变大B.变小C.

不变D.不定

27.极距变化型电容传感器的灵敏度与（）

A.极距成正比B.

极距成反比

C.极距的平方成正比

D.极距的平方成反比

28.压电式加速度传感器的工作频率应（）

其固有频率

A.远高于B.等于C.

远低于D.不确定

29.调频式电涡流传感器的解调电路是（）

A.电荷放大器B.相敏检波器C.

鉴频器D.鉴相器

30.高频反射式电涡流传感器，其等效阻抗分为

等效电阻R和等效电感L两部分,M为互感

系数。当线圈与金属板之间距离6减少时，

上述等效参数变化为（）

A.R减小，L不变，M增大B.

R增大，L减小，M增大

C.R减小，L增大,M减小D.

R增大，L增大，M增大

31.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化

对输出灵敏度的影响，可采用（）

A.电压放大器B.电荷放大器C.

相敏检波器D.鉴相器

32.在测量位移的传感器中，符合非接触式测量

且不受油污等介质影响的是（）传感器

A.电容式B.压电式C.

电阻式D.电涡流式

33.半导体热敏电阻随温度上升，其阻值（）

A.上升B.下降C.

保持不变D.变为0

34.为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵

敏度，应选用（）放大器

A.电压B.电荷C.

微分D.积分

35.涡流式位移传感器的输出与被测对象的材

料（）

A.无关B.不确定C.

有关D.只限于测铜

36.磁电式绝对振动速度传感器测振频率应

（）其固有频率

A.远高于B.等于

C.远低于D.不确定

37.自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥

臂时，其输出灵敏度（）

A.提高很多倍

B.提高一倍

C.降低一倍

D.降低很多倍

38.变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器

的灵敏度随（）而增大

A.间隙的减小

B.间隙的增大

C.电流的增大

D.电压的增大

40.压电式振动传感器输出电压信号与输入振

动的（）成正比

A.位移B.速度

C.加速度D.时间

41.压电式传感器是高阻抗传感器，要求前置放

大器的输入阻抗（）

A.很大B.很低C.

不变D.随意

42.半导体应变片的灵敏度和电阻应变片的灵

敏度相比（）

A.半导体应变片的灵敏度高B.

二者相等

C.电阻应变片的灵敏试验高D.

不能确定

43.若石英晶体沿机轴受到正应力，则会在垂直

于()的面上产生电荷

A.机轴B.电轴C.

光轴D.都不

44.压电式传感器是个高内阻传感器，因此要求

前置放大器的输入阻抗()

A.很低B.很高C.

较低D.较高

45.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距

()

A.成正比B.平方成正比C.

成反比D.平方成反比

46.随电缆电容的增加，压电式加速度计的输出

电荷灵敏度()

A相应减小B比例增加C保

持不变D不确定

47.压电式加速度计，其压电片并联可提高

()

A.电压灵敏度B.电荷灵敏度C.

电压和电荷灵敏度D.电流灵敏度

48.()的基本工作原理是基于压阻效应

A.金属应变片B.半导体应变片C.

压敏电阻D.压电陶瓷

49.可变磁阻式电感传感器，当线圈匝数N及铁

芯截面积A。确定后，原始气隙60越小，则

电感L()

A.越小B.满足不失真条件C.

阻抗匹配D.越大

50.压电晶体式传感器其测量电路常采用()

A.电压放大器

B.电荷放大器

C.电流放大器

D.功率放大器

二、填空题

1.涡流式传感器的变换原理是利用金属导体在

交流磁场中的。感应电动势

2.磁电式传感器是把被测物理量转换为

的一种传感器。涡电流效应

3.将压电晶体置于外电场中，其几何尺寸也会发

生变化，这种效应称之为O逆压

电效应

4.利用电阻随温度变化的特点制成的传感器

叫o热电阻传感器

5.可用于实现非接触式测量的传感器有

和等。涡流式；电容式

6.电阻应变片的灵敏度表达式为

S—/"—1+2。+AEf对于金属应变片来说：

dill

s=,而对于半导体应变片来说

S=oS=14-2u;S=/IE

7.当测量较小应变值时应选用

效应工作的应变片，而测量大应变值时应选用

效应工作的应变片。压阻效应；应变效应

8.电容器的电容量c=胃，极距变化型的电容传

O

感器其灵敏度表达式为O

Q_dC_

J=—=--

d882

9.差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接

时应O反相串接

10.光电元件中常用的有、

和O光敏电阻；光敏晶体管；光电

池

11.压电传感器在使用放大器时，其

输出电压几乎不手电缆长度变化的影响。电荷

12.超声波探头是利用压电片的效

应工作的。逆压电

13.压电传感器中的压电片并联时可提高

灵敏度，后接放大器。而串联时可

提高灵敏度，应后接放

大器。电荷；电压；电压；电压

14.电阻应变片的电阻相对变化率是与

成正比的。应变值£

15.电容式传感器有、和

3种类型，其中型的灵敏度最高。

面积变化型；极距变化型；介质变化型；极距

变化型

16.霍尔元件是利用半导体元件的

特性工作的。霍尔效应

17.按光纤的作用不同，光纤传感器可分为

和两种类型。功能型；传光型

三、名词解释

1.一块金属板置于一只线圈附近，相互间距为明

当线圈中有一高频交变电流，通过时，便产生

磁通。。此交变磁通通过邻近金属板，金属板

表层上产生感应电流即涡电流，涡电流产生的

磁场会影响原线圈的磁通，使线圈的阻抗发送

变化，这种现象称为涡流效应。

2.某些物质在受到外力作用时，不仅几何尺寸发

生变化，而且内部极化，表面上有电荷出现，

出现电场，当外力去除后，有重新恢复到原来

状态，这种现象成为压电效应。

3.金属材料在发生机械变形时，其阻值发生变化

的现象成为电阻应变效应。

4.将霍尔元件置于磁场中，当相对的两端通上电

流时，在另相对的两端将出现电位差，称为霍

尔电势，此现象称为霍尔效应。

5•当激光照射到运动物体时，被物体反射或散射

的光频率即多普勒频率发生变化，且多普勒频

率与物体运动速度成比例，这种现象称为多普

勒效应。

6.某些半导体元件，当在相对的两端通上电流

时，将引起沿电流方向电阻的变化，此现象称

为磁阻效应。

7.传感器是直接作用于被测量，并能按一定规律

将被测量转换成同种或别种量值输出的器件。

8.半导体材料受到光照时，电阻值减小的现象称

为内光电效应。

9,压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向

受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。

10.在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸

出的现象称为外光电效应。

11.在光的照射下使物体产生一定方向电动势

的现象称为光生伏打效应。

四、计算题

1.把灵敏度为404X106PC/Pa的压电力传感

器与一台灵敏度调到0.226mV/PC的电荷

放大器相接，求其总灵敏度。

解：

S=404X106PC/PaxO.226mV/PC

=9.13x106mv/Pa

2.进行某次动态压力测量时，所采用的压电式

力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa,将它与增益

为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器

的输出接到一台记录仪上，记录仪的灵敏度为

20mm/Vo当压力变化为3.5MPa时，记录笔在

记录纸上的偏移量是多少。

解：

S=90.9x0.005x20mm/MPa

=9.09mm/MPa

记录笔在记录纸上的偏移量9.09x3.5mm

=31.82mm

3.一电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径

r=4mm,工作初始间隙为=0.3〃“空气介质，试求:

(已知空气介电常数^=8.85xlO-|2F/m)

(1)通过测量得到的电容变化量为△C=±3xl05,

则传感器与工件之间由初始间隙变化的距离

△3=2

(2)如果测量电路的放大倍数&=100V/pF,读数

仪表的灵敏度S2=5格//W,则此时仪表指示值变化

多少格？

解：(1),极距变化型电容传感器灵敏度为：

s="-学

\582

则

\S=--^\C

%以

(0.3x10-3)2x(±3x10-3x10-12)

8.85X10-12X1X^-X0.0042

=±0.61(即。

(2)设读数仪表指示值变化格数为m,则

-3

m=Sl-S2-AC=100x5x(±3xl0)=±1.5(格)

4.有一钢板，原长/="钢板弹性模量E=2x10"Pa,

使用BP-3箔式应变片R=120fl,灵敏度系数

S=2,测出的拉伸应变值为300四。求：钢板伸

长量△/,应力b,AR/E及AR。如果要测出应变值

则相应的A7?/R是多少？

解：因为△///=£,则有

==1x300x10^=3xl0-4(m)=0.3(mm)

=f-E=300xl0-6x2xl0"=6xlO7(Pa)

AR

一=5f=2X300X106=6X10-4

R

==120X6X10-4=7.2X10-2(Q)

如果要测出应变值，则

AR

一=s-f=2xlxl06=2xl0-6

R

五、综合题

1.设计一台检测钢丝绳断丝的仪器(用原理图

表示），并简述其原理。

答：

利用霍尔元件来检测钢丝绳的断丝情况，其

原理图如下图所示：

其工作原理为：铁心对钢丝绳局部磁化，当有断

丝时，在断口处出现漏磁场，霍尔元件经过此磁

场时，将其转换为一个脉动的电压信号。对此信

号作滤波、A/D转换后，进入计算机分析，识别

出断丝根数及位置。

2.请画出动态电阻应变仪的原理框图，简述其

工作原理，并绘出出图中各点波形。

答：

动态电阻应变仪的工作原理为：试件在外力

的作用下变形，贴在它上面的电阻应变片产生相

应的电阻变化。振荡器产生高频正弦信号z«),

作为电桥的工作电压，电桥输出为信号双。与载

波信号z(。的乘积，即调制信号x/力，此信号经

交流放大后进