機械工程測試技術試題庫

1、機械工程測試技術試題庫機械工程測試技術試題庫 緒論 第一章 一、選擇題 1.描述周期信號的數(shù)學工具是（ B ）。A.相關函數(shù) B.傅氏級數(shù) C.傅氏變換 D.拉氏變換 2.傅氏級數(shù)中的各項系數(shù)是表示各諧波分量的（ C ）。A.相位 B.周期 C.振幅 D.頻率 3.復雜的信號的周期頻譜是（ A ）。A.離散的 B.連續(xù)的 C.函數(shù) D.sinc函數(shù) 4.如果一個信號的頻譜是離散的。則該信號的頻率成分是（ C ）。A.有限的 B.無限的 C.可能是有限的，也可能是無限的 D.不能確定 5.下列函數(shù)表達式中，（ B ）是周期信號。A.B.， C.， D.， 6.多種信號之和的頻譜是（C）。A.離散

2、的 B.連續(xù)的C.隨機性的D.周期性的 7.描述非周期信號的數(shù)學工具是（C）。A.三角函數(shù) B.拉氏變換C.傅氏變換 D.傅氏級數(shù) 8.下列信號中，（C）信號的頻譜是連續(xù)的。A.B.C.D.9.連續(xù)非周期信號的頻譜是（C）。A.離散、周期的 B.離散、非周期的 C.連續(xù)非周期的 D.連續(xù)周期的 10.時域信號，當持續(xù)時間延長時，則頻域中的高頻成分（C）。A.不變B.增加C.減少D.變化不定 11.將時域信號進行時移，則頻域信號將會（D）。A.擴展 B.壓縮C.不變 D.僅有移項 12.已知 ，為單位脈沖函數(shù)，則積分的函數(shù)值為（ C ）。A.6 B.0 C.12 D.任意值 13.如果信號分析p

3、 設備的通頻帶比磁帶記錄下的信號頻帶窄，將磁帶記錄儀的重放速度（ A ），則也可以滿足分析p 要求。A.放快 B.放慢 C.反復多放幾次 D.不能 14.如果，根據(jù)傅氏變換的（ A ）性質，則有。A.時移 B.頻移 C.相似 D.對稱 15.瞬變信號_(t)，其頻譜_(f)，則|_(f)|2表示（ B ）。A.信號的一個頻率分量的能量 B.信號沿頻率軸的能量分布密度 C.信號的瞬變功率 D.信號的功率 16.不能用確定函數(shù)關系描述的信號是（ C ）。A.復雜的周期信號 B.瞬變信號 C.隨機信號 D.周期信號 17.兩個函數(shù)和，把運算式稱為這兩個函數(shù)的（C ）。A.自相關函數(shù) B.互相關函數(shù)

4、C.卷積 D.互譜 18.時域信號的時間尺度壓縮時，其頻譜的變化為（ ）。A.頻帶變窄、幅值增高 B.頻帶變寬、幅值壓低 C.頻帶變窄、幅值壓低 D.頻帶變寬、幅值增高 19.信號 ，則該信號是( C ).A.簡單周期信號 B.隨機信號 C.瞬變信號 D.復雜周期信號 20.數(shù)字信號的特性是（B ）。A.時間上離散、幅值上連續(xù) B.時間、幅值上均離散 C.時間、幅值上都連續(xù) D.時間上連續(xù)、幅值上量化 21.非周期信號的頻譜是（ A ）A.連續(xù)的 B.離散的 C.基頻的整倍數(shù) D.非連續(xù)的 22.信號是信息的（ A ）A.載體 B.描述 C.形式 D.數(shù)量表示 23.脈沖函數(shù)的頻譜是（ A ）

5、A.均勻譜 B.非均勻譜 C.逐漸增高 D.逐漸降低 24.截斷的方波信號的頻譜是（ B ）A.離散譜 B.連續(xù)譜 C.低頻譜 D.高頻譜 25.方波信號的諧波頻率是基波頻率的（ C ）A.偶數(shù)倍 B.自然數(shù)倍 C.基數(shù)倍 D.小數(shù)倍 26.窗函數(shù)在時域變窄，則其頻域的頻帶（ B ）A.縮小 B.加寬 C.不變 D.不確定 27.下面（ D ）的頻譜與理想的白噪聲頻譜相同 A.低頻噪聲 B.高頻噪聲 C.隨機噪聲 D.函數(shù) 28.信號在時域的時移，則信號在頻域（ A ）A.相移 B.不變 C.壓縮 D.放大 29.信號的時域與頻域描述方法是依靠（ B）來確立彼此的關系 A.拉氏變換 B.傅氏變

6、換 C.卷積 D.相乘 30.各態(tài)歷經(jīng)隨機過程必須是（ A ）A.平穩(wěn)隨機過程 B.非周期性的 C.集合平均統(tǒng)計特征隨時間周期性變化 D.連續(xù)的 31.工程中常見的周期信號其諧波的幅值隨諧波的頻率增加而（ B ）A.不變 B.減小 C.增加 D.不確定 32.將信號在時域進行擴展，則信號在頻域將（ C ）A.不變 B.擴展 C.壓縮 D.相移 33.由幾個頻率不同的正弦信號合成的周期信號，合成信號的周期是（ A ）A.各信號周期的最小公倍數(shù) B.各信號周期的最大公約數(shù) C.各信號周期的平均值 D.都不對 二、填空題 1.信號可分為 和 兩大類。確定性信號；隨機信號 2.確定性信號可分為 和 兩

7、類，前者的頻譜特點是 。后者的頻譜特點是 。周期信號；非周期信號；離散的；連續(xù)的 3.將確定行信號中那些不具有周期重復性的信號稱為 。非周期信號 4.工程中常見的周期信號，其諧波幅值總的趨勢是隨諧波次數(shù)的增高而 的，因此，沒有必要取那些次數(shù)過高的諧波分量。減小 5.信號的有效值的平方稱為 ，它描述測試信號的平均功率。均方值 6.兩個時間函數(shù)和的卷積定義式是 。7.連續(xù)信號與單位脈沖函數(shù)進行卷積其結果是：。8.6.單位脈沖函數(shù)的頻譜所有頻段上都是等強度的，這種頻譜常稱為 。均勻譜 9.21.窗函數(shù)的頻譜是，則延時后的窗函數(shù)的頻譜應是 。10.信號當時間尺度在壓縮時，則其頻帶 其幅值 。例如將磁帶

8、記錄儀 即是例證。展寬；降低；慢錄快放 11.單位脈沖函數(shù)的頻譜為 ，它在所有頻段上都是 ，這種信號又稱 。1；等強度；白噪聲 12.余弦函數(shù)只有 譜圖，正弦函數(shù)只有 譜圖。實頻；虛頻 13.計算積分值：。14.兩個時間函數(shù)的卷積定義式是 。15.單位脈沖函數(shù)與在點連續(xù)的模擬信號的下列積分：。這一性質稱為 。；脈沖采樣 16.已知傅氏變換對，根據(jù)頻移性質可知的傅氏變換為 。17.已知傅氏變換對：和時，則當時，=。三、名詞解釋 1.平穩(wěn)隨機過程 平穩(wěn)隨機過程是指其統(tǒng)計特征參數(shù)不隨時間而變化的隨機過程。四、計算題 t f(t) -1 1.求下圖所示三角波調幅信號的頻譜。（已知圖中所示三角波的傅立葉

9、變換為）解：圖中所示調幅波是三角波與載波 的乘積。兩個函數(shù)在時域中的乘積，對應其在頻域中的卷積。余弦信號頻譜為 三角波頻譜為：則信號f(t)的頻譜為：2.求被截斷的正弦函數(shù)的傅立葉變換。解 原函數(shù)可看作是正弦函數(shù)和矩形窗函數(shù)的乘積，即，其中 又 3.求被截斷的余弦函數(shù)如下，求其傅立葉變換。（9分）解：原函數(shù)可看作是余弦函數(shù)和矩形窗函數(shù)的乘積，即，其中 又 4.求指數(shù)函數(shù)的頻譜。解：4.求正弦信號的均值和均方值。解：5.求衰減振蕩信號，的頻譜。解：設， 6.一時間函數(shù)及其頻譜函數(shù)如圖1-2所示，其最高頻率為。函數(shù)，（），試分別作出及其頻譜函數(shù)的圖形。分析p 當時，的圖形會出現(xiàn)什么情況？ 解：相當

10、于信號與的調幅信號，其時域與頻域結果如下圖所示：圖中，（a）為調幅信號波形圖，圖（b）為調幅信號頻譜圖。當時，兩邊圖形將在中間位置處發(fā)生混疊，導致失真。7.圖1-3所示信號a（t）及其頻譜A（f）。試求函數(shù)的傅氏變換F（f）并畫出其圖形。解：由于 并且 , 所以 的頻譜圖如下圖所示：第二章 一、選擇題 2.測試裝置的傳遞函數(shù)H(s)是裝置動態(tài)特性在（ ）中的描述。A.幅值域 B.時域 C.頻率域 D.復頻域 3.測試裝置的頻響函數(shù)H（j）是裝置動態(tài)特性在（ ）中的描述。A.幅值域 B.時域 C.頻率域 D.復頻域 4.用常系數(shù)微分方程描述的系統(tǒng)稱為（ ）系統(tǒng)。A.相似 B.物理 C.力學 D.

11、線性 5.下列微分方程中，哪一個是線性系統(tǒng)的數(shù)學模型？（ ）A.B.C.D.6.線性系統(tǒng)的疊加原理表明（ ）。A.加于線性系統(tǒng)的各個輸入量所產(chǎn)生的響應過程互不影響 B.系統(tǒng)的輸出響應頻率等于輸入激勵的頻率 C.一定倍數(shù)的原信號作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的響應，等于原信號的響應乘以該倍數(shù) D.多個輸入信號同時作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的響應，等于各個原信號的響應之和 7.測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為（ ）。A.精度 B.靈敏度 C.精密度 D.分辨率 8.一般來說，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，其測量范圍（ ）。A.越寬 B.越窄 C.不變 D.不一定 9.測試過程中，量值隨時間而變化的量稱為（ ）。A.準靜

12、態(tài)量 B.隨機變量 C.動態(tài)量 D.靜態(tài)量 10.線性裝置的靈敏度是（ ）。A.隨機變量 B.常數(shù) C.時間的線性函數(shù) D.時間的非線性函數(shù) 11.若測試系統(tǒng)由兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)而成，且環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為 ，則該系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)為（ ）。若兩個環(huán)節(jié)并聯(lián)時，則總的傳遞函數(shù)為（ ）。A.B.C.D.12.輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關系就是（ ）。A.幅頻特性 B.相頻特性 C.傳遞函數(shù) D.頻率響應函數(shù) 13.時間常數(shù)為的一階裝置，輸入頻率為 的正弦信號，則其輸出與輸入間的相位差是（ ）。A.-45 B.-90 C.-180 D.45 14.測試裝置的脈沖響應函數(shù)與它的頻率響應函數(shù)間的關系

13、是（ ）。A.卷積 B.傅氏變換對 C.拉氏變換對 D.微分 15.時不變線性系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)等于（ ）。A.系統(tǒng)的正弦輸出與正弦輸入比 B.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出的傅氏變換與正弦輸入的傅氏變換之比 C.用虛指數(shù)函數(shù)表示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出與正弦輸入之比 D.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出的拉氏變換與正弦輸入的啦氏變換之比 16.對某二階系統(tǒng)輸入周期信號 ，則其輸出信號將保持（ ）。A.幅值不變，頻率、相位改變 B.相位不變，幅值、頻率改變 C.頻率不變，幅值、相位改變 D.幅值、頻率、相位均不變 17.二階裝置，用相頻特性中（）=-90時所對應的頻率作為系統(tǒng)的固有頻率的估計值，則值與系統(tǒng)阻尼頻率的大?。?）。A.

14、有關 B.無關 C.略有關系 D.有很大關系 18.二階系統(tǒng)的阻尼率越大，則其對階越輸入的時的響應曲線超調量（ ）。A.越大 B.越小 C.不存在 D.無關 19.二階裝置引入合適阻尼的目的是（ ）。A.是系統(tǒng)不發(fā)生共振 B.使得讀數(shù)穩(wěn)定 C.獲得較好的幅頻、相頻特性 D.使系統(tǒng)穩(wěn)定 20.不失真測試條件中，要求幅頻特性為（ ）。A.線性 B.常數(shù) C.是頻率的函數(shù) D.沒有要求 21.不失真測試條件中，要求幅頻特性為（ ），而相頻特性為（ ）。A.線性 B.常數(shù) C.是頻率的函數(shù) D.沒有要求 22.測試裝置的頻響函數(shù)H(jw)是裝置動態(tài)特性在（ ）中的描述 A.幅值域 B.頻域 C.復頻域

15、 D.時域 23.測試裝置傳遞函數(shù)H(s)的分母與（ ）有關 A.輸入量_(t) B.輸入點的位置 C .裝置結構 D.輸出點的位置 24.非線性度是表示定度曲線（ ）的程度 A.接近真值 B.偏離其似合直線 C.正反行程不重合 D.回程誤差 25.用二階系統(tǒng)作測試裝置，為使系統(tǒng)響應最快，其固有頻率（ ）A.越小越好 B.越大越好 C.0.60.7之間最好D.負值最好 26.測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和（ ）A.具體測試系統(tǒng)的物理結構有關 B.具體測試系統(tǒng)的物理結構無關 C.輸入信號有關 D.輸出信號有關 27.靈敏度越高的測試系統(tǒng)，（ ）A.系統(tǒng)越穩(wěn)定 B.回程誤差越小 C.漂移越大 D.非線性誤差

16、越小 28.用一階系統(tǒng)作測試裝置，為了獲得最佳的工作性能，其時間常數(shù)（ ）A.越小越好 B.越大越好 C.0.60.7之間最好 D.負值最好 二、填空題 1.H（s）與輸入_(t)及系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關，它只表達系統(tǒng)的 。傳輸特性 2.一階裝置的時間常數(shù)原則上 。越小越好 3.測試裝置的結構參數(shù)是不隨時間而變化的系統(tǒng)，則稱為 系統(tǒng)。時不變 4.測試裝置的特性可分為 特性和 特性。靜態(tài)特性；動態(tài)特性 5.測試裝置的靜態(tài)特性指標有 、 和 。靈敏度；非線性度；回程誤差 6.描述測試裝置動態(tài)特性的數(shù)學模型有 、 、 等。微分方程；傳遞函數(shù)；頻率響應函數(shù) 7.測試裝置的結構參數(shù)是不隨時間而變化的系統(tǒng)，則

17、稱為 系統(tǒng)。若其輸入、輸出呈線性關系時，則稱為 系統(tǒng)。時不變；線性 8.線性系統(tǒng)中的兩個最重要的特性是指 和 。線形疊加性；頻率保持性 9.測試裝置在穩(wěn)態(tài)下，其輸出信號的變化量與其輸入信號的變化量之比值，稱為 。靈敏度 10.測試裝置的輸出信號拉氏變換與輸入信號拉氏變換之比稱為裝置的 。傳遞函數(shù) 11.測試裝置對單位脈沖函數(shù)（t）的響應，稱為 ，記為h（t），h（t）的傅氏變換就是裝置的 。脈沖響應函數(shù)；頻率響應函數(shù) 12.滿足測試裝置不失真測試的頻域條件是 和 。；或幅頻特性為常數(shù)；相頻特性為線性 13.為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是 和 。階躍響應法；頻率響應法 14.二

18、階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)有 和 。固有頻率；阻尼比 15.已知輸入信號 _（t）=30cos（30t+30）， 這時一階裝置的A（）=0.87， =-21.7，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達式是：y（t）= 。26.1cos（30t+8.3）16.影響一階裝置動態(tài)特性參數(shù)是 ，原則上希望它 。時間常數(shù)；越小越好 17.輸入_（t），輸出y（t），裝置的脈沖響應函數(shù)h（t），它們三者之間的關系是 。三、名詞解釋 1.分辨力 引起測量裝置的輸出值產(chǎn)生一個可覺察變化的最小輸入量（被測量）變化值稱為分辨力。2.靈敏度 當裝置的輸入_有增量_變化時，相應的輸出y有增量y變化，把y與_的比值定義為靈敏度。3.線性度

19、實際特性曲線與參考直線偏離的程度稱為線性度。四、計算題 1.求周期信號通過傳遞函數(shù)為的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應。解：；穩(wěn)態(tài)響應為 2.某一階測量裝置的傳遞函數(shù)為 ，若用這一測量裝置測量頻率為2Hz的正弦信號，試求其幅度誤差。解：=0.894 其幅度誤差(10.894)100=10.6。3.用一個一階測量裝置測量100Hz的正弦信號，如果要求振幅的測量誤差小于5，問：此儀器的時間常數(shù)應不大于多少? （7分）解：（1分）（1分）（2分）（3分）4.試求傳遞函數(shù)為和的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及系統(tǒng)總的靈敏度。解：當兩環(huán)節(jié)串聯(lián)時，系統(tǒng)的總傳遞函數(shù)為：求當S=0時的兩傳遞函數(shù)之值 兩環(huán)節(jié)串聯(lián)后系

20、統(tǒng)的總靈敏度為 S=3.041=123 5.用圖示裝置去測周期為1s，2s，5s的正弦信號，問幅值誤差是多少？（R=350K，C=1F）解：根據(jù)基爾霍夫定律 因為 并且 所以有 兩邊拉氏變換后得 這是一個高通濾波器，當時 幅值相對誤差：式中 輸入信號幅值；輸出信號幅值。當T=2s時， 當T=1s時， 當T=5s時， 第三章 一、選擇題 1.電渦流式傳感器是利用什么材料的電渦流效應工作的。（ A ）A.金屬導電 B.半導體 C.非金屬 D.2.為消除壓電傳感器電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用（ B ）。A.電壓放大器 B.電荷放大器 C.前置放大器 D.電容放大器 3.磁電式絕對振動速

21、度傳感器的數(shù)學模型是一個（ B ）。A.一階環(huán)節(jié) B.二階環(huán)節(jié) C.比例環(huán)節(jié) D.高階環(huán)節(jié) 4.磁電式絕對振動速度傳感器的測振頻率應（ ）其固有頻率。A.遠高于 B.遠低于 C.等于 D.不一定 5.隨著電纜電容的增加，壓電式加速度計的輸出電荷靈敏度將（ ）。A.相應減小 B.比例增加 C.保持不變 D.不確定 6.壓電式加速度計，其壓電片并聯(lián)時可提高（B ）。A.電壓靈敏度 B.電荷靈敏度 C.電壓和電荷靈敏度 D.保持不變 7.調頻式電渦流傳感器的解調電路是（ C ）。A.整流電路 B.相敏檢波電路 C.鑒頻器 D.包絡檢波電路 8.壓電式加速度傳感器的工作頻率應該（ C ）其固有頻率。A

22、.遠高于 B.等于 C.遠低于 D.沒有要求 9.下列傳感器中哪個是基于壓阻效應的？（ B ）A.金屬應變片 B.半導體應變片 C.壓敏電阻 D.磁敏電阻 10.壓電式振動傳感器輸出電壓信號與輸入振動的（ ）成正比。A.位移 B.速度 C.加速度 D.頻率 11.石英晶體沿機械軸受到正應力時，則會在垂直于（ ）的表面上產(chǎn)生電荷量。A.機械軸 B.電軸 C.光軸 D.晶體表面 12.石英晶體的壓電系數(shù)比壓電陶瓷的（ C ）。A.大得多 B.相接近 C.小得多 D.不確定 13.光敏晶體管的工作原理是基于（ B ）效應。A.外光電 B.內光電 C.光生電動勢 D.光熱效應 14.一般來說，物性型的

23、傳感器，其工作頻率范圍（ A ）。A.較寬 B.較窄 C.較高 D.不確定 15.金屬絲應變片在測量構件的應變時，電阻的相對變化主要由（ B ）來決定的。A.貼片位置的溫度變化 B.電阻絲幾何尺寸的變化 C.電阻絲材料的電阻率變化 D.電阻絲材料長度的變化 16.電容式傳感器中，靈敏度最高的是（ C ）。A.面積變化型 B.介質變化型 C.極距變化型 D.不確定 17.極距變化型電容傳感器適宜于測量微小位移量是因為（B ）A.電容量微小影響靈敏度 B.靈敏度與極距的平方成反比，間距變化大則產(chǎn)生非線性誤差 C.非接觸測量 D.兩電容極板之間距離變化小 18.高頻反射式渦流傳感器是基于（ A ）和

24、集膚效應來實現(xiàn)信號的感受和變化的。A.渦電流 B.縱向 C.橫向 D.壓電 19.壓電材料按一定方向放置在交變電場中，其幾何尺寸將隨之發(fā)生變化，這稱為（D ）效應。A.壓電 B.壓阻 C.壓磁 D.逆壓電 20.下列傳感器中，能量轉換型傳感器是（ A ）A.光電式 B.應變片 C.電容式 D.電感式 21.測試工作的任務主要是從復雜的信號中提?。– ）A.干擾噪聲信號 B.正弦信號 C.有用信息 D.頻域信號 22.壓電式傳感器是屬于（ B ）型傳感器 A.參量型 B.發(fā)電型 C.電感型 D.電容型 23.莫爾條紋光柵傳感器是（ B ）的 A.數(shù)字脈沖式 B.直接數(shù)字編碼式 C.調幅式 D.調

25、頻式 24.磁電式絕對振動速度傳感器的動態(tài)數(shù)學模型是（ ）A.一階環(huán)節(jié) B.二階環(huán)節(jié) C.比例環(huán)節(jié) D.積分環(huán)節(jié) 25.電渦流傳感器是利用被測（ A ）的電渦流效應 A.金屬導電材料 B.非金屬材料 C.PVF2 D.陶瓷材料 26.當電阻應變片式傳感器拉伸時，該傳感器電阻（ A ）A.變大 B.變小 C.不變 D.不定 27.極距變化型電容傳感器的靈敏度與（D ）A.極距成正比 B.極距成反比 C.極距的平方成正比 D.極距的平方成反比 28.壓電式加速度傳感器的工作頻率應（ C ）其固有頻率 A.遠高于 B.等于 C.遠低于 D.不確定 29.調頻式電渦流傳感器的解調電路是（ C ）A.電

26、荷放大器 B.相敏檢波器 C.鑒頻器 D.鑒相器 30.高頻反射式電渦流傳感器，其等效阻抗分為等效電阻R和等效電感L兩部分，M為互感系數(shù)。當線圈與金屬板之間距離減少時，上述等效參數(shù)變化為（ B ）A.R減小，L不變，M增大 B.R增大，L減小，M增大 C.R減小，L增大，M減小 D.R增大，L增大，M增大 31.為消除壓電傳感器聯(lián)接電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用（ B ）A.電壓放大器 B.電荷放大器 C.相敏檢波器 D.鑒相器 32.在測量位移的傳感器中，符合非接觸式測量且不受油污等介質影響的是（ D ）傳感器 A.電容式 B.壓電式 C.電阻式 D.電渦流式 33.半導體熱敏電

27、阻隨溫度上升，其阻值（ ）A.上升 B.下降 C.保持不變 D.變?yōu)? 34.為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應選用（ B ）放大器 A.電壓 B.電荷 C.微分 D.積分 35.渦流式位移傳感器的輸出與被測對象的材料（ C ）A.無關 B.不確定 C.有關 D.只限于測銅 36.磁電式絕對振動速度傳感器測振頻率應（ C ）其固有頻率 A.遠高于 B.等于 C.遠低于 D.不確定 37.自感型傳感器的兩線圈接于電橋的相鄰橋臂時，其輸出靈敏度（ ）A.提高很多倍 B.提高一倍 C.降低一倍 D.降低很多倍 38.變間隙式電容傳感器測量位移量時，傳感器的靈敏度隨（ A ）而增大 A.間隙

28、的減小 B.間隙的增大 C.電流的增大 D.電壓的增大 40.壓電式振動傳感器輸出電壓信號與輸入振動的（ C ）成正比 A.位移 B.速度 C.加速度 D.時間 41.壓電式傳感器是高阻抗傳感器，要求前置放大器的輸入阻抗（A ）A.很大 B.很低 C.不變 D.隨意 42.半導體應變片的靈敏度和電阻應變片的靈敏度相比（ A ）A.半導體應變片的靈敏度高 B.二者相等 C.電阻應變片的靈敏試驗高 D.不能確定 43.若石英晶體沿機軸受到正應力，則會在垂直于（ ）的面上產(chǎn)生電荷 A.機軸 B.電軸 C.光軸 D.都不 44.壓電式傳感器是個高內阻傳感器，因此要求前置放大器的輸入阻抗（ ）A.很低

29、B.很高 C.較低 D.較高 45.極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（ D ）A.成正比 B.平方成正比 C.成反比 D.平方成反比 46.隨電纜電容的增加，壓電式加速度計的輸出電荷靈敏度（ A ）A 相應減小 B 比例增加 C 保持不變 D不確定 47.壓電式加速度計，其壓電片并聯(lián)可提高（ B ）A.電壓靈敏度 B.電荷靈敏度 C.電壓和電荷靈敏度 D.電流靈敏度 48.（ B ）的基本工作原理是基于壓阻效應 A.金屬應變片 B.半導體應變片 C.壓敏電阻 D.壓電陶瓷 49.可變磁阻式電感傳感器，當線圈匝數(shù)N及鐵芯截面積0確定后，原始氣隙0越小，則電感L（ D ）A.越小 B.滿足不

30、失真條件 C.阻抗匹配 D.越大 50.壓電晶體式傳感器其測量電路常采用（ B ）A.電壓放大器 B.電荷放大器 C.電流放大器 D.功率放大器 二、填空題 1.渦流式傳感器的變換原理是利用金屬導體在交流磁場中的 。渦電流效應 2.磁電式傳感器是把被測物理量轉換為 的一種傳感器。感應電動勢 3.4.將壓電晶體置于外電場中，其幾何尺寸也會發(fā)生變化，這種效應稱之為 。逆壓電效應 5.利用電阻隨溫度變化的特點制成的傳感器叫 。熱電阻傳感器 6.可用于實現(xiàn)非接觸式測量的傳感器有 和 等。渦流式；電容式 7.電阻應變片的靈敏度 表達式為，對于金屬應變片來說：S= ，而對于半導體應變片來說S= 。8.當測

31、量較小應變值時應選用 效應工作的應變片，而測量大應變值時應選用 效應工作的應變片。壓阻效應；應變效應 9.電容器的電容量，極距變化型的電容傳感器其靈敏度表達式為 。10.差動變壓器式傳感器的兩個次級線圈在連接時應 。反相串接 11.光電元件中常用的有 、 和 。光敏電阻；光敏晶體管；光電池 12.壓電傳感器在使用 放大器時，其輸出電壓幾乎不手電纜長度變化的影響。電荷 13.超聲波探頭是利用壓電片的 效應工作的。逆壓電 14.壓電傳感器中的壓電片并聯(lián)時可提高 靈敏度，后接 放大器。而串聯(lián)時可提高 靈敏度，應后接 放大器。電荷；電壓?；電壓；電壓 15.電阻應變片的電阻相對變化率是與 成正比的。應

32、變值 16.電容式傳感器有 、 和 3種類型，其中 型的靈敏度最高。面積變化型；極距變化型；介質變化型；極距變化型 17.霍爾元件是利用半導體元件的 特性工作的?；魻栃?18.按光纖的作用不同，光纖傳感器可分為 和 兩種類型。功能型；傳光型 三、名詞解釋 1.一塊金屬板置于一只線圈附近，相互間距為，當線圈中有一高頻交變電流通過時，便產(chǎn)生磁通。此交變磁通通過鄰近金屬板，金屬板表層上產(chǎn)生感應電流即渦電流，渦電流產(chǎn)生的磁場會影響原線圈的磁通，使線圈的阻抗發(fā)送變化，這種現(xiàn)象稱為渦流效應。2.某些物質在受到外力作用時，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內部極化，表面上有電荷出現(xiàn)，出現(xiàn)電場，當外力去除后，有重新

33、恢復到原來狀態(tài)，這種現(xiàn)象成為壓電效應。3.金屬材料在發(fā)生機械變形時，其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象成為電阻應變效應。4.將霍爾元件置于磁場中，當相對的兩端通上電流時，在另相對的兩端將出現(xiàn)電位差，稱為霍爾電勢，此現(xiàn)象稱為霍爾效應。5.當激光照射到運動物體時，被物體反射或散射的光頻率即多普勒頻率發(fā)生變化，且多普勒頻率與物體運動速度成比例，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應。6.某些半導體元件，當在相對的兩端通上電流時，將引起沿電流方向電阻的變化，此現(xiàn)象稱為磁阻效應。7.傳感器是直接作用于被測量，并能按一定規(guī)律將被測量轉換成同種或別種量值輸出的器件。8.半導體材料受到光照時，電阻值減小的現(xiàn)象稱為內光電效應。9.壓阻效應是

34、指單晶半導體材料在沿某一軸向受到外力作用時，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。10.在光照作用下，物體內的電子從物體表面逸出的現(xiàn)象稱為外光電效應。11.在光的照射下使物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏打效應。四、計算題 1.把靈敏度為40410-6PCPa的壓電力傳感器與一臺靈敏度調到0.226mVPC的電荷放大器相接，求其總靈敏度。解：S40410-6PCPa0.226mVPC 9.1310-5 mVPa 2.進行某次動態(tài)壓力測量時，所采用的壓電式力傳感器的靈敏度為90.9nC/MPa，將它與增益為0.005V/nC的電荷放大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/V

35、。當壓力變化為3.5MPa時，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少。解：S=90.90.00520mm/ MPa =9.09 mm/ MPa 記錄筆在記錄紙上的偏移量9.093.5mm31.82mm 3.一電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑r4mm，工作初始，如果間隙變化量時，電容變化量是多少（真空中介電常數(shù)為0=-8.8510-12F/m）。解：電容傳感器的靈敏度 F/m F/m F/mpF 4.一電容測微儀，其傳感器的圓形極板的半徑r=4mm，工作初始間隙，空氣介質，試求：（已知空氣介電常數(shù)）（1）通過測量得到的電容變化量為，則傳感器與工件之間由初始間隙變化的距離 （2）如果測量電路的放大倍數(shù)，

36、讀數(shù)儀表的靈敏度格/，則此時儀表指示值變化多少格？ 解：（1），極距變化型電容傳感器靈敏度為：則 （2）設讀數(shù)儀表指示值變化格數(shù)為m，則 （格）4.有一電阻應變片其靈敏度S=2，R120，設工作時其應變?yōu)?000，問R？設將此應變片接成如圖所示的電路，試求：應變片 mA 5V 1）無應變時電流表示值；2）有應變時電流表示值；3）電流表指示值相對變化量。解： 1）2）3）5.有一鋼板，原長，鋼板彈性模量，使用BP-3箔式應變片R=120，靈敏度系數(shù)S=2，測出的拉伸應變值為300。求：鋼板伸長量，應力及。如果要測出1應變值則相應的是多少？ 解：因為，則有 如果要測出1應變值，則 五、綜合題 1

37、設計一臺檢測鋼絲繩斷絲的儀器（用原理圖表示），并簡述其原理。答：利用霍爾元件來檢測鋼絲繩的斷絲情況，其原理圖如下圖所示：其工作原理為：鐵心對鋼絲繩局部磁化，當有斷絲時，在斷口處出現(xiàn)漏磁場，霍爾元件經(jīng)過此磁場時，將其轉換為一個脈動的電壓信號。對此信號作濾波、A/D轉換后，進入計算機分析p ，識別出斷絲根數(shù)及位置。2 請畫出動態(tài)電阻應變儀的原理框圖，簡述其工作原理，并繪出出圖中各點波形。答：動態(tài)電阻應變儀的工作原理為：試件在外力作用下變形，貼在它上面的電阻應變片產(chǎn)生相應的電阻變化。振蕩器產(chǎn)生高頻正弦信號z(t)，作為電橋的工作電壓，電橋輸出為信號_(t)與載波信號z(t)的乘積，即調制信號_m(t

38、)，此信號經(jīng)交流放大后進行相敏檢波，由振蕩器供給的檢波信號與電橋工作電壓同頻、同相位。相敏檢波的結果再進行低通濾波，得到與原信號極性相同、但經(jīng)放大了的信號。最后，該信號被顯示或輸入后續(xù)設備。3 欲測量液體的靜壓，擬采用電容式傳感器，試繪出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：彈性膜片與另一金屬板組成一電容，如圖所示，在壓力的作用下，彈性膜片發(fā)生變形，使電容的極距發(fā)生變化，從而引起電容量的變化。電容器接于具有直流極化電壓的電路中，電容的變化有高阻值電阻R轉換為電壓變化。電壓輸出與膜片位移速度成正比，從而可測量液體壓力。4 欲測量液體的動壓，擬采用電感式傳感器，試繪出可行方案的原理圖，并簡述其測

39、量原理。答：P 彈性體 采樣差動變壓器式傳感器，如圖所示。彈性體在壓力作用下發(fā)生變形，推動與之相連的差動變壓器的銜鐵在線圈內運動，由于引起線圈互感的變化而產(chǎn)生感應電動勢差，此電勢差經(jīng)交流放大、相敏檢波、濾波等處理后輸出，輸出量反映壓力的大小。P 電橋 放大 相敏檢波 低通 顯示記錄 振蕩器 2 1 1 應變片 2 膜片 5 欲測量液體的動壓，擬采用電阻應變式傳感器，試繪出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：系統(tǒng)的原理框圖如圖所示。電阻應變片貼于平膜片上，在壓力P的作用下，膜片發(fā)生變形，致使應變片也發(fā)生相應的變形從而引起電阻變化，應變片置于電橋中，作為電橋的橋臂，從而帶來電橋輸出電壓的變化。

40、振蕩器產(chǎn)生高頻正弦信號，作為電橋的工作電壓，電橋輸出為信號與載波信號的乘積，即調制信號，此信號經(jīng)交流放大后進行相敏檢波，由振蕩器供給的檢波信號與電橋工作電壓同頻、同相位。相敏檢波的結果再進行低通濾波，得到與原信號極性相同、但經(jīng)放大了的信號p(t)。最后，該信號被顯示或輸入后續(xù)設備。P 放大 相敏檢波 顯示記錄 2 1 1.壓電晶體 2.金屬膜 前置 放大 P 6 欲測量液體的動壓，擬采用壓電式傳感器，試繪出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：壓電晶體在壓力P作用下，由于發(fā)生機械變形而使兩金屬膜極板上集聚數(shù)量相等、極性相反的電荷，形成電勢差。由于該輸出電壓很微弱，且壓電傳感器本身內阻很大，因

41、此將此輸出電壓信號先經(jīng)過高輸入阻抗低輸出阻抗的前置放大器放大，再經(jīng)過一般放大器放大和相敏檢波后，輸入顯示儀表或記錄器進行顯示或記錄。7 欲測量液體的靜壓，擬采用機械式傳感器，試繪出可行方案的原理圖，并簡述其測量原P 波登管 連桿機構 齒輪 指針 _ 理。答：利用波登管的彈性來測量液體的靜壓力，其原理框圖如圖所示。液體從波登管的受壓端進入管內，使波登管在壓力P的作用下發(fā)生變形，并在其末端產(chǎn)生與被測壓力P呈近似線性關系的位移_，此位移量被與波登管末端相連的曲柄連桿機構轉換成角度，并被與之相連的齒輪副放大，最后由與齒輪副相連的指針指示出壓力的大小。8 有一批渦輪機葉片，需要檢測是否有裂紋，試繪出可行

42、方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：利用渦流傳感器來檢測葉片裂紋，其原理框圖如圖所示。將渦輪機葉片放置在由渦流傳感器和電容C組成的諧振回路中，則諧振回路的頻率f將隨間隙的變化而改變，讓渦輪機葉片沿與傳感器線圈垂直的方向（一般為水平方向，如圖所示）通過傳感器磁場，當裂紋處經(jīng)過時，諧振頻率將發(fā)生變化。振蕩器提供穩(wěn)定的高頻信號電，當諧振回路的諧振頻率與該頻率相同時，輸出電壓最大，當諧振頻率因裂紋而變化時，與電頻率失諧，輸出信號的幅值也隨的變化而變化，相當于一個被調制的調幅波，經(jīng)放大、檢波和濾波后，就可以得知渦輪機葉片的裂紋信息。H h _1 _2 運算器 LC諧 振回路 振蕩器 放大 檢波 濾波 L

43、C諧 振回路 振蕩器 放大 檢波 濾波 R 輸出 R 9 在軋鋼過程中，需檢測薄板的厚度，可采樣何種傳感器？試簡述其工作原理。答：可采樣渦流傳感器，原理圖如圖所示，系統(tǒng)的工作原理為：差動式測厚，將兩渦流傳感器分別置于被測鋼板的上下兩邊，位置固定，間隔為H，設被測鋼板厚度為h，兩渦流傳感器與被測鋼板距離分別為_1和_2，渦流傳感器和電容C組成諧振回路，則回路頻率f將隨間隙的變化而改變，使其輸出電壓幅值也隨之變化，經(jīng)放大、檢波和濾波后，可得被測距離_1和_2，將它們輸入運算器中進行如下運算，即可實時監(jiān)測鋼板厚度：10 如何利用光纖來測量聲壓？繪出可行方案的壓力圖，并簡述其測量原理。答：利用馬赫曾德

44、爾干涉儀原理檢測光纖內發(fā)生的聲-光相位調制，如圖所示，激光光束經(jīng)過分光鏡以后，其一通過長螺卷狀的檢測光纖。檢測光纖在外界聲壓作用下，使經(jīng)過其中的光束產(chǎn)生相位變化、隨后當它與另一路經(jīng)過參考光纖(亦呈螺卷狀)的參考光束進行疊加，并由光電管轉換為電信號，經(jīng)適當?shù)奶幚?，便可獲得光相位變化和相應的聲壓值。11 如何利用電容式傳感器來測量微小振動物體的振幅？繪出可行方案的壓力圖，并簡述其測量原理。答：可利用極距變化型電容傳感器的原理來測量振動物體的振幅，其原理框圖如圖所示。傳感器電容是振動器諧振回路的一部分，當被測物發(fā)生振動時，傳感器的電容也隨之改變，從而使振動頻率發(fā)生變化，頻率的變化經(jīng)鑒頻器變?yōu)殡妷鹤兓?/p>

45、，再經(jīng)過放大后即可輸出或顯示被測振幅的大小。12 有多種傳感器均可進行轉速測量，試舉出其中的兩種，并分別簡述其測量原理。答：（a）（b）（c）（1）渦流傳感器，其工作原理為（如圖a所示）：將帶有凹口或突起的旋轉體與被測件同軸安裝，渦流傳感器置于一邊，傳感器線圈接入LC振蕩回路，以回路的振蕩頻率f作為輸出量。當凹口或突起轉至渦流傳感器處時，由于間距的變化，引起線圈電感變化，從而使振蕩頻率f發(fā)生變化，相當于原振蕩頻率f經(jīng)被測頻率f_調制，通過鑒頻器后即可得被測頻率，從而得到被測轉速。（2）磁阻式傳感器，其工作原理為（如圖b所示）：將將帶有凹口或突起的旋轉體與被測件同軸安裝，磁阻式傳感器置于旋轉體一

46、邊，當凹口或突起轉至傳感器處時，改變磁路的磁阻，引起磁力線減弱或增強，使線圈產(chǎn)生感應電動勢，其頻率即為被測件的頻率，從而可得其轉速。（3）霍爾傳感器，其工作原理為（如圖c所示）：將將帶有凹口或突起的旋轉體與被測件同軸安裝，霍爾元件和旋轉體同置于磁場中，當凹口或突起轉至霍爾元件處時，引起磁場變化，霍爾元件將其轉換為一個脈動電壓信號，此脈動信號的頻率即為被測件的轉動頻率，從而可得被測件的轉速。13 要測量一鋼板的厚度，可用哪些傳感器？試舉出其中的兩種，并分別簡述其測量原理。答：H h _1 _2 （a）（1）渦流傳感器，其工作原理為（如圖a所示）：差動式測厚，將兩渦流傳感器分別置于被測鋼板的上下兩

47、邊，位置固定，間隔為H，設被測鋼板厚度為h，兩渦流傳感器測得其與被測鋼板距離分別為_1和_2，則被測鋼板的厚度為為：（b）（2）氣動式傳感器，其工作原理與渦流傳感器類似（如圖b所示），也可用差動式測厚：將氣動量儀的兩個測頭分別置于被測件的上下兩邊，設兩測頭之間的間隔為H，被測件厚度為h，兩氣動測頭測得其與被測件之間距離分別為_1和_2，則被測鋼板的厚度為為：調頻 振蕩器 限幅 鑒頻 放大 輸出 14 設計利用霍爾元件測量轉速的裝置，并說明其原理。答：系統(tǒng)原理圖如圖所示，其工作原理為：將帶有凹口或突起的旋轉體與被測件同軸安裝，霍爾元件和旋轉體同置于磁場中，當凹口或突起轉至霍爾元件處時，引起磁場變化，霍爾元件將其轉換為一個脈動電壓信號，此脈動信號的頻率即為被測件的轉動頻率，用調頻振蕩器輸出的頻率作為調制信號對其進行調制，再經(jīng)鑒頻和放大后，可得被測件的頻率，從而可得其轉速。H h _1 _2 運算