工程测试技术复习题
大学机械工程测试技术期末考试复习资料

机械工程测试技术★ZZ211006——在线考试复习资料2021版一、单选题1.截断的正弦波信号的频谱是()。
A.离散谱B.高频谱C.低频谱D.连续谱答案:D2.自功率谱密度是()的傅里叶变换。
A.自相关函数B.脉冲响应函数C.频率响应函数D.互相关函数答案:A3.如果一个信号的最高频率为100HZ,为避免频率混叠,采样频率应大于()。
A.100HZB.600HZC.200HZD.1000HZ答案:B4.理想滤波器在通频带之内幅频特性为().A.0B.与频率成正比C.常数D.1/2答案:C5.同步解调是在调幅信号基础上乘以()。
A.同频率的测试信号B.调幅信号C.调制信号D.同频率的载波信号答案:D6.交流电桥的平衡条件为().A.相邻两臂阻抗乘积相等B.相邻两臂阻抗之和相等C.相对两臂阻抗乘积相等D.相对两臂阻抗之和相等答案:C7.()是能量转换型传感器。
A.压电传感器B.电容传感器C.电阻传感器D.电感传感器答案:A8.变极距式电容传感器的灵敏度与()成反比。
A.面积B.极距C.极距的平方D.介质答案:C9.当电阻应变片式传感器拉伸时,该传感器电阻()。
A.变小B.不变C.不确定D.变大答案:D10.两个系统的传递函数分别为H1(S)与H1(S),串联后总的传递函数为()。
A.H1(S)+H1(S)B.H1(S)H1(S)C.H1(S)/H1(S)D.0答案:B11.一阶系统在ω=1/τ处,相位滞后为()。
A.450B.900C.1800D.0答案:A12.测试系统不失真测试的幅频特性为()。
A.0B.450C.常数D.与ω成线性关系答案:C13.瞬变非周期信号的频谱具有()特点A.连续B.离散C.模拟D.数字答案:A14.周期信号的频谱具有()特点A.连续B.离散C.模拟D.数字答案:B15.获得非周期时域信号的频谱用()数学工具。
A.付里叶级数B.傅立叶变换C.拉氏变换D.时序分析答案:B16.A/D转换器的位数越多,则量化误差则()。
能源与动力工程测试技术期末考试复习题

能源与动力工程测试技术1.单光束单散射系统.不属于常见外差检测模式的激光多普勒测速光路系统。
2.为了提高热电阻的测温精度,通常采用三线制。
3.:为了减小测温的福射传热误差,测量端加装福射屏蔽罩的措施有效。
4.20C下,PtlOOO热电阻的阻值可能为105OQ5.二阶测量系统常采用0.6-0.8的阻尼比为最佳,它可使系统具有较好的稳定性。
而且,此时提高系统的固有频率会使响应速率变得更快。
6.CulOO是指在OC下其阻值为IoOQ。
7.单位输入量所引起的输出量的大小称为:灵敏度8.PlloO热电阻的测温范围为-200〜850七。
9.压阻式压力传感器的输出,是由四个扩散电阻组成惠斯顿电桥的输出。
当采用也可采用恒流源供电时,可消除温度对测量的影响。
10.加装滞止年不能减小套管热电偶测温的导热误差11.用以检验热电极材料均匀性的理论依据是均质导体定律12.1.0错1。
4 的有效数字位数是:2位13.某工程师测定一炉内温度,其所在环境为40°,测得的热电势为33.275mV,则炉内温度为839.5°C o禊格∙⅜ftt⅜热电偶分度表(臼由竭温度为o15.用热电偶测温时采用补偿导线的理论依据是连接导体定律16.热电阻温度计是基于热电阻效应而工作的。
17.LDV属于速度测量的光学方法。
18.、测定气体的浮子流量计是按空气在标准状态下(密度1.293/)进行标定流量的,如果用于测定甲烷密度.717g∕L),其示数为L6m,则其实际流量可能是2.Im3∕ho19.随圆齿轮流量计不属于质量流量计20.热电阻液位计,它利用液体和蒸汽对热敏材料的传热特性不同而引起热敏电阻变化的现象进行液位测量21.科里奥利流量计,双涡轮流量计,推导式质量流量计属于质量流量计.22.电接点液位计,热电阻液位计属于电阻式液位计23.压阻效应压力传感器,应变片式压力传感器,电磁感应传感器属于被动式压力传感器24.传感器是把被测的压力量转换成与之有确定对应关系的电学量的装置。
工程测试技术基础复习题答案

工程测试技术基础复习题答案TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-《工程测试技术基础》复习题答案一、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.描述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,下面的说法正确的是( 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 .信息描述了事物某物理量的变化过程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。
A .12()sin()sin(3)x t A tB t ωϕωϕ=+++B .()5sin 303sinx t t =+ C .0()sin at x t e tω-=⋅ 7.不能用确定函数关系描述的信号是( 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 .δ函数D .sinc 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。
A .5cos10()0x t ππ ≥⎧= ⎨ ≤⎩当t 0当t 0 B .()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞ C .()20cos 20()at x t e t t π-= -∞<<+∞ D .()1tx t eτ-=-11.下列信号属周期信号的有( A )。
工程测试技术复习讲解

二.填空题(1.5×10分)1.若要信号在传输过程中不失真,测试系统的输出和输入必须满足(表达式,时、频)__________________。
2.满足测试装置不失真测试的频域条件是____________和____________。
3. 线性系统中的两个最重要的特性是指_______和____________。
4.测试系统的静态特性指标主要有灵敏度、、回程误差、_____________、漂移和_____________。
5. 调幅过程在频域相当于____________过程,调幅装置实际上是一个____________,典型的调幅装置是____________。
6.利用缓变信号控制高频振荡信号,使其随着缓变信号的变化规律而变化的过程称为_________,这个高频振荡信号称为__________,控制高频信号的缓变信号称为。
7. 周期信号x(t)的傅氏三角级数中的n是从_____到_____展开的,傅氏复指数级数中的n 是从_____到_____展开的。
8. 周期信号x(t)的傅氏三角级数展开式中,a n表示_____,b n表示_____,a0表示_____,A n表示_____,фn表示_____ ,nω0表示_____。
9.工程中常见的周期信号,其谐波分量的幅值总是随谐波次数n的增加而_____的,所以没有必要取那些高次的谐波分量。
10.测试装置的动态特性在时域中用_____描述,在频域中用_____描述。
11.影响一阶装置动态特性参数是_____,原则上希望他_____。
12.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。
13.温度误差的线路补偿法是利用电桥的________实现的。
14.传感器的频率响应特性,必须在所测信号频率范围内,保持______条件。
15. 图所示电桥的输出为_________。
08.求下图所示周期锯齿波的傅立叶级数展开式。
机械工程测试技术基础复习题

机械测试复习题一、填空题1、信号的有效值称为,有效值平方称为,它描述测试信号的强度。
2、测试装置特性可分为特性和特性。
3、具有的材料称为压电材料,常用的压电材料有和。
4、电容式传感器有、和三种,其中灵敏度最高。
5、霍尔元件是利用了半导体元件的特性。
6、周期信号的频谱是的,而非周期信号的频谱是的。
7、测试系统的静态特性指标有、、等。
8、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值,是定度曲线的。
9、测试信号调理电路主要有、、。
10、根据载波受调制的参数的不同,调制可分为、、。
11、压电加速度计有两种灵敏度表示方法:和。
12、滤波器频率分辨力主要由其决定。
13、通常把频率范围在到赫兹之间能引起人类听觉的声音称为音频声。
14、测试技术是测量和实验技术的统称。
工程测量可分为和。
15、激光全息技术利用光的和原理,形成物体的三维图像。
16、传感器按信号变换特性可分为、。
17、动态应变仪同时设电阻和电容平衡旋钮,原因:导线间存在。
18、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。
19、测试系统的线性度和滞后度是由引起的;而重复性误差是由引起的。
20、压控振荡器输出电压是方波信号,其频率与输入控制电压成关系。
21、调频波的解调又称 ,其解调电路称为。
22、非周期信号可分为非周期信号和信号。
23、用滤波方法从信号提取频率成分越窄,即带宽越,需要时间就越。
24、调幅信号由载波的携带信号的信息,而调频信号则由载波的携带信号的信息。
25、直流电桥的平衡条件是。
26、列出三种位移测量传感器名称、、位移传感器。
27、按光纤的作用不同,光纤传感器可分为和两种类型。
28、滤波器因素λ= ,理想的滤波器的λ= 。
29、信号调制有、、和三种类型,将调制高频振荡的缓变信号称为调制波,载送缓变信号的高频振荡称为,经调制后的高频振荡波称为已调波。
二、单选题1、无需经过函数关系计算,通过测量仪器得到被测值的测量为()A.间接测量B. 直接测量C. 组合测量D.比较测量2、测量仪器在标准条件下所具有的误差为()A.基本误差B. 允许误差C. 随机误差D.系统误差3、不属于测量装置静态特性的是()A.线性度B. 灵敏度C.回程误差D.时间常数4、不是测量装置常用接地方式的是()A.并联接地B. 串联接地C. 单点接地D.模拟地和数字地5、不属于测量装置的是()A.传感器B. 检测器C.测量变换器D.等断面梁6、按一定时间间隔周而复始重复出现,无始无终的信号为()A.准周期信号B.周期信号C. 瞬变周期信号D.随机信号7、描述测量系统特性时域的函数是()A.脉冲响应函数B. 传递函数C. 频率响应函数D.稳态正弦函数8、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的()A.负载效应B. 压电效应C. 霍尔效应D.压阻效应9、不属于电感式传感器的是()A.变阻器式 B可变磁阻式 C.涡流式D.差动变压器式10、不属于光电效应的是()A外光电效应 B内光电效应 C.光敏效应 D.光生伏打效应11、红外探测器是将辐射能转化成电能的传感器,按其工作原理可分为()A.热探测器和光子探测器B. 热电偶和热敏电阻探测器C.气动和热释电探测器12、在直流电桥中,若相邻两桥臂电阻同向变化,输出电压变化抵消;若相邻两桥臂电阻反向变化,输出电压变化迭加。
动态或工程测试技术简答题与计算题复习

四、简答题(每题5分,共30分) 1. 已知周期方波的傅立叶级数展开式为⎪⎭⎫⎝⎛+++=t t t A t x 0005sin 513sin 31sin 8)(ωωωπ 试绘出该周期方波的单边幅值谱,并说明其频谱特点。
2. 二阶测试装置的两个动态特性参数是什么?为了实现不失真测试,如何确定其取值范围?3. 何谓不失真测试?实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何? 4. 信号的预处理包括那些环节?5. 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外,还设有电容平衡旋钮? 6. 测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1,问:图1(1) 这一波形是自相关函数还是互相关函数?为什么? (2) 从波形中可以获得信号的哪些信息?五、计算题(共14分)1. (6分)已知低通滤波器的频率响应函数为ωτωj H +=11)(, 式中 s 05.0=τ当输入信号为)45100cos(5.0)60cos(6.0)(-+=t t t x 时,求滤波器的稳态输出)(t y 2. (4分)有一信号)cos()(ϕω+=t A t x ,初始相角ϕ为一随机变量;试求 1)求其自相关函数;2)确定其均值和方差。
3. (4分)以阻值Ω=120R ,灵敏度5.2=S 的电阻丝应变片与阻值为Ω120的固定电阻组成电桥,供桥电压为4V ,并假定负载电阻无穷大,当应变片的应变为1000με时,分别求出单臂、双臂电桥的输出电压六、 应用题(共16分)1. (6分)某车床加工外圆表面时,表面振纹主要是由主轴箱转动轴上齿轮不平衡惯性力使主轴箱振动所引起,实验测得振纹的频谱如图2(a )所示,主轴箱内的传动示意图如图2(b)所示,传动轴Ⅰ、Ⅱ和主轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为Z 1 = 30, Z 2 = 40, Z 3=20, Z 4=50, 传动轴Ⅰ的转速为 n 1 = 2000转/分(根据传动比计算可知:传动轴Ⅱ的转速为 n 2 = 1500转/分,主轴Ⅲ的转速为 n 2 = 600转/分),试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响较大?为什么?(a ) (b)图22. (10分)欲测试图3(a)所示简直梁的动态特性参数(固有频率和阻尼比),(1)请从现有设备中选择,并用框图表示测试系统构成,简述测试过程;(2)测得该梁的幅频特性曲线如图3(b)所示,根据该曲线如何确定简直梁的动态特性参数(给出原理、公式并在图中表示)(现有设备:压电式加速度计、压电式力传感器、磁电式速度计、电阻应变片、电荷放大器、功率放大器、信号发生器、激振器、数据采集分析系统、显示设备)图3 (a)简答题(每题5分,共30分)1.(5分)2分频谱特点:离散性、谐波性、递减性 3分(每答对一个得1分)2.(5分)ω)和阻尼比(ξ) 3分(每答对一个得1.5分)固有频率(n为了实现不失真,阻尼比(ξ)取值0.6 ~ 0.8; 工作频率取值小于等于0.58nω2分(每答对一个得1分)3. (5分)输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A 0x(t-t 0), 其中A 0和t 0为常数, 则为不失真测试。
公路工程检测技术试题库

《公路工程现场测试技术》复习题一、填空题1.工程质量等级评定按、、和逐级进行。
2.分项工程质量检验内容包括基本要求、、和等四个部分。
3.常见的平整度测试方法有、和三种,相应的技术指标分别为、和。
4.分项工程实测项目评分值之和为100 分,对于和须予扣分。
5.路面工程实测项目的质量标准按和两档设定。
6.弯沉仪(贝克曼梁)有和两种规格,杠杆比为。
7、在室内加州承载比试验中,当采用贯入量为2.5mm时的压力与标准压力之比作为材料的承载比,计算公式为:CBR= ;当采用贯入量为5mm时的承载比,计算公式为:CBR= 。
8、为使抽取的样本能成为批的可靠代表,常采用的抽样方法:、、、。
9、砼测定强度的技术按其对砼结构的影响程度分为和,主要方法有、和等。
10、采用钻芯法测定砼强度时,在一般情况下,芯样直径为粗集料的倍,在钢筋密集或因钻芯位置不允许钻取较大芯样的特殊情况下,芯样直径可为粗集料的倍。
11、评定沥青路面水稳性通常采用的方法分为两大类:第一类是沥青与矿料的粘附性试验,测定方法有、;第二类是沥青混合料的水稳性试验,测定方法有、以及。
12、路面各结构层厚度的检测方法与和有关,基层和砂石路面的厚度可用测定,沥青面层及水泥砼面板的厚度应用测定。
13、通常路面的抗滑性被看作路面的表面特性,表面特性包括路表面和,影响抗滑性能的因素有、和。
14、钻孔灌注桩的检测主要包括三个方面:、和。
15.路基的压实度评定时,用反映总体压实水平,用来限制局部隐患,并应按计算扣分值。
16.公路几何线形检验包括、和。
17.分项工程质量评分时,应考虑、、和等四个方面。
18.沥青混凝土面层实测项目包括、、、和厚度、中线平面偏位、纵断高程、宽度、横坡等九个项目。
19.常用平整度测试方法的技术指标分别是:3m 直尺法、连续式平整度仪法、颠簸累积仪法。
路面的横向平整度用表示。
20.沥青混凝土面层抗滑指标为或。
1二、选择题1.半刚性基层材料无侧限抗压强度应以龄期的强度为评定依据。
工程测试技术复习试题及答案

是非题 1. 信号不具有能量。
(×)可用明确的数学关系式描述的信号称为确定性信号。
(×)3. 凡周期信号不一定是确定性信号。
(×)4. 周期信号的频谱必是离散的频谱。
(√)5. 非确定性信号所描述的物理现象是一随机的过程。
(√)6. 时间上离散的信号就是数字信号。
(×)7. 时间上离散,且幅值上也是离散的信号称为数字信号。
(√)8. 任何周期信号都可由不同频率的正余弦信号迭加成。
(√)9. 有限个周期信号必形成新的周期信号。
(×)10. 两个周期信号的周期分别为T1和T2,若T1/T2= 时,两周期信号之和必为周期信号。
()11. asint+bcos2t是周期信号。
()12. 周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。
(×)13. 周期单位脉冲序列的频谱仍为同周期的单位脉冲序列。
(×)14. 可以认为非周期信号是周期为无穷大的周期信号。
()15. 瞬态信号的频谱是连续的。
(√)16. 非周期性变化的信号就是随机信号。
(√)17. 单边带频谱的幅值是双边带频谱的幅值的2倍。
()18. 信号的频谱中的高频分量越多,则表示该信号在时域中变化越快。
()19. 当信号在时间尺度上压缩时,其频谱频带加宽,幅值增高。
(×)20. 因周期信号x(t)不满足绝对可积条件,所以周期信号不存在傅立叶变换。
(×)21. 在相关分析时,Rxx(τ)保留了幅值信息,Rxy(τ)保留了幅值和相位的信息。
(×)22. 自相关函数和互相关函数图形都是对纵坐标对称的图。
(×)23. 两个不同频的正弦信号的互相关函数为余弦函数。
(√)24. 测试信号中最高频率为100Hz,为避免混叠时域中采样间隔必须小于1/200秒。
(√)25. 只要信号一经截断,就不可避免地引起混叠。
(×)二.选择题 1. 傅立叶级数中的系数表示谐波分量的 c 。
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复习思考题一、基本概念题1.测试过程中,若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢,称这种测试称为静态测试。
如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快,这种测试称为动态测试。
2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。
3.按构成原理分类,电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。
4.按构成原理分类,电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。
5.为提高和改善传感器的技术性能,可采取以下技术措施:差动技术、平均技术以及补偿与修正技术。
6.传感器的定度曲线(或标定曲线)与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性度。
7.传感器的灵敏度是指稳态时,输出变化量与输入变化量之间的比值。
8.对于一阶传感器系统,当其时间常数(或τ)越小,其频率响应特性越好。
9.激波管标定系统中,激波管的作用是一种动态标定设备,能产生阶跃压力信号输出。
10.金属电阻应变片的规格一般以面积(或长×宽)和初始阻值表示。
11.用电阻应变片测量构件的变形,影响电阻应变片电阻变化的因素有:应变片的灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。
(因为:△R=KεR,K为灵敏度,R为应变片初始阻值,ε被测构件的应变量)12.将电阻丝绕成应变片后,由于存在横向效应,其灵敏系数一般会减小。
13.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,全桥接法可以得到最大灵敏度输出。
14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为:桥路补偿法、应变片自补偿法。
15.根据工作原理,变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。
16.电涡流接近开关结构简单,根据其工作原理,不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以及水的液位的检测。
17.在差动式自感传感器中,若采用交流桥路为变换电路,常出现零点残余电压现象,该现象使传感器灵敏度下降,灵敏阈值增大,非线性误差增大。
18.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感系数的变化,两个次级线圈要求反向串接。
19.电容传感器的转换电路包括:交流电桥、变压器电桥、调频电路、运算放大器电路。
20.压电式传感器是一种可逆型传感器,即可将机械能转换为电能。
也可反之实现逆向变换。
21.压电传感器中压电晶片的等效电路,可以看作是一个电荷源与一个电容器的并联。
22.压电传感器测量电路常接电压或电荷放大器。
其中若传感器输出接电荷放大器,则其输出基本不受连接电缆长度的影响。
23.压电式传感器的测量电路中,前置放大器的作用是阻抗变换和信号放大。
24.目前,用压电陶瓷制作的力传感器一般不能用于测量静态力,而只能用来测量动态力。
25.热电偶热电动势的形成是由于接触电动势和温差电动势共同作用的结果。
26.若组成热电偶的两导体材料相同,当参比端温度为20℃、工作端温度为100℃时,则其输出热电势为零。
27.热敏电阻的阻值与温度之间的关系称热敏电阻的热电特性。
它是热敏电阻测温的基础。
28.热敏电阻其温度与阻值之间一般呈非线性关系,且一般不具有互换性。
29.请写出你所知的几种常见光电检测器件的名称:光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管(还有光电管、光电池、电荷耦合器件CCD)等。
30.隔离放大器有变压器耦合式、光电耦合式和电容耦合式三种,它们都起到隔离无用信号和放大有用信号的作用。
31.抗干扰是测试系统必须采用的技术。
常用抗干扰技术包括:隔离技术、滤波技术、屏蔽技术和接地技术32.周期信号的频谱特点有哪些?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现在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。
33.随机过程的主要特征参数?均值、均方值、方差、概率密度函数、相关函数和功率谱密度函数来描述随机过程的特性34.自相关、互相关的定义、应用。
1)自相关是指信号在1个时刻的瞬时值与另1个时刻的瞬时值之间的依赖关系,是对1个随机信号的时域描述。
应用:利用自相关法对混有噪声的弱周期信号进行检测,自相关法检测中增益的计算。
(2)互相关是统计学中用来表示两个随机矢量X和Y之间的协方差cov(X,Y),以与矢量X的“协方差”概念相区分,矢量X的“协方差”是X的各标量成分之间的协方差矩阵。
应用:用相关分析法分析复杂信号的频谱;用相关分析法确定深埋地下的输油管裂损位置,以便开挖维修;用相关法测试热轧钢带运动速度;利用互相关函数进行设备的不解体故障诊断。
35.自功率谱、互功率谱的定义、应用。
36.采样定理?37.泄漏与加窗处理的定义、应用38.栅栏效应?39.静态误差、动态误差?(1)静态误差是指当测量器件的测量值(或输入值)不随时间变化时,测量结果(或输出值)会有缓慢的漂移。
(2)动态误差是指控制系统在任意的输入信号作用下达到稳态时的控制误差。
40.系统特性的描述方法?二、简答题1.传感器的静态特性以及描述静态特性的主要技术指标?传感器变换的被测量的数值处在稳定状态时,传感器的输入/输出关系称为传感器的静态特性。
描述传感器静态特性的主要技术指标是:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和零漂2.传感器的动态特性以及描述动态特性主要技术指标?动态特性是指检测系统的输入为随时间变化的信号时,系统的输出与输入之间的关系。
主要动态特性的性能指标有时域单位阶跃响应性能指标和频域频率特性性能指标。
3.金属电阻应变片半导应变片的工作原理有何区别?各有何优缺点?答:相同之处在于:都是将被测量的变化转换为电阻的变化,且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的泊桑比,E为材料的弹性模量,(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化,λEε是由电阻率的变化引起的阻值变化。
不同的是,电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化,所以dR/R≈(1+2H)ε,S≈1+2H;而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。
所以dR/R=λEε,S≈λE。
各自的优点分别为:电阻丝应变片具有相当高的适应性;半导体应变片的灵敏度高,一般为电阻丝应变片的50-70倍。
4.应变片测量时为什么要进行温度补偿?常用温补方法有哪些?应变片的温度误差补偿方法通常有桥路补偿和应变片自补偿两大类5.电容式传感器的变换原理和结构型式?举例说明其应用。
电容公式间隙变化型,面积变化型,介质变化型6.压电传感器的特点及应用。
以压电效应为工作原理的传感器,是机电转换式和自发电式传感器。
它的敏感元件是用压电的材料制作而成的,而当压电材料受到外力作用的时候,它的表面会形成电荷,电荷会通过电荷放大器、测量电路的放大以及变换阻抗以后,就会被转换成为与所受到的外力成正比关系的电量输出。
它是用来测量力以及可以转换成为力的非电物理量;它能够测量发动机里面的燃烧压力,也能够应用在军事方面。
它可以测量在膛中的枪炮子弹在击发的那一刻,膛压的改变量以及炮口所受到的冲击波压力。
7.热电偶冷端补偿的必要性?常用冷端补偿有几种方法?热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。
若测量时,冷端的(环境)温度变化,将影响严重测量的准确性。
1.冷端恒温法,2.计算修正法,3.仪表机械零点调整法,4.电桥补偿法。
8.压阻效应和压电效应的区别?举例说明应用。
压电效应:即一些电介质材料在一定方向上受到外力作用而产生变形时,在它们的表面上会产生电荷,当外力被去除后,表面又回到不带电状态。
压阻效应:是指当物质受到外力作用,其电阻率发生变化的现象。
三、计算与分析题 (3小题,共36分)例1一台精度为级、量程范围600~1200℃的温度传感器,它最大允许绝对误差是多少?检验时某点最大绝对误差是4℃,问此表是否合格?解: 根据精度定义表达式100.⨯∆=SF Y A A %,并由题意已知 A=%,YF.S=(1200-600)℃,得最多允许误差△ A=A·YF.S=%×(1200-600)=3℃此温度传感器最大允许误差位3℃。
检验某点的最大绝对误差为4℃,大于3℃,故此传感器不合格。
例2 变间距形平板电容传感器,当mm d 10=时,若要求测量线性度为%。
求:允许间距测量最大变化是多少?解: 当变间距平板型电容传感器的d d ∆<<1时,其线性度表达式为 由题意故得%100)1(%1.0⨯∆=d ,即测量允许变化量mm d 001.0=∆。
例3 单组式变面积型平板形线位移电容传感器,两极板相互覆盖的宽度为6mm ,两极板的间隙为,极板间介质为空气,试求其静态灵敏度若极板相对移动2mm ,求其电容变化量?(已知:真空中的介电常数为ε0=×10-12 F/m )解:单组式变面积型平板线位移电容传感器,其电容量的计算式为:δεεδεεbl S C r r 00==, 本题中b=6mm ,δ=,故静态灵敏度为:δεεδεεb dl bl d dl dC k r r 00)/(====3312105.010611085.8---⨯⨯⨯⨯⨯=×10-10 ( F/m ) 极板相对移动2mm ,其电容变化量:133101012.21021006.1---⨯=⨯⨯⨯=∆⨯=∆l k C (F )例4 压电式压力传感器灵敏度S1= 9 pC / Pa ,将它和一台灵敏度为S2= pC的电荷放大器连接,其后再接入灵敏度为S 3=25mm / V 的光线示波器,试绘出这个测试系统的框图,并计算其总灵敏度?解:测试系统框图如下:根据灵敏度的定义,总灵敏度为:例5 进行某次动态压力测量时,所采用的压电式力传感器的灵敏度K 1为pc/MPa ,把它和一台灵敏度K 2可调的电荷放大器连接,放大器的输出又接到一台灵敏度为K 3=10mm/V 的笔式记录仪上。
试:① 绘出该测试系统的框图;② 若当压力变化为时,为使记录笔在记录纸上的位移不大于50mm ,则电荷放大器的灵敏度K 2应调至多大?解:计算方法同例3相似,省略详细解。
例6 一应变片的电阻R 0=120Ω,K=,用作应变为800μm/m 的传感元件。
(1) 求△R 与R/R △;(2)若电源电压Ui=3V ,求其惠斯通测量电桥的非平衡输出电压U 0。
例7 以若干阻值R=100,灵敏度k =2的电阻应变片与阻值R=100的固定电阻组成电桥,供桥电压为10V 。
当工作应变为=1×10-3时,若要使输出电压大于12mV ,问:① 可采用何种接桥方式?② 计算当输出阻抗为无穷大时,电桥的输出电压值?解:当灵敏度k =2、阻值R=120的应变片受到工作应变为=1×10-3时的电阻改变量为:计算当输出阻抗为无穷大时,我们分别以半桥单臂、半桥双臂和全桥计算电桥的输出: 半桥单臂时:)(5)(005.01010042.041mV V E R R U ==⨯⨯=∆=半桥双臂时:)(10)(010.01010022.022mV V E R R U ==⨯⨯=∆=全桥时:)(20)(020.0101002.03mV V E R R U ==⨯=∆= 显然,①只能采用全桥电路;②此时全桥电路输出为20mV.例8有人在使用电阻应变仪时,发现灵敏度不够,于是试图在工作电桥上增加电阻应变片以提高灵敏度。