传感器简答题及答案

1.用频域描述分析设备故障有何突出优点? 答：频域描述反映了信号的频率组成及其幅值。

2. 信号调理阶段的放大滤波、调制。解调的作用分别是什么？什么是采样定理？采样频率是不是越高越好?

放大：提高传感器输出的电压、电流和电荷信号使其的幅值和功率可以进行后续的处理。

称能量信号。随机信号：是一种不能准确预测且未来瞬时值，也无法用数学关系式来描述的信号。模拟信号：在所讨论的时间 间隔内，对任意时间值，除第一类间断点外都可以给出确定的函数的信号。数字信号: 值和时间上都离

散的信号)

5. 试述信号的幅值谱与系统的幅频特性之间的区别

信号的幅值谱表征信号的幅值随频率的分布情况，幅值特性指方法电路的电压放大倍数与频率的关系。前者描述信号各频率分 量得幅度后者是系统对输入各频率分量得幅度怎么样变化。

6. 周期信号的频谱图有何特点？其傅里叶级数三角函数展开式与复指数函数展开式的频谱有何特点?

(1) 1.离散性2.谐波性3.收敛性。(2)周期信号的傅里叶级数三角函数展开式频率谱是位于频率右侧的离散谱，谱线间隔为

整数个3。复指函数是展开式的频谱其实频谱总是偶对称的其虚频谱总是奇对称的。

x(t) 25-5sin 0

t+2Ocos(2 0

t+ /2)，试求该周期信号的均值，并

画出该信号的频谱图。

25

8.试说明信号的均值、方差、均方值的物理含义 。并写出三者间的联系式。

均值表示集合平均值或数学期望，表达了信号变化的中心趋势，方差反映了信号围绕均值的波动程度，信号的波动量。均方值 在电信号中表示有效值。三者关系^

x

2

= S x 2+ g x 2

9.什么是测试？机械工程测试的主要任务是

什么？用方框图表示计算机测试系统的一般组成及各部分作用 ①测试是人们从客观事物中提取所

需信息，借以认识客观事物，并掌握其客观规律的一种科学方法。②机械工程测试的主要任 务是⑴提供被测对象的质量依据⑵提供机械工程设计、制造研究所需的信息。

调制：将微弱的缓变信号加载到

高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大。 解调：从放大器的输出信号中提取放大的缓变信号。

滤波：使信号中特定

的频率成分用过而极大地衰减其他频率成分。

3. 在设备故障诊断时，为什么要对测试信号进行频域分析?

频域分析法只要是对信号的频率结构进行分析，确定信号是由哪些成分所组成，以及这些频率成分幅值的大小。 通过对故障特

征频率及故障特征频率幅值的分析，就可以准确地对设备的故障情况进行诊断。

4. 什么是功率信号？什么是能量信号？什么是随机信号？什么是模拟信号？什么是数字信号? 功率信号：若信号在区间(-^，+<^)的能量是无限的。即

x 2

(t)dt ，但它在有限区间(t t ，

t 2

)的平均功率是有限

的，即—1

一 0 x

t 2 t 1

t1

这种信号称功率信号。能量信号：当满足时，认为信号的能量是有限的，称为能量有限信号，简

时间离散而幅值量化，称为数字信号(幅 7.已知某周期信号的傅立叶级数展开式为

25 5cos

O t

/2 20cos 2

0t

/2

时A n

25 0时A n

A n 20

/2

10.什么是系统的动态特性？系统动态特性的数学模型有几种？要使系统有较好的动态特性,

参数有何要求?

①描述测试系统动态测量是的输入与输出之间的函数关系的方程，图形，参数称为测量系统的动态特征。②数学模型有：时间

压电效应指对某些晶体来说当在他们上面加上一定的压力，就能使这些晶体表面带电，从而在晶体内部产生一定的电场的效应。 电荷放大器的特点：将电荷变换为其正比的电压， 将高输出阻抗变为低输出阻抗将机械量转变成与其成正比的微电荷 出阻抗Ra 极高。

18.简述光电式转速仪的工作原理？并画出测试原理图。

光电式转速仪通过安装在被测周上的多孔圆盘，来控制照于光电元件光通量的强弱，从而产生于被测轴转速成比例的电脉冲信

对一阶系统和二阶系统的动态特性

域，复数域，频率域。③一阶系统的动态特性取决于时间常数 T ，T 越小越好，较小时间常数可以加快响应过程，二阶系统的动

态特征是固有频率3 n 和阻尼比轨

11.简要回答以下概念：（1）回程误差；（2）线性度；⑶

灵敏度

⑴回程误差：在相同测试条件下全量程范围内的最大迟滞差值

hmax 与坐标满量程输出A 的比值的百分率，回程误差=hmaXA*100%

⑵线性度：定度曲线接近拟合直线的程度，在系统标称输出范围内，世界输出对拟合直线的最大偏差△ Imax 与满量程输出A 的

比值的百分率。⑶灵敏度：测试系统在静态测量师输出和输入的变化量之比的极限值。

12.频率响应函数、幅频特性和相频特性的物理意义分别是什么？

画出测试系统满足不失真测试条件时的幅频特性曲线和相频特

性曲线？图略

①频率响应函数：以x t x 0e

j wt 4x

作为输入作用于测试系统，将系统的稳态输出 y （t ）与x （t ）之比的定义为测试

系统的频率响应函数。②幅频特性反应测试系统对输入信号频率分量的幅值缩放能力③相频特性反映出测试系统对输入信号的

3频率分量的侧相位的移动程度。 13.线性定常系统有哪些基本特性？

说明叠加（线性）特性和频率保持性在测量?

①线性定常系统的基本特性有⑴线性特性⑵时不变特性⑶微分特性⑷积分特性⑸频率保持特性

②叠加特性在分析线性系统在多输入同时作用下的总输出时，可以将多输入分解成许多单独的输入分量，先分析各分量单独作 用于系统所引起的输出然后将各分量单独作用的输出叠加起来便可得到系统的总输出 ③频率保持特性：可分辨是否有外界干扰或系统内部的噪声对系统影响。

14.什么是能量转换型传感器？ 什么是能量控制型传感器？试举例说明。

在信息变换过程中，需要外电源供给能量的传感器称为能量传感器，如电阻，电容，电感传感器，在信息传递变换过程中不需 要外电源供给能量，由能量变换元件构成的传感器称为能量转换型传感器。如压电式，热电光电式传感器。

15接触法测温和非接触法测温各有什么特点?

接触法测温时温度敏感元件与被测物体相接处，经过热交换后两者温度相等。非接触法测温，温度敏感元件通过辐射能量进行 热交换，由于辐射能的大小来推算被测物体的温度。

16.差动型可变磁阻式电感传感器在使用时， 常把两个线圈接在一个电桥中，这样做有什么好处？请画出电感电桥的接线图。

差动型可变点感传感器线性更好，测量精度以及另名都高，外界影响小。

RL

17什么是压电效应？压电式传感器的后接电荷放大器有何特点

Q,而且输

？