1、测试技术试题类型,一 单项选择题（每题2分，共计24分）1 瞬变信号的频谱特点是（ 2 ） (1)离散的，只发生在基频的整数倍； (2)连续的，随着频率的增大而减少； (3)连续的，只在有限区间有非零值； (4)离散的，各频率成分的频率比不是有理数2 信号的均方根值为（ 3 ）。 （1）A ；（2） ；(3) ；(4) 3 下列第（ 3 ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。 (1)热电偶、电涡流、电阻应变 ；(2)热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；(3)硅光电池、霍尔、磁电式；(4)压电、霍尔、电感式4 下列第（ 2 ）组传感器较适合于测量旋转轴的转速。 (1) 电涡流、电阻应变 ，电容；
2、(2)磁电感应、电涡流、光电； (3)硅光电池、霍尔、磁电式；(4)压电、霍尔、电感式,自测试题1,5 已知在某特定条件下材料A与铂电阻配对的热电势为13mV, 材料 B 与铂配对的热电势为 8mV,在此条件下材料 A 与材料 B 配对后的热电势为（ 1 ）。（1）5 ；（2）21 ； （3）13 ； （4）86 惯性式位移传感器作为滤波器来说具有（ 2 ）特性。（1）低通 ；（2）高通； （3）带通；（4）带阻7 传感器的滞后是表示标定曲线 ( 3 ) 的程度。（1）接近真值 ； （2）偏离其拟合直线 ； （3） 正反行程不重合； （4）在多次测量时的重复8 信号中最高频率 fc 为1000
3、Hz，采样频率 fs至少应为 (1 )Hz。（1）2000； （2）2560； （3）1000 ； （4）5009 下列（ 1 ）为不正确叙述。(1)低通滤波器带宽越窄，表示它对阶跃响应的建立时间越短；(2)截止频率为幅频特性值为所对应的频率；(3)截止频率为对数幅频特性衰减3dB所对应的频率；(4)滤波器带宽为上、下截止频率之间的频率范围,10、线性度是表示标定曲线 ( 2 ) 的程度。（1）接近真值 ； （2）偏离其拟合直线 （3） 正反行程不重合；（4）在多次测量时的重复11 信号的幅值调制是（ 1 ）。(1)载波与调制波相乘 ；(2)载波与调制波相加 ； (3)载波幅值随调制信号频率而
4、变；(4)载波频率随调制信号幅值而变12 若矩形窗函数为 ，其傅里叶变换为 （ 1 ）。（1） （2） (3) （4）,二 填空题（每空1分，共计12分）,1 时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为（各态历经 ）信号。2 若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必为( 同频率 ) 的简谐信号。3 一个变送器用24V电源供电，就其测量范围，输出420mA的电流。为了把信号输入虚拟仪器，可在变送器电路中串连一个（ 250 ）的标准电阻，以便在该电阻两端取出15V的电压信号。4 （ 电荷放大器 ）是一种测振前置放大器，其主要优点是灵敏度与电缆长度无关，并且下限频率较高。5 目前常
5、用的非接触式测厚仪有X射线测厚仪和（ 射线 ）测厚仪。,6 正弦信号的自相关函数保留了信号的（ 幅值 ）信息和（频率 ）信息，但是失去了相位的信息。7 双螺线管差动型传感器比单螺线管型电感式传感器有较高的灵敏度和（ 线性 ）。8 （众数 ）是对应于事件发生概率峰值的随机变量的值。9 由于不正确地选择采样的时间间隔而引起频域上高低频之间彼此混淆的现象被称为（ 迭混 ）。10 （ 相关系数 ）在时域表示两个信号之间相关的概率大小。11 附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率（ 减小 ）。,三 问答题（任选4题，每题6分，合计24分）,1 在磁电指示机构中，为什么取0.7为最佳阻尼比？当阻尼比取0
6、.7，从幅频特性的角度，在一定误差范围内，工作频率范围比较宽，从相频特性的角度，特性曲线近似于线性，这样可以在较宽的频率范围实现不失真测试。2 窗函数的作用是什么？窗函数有哪些频域指标，它们能说明什么问题？窗函数的作用是截取一定长度的数据，主要频域指标有3分贝带宽，带宽越窄，频率分辨率越高，最大旁瓣谱峰和旁瓣谱峰渐进衰减速度，它们反映能量泄漏的程度。3 如何确定信号中是否含有周期成分（说出两种方法）？做信号的自相关函数，当延时增大时，信号的幅值不衰减；做信号的概率密度函数，含有周期成分时，曲线呈盆形。,4 对一个测量装置，已知输入信号的频率范围，如何确定测量结果的幅值误差和相位误差？确定装置的
7、频响函数，把输入信号的频率分别带入幅频特性和相频特性。5 说明长光栅的构成和工作原理。带有条纹的两块直光栅，相互成微小的角度，若直光栅的栅距为w，光通过光栅形成明暗相间距离为B的条纹，有w/B=tan。光栅横向相对移动时，横向条纹沿纵向移动。纵横向移动的距离比等于B/w。6 即使温度敏感元件的精度很高，在测量中也会产生较大误差，试说明产生误差的原因。表面温度传导误差，敏感元件向环境空气传热；辐射误差，测量气体温度时，热量辐射到管道壁；分离误差，气体流动时，由于粘滞作用，敏感元件表面速度降低到零，导致温度升高。,四 计算题（每题10分，共2题，合计20分）,1 测力传感器的输入为100N, 开路
8、输出电压为90mV，输出阻抗为500。为了放大信号电压，将其连接一个增益为10的反相放大器。(a) 若放大器输入阻抗为4k，求放大器输入负载误差。这时，测量系统的灵敏度是多少？(b)放大器的增益带宽积（GBP）为1MHz，求频率为10kHz的正弦输入电压的截止频率和输入输出之间的相位差。解 (a) 传感器可以模拟为一个串连500电阻的95mV的电压发生器。当它和放大器连接时，如图所示。解出电流：,(b) 求截止频率,频率为10kHz时的相角：,2 为了计算一个电阻性电路功率消耗，已测得电压和电流为 V=1002V I=100.2A(a)求计算功率时的最大可能误差及最佳估计误差。假设V和I的置信
9、水平相同。(b)要使功率最佳估计误差达到10W，电压和电流应限制在什么范围（两者误差的变化率相等）？解 P=VI，计算P对V和I的偏导数：,于是,210/28.3=0.71V 0.210/28.3=0.071A电压和电流为 V=1000.71V I=100.071A,五 综合应用题（每题10分，共2题，合计20分）,1 一特性常数 A=5/N 的等强度梁，若悬臂端加载P=20N，根据图5.1中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数（）（泊松比=0.25）,2 用应变计测量一模拟小轴的扭矩，测量系统框图如图1，电桥电源电压为15V，应变计灵敏度系数为2.0。试在图2中表示如何布片和组桥，要
10、求电桥的灵敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。已知小轴直径D=30mm，弹性模量E=2105MPa，泊松比=0.28；应变放大器有1，10，100，1000等4个增益档，其电压放大倍数分别为1，10，100，1000，满量程输出为5V；由A/D和PC构成虚拟仪器，A/D输入范围为5V，虚拟仪器对应的显示值是5000mV。当小轴加载扭矩为T=50Nm时，请选择应变放大器增益档，如果把显示值标定为输入扭矩，标定系数应为多少？,图1,选增益1000输出电压为,标定系数 K=50/1778=0.02812 N-m / mV,图2,测试技术试题2一、单项选择题（每题2分，共计24分）1、瞬变信号的
11、频谱特点是（ ）(1)离散的、只发生在基频的整数倍；(2) 连续的、随着频率的增大而减小；(3)连续的、只在有限区间有非零值；(4)离散的、各频率成分的频率比不是有理数。2、若Fx(t)X(f)，k为大于零的常数，则有Fkx(t)（ ）(1)X(f/k)；(2) kX(k f)；(3)(1/k)X(k f)；(4)(1/k)X(f/k)。3、下列第（ ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。(l)热电偶、电涡流、电阻应变；(2)热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；(3)硅光电池、霍尔、磁电式；(4)压电、霍尔、电感式。4、信号中最高频率fc为1000Hz，采样频率fs至少应为（ ）Hz。（l）5
12、00；（2）1000；（3）1500；（4）2000。5、已知在某特定条件下材料A与铂电阻配对的热电势为13mV，材料B与铂配对的热电势为8mV，此条件下材料A与材料B配对后的热电势为（ ）。 （l）5；（2）8； （3）l3；（4）21。,6、惯性式位移传感器作为滤波器来说具有（ ）特性。 （l）低通；（2）高通；（3）带通；（4）带阻。7、下面对线性系统的输入、输出间关系表述正确的是（ ）（l）Y(f)=|H(f)|2X(f)；（2）Sxy(f)=H(f)Sx(f)（3）Sy(f)=|H(f)|Sx(f)；（4）Sxy(f)=Sx(f)Sy(f)8、非线性度是表示定度（标定）曲线（ ）的程
13、度。 (1)接近真值；(2)偏离其拟合自线；(3)加载和卸载时不重合； （4）在多次测量时的重复。9、下列（ ）为不正确叙述。 (1)低通滤波器带宽越窄，表示它对阶跃响应的建立时间越短； (2)截止频率为幅频特性值为A0/ 所对应的频率； (3)截止频率为对数幅频特性衰减3dB所对应的频率； (4)带通滤波器带宽为上、下截止频率之间的频率范围。,10、调幅波（AM）是（ ）。(1)载波与调制信号(即被测信号)相加；(2)载波幅值随调制信号幅值而变；(3)载波频率随调制信号幅值而变；(4)载波相位随调制信号幅值而变。11、（ ）式传感器适用于几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量。(1)电涡
14、流；(2)电容；(3)压磁式；(4)光栅。 12 若矩形窗函数为 ，其傅里叶变换为 （ 1 ）。（1） 2） (3) （4）,二、填空题（每空1分，共计12分）1、任何样本的时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为（ ）信号。2、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必为（ ）的简谐信号。3、（ ）式拾振器在测振时被固定在被测设备上。4、两个压电元件的（ ）适用于测量以电荷为输出的场合。5、( )测厚仪是日前常用的非接触式测厚仪之一，与X射线测厚仪相比，它的射线源稳定、廉价。,6、正弦信号的自相关函数保留了信号的（ ）信息和（ ）信息，但是丢掉了相位的信息。7、双螺线管差动
15、型传感器比单螺线管型电感式传感器有较高的灵敏度和（ ）。8、测试装置在稳态下，单位输入变化所引起的输出变化称为该装置的（ ）。9、由于不正确地选择采样的时间间隔而引起频域上高低频之间彼此混淆的现象被称为（ ）。10、（ ）是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。11、附加感器质量将使被测振动系统的固有频率（ ）。,三、 回答题(只选作4题，每题6分，合计24分)1、在二阶系统中，什么取0.7为最佳阻尼比？2、什么是泄漏，为什么产生泄漏，如何减少泄漏？3、如何确定信号中是否含有同期成分？4、如何校准压电式加速度传感器？5、说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。6、简述热电偶的测温原理。
16、,四、计算题（每题10分，共2题，合计20分）1、用电阻应变片接成全桥，单臂工作，测量某一构件的应变，已知其变化规律为(t)=10cos10t+8cos100t。如果电桥激励电压是u0=4sin10000t，应变片灵敏度系数K=2。求此电桥输出信号的频谱（并画出频谱图）。2、有一l/3倍频程滤波器其中心频率fn500Hz，建立时间Te=0.8s。求滤波器：（1）带宽B、上下截止频率fc1、fc2。（2）中心频率改为fn200Hz，求带宽、上下截止频率和建立时间。,五、综合应用题（每题10分，共2题，合计20分）1、一特性常数A5/N的等强度梁，若悬臂端加载P=20N，根据图1（R0为温度补偿片
17、）中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数（）。,2 、用应变计测量一小轴的扭矩，测量系统框图如图2。试在图3中表示如何有片和组桥，要求电桥的灵敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。已知小轴直径D=25mm弹性模量E2105Mpa，泊松比=0.25；应变仪灵敏度K=10mV/，满量程输出为1V，衰减档位置如表1所示；由A/D和PC构成虚拟仪器，设定其满量程输出为1000。(抗弯截面模量为0.1D3，抗扭截面模量为0.2D3)。当小轴加载扭矩为T50Nm时，应选那个应变仪衰减档的位置，虚拟仪器的显示值是多少？,图2,图3,表1,测试技术试题3,一、单项选择题（每题2分，共计20分）1、
18、瞬变信号的频谱是( )。 (A) 离散的，只发生在基频整数倍的频率； (B) 连续的，随着频率的增大而减小； (C) 连续的，只在有限区间有非零值； (D) 离散的，各频率成分的频率比不是有理数。2、若时域信号为x(t) y(t)，则相应的频域信号为( )。 (A) X(f)Y(f) (B) X(f)+Y(f) (C) X(f)*Y(f) (D) X(f)Y(f)3、如果多次重复测量时存在恒值系统误差，那么下列结论中不下确的是（ ）。 (A) 测量值的算术平均值中包含恒值系统误差； (B) 偏差核算法中，前后两组的离差和的差值显著地不为零； (C) 修正恒值系统误差的方法是引入与其大小相等，符
19、号相反的修正值； (D) 恒值系统误差对离差的计算结果不产生影响。,4、对于二阶系统，用相频特性()=90所对应的频率估计系统的固有频率n，该n值与系统阻尼比的大小（ ）。(A)无关 ；(B)依概率完全相关；(C) 依概率相关；(D)成线性关系。5、传感器的滞后表示标定曲线（ ）的程度。 (A)接近真值；(B) 偏离其拟合直线；(C) 加载和卸载时不重合 ；(D) 在多次测量时的重复。6、在位移测量中，（ ）传感器适用于非接触测量，而且不宜受油污等介质影响。 (A)电容；(B)压电；(C)电阻；(D) 电涡流。7、下列第（ ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。(A)热电偶、电涡流、电阻应
20、变电；(B) 热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；(C)硅光电池、霍尔、磁电；(D)压电、霍尔、电感。,8、调幅波（AM）是（ ）。 (A) 载波与调制信号(即被测信号)相加；(B) 载波幅值随调制信号幅值而变；(C) 载波频率随调制信号幅值而变；(D) 载波相位随调制信号幅值而变。9、倒频谱函数是信号的（ ）描述。 (A) 时域；(B)频域；(C) 幅值域；(D)复频域。10、为使信号电缆的长短不影响压电传感器的测量精度，传感器的放大电路应选用（ ）放大器。 (A) 电压；(B) 电荷；(C)功率；(D)积分。,二、填空题（每空1分，共计10分）1、任何样本的时间平均等于总体平均(集合平均)的随
21、机信号被称为( )信号。2、（ ）误差的大小决定测量数值的准确度。3、二阶测试装置，其阻尼比为（ ）左右时，可以获得较好的综合特性。4、恒带宽比滤波器的中心频率越高，其带宽（ ），频率分辨率越低。5、（ ）在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。6、若采样频率过低，不满足采样定理，则采样后的信号会发生（ ）现象。,7、测量转轴扭矩时，应变计应安装在与轴中心线成（ ）的方向上。8、（ ）是指两个具有相同方向、相同频率和相位差固定的波。9、若采用相同材料构成热电偶的两极，那么，当两个节点的温度不同时，热电偶的两个节点之间总的热电势为（ ）。10、在涡轮式流量计、椭圆齿轮流量计、压差流量计、靶
22、式流量计中，采用应变计输出流量信号的是（ ）流量计。,三、简答题（每题6分，共计30分）1、说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。2、通常测试系统由哪几部分组成？简要说明各组成部分的主要功能。3、什么是泄漏？为什么会产生泄漏？如何减少泄漏？4、以单臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？5、简述热电偶的测温原理。,四、计算题（每题10分，共2题，合计20分）1、把灵敏度为40410-4的压电式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。若要将总灵敏度调到1010-6 mV/Pa，电荷放大器的灵敏度应作如何调整？2、有一个1/3倍频程滤波
23、器，其中心频率fn=500Hz，建立时间Te=0.8s。求该滤波器的带宽B，上、下截止频率fc2、fc1；若中心频率fn=200Hz，求带宽及上、下截止频和建立时间。,五、综合应用题（每题10分，共2题，合计20分）1、一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变片，如题图5.1 所示。梁材料的泊松比为，在力P的作用下，梁的轴向应变为，用静态应变仪测量时，如何组桥方能实现下列读数？a)； b) (1+)； c) 4； d) 2(1+)；e) 0；f) 2,图5.1,2、设计一圆筒形拉（压）力传感器，如何布片组桥才能消除加载偏心的影响，并由最大可能的灵敏度？最大负荷P=9.8kN时，电桥输出的应变
24、值为1150，若材料的弹性模量E=1.96105MPa，泊松比=0.25，且设定此传感器弹性元件的内径为20mm，试确定传感器弹性元件的外径。,测试技术试题4,一、单项选择题（每题2分，共计24分）1、附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率（ ）。(1)减小； (2)）增大； (3) 基本不变； (4) 略有增大2、若Fx(t)X(f)，k为大于零的常数，则有Fkx(t)( ) (1) X(f/k)； (2) kX(k f)； (3) (1/k)X(k f)； (4) (1/k)X(f/k)。3、下列第（ ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。 (1) 热电偶、电涡流、电阻应变； (2)
25、 热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；(3) 硅光电池、霍尔、磁电式； (4) 压电、霍尔、电感式。4、 ( )是一种测振前置放大器，其主要优点是灵敏度与电缆长度无关，并且下限频率较高。(1) 调制放大器； (2) 交流放大器； (3) 电压放大器； (4) 电荷放大器,5、信号中最高频率fc为1000Hz，采样频率fs至少应为（ ）Hz。（l）500；（2）1000；（3）1500；（4）2560。6、 信号x(t)=Asin(t+)的均方根值xrms为（ ）。（1）A ； （2）A/2 ； （3）21/2A/2 ； （4）A1/2 7、已知在某特定条件下材料A与铂电阻配对的热电势为13mV，材
26、料B与铂配对的热电势为8mV，此条件下材料A与材料B配对后的热电势为（ ）。 （l）5；（2）8； （3）l3；（4）21。8、惯性式位移传感器作为滤波器来说具有（ ）特性。 （l）低通；（2）高通；（3）带通；（4）带阻。9、下面对线性系统的输入、输出间关系表述正确的是（ ）（l）Y(f)=|H(f)|2X(f)；（2）Sxy(f)=H(f) Sx(f)（3）Sy(f)= |H(f)|Sx(f)；（4）Sxy(f)=Sx(f)Sy(f),10、线性度是表示定度(标定)曲线（ ）的程度。(1)接近真值；(2)偏离其拟合直线；(3)加载和卸载时不重合；(4)在多次测量时的重复。11、下列（ ）为
27、不正确叙述。(1)低通滤波器带宽越窄，表示它对阶跃响应的建立时间越短；(2)截止频率为幅频特性值为A0/21/2所对应的频率；(3)截止频率为对数幅频特性衰减3dB所对应的频率；(4)带通滤波器带宽为上、下截止频率之间的频率范围。12、调幅波(AM)是（ ）。(1)载波与调制信号(即被测信号)相加；(2)载波幅值随调制信号幅值而变；(3)载波频率随调制信号幅值而变；(4)载波相位随调制信号幅值而变。,二、填空题（每空1分，共计12分）1、（ ）是对应于事件发生概率峰值的随机变量的值。2、瞬变信号的频谱特点是（ ）3、任何样本的时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为（ ）信号。4、若线
28、性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必为（ ）的简谐信号。5、（ ）式拾振器在测振时被固定在被测设备上。6、两个压电元件的（ ）适用于测量以电荷为输出的场合。,7、双螺线管差动型传感器比单螺线管型电感式传感器有较高的灵敏度和（ ）。8、测试装置在稳态下，单位输入变化所引起的输出变化称为该装置的（ ）。9、由于不正确地选择采样的时间间隔而引起频域上高低频之间彼此混淆的现象被称为（ ）。10、（ ）是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。11、正弦信号的自相关函数保留了信号的（ ）信息和（ ）信息，但是丢掉了相位的信息。,三、 回答题（只选作4题，每题6分，合计24分）1、说明线
29、性系统的频率保持性在测量中的作用。2、什么是泄漏，为什么产生泄漏，如何减少泄漏？3、如何确定信号中是否含有同期成分？4、在二阶系统中，什么取0.7为最佳阻尼比？5、简述热电偶的测温原理。6、 说明长光栅的构成和工作原理。,四、计算题（每题10分，共2题，合计20分）1、以阻值R=120，灵敏度K=2的电阻丝应变片与阻值为120的固定电阻组成电桥，供桥电压为2 V，并假定负载为无穷大，当应变片的应变为2和2000时，求出单臂工作的输出电压。若采用双臂电桥，另一桥臂的应变为-2和-2000时，求其输出电压并比较两种情况下的灵敏度。2、有一l/3倍频程滤波器其中心频率fn500Hz，建立时间Te=0
30、.8s。求滤波器： （1）带宽B、上下截止频率fc1、fc2。（2）中心频率改为fn200Hz，求带宽、上下截止频率和建立时间。,五、综合应用题(每题10分，共2题，合计20分)1、一特性常数A5/N的等强度梁，若悬臂端加载P=20N，根据图1(R0为温度补偿片)中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数()。,2、如题图2所示，在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各应变片感受的应变，将其值填写在应变表中。并分析如何组桥才能进行下述测试：(1) 只测弯矩，消除拉应力的影响；(2) 只测拉力，消除弯矩的影响。电桥输出各为多少？,自测试卷,1 单项选择题 （每题2分，共计20分
31、） 1.1 已知一个线性系统的与输入x(t)对应的输出为y(t)，若要求该系统的输出为(kp，Ti，Td为常数)，那么相应的输入函数应为( )。,(A),(B),(C),(k，t0为常数，t00),(D),1.2 正弦波y(t)的幅值被时域信号x(t)调制，若它们相应的频域描述分别为Y(f)，X(f)，那么调制后信号的频域描述为（ ）。 (A) X(f)Y(f) (B) X(f)+Y(f) (C) X(f)*Y(f) (D) X(f)Y(f),1.3 如果多次重复测量时存在恒值系统误差，那么下列结论中不正确的是（ ）。 (A) 测量值的算术平均值中包含恒值系统误差 (B) 偏差核算法中，前后两
32、组的离差和的差值显著地不为零 (C) 修正恒值系统误差的方法是引入与其大小相等，符号相反的修正值 (D) 恒值系统误差对离差的计算结果不产生影响1.4 对于二阶系统，用相频特性()=90所对应的频率估计系统的固有圆频率n，该n值与系统阻尼比的大小（ ）。 (A) 无关 (B) 依概率完全相关 (C) 依概率相关 (D) 成线性关系1.5 传感器的滞后表示标定曲线（ ）的程度。 (A) 接近真值 (B) 偏离其拟合直线 (C) 加载和卸载时不重合 (D) 在多次测量时重复1.6 在位移测量中，（ ）传感器适用于非接触测量，而且不宜受油污等介质影响。 (A) 电容 (B) 压电 (C) 电阻 (D
33、) 电涡流,1.7 下列第( )组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。(A) 热电偶、电涡流、电阻应变;(B) 热电偶、霍尔、半导体气敏传感器;(C) 硅光电池、霍尔、磁电;(D) 压电、霍尔、电感1.8 用镍铬-镍硅热电偶测量炉温时，冷端温度为T0=30，测得热电势E(T,T0)=39.2mV。由热电偶分度表，E(30,0)=1.2mV。这时比较准确的炉温是热电偶分度表中与（ ）对应的温度值。 (A) 40.4mV;(B) 38.0 mV;(C) 39.2 mV;(D) 1.2 mV1.9 下列各组流量计中，适于根据旋转部件转速确定体积流量的是（ ）。(A) 椭圆齿轮流量计，转子流量计，涡
34、轮流量计(B) 腰轮转子流量计，转子流量计，涡轮流量计(C) 椭圆齿轮流量计，腰轮转子流量计，转子流量计(D) 涡轮流量计，椭圆齿轮流量计，腰轮转子流量计1.10 为使信号电缆的长短不影响压电传感器的测量精度，传感器的放大电路应选用（ ）放大器。 (A) 电压; (B) 电荷;(C) 功率;(D) 积分,2 填空题（每空1分，共计10分）2.1 被测量的噪声源停止发生时，周围环境的噪声称为（ ）。2.2 （ ）误差的大小决定测量数值的准确度。2.3 光栅测量的基本原理是利用光栅的（ ）现象。2.4 为了减小负载误差，放大器的输入阻抗一般是很（ ）的。2.5 （ ）是在时域描述两个信号之间相关程
35、度的无量纲的函数。2.6 若采样频率不大于被测信号中最高频率的2倍，采样后的信号就会发生（ ）现象。2.7 测量转轴扭矩时，应变计应安装在与轴中心线成（ ）的方向上。2.8（ ）是指两个具有相同方向、相同频率和相位差固定的波。2.9 设计滤波器时，必须指明滤波器的种类、（ ）、逼近方式和阶数。对于某些逼近方式，还要指明通带或阻带的波纹。2.10 对于被测量的线性系统，如果惯性式传感器的质量不可忽略，那么该系统的固有频率比没有附加质量时有所（ ）。,3 简答题（选做其中5个题，每题6分，共计30分）3.1 分别在时域和频域比较周期信号和瞬变信号。3.2 简要说明如何消除测量中的噪声干扰（两种方法
36、）。3.3 已知温度测量系统如下：当温度变化规律为x(t)=Asint，并且不超出系统的测量范围，试说明如何确定测量的动态误差。3.4 在数字化处理的过程中，什么是泄漏？为什么会产生泄漏？如何减少泄漏？3.5 箔式电阻应变计(敏感栅材料为康铜)产品的灵敏度系数是如何定义的?3.6 简述热电偶的测温原理。,4 计算题（每题10分，共2题，合计20分）4.1 设一振动体做简谐振动，振动频率为20 Hz。如果它的位移幅值是1 mm，求其速度幅值和加速度幅值。4.2 已知系统的脉冲响应函数 ,设输入谱密度为S0的白噪声，求输出信号的功率谱密度，输出信号的均方值。（ ）,5 综合应用题（每题10分，共2
37、题，合计20分）5.1 一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变计，如图5.1 所示。已知等强度梁特性常数A=5 /N，材料的泊松比为0.28，若悬臂梁端点载荷P=20 N，试根据图5.2中的组桥方式(R0为标准电阻)，填写静态应变测量时的仪器读数（）。,图5.1,图5.2,5.2 矩形横截面的发动机连杆承受拉力N(示意图如图5.3所示)。为了测量拉力，如何布片组桥才能消除加载偏心和温度变化的影响，并有最大可能的灵敏度？,已知最大负荷Nmax=10 kN，电桥的供桥电压U0=12V，材料的弹性模量E=2105MPa，泊松比=0.25，连杆的横截面积A=100 mm2，应变计的灵敏度系数K=2
38、，该电桥的最大输出电压是多少？ 选用的数据采集器的输入范围为05V，拟在测量电桥和数据采集器之间配置直流放大器，试确定放大器的增益(dB)。,1 圆柱形弹性元件，在拉、弯联合作用下，如题图a,应变片应如何布片和正确接电桥才能测定拉力p和弯矩M，并能消除拉力和弯矩间的相互干扰?,答：1）原则上仅需在圆柱弹性元件上下表面各贴一片应变片R1和R2(见图)，并与两阻值和应变片阻值相同的固定电阻组成电桥。没有力、弯矩作用时，R1=R2=R，电桥输出电压U0为零。 2）测拉力时,由于受拉,R1=R2,测弯矩时,由于受弯，R1= R2 。测定拉力的电桥如图b，R1和R2组成电桥的相对臂。测定弯矩的电桥如图c
39、，R1和R2组成相邻臂。测拉力的电桥输出电压U0,将R2=-R1代入上式有,可见，RT互相抵消，对电桥的输出无影响。,2 如图所示，测量电路采用半桥，其中为0.25,应变仪选用YD-15，衰减档为3档，其灵敏度为0.25mA/；记录仪器选用光线示波器SC-16,振子型号为FC6-5000，其灵敏度为0.45mm/mA。已知示波器的光点高度为11.2mm，求测量电路实际的应变值,解(1)求解流过振子线圈的电流 i=11.2/0.45=24.9(mA) (2)求解应变仪的应变输入值,（3）求解实际的应变值实,3以阻值 R=120，灵敏度Sg=2的电阻丝应变片与阻值为120的固定电阻组成电桥，供桥电
40、压为3V，并假定负载为无穷大，当应变片的应变为2 和2000 ，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。 解：(1)对于电阻型应变片来说，dR/RSg 当应变片的应变为2时：单臂电桥的输出电压为：,双臂电桥的输出电压为：,(2)当应变片的应变为2000时：单臂电桥的输出电压为：,双臂电桥的输出电压为：,通过计算可知：双臂电桥的灵敏度比单臂电桥高一倍。,4用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为 (t)=Acos10t+Bcos100t 如果电桥激励电压是u0=Esin10000t。求此电桥输出信号的频谱。解：电桥输出电压uy= Sg(t)u0，其中Sg为电
41、阻应变片的灵敏度所以得：uy(t)= Sg(t)u0(t)= SgE(Acos10t+Bcos100t )sin10000t 因为：,所以：,5 交流应变电桥的输出电压是一个调幅波。设供桥电压为E0=sin2f0t，电阻变化量为R(t)=R0cos2f1t，其中f0 f1。试求电桥输出电压e(t)的频谱。解：(1)电桥输出电压 e(t) = E0R(t)/R0=sin2f0tcos2f1t,因为f0 f1，所以：,6有一扭矩标定小轴，材料的E=1.96105Mpa,，=0.25直径D=30mm，加载力臂l=1000mm，若用静态应变仪全桥接线测量其应力，问当加载49N时，应变仪读数应为多少?解
42、：扭矩与剪应力的关系。,剪应力与应变的关系,全等臂桥电桥仪器输出与输入表达式,7如题图所示，在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各应变片感受的应变，将其值填写在应变表中。并分析如何组桥才能进行下述测试：(1) 只测弯矩，消除拉应力的影响；(2) 只测拉力，消除弯矩的影响。电桥输出各为多少？,解：,其输出应变值为2(1+) M,测拉，除弯,测弯，消拉,2(1+) p,8一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变片，如图所示。,梁材料的泊松比为，在力P的作用下，梁的轴向应变为,用静态应变仪测量时，如何组桥方能实现下列读数？a)； b)(1+)； c)4； d)2(1+)；e) 0；
43、f)2 解：本题有多种组桥方式，例如题图10.2-1所示。,9用YD-15型动态应变仪测量钢柱的动应力，测量系统如题图9.3所示，若R1=R2=120，圆柱轴向应变为220，=0.3，应变仪外接负载为Rfz=16，试选择应变仪衰减档，并计算其输出电流大小。(YD-15型动态应变仪的参数参见题表9-1和9-2。),解：电桥输出应变 仪=(1+) =(1+0.3)220=286(2)由题表10.3-1选衰减档3。(3)由题表10.3-2可知16负载时的灵敏度为0.093mA/，于是，输出电流的幅值 I=仪0.093/3 =2860.093/3=8.87(mA),图9.3,题表9-1 YD-15应变
44、仪衰减档位,题表9-2 YD-15应变仪输出及灵敏度,10一特性常数 A=5/N 的等强度梁，材料的波松比=0.25 ，若悬臂端加载P=20N，根据图10.1(R0为温度补偿片)中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数()。,图10.1,11用应变计测量一小轴的扭矩，测量系统框图如图11-1。试在图11-2中表示如何布片和组桥，要求电桥的灵敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。已知小轴直径D=25mm，弹性模量E=MPa，泊松比=0.25；应变仪灵敏度K=10mV/，满量程输出为1V，衰减档位置如表11.1所示；由A/D和PC构成虚拟仪器，设定其满量程输出为1000。(抗弯截面模量为0.1D3，抗扭截面模量为0.2D3) 。当小轴加载扭矩为T=50Nm时，应选那个应变仪衰减档的位置，虚拟仪器的显示值是多少？,图11-2,图11-1,表11. 1 YD-15应变仪衰减档位,选衰减档位置10输出电压为 U0=4000/10=400 mV显示应变 0=U01000/1000mV=400,
