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测试与传感器技术试题(1)一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“”，错误的打B“”。每小题2分，共10分)1.X-Y记录仪可记录任何频率的信号。( B )2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。( A )3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。( A )4.瞬态信号的频谱一定是连续的。( A )5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。( B )二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题2分，共10分)1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A )A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号*2.用共振法确定系统的固有频率时，在有阻尼条件下，( )频率与系统固有频率一致。A.加速度共振 B.速度共振 C.位移共振 D.自由振动3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A )A.电荷放大器 B.A/D转换器 C.相敏检波器 D.滤波器4.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。A.相邻桥臂同变输入电压相加 B.相邻桥臂差变输入电压相减C.相对桥臂同变输入电压相加 D.相对桥臂差变输入电压相加5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B )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.随线圈电流的变化而变化三、填空题(每空1分，共30分)1.若位移信号x(t)=Acos(t+),则其速度信号的振幅为_AW_，加速度信号的振幅为_AW2_。2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测_，高频信号测_。3.信号的频谱函数可表示为_幅值_频谱和_相位_频谱。4.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。5.高频情况下，多采用_压电式_测力传感器来测量激振力，而且在实验前需对测力系统进行_标定_。6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力作用在压电晶片上，由于_压电_效应，在压电晶片两表面上就有_电荷_产生。7.阻抗头由两部分组成，一部分是_力_传感器，一部分是_加速度_传感器。它是用来测量驱动点_阻抗_的。8.阻容式积分电路中，输出电压从_电容C_两端取出，RC称为_积分_时间常数，RC值越大，积分结果越_准确_，但输出信号_越小_。9.光线示波器的关键部件是_，通过它，可将按一定规律变化的_信号，转换成按同样规律变化的_摆动信号，从而记录测量结果。10.热电偶的热电势由_和_两部分组成。11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为_分辨率_。12.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为_。13.长度计量光栅是利用_莫尔条纹_来进行位移量的测量的，它具有_位移放大_和_平均光栅误差_的作用。四、简答题(每小题5分，共20分)1.为什么使用压电式传感器时必须配用阻抗变换器?2.简述金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理有何不同?3.简述电动式激振台的基本构造和工作原理。4.简述磁带记录仪的功能特点。五、计算题(每小题10分，共30分)1.求指数函数x(t)=Ae-at(a0,t0)的频谱；画出幅频图。2.已知一阶系统的频率响应为H(j)=,用该装置去测周期分别为1S，2S，5S的正弦信号，问它们的幅值误差各为多少?3.已知被测应变(t)=A+Bcos10t,电桥输入电压为ui(t)=Uicos1000t,采用半桥差动工作方式，试求(1)电桥输出信号的表达式，并说明该信号是什么波形；(2)画出该信号的幅频图。测试与传感器技术试题（2）一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面括号内打“”，错误的打“”。每小题2分，共10分)1.动态应变仪的标定电桥的输出电压是采用半桥接法工作的。( )2.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。( )3.利用桥式电位差计测量热电偶的热电势时要消耗热电偶的能量。( )4.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为0=。( )5.惯性式压电加速度传感器的输出电荷正比于质量块的加速度。( )二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题2分，共10分)1.下列传感器可实现非接触测量的是( C )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2.描述周期信号频谱的数学工具是( A ) A.傅立叶级数 B.傅立叶变换 C.拉氏变换 D.三角函数3.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( B ) A.理论直线 B.标定曲线 C.理论标定曲线 D.幅频曲线4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后( D ) A.相等 B.与角频率成反比 C.与角频率无关 D.与角频率成正比5.使用数字频率计测量信号时，在( )情况下测周法比测频法合理。 A.被测信号频率很低 B.被测信号频率很高 C.被测信号频率变化较大 D.被测信号频率恒定三、填空题(每空1分，共20分)1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的_。2.热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的_和同一导体两端处于不同温度时的_。3.直流电桥中_接法的灵敏度最高。4.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。5.光线记录仪的振动子的输入信号只能是_。6.单位脉冲信号的幅值频谱是_。7.半导体应变片的工作原理是基于_效应。8.随机信号x(t)的均值定义为=_。9.若稳定振动位移信号为x(t)=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.用强迫振动法激励系统，当系统加速度幅值达到最大时，称为系统的_，此激振频率d与系统固有频率之间的关系式为_。11.正弦信号的均方根值与它的幅值比为_。12.电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于_。13.GZ-2型测振仪配接电动式速度传感器时，经过仪器内部的_网络可将传感器测得的速度信号转换为_和_信号。14.温度误差的线路补偿法是利用电桥的_实现的。四、简答题(每小题10分，共30分)1.简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪两种?各有何特点?2.画出动态应变仪的原理框图。若输入应变的波形为低频简谐信号，请注明各环节的输出信号的波形。3.差动变压器是哪一类传感器?它的工作原理和输出特性是什么?五、计算题(每小题10分，共30分) 1. 写出图示阶跃信号的时域表达式，求它的频谱密度函数。2.某测试装置的频率响应函数为 H(j)= 若输入信号为X(t)=100sin(31.4t+30)+50sin(314t-20)，求稳态输出信号Y(t)的表达式。3.根据图示电桥(1)写出电桥作电压输出时的和差特性公式。(2)若R1=R2=R3=R4=120， R1=R3=0.3, R2=R4=0时，输入电压为u0(t)=300sin(31416t),求输出电压u(t)。测试与传感器技术试题（3）一、填空题(每空1分，共15分)1. 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。2. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的_和标准测试系统。3. 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_。4. 半导体应变片以压阻效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的_倍。5. 测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗_1012()。6. 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_分量的幅值。7. 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_。8. LCD是液晶显示器，是一种_功耗器件。9. A/D卡的转换速率表示_。10. 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，_接法可以得到最大灵敏度输出。11. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强，主要缺点是_。为克服该缺点，可采用二阶或二阶以上有源低通滤波器。12. 绝对湿度给出了水分在空间的具体含量，而相对湿度给出了大气的_程度，它比绝对湿度使用更广泛。13. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，将使截流子数目减少，从而使材料的电阻率_。14. 半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下，其_与温度之间的近似线性关系实现。15. 图像处理的主要目的是_。二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。每小题1分，共15分)1. 为了抑制干扰，常采用的电路有( )A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合 D. 调谐电路2. 选择二阶装置的阻尼比=0.707，其目的是( D )。A. 阻抗匹配 B. 增大输出量 C. 减小输出量 D. 接近不失真条件3. 自相关函数一定是( A )函数。A. 偶 B. 奇 C. 周期 D. 随机4. 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可( B )A. 增加敲击力 B. 增加锤头硬度 C. 增大锤重 D. 减小冲击力5. 记录磁带慢录快放，放演信号的频宽将( )A. 扩展，幅值减小 B. 变窄，幅值减小 C. 幅值增大 D. 变窄，幅值增大6. 无源RC低通滤波器从( B )两端引出输出电压。A. 电阻R B. 电容C C. 运算放大器 D. 电感L7. 人工视觉系统图像处理中，对像素信息进行编码的作用是( )A. 滤去噪声 B. 传输和存储信息 C. 图像增强 D. 图像分割8. 载波频率为f0，调制信号的最高频率为fm，两者的关系为( C )A. f0=fm B. f0fm C. f0fm D. f01 B.xy()=1 C.0xy()f1)，在0f1和f2之间近乎平直，这叫( D )滤波器。 A.低通B.高通C.带通D.带阻10.电荷放大器是一个( C )放大器。 A.高增益，带电阻反馈的运算B.低增益，带电容反馈的运算 C.高增益，带电容反馈的运算D.高增益的电桥三、问答题(每小题6分，共30分)1.什么是测试装置的静态特性?常用哪几个特性参数来描述?2.实现不失真测试的条件是什么?分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试。3.调制波有哪几种?分别说明其含义，并指出常用的有哪两种。4.选用传感器时应考虑到哪些原则?5.机械量的计算机辅助测试系统有哪几个基本环节组成?用框图示意说明。四、计算题(每小题20分，共20分)1.设有一时间函数f(t)及其频谱如图4-1所示，现乘以振荡函数sin2f0t (f0fm)。其中，函数f(t)叫做调制信号，sin2f0t叫做载波，试求调幅信号f(t)sin2f0t的傅里叶变换，示意画出调幅信号及其频谱。五、综合题(20分)有一加速度传感器由壳体1、弹性梁2、质量块3和应变片4组成如图5-1所示，若将此传感器输出信号接入电桥电路进行测量。设R1=R2=R3=R4=R(1)试用电桥示意图说明应变片应如何接在电桥电路中；(2)若电桥由交流电源供电，Ui(t)=8cos2000t，应变片应变(t)=Acos100t，求电桥输出电压U0(t)，并绘出U0(t)的频谱(双边谱)测试与传感器技术试题（8）一、填空题（每题1分，共10分）1. 构成信号的各频率分量的集合称为 。2. 在时间信号幅值不变的条件下，若x(t) X(f)，则 （k0）。3. 如果函数与某一连续信号相乘，则其乘积仅在t=0处得到 其余各点之乘积均为零。4. 在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征，这样的平稳随机过程称为 随机过程。5. 当测量装置的输入x有一个增量，引起其输出y发生相应变化，则该装置的绝对灵敏度为S= 。6. 两个传递函数各为H1(s)和H2(s)的环节，其串联后所组成的系统的传递函数H(s)为 。7. 半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的 效应。8. 涡流式传感器的变换原理是利用 在交流磁场中的涡流效应。9. 设两光栅刻线间的夹角为，栅距均为W，则二者所生成之英尔条纹间的距离BH = 。10.信号的时域描述是信号时间历程的直接记录，频域描述则反映了信号的 。二、 单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。每小题1分，共20分）1.二阶装置的动态特性参数是它的( C )A.时间常数B.传递函数H(s)C.固有频率和阻尼比D.功率谱2.差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成( B )的变化装置，通过这一转换从而获得相应的电压输出。A.线圈自感B.线圈互感C.LC调谐振荡D.RC调谐振荡3.智能传感器具有辨认、识别与判断的功能，它是由（D ）而成。A.智能型材料研制B.传感器与记忆合金组装C.传感器与机器人组合D.传感器与计算机组合4.RC低通滤波器中，RC值越大，则（ A ）A.上截止频率越低B.下截止频率越低C.上截止频率越高D.下截止频率越高5.周期信号在时域内按时间间隔Ts采样后，其频谱将具有（A ）特征。A.周期、离散B.非周期、离散C.周期、连续D.非周期、连续6.无论二阶系统的阻尼比如何变化，当它所受的激振力频率等于系统固有频率时，该系统的位移与激振力之间的相位差必为（ B ）A.B.C.D.之间反复变化的值7.某随机信号的方差为，均方值为，均值为，则三者之间（ BN ）A.存在关系式B.存在关系式C.存在关系式D.相互独立、没有固定的关系式8.测量装置的频率特性为和，当它们满足（ C ）条件时，输出波形与输入波形将相似而无失真。A.=1，=0B.=常量，=常量C.=常量，=时间延迟D.=1，=19.二阶欠阻尼系统固有圆频率为，阻尼比为，在激振力消失后将作衰减周期运动，其与和的关系为（ B ）A.B. C.D.10.涡流式电感传感器的测量电路一般用（ B ）A.电容反馈式放大电路B.阻抗分压式调幅电路或调频电路C.电阻电容式积分电路D.电桥式脉宽调制电路11.电荷放大器是一个（ C ）放大器。A.高增益，带电阻的电流反馈式B.低增益，带电容反馈的积分运算C.高增益，带电容反馈的运算D.带电桥的高增益12.磁电式传感器是把被测物理量转换为（ D ）的一种传感器。A.磁阻变化量B.电荷量C.电感变化量D.感应电动势13.一般常用的光电池有硒、硅、碲化镉、硫化镉等的pn结，其中作为能量转换器使用最多的是（B ）光电池。A.硒B.硅C.碲化镉D.硫化镉14.传感器与被测量的对应程度可用其（ A ）表示。A.精确度B.稳定性C.线性D.灵敏度15.设某信号中最高频率为fc，按采样定理，采样频率fs必须（ B ）A.大于fc的（34）倍B.大于fc的2倍C.等于fc的2倍D.小于fc的2倍16.自相关函数是区别信号类型的一个有效手段，若信号中含有周期成分则其自相关函数（ C ）A.在很大时衰减也很小B.在很小时衰减就很大C.在很大时都不衰减并具有明显的周期性D.在很大时不衰减但不具明显的周期性17.两个均值为零且具有相同频率的周期信号，其互相关函数中保留了（ D ）A. 这两个信号的圆频率B. 这两上信号的幅值x0和y0以及相位差C. 其中一个信号的幅值x0（或y0）而且失去了相位关系D. 这两个信号的圆频率，对应的幅值x0和y0以及相位差18.回转轴的误差运动是指（ B ）误差运动。A.轴线的纯径向B.轴线的径向、轴向和角度的总体C.轴的回转角速度不均匀而导致的D.轴的径向和轴向19.压电晶体式测力仪（ C ）A. 刚度大，灵敏度高、频率响应宽但稳定性不良B. 刚度大，灵敏度高、稳定性好、但频率响应不宽C. 刚度好，灵敏度高、稳定性好、频率响应宽D. 刚度好，灵敏度低、稳定性不良、频率响应宽20.通常采用的弹性式压力敏感元件有（D ）三类。A.波登管、膜片和双金属片B.八角环、膜片和波纹管C.波登管、螺形簧和C形簧D.波登管、膜片和波纹管三、多项选择题（在下列各小题的五个备选答案中有二至五个正确答案，请将正确答案全部选出，并将其字母填入题干的括号内，正确答案没有选全或有错选的，该题无分。每小题1分，共10分）1.周期信号的强度以( ABDE )来表达。A.峰值B.绝对均值C.方差D.有效值E.平均功率2. 一般交流电压表均按有效值刻度在测量非正弦信号时,其输出量(AD )A. 不一定和信号的有效值成比例B. 一定和信号的有效值成比例C. 一定和信号的峰值成比例D. 可能和信号的峰值或者绝对均值成比例,视表内检波电路而定E.一定和信号的绝对均值成比例3. 非周期信号的幅值谱|X(f)|和周期信号的幅值谱|Cn|很相似,但两者是有差别的。其差别突出表现在( BC )A.|Cn|的量纲与信号幅值量纲不一样B.|X(f)|的量纲与信号幅值量纲不一样C.|Cn|的量纲与信号幅值量纲一样D.|X(f)|的量纲与信号幅值量纲一样E.|Cn|和|X(f)|的量纲虽然相同但物理概念不一样4.若G(f)是g(t)的频谱,设g(t)为时域中的周期脉冲序列,其周期为Ts，其幅值为1，则频域中的G(f)必为（ ACD ）A.周期脉冲序列B.周期连续函数C.周期为D.幅值为E.非周期连续函数5.描述各态历经随机信号的主要特征参数有（ ABCDE ）A.均值、方差B.均方值C.概率密度函数D.自相关函数E.功率谱密度函数6.一般而言，测量装置的灵敏度越高，则（ CE ）A.动态特性越好B.动态特性越差C.测量范围越窄D.测量范围越宽E.稳定性越差7.所谓伯德图（Bode图）是指（ BC ）曲线的总称。A.B.C.D.E.8.实际滤波器的基本参数有（ ABCD ）A.纹波幅度和截止频率B.带宽和品质因素C.倍频程选择性D.矩形系数E.放大系数9.实现A/D变换的方法很多。例如（ACDE ）A.积分式B.微分式C.跟踪比较式D.斜坡比较式E.逐次逼近式10.考虑到不失真条件，光线示波器中的振子应有如下要求（ BD ）A. 固有频率应尽可能高，阻尼比尽可能低B. 阻尼比接近0.7,固有频率约为被测信号的2倍C. 固有频率应尽可能低,阻尼比接近0.7D. 活动部件转动惯量要小E. 要用扭转刚度较小的张丝,相应地该振子的灵敏度提高四、问答题（每小题5分，共25分）1. 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？2. 下图是一种传感器的工作原理图，试问这是何种形式的传感器？用图中符号简述其工作原理。3. 选用传感器时要考虑哪些问题？4. 什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后又解调？5. 光电转换元件有哪些优点？由于这些优点使它在工业技术中得到了广泛的应用。五、 计算题（每题10分，共20分）1.用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在5%以内，则该量仪的时间常数应设计成多大？2.某光线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出如下图所示的衰减振动，试根据图中数据确定该振动子的固有频率及阻尼比。六、 综合题（共10分）一精密高速机床，传动部分由电机、齿轮、滚动轴承等组成，因操作不当产生了振动现象。现要