工程测试技术基础习题答案 2.docx

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1、工程测试技术基础习题答案2（工程测试技术基础）温习题答案一、选择题1信息与信号之间的关系是D。A信息与信号并列B信息与信号无关C信息包含信号D信息在信号之中2描绘周期信号的数学工具是B。A相关函数B傅氏级数C傅氏变换D拉氏变换3傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的C。A相位B周期C振幅D频率4关于信息和信号，下面的讲确的是C。A信息包含信号B信息与信号无关C信号是信息的载体D信息描绘了事物某物理量的变化经过5多种信号之和的频谱是C。A离散的B连续的C随机性的D周期性的6下列信号中，C信号的频谱是连续的。A12()sin()sin(3)xtAtBt?=+B()5sin303sinxtt=+C0

2、()sinatxtet-=?7不能用确定函数关系描绘的信号是C。A复杂的周期信号B瞬变信号C随机信号8复杂的周期信号的频谱是A。A离散的B连续的C函数Dsinc函数9数字信号的特性是B。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10下列函数表达式中，B是周期信号。A5cos10()0xt?=?当t0当t0B()5sin2020cos10)xtttt=+(-A金属应变片B半导体应变片C压敏电阻14信号()1txte-=-，则该信号是C。A周期信号B随机信号C瞬变信号D频域信号15石英晶体沿机械轴遭到正应力时，则会在垂直于B的外表上产生电荷量。A机械轴

3、B电轴C光轴16图1所示信号属于功率信号的是D。矩形脉冲信号tttX图217将电阻应变片贴在C上，就能够做成测力、位移、压力等物理参数的传感器。A质量块；B导体；C弹性元件；D机械构件。18采样信号的特征是A。A时间上离散，幅值上连续；B时间上和幅值上都离散；C时间上和幅值上都连续；D时间上连续，幅值上离散量化19石英晶体的压电系数比压电瓷的C。A大得多B相接近C小得多20一般来讲，测试系统的灵敏度越高，其测量围B。A越宽B越窄C不变21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D效应。A压电B压阻C压磁D逆压电22非线性度是表示定度曲线B的程度。A接近真值B偏离其拟

4、合直线C正反行程的不重合D输出零点偏离距离23在动态测试中，电桥的输出量通常采用B。A电阻量B电压量C电流量D电感量24电涡流式传感器是利用A材料的电涡流效应工作的。A金属导电B半导体C非金属DPVF225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，通过这一转换进而获得相应的电压输出。A线圈自感B线圈互感CLC调谐振荡DRC调谐振荡26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B。A电压放大器B电荷放大器C前置放大器27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感应电动势图128压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的C成

5、正比。A位移B速度C加速度29沟通电桥的桥臂依次是Z1Z2Z3Z4,其平衡条件是DAZ1Z2=Z3Z4B|1|3|2|4|ZZZZ=CZ1Z3=Z2Z4D1324ZZZZ=30光敏晶体管的工作原理是基于B效应。A外光电B光电C光生电动势31测试系统的第二个环节为信号调理，它的作用是C。A非电物理量转换为电量B从被测对象中提取被测对象状态和特征的相关信息C从电量电阻、电感、电容等转换为电量电压、电流32一般来讲，物性型的传感器，其工作频率围A。A较宽B较窄C不确定33一传感器的灵敏度高，表示该传感器C。A允许输入量大；B工作频带宽；C单位输入量引起的输出量大；D线性围宽34极距变化型电容式传感器

6、是A型传感器。A构造B物性35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B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36变极距型电容传感器的输出与输入，成A关系。A非线性B线性C反比D平方37不能用涡流式传感器进行测量的是(D)。A位移B材质鉴别C探伤D非金属材料38极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是由于B。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形误差C非接触测量39测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为(D)。A精度B灵敏度C精细度D分辨率40下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件D。A波登管B膜片C

7、波纹管D电阻应变片41电感式传感器的工作原理是C。A应变电阻效应B压阻效应C电磁感应原理D压电效应42电阻应变片的输入为B。A力；B应变；C速度；D加速度43构造型传感器是依靠传感器C的变化实现信号变换的。A本身物理性质；B体积大小；C构造参数；D电阻值44互感型传感器本质上就是一个B。A电容器B变压器C测振仪D速度计45哪一种电容式传感器有线性误差？AA极距变化型B体积变化型C面积变化型D介质变化型46对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成A。A0B45C90D3047电阻应变式传感器在使用时需要进行补偿的是B。A电阻B温度C力D电流48半导体式应变片在外力作

8、用下引起其电阻变化的因素主要是C。A长度B截面积C电阻率D高通49调制能够看成是调制信号与载波信号A。A相乘B相加C相减D相除50线形装置的灵敏度是B。A随机变量B常数C时间的线性函数二、填空题1.信号能够分为确定性信号和随机信号两大类。2.信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为均方值，它描绘测试信号的强度信号的平均功率3.工程中常见的周期信号，其谐波分量幅值总是随谐波次数n的增加而衰减的，因而，没有必要去那些高次的谐波分量。4.确定性信号能够分为周期信号和非周期信号两大类，前者的频谱特点是离散的，后者的频谱特点是连续的。5.根据采样定理，采样信号频率fs与被测信号最高频率fh之间应知足

9、fs2fh关系。6.周期方波的傅氏级数：10021()(coscos3)3AxtAtt=+L周期三角波的傅氏级数：2002411()(coscos3cos5)2925AAxttt=+L，它们的直流分量分别是A和A/2。信号的收敛速度上，方波信号比三角波信号更慢。7.频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完好地揭示了信号的频率构造。8.描绘周期信号的数学工具是傅里叶级数；描绘非周期信号的数学工具是傅里叶变换。9.根据鼓励电压的不同，电桥能够分为直流电桥和沟通电桥。10.压电式传感器一般用电荷放大器作为前置放大器。11.具有压电效应的材料称为压电材料，常用的压电材料有石英晶体和压电瓷。12.根据载波

10、受调制的参数不同，调制可分为调幅、调频和调相。13.已知一被处理的信号频率在3002500Hz围，则采样频率应至少大于5000Hz。14.现欲对某一信号进行数据收集，该信号频谱中的最高频率为1KHz。那么，根据采样定理的要求，完成一次数据收集所需要的时间不能大于500s。15.已知图2为直流电桥，uo为输入，uy为输出，其平衡条件R1R3=R2R4。uyuoR4R3R1R2图116.电阻应变片的灵敏度表达式为/12/dRRSEdll=+，对于金属应变片来讲：S=1+2而对于半导体应变片来讲S=E。17.物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变换的；构造型传感器是依靠传

11、感器构造参数的变化而实现信号转换的。图218.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。19.电容器的电容量0AC=，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：0A/2。20.A/D转换器是将模拟信号转换成数字信号的装置。21.在所学过的传感器中，试举出三个非接触式传感器电涡流式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器。22.极距变化型电容传感器存在着非线性度，为了改善非线性度及提高灵敏度，通常采用差动的形式。23.压电传感器的前置放大器的主要作用是将高输出阻抗变为低输出阻抗和对输出的微弱信号进行放大。24.传感器包括敏感元件和转换元件两部分。25.非周期信号，时域为xt，频域为()Xf，它们

12、之间的傅氏变换与逆变换关系式分别是：?-=dtetxfXftj2)()(，?-=tdfefXtxfj2)()(。26.由于2lim()TTTxtdt-?为有限值时，称()xt为能量信号。因而，瞬变信号属于能量，而周期信号则属于功率。27.差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应反相串接。28.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻桥臂上。29.电阻应变式传感器通常以电桥为测量电路。30.沟通电桥的平衡条件是相对桥臂的阻抗的乘积相等。31.振动三要素分别是幅值、频率、相位。三、判定正误1.但凡频谱离散的信号必然是周期信号。2.压电式加速度传感器由于产生的是静

13、电荷，且本身阻很大，故不能用普通电表测量。3.调幅波能够看成是载波与调制信号的迭加。4.传感器是一种将电信号转换为另一种电信号的装置。5.静态测量仅需要利用系统的静态性能指标，而动态测量只需要利用系统的动态性能指标。6.所谓幅度调制，就是调制波的振幅在载波信号控制下发生变化的经过。7.压电式传感器用电荷放大器时输出电压与电缆长度无关。8.测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片；测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。9.所有周期信号的频谱都是离散的，所有非周期信号的频谱都是连续的。10.压电式加速度传感器十分合适测量动态量。11.模拟信号是幅值和时间都连续的信号。12.连续信号不但在时

14、间上连续，而且在幅值上也连续。13.但凡周期信号的频谱必然是离散的。14.量化是一个近似的经过，其误差与A/D转换器的位数有关。15.按信号的性质进行分类，瞬变信号属于确定性信号。16.测量装置的灵敏度越高，其测量围就越大。17.直流电桥能否平衡与供桥电源电压有很大关系。18.在进行信号的A/D转换时，假如采样周期过大，则采样信号的频谱会发生混叠现象。19.压电式传感器是一种能量控制型传感器。20.构造型传感器是依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变换的。21.物性型传感器是依靠传感器构造参数的变化而实现信号转换的。22.电感式传感器是一种构造型传感器。23.压电式传感器是一种构

15、造型传感器。24.电涡流式传感器能够进行动态非接触测量。25.测试工作是为了获取有关被研究对象的状态、运动和特征等方面的信息。26.但凡频谱离散的信号，必然是周期信号。27.确定性信号的频谱是离散的。28.有限个周期信号之和必然构成新的准周期信号。29.有限个周期信号之和构成的新信号频谱必然是离散的。30.一个在时域有限的信号，其频谱也是有限的。31.确定了幅值、频率和相位，就能够确定一个单频信号。32.信号在时域波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。33.不能用明确的数学表达式描绘的信号称为非周期信号。34.频域信号和时域信号不可能是同一信号的描绘。35.电阻应变式传感器只用于测定构造的应力

16、或应变。36.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。37.差动变压器式传感器是一种电容式传感器。38.所有周期信号都是功率信号。39.离散信号是数字信号。40.在直流电桥中，只要知足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外两相邻桥臂阻值的乘积，则电桥一定处于平衡。41.压电传感器要求后接的负载必须有高输入阻抗。42.变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。43.随机信号是确定性信号。44.金属丝应变片在测某一构件的应变时，其电阻的相对变化率主要由电阻材料的电阻率的变化决定。45.误差能够被控制的很小甚至被完全消除。四、概念题1测试2测量3间接测量4直接测量5测量误差6绝对误差

17、7相对误差8系统误差9随机误差10非电量电测技术11传感器12应变效应13应变片的灵敏度系数14正压电效应15逆压电效应16模数转换器17数模转换器18调制19.解调20霍尔效应21傅里叶变换五、简单题1.周期信号的频谱有何特点？1离散性周期信号的频谱是由不连续的谱线组成，每条谱线代表一个谐波分量。2谐波性频谱中每条谱线只出如今基波频率的整数倍上，基波频率是各分量频率的公约数；3收敛性各频率分量的谱线高度表示各次谐波分量的幅值或相位角。工程上常见的周期信号其谐波幅值总的趋势是随着谐波次数的增高而减小的。2.测量误差是怎样分类的？按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随

18、机误差和粗大误差；按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差。3.电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？电阻丝应变片利用导体形变引起电阻变化，半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻变化。4.传感器有哪些组成部分？在检测经过中各起什么作用？传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。各部分在检测经过中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联络的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量

19、转换成易于处理的电量信号。5.图3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。此题图所示为差动变压器式传感器的工作原理图。即利用互感原理将被测位移量转换为线圈互感的变化。其一次线圈W接入稳定沟通电源，二次侧线圈W1、W2感应产生输出电压。当被测参数使互感M变化，测杆P在中间位置时，1WW?之间的互感与2WW?之间的互感相等，由于二次线圈W1、W2反极性串联，感应电势021=eee,，测杆上移后,1WW?的互感增大,2WW?互感减小,021eee,，反之测杆下移后，0当前位置：文档视界工程测试技术基础习题答案2工程测试技术基础习题答案2六、计算题7解：怎样布片组

20、桥可参考教材P230的表9-2根据应变片的灵敏度系数公式RRK?=，由题意，可得拉力P作用下PPRRk=，将题中数值代入公式，610100001202-?=PR，计算得到=?42.PR。同理，可得弯矩M作用下MMRRk=，将值代入，61010001202-?=MR，计算得到=?240.MR。布片方式：组桥方式：该组桥方式即可实现测弯除拉。则在弯矩下应变片R1有+R1变化，R2有-R2的变化，根据电桥输出公式OURRRRRU44231?-?-?+?=，可得输出电压OURRRU421)(?-?=，将中求出的RM代入，可得VU0120211204240240.*).(.=?-=。布片方式：组桥方式：其中R3，R4为电阻，R1，R2为应变片。该组桥方式即可实现测拉除弯。即弯矩下输出电压为0。在拉力P作用下应变片R1有+R1变化，R2也有+R2的变化，根据等臂电桥的输出公式可OURRRRRU44321?-?-?+?=得输出电压OURRRU421?+?=，将中求出的RP代入，可得VU1202112044242.*.=?+=。由于电阻应变片R1，R2接入电桥的对臂，在温度作用下R1t，R2t具有一样的变化方向，根据等臂电桥的输出公式，温度引起的电阻变化量不能消除，所以不能实现温度补偿。