测试技术试题及答案

考试日期：2008年6月6日20072008学年2学期 测试技术 课程 时间110分钟40学时，2.5学分，闭卷，总分100分，占总评成绩70%理处分。按绩成试考者违，息信生考写填准不外线封密，题答要不内线封密题号- -三四五六七八九十合计得分评卷人复查人得分评卷人一分析说明题（30分）1. （ 6分）根据测试装置使被测信号不失真应满足的两个条件分析 一阶测试装置和二阶测试装置主要参数的确定原则。答：一阶系统的主要参数是时间常数M由其幅频特性和相频特特性可知，当三越小时，其幅频特性接近于i （误差不超过2%的频率范围越宽，同时相频特性使（线性）的频率范围越宽，即.越小，使被测信号不失真的频率范围越宽，故.越小越好。二阶系统的主要参数是怕和由其幅频特性和相频特特性可知，当剧1 （0.6鼻0.8）时，其幅频特性接近于 1 （误差不超过2%的频率范围越宽，同时相频特性使叭U松（线性）的频率范围越宽,即应（0.6g0.8 ） co且乞0.65言寸7时，使被 测信号 不失真的频率范围越宽。2. （6分）简要说明整流检波和相敏检波的应用场合有什么区别？两者在什么场合下可者在什么场合下又不能通用？答：整流检波方法仅适用于单极性的信号， 适用于双极性信号。所以在处理单极性信号时,不对双极性信号进行处理使其变成单极性信号， 方法。通用？两而相敏检波既适用于单极性的信号，也两者可通用，在处理双极性信号时，如两者不可通用，此时只能采用相敏检波3. （8分）试分别画出正弦函数的双边幅频谱图和频谱密度图，弁依据其纵坐标的物理意义说明它们之间的区别答：正弦函数的双边幅频谱图和频谱密度图如下图。其中正弦函数的双边幅频谱图的纵坐标是与信号具有相同量纲的物理量，而正弦函数的频谱密度图的纵坐标是其双边幅频谱图的频率密度，故正弦函数的双边幅频谱图的谱线为线段，而正弦函数的频谱密度图的谱线为脉冲。线封密卷评/2/2-=/2双边幅频谱频谱密度4. （10分）简述电涡流传感器的工作原理。涡电流式传感器的测战电路一般有分旅式调幅电路和调频电路,试根据传感器在这两种电路中的作用，说明其对电路中信号的参数（工作信多的频率和幅值）的影响答：电涡流传感器的工作原理是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应，而涡电流产生的磁场会使原线圈的电感发生变化，其变化程度已线圈与金属体之间的位置关系（距离）有关，从而可用电涡流传感器检测图示的&图a所示的是分压式调幅电路，其在测量电路中与电阻 R串联后作为产生恒定频率振荡信号的振荡器的负载，故电涡流传感器的电感变化时，其与弁联电容的等效阻抗发生变化，导致工作信号幅值发生变化。图b所示的是调频电路，其在测量电路中作为产生振荡信号的振荡器的调谐电路部分，故电涡流传感器的电感变化时，使振荡器输出的信号频率发生变化，即使工作信号的频率发生变化。得分评平卷人二、12分）一个电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm ,工作初始间隙do=O.3mm空气介质。问：（1）通过测量得到电容变化量为 力.01PF,则传感器与工作之间由初始间 隙变化的距离 d=?; （2）如果测量电路的放大系数K1=100mV/PF,读数仪表灵敏度 K2=5格/mV,则此时仪表指示值变化多少格？（真空介电常数 & o = 8.85 x 10-12 F/m）dC（1）（3 分）6,S f2? 5 2? 12_? 4式中：A 包 J=5.0240 m ;每 1;岔=8.85 汇 10 F/m; &=d o=3A t A/2得分评卷人专业班级理处分O按绩成试考者违，U 0得分评卷人的传递函数;2）温度计的时间常数及静态灵敏度;1 LRs R a4dy/dt+2y = 2X103x。yOC）,求：（1）水银温度计（3）若被测水温是频率四、（15分）一个直流应变电桥如图所示。已知：r=r=民=R=R=120 Q, E=4V,电阻应变片灵敏度 S=2。求：（1）当Ri为工作应变片，其余为外接电阻，R受力后变为0.5Hz的正弦信号，求此时的振幅误差和相角误差。阻变化为1/100时（2）由水银温度计的传递函数可知其时间常数 为（3）振幅误差为103 - A （2 二 0.5）=1103相角误差为-arctan （2 2 二 0.5）=-80.95 o2,静态灵敏度为103 o（5分10.84（2 二 0.5） 2 1（5分）化A R/R=1/100时，输出电压为多少？（2 ）当Rz也改为工作应变片，若 民的 电，问R和R是否能感受同样极性的应变，为什么？（ 3）若要测量图所示悬臂梁的受力F,四个臂全部为应变片，请在梁上标出R、R R3、R4应变片粘贴的位置。解：（1）输出电压为 U I-BAAAB o.O1V（5分）4R 400（ 2 ） 不能感受同样极性的应变（ 3 分），否则输出电压将不随应变片电阻的变化而变化，且输出始终为 0 。（ 3 分）（ 3 ） 见图。（ 4 分）五、（15分）液体温度传感器是一阶传感器，现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为水银柱高（m） , x:被测温度（解:（ 1）由题中微分方程可得水银温度计的传递函数为201031035 分）H （s） 岸 I 4s+2 2s+1六、12 分)已知调幅波 x (t)= (100+30cos Qt+20cos4Qt) (cos ?t)，其中，fQ =500Hz, f0=10KHz求：(1) x (t)所包含的各分量的频率与幅值；八|(2)绘出调制信号的频谱和调幅波的频谱(幅频谱)解：(1) x (t)所包含的各分量的频率与幅值如下：频率为10000Hz的分量的幅值为50;频率为_10500Hz的分量的幅值为7.5 ;频率为_9500Hz的分量的幅值为7.5;频率为_12000Hz的分量的幅值为5*频率为二8000Hz的分量的幅值为5;(5、r 一、1、r、斗,分)(2)调制信号的频谱和调幅波的频谱如下X （）-fa *4fo -f。-fc ho +fo -fo + 4fo fo -4fn fo -iQ fo +f n fo +调幅波频谱调制信号频谱(2W得分评卷人(5分)七、(10分)F图是大型空气压缩机传动装置简图和在减速箱上测得的振动信号波形和 频谱，请从频谱上读出信号的特征参数，弁判断那一根传动轴对振动的贡献最大，说明 判断依据？解：(1)从频谱图可得信号的特征参数为 顷率发fi=16.3Hz的幅值约为20顷率发f2=21.4Hz的幅值约为33频率发f3=25Hz的幅值约为10频率发f4=50Hz的幅值约为10(此步3分，幅值的数值是大概的数，可以不精确，但不能偏离太远)(2)减速器各轴所引起的减速箱振动频率分别为轴 1:3000/60=50 Hz2: 50/2=25 Hz3: 25(18/21) =21.4Hz/、4: 21.4( 16/21 ) =16.3Hz所以由件34/)轴3对振动的贡献最 大。(此结论3分)Amplitude Spectrum ol CHI