《检测传感技术》——期末复习题_70661521526395403

中国石油大学（北京）远程教育学院

《检测传感技术》期末复习题

一、填空题（本题每一填空计2分，选题组合共计占总分的40%）

1. 一个完整的测试系统由、、、、等五个基本环节组成。

2. 在测试系统中，激励装置的功能是隐含的被测信息；传感器的功能是将被测信息成其他信息；信号调理环节的功能是将传感器获得的信息变换成更适合于进一步的形式；信号处理环节的功能是对来自信号调理环节的信息进行各种；显示记录环节的功能是显示或存储测试的。

3. 不失真测试即测试系统的要真实地反映其的变化。为实现不失真测试，系统频率响应需要满足的条件是：幅频特性为；相频特性呈。对系统瞬态响应的要求是：瞬态误差；调整时间。

4. 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取。

5. 测试信号的时域特征参数主要有、和。

6. 信号的均值反映随机信号变化的；信号的方差反映随机信号在均值附近的；信号的均方值反映随机信号的。

7. 任何周期信号均可分解为一系列频率比为的简谐信号，其频谱特性包括、、

。

8. 频率的正弦或余弦信号称为谐波信号。一般周期信号由一系列频率比为的谐波信号叠加而成。

9. 周期信号的频谱特性：离散性即各次谐波分量在频率轴上取值；谐波性即各次谐波分量的频

率为基频的；收敛性即各次谐波分量随频率的增加而。

10. 瞬态信号是在时间段存在，属于能量有限信号。

11. 瞬态信号的频谱为谱,其幅值频谱的量纲为频宽上的幅值，即幅值频谱密度函数。

12. 瞬态信号的时域描述与频域描述通过来建立关联。

13. 不能用确定的数学公式表达的信号是信号。

14. 从时域上看，系统的输出是输入与该系统响应的卷积。

15. 测试系统的静特性主要包括、和。

16. 一阶测试系统的基本参数是。根据对测试系统的基本要求及一阶测试系统的频率响应和单位阶跃响应，一阶测试系统的基本参数的选取原则是。

17. 二阶测试系统的基本参数是和。

18. 测量传感器的动态特性的实验方法包括法和法。

19. 测试系统动态特性的测定方法包括试验和试验。

20．用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值的倍所经过的时间作为时间常数。

21. 用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应接近。

22. 金属丝应变片依据工作；半导体应变片依据工作。

23. 压力传感器由敏感元件和转换元件两部分组成。

24. 基于弹性元件受力产生变形实现检测的力传感器为测试系统。为保证不失真测试，要求传感器的固有频率被测力参数的工作频率。

25. 线性系统的频率保持性即若对线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其响应必是频率的简谐信号。

26. 系统频率响应函数测试中，稳态正弦激励方式的依据是线性系统的频率性，其特点是测试周期，其原因在于在每个测试频率处，只有当系统达到状态才能进行测试。

27. 用于评价测试系统的输出信号和输入信号之间的因果性的函数为_ 。

二、解释题（本题每小题4分，选题组合共计占总分的12%）

1. 物性型传感器

2. 结构型传感器

3. 能量转换型传感器

4. 能量控制型传感器

5. 应变效应

6. 压阻效应

7. 压电效应

8. 相关滤波

9. 线性系统的频率保持性

10. 电桥测量电路的工作特性

11. 动圈式磁电传感器的工作原理

三、简答题（本题每小题6分，选题组合共计占总分的18%）

1. 一阶测试系统的基本参数是什么？根据对测试系统的基本要求及一阶测试系统的频率响应和时间响应说明一阶测试系统的基本参数的选取原则。

2. 二阶测试系统的基本参数是什么？根据对测试系统的基本要求及二阶测试系统的频率响应和时间响应特征说明为何称7.0≈ζ为二阶测试系统的最佳阻尼比？

3. 为保证霍尔式位移传感器的输出电动势与位移成正比关系，其设计关键是什么？

4. 从工作原理上说明：为何动圈式磁电传感器只能用于动态测试？

5. 在数字信号处理的采样过程中为何需要满足采样定理？采样定理如何表示？

6．以截断余弦信号为例，说明对测试信号的有限截断过程为什么会造成能量泄漏？

7. 说明传感器动态标定的含义，通常采用哪两种实验方法测量传感器的动态特性（频率响应特性和时间响应特性）？

8. 比较系统频率响应函数测试中稳态正弦激励方式与脉冲激励方式各自的特点。

9. 试根据调幅过程的特性说明应变片工作上限频率应在电桥激励电压频率的101~5

1以下。

四、综合题（本题每小题10分，选题组合共计占总分的30%）

1. 某一阶传感器的时间常数为0.3s ，其转折频率为多少？用它测试周期为2s 的简谐信号时，幅值误差将是多少？

一阶系统的幅频特性为：

2)(11)(ωτω+=

A

2. 某二阶传感器的固有频率为30KHz ，阻尼比为0.7，用它测试频率小于18KHz 这一频率段的信号时，幅值误差最大不超过多少？

二阶系统的幅频特性为：

2222)(4)(11

)(n n A ωωζωωω+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=

3. 悬臂梁在悬臂端同时承受轴向和横向载荷。简要说明当用应变方式测取横向载荷时（要求消除轴向载荷的影响并获得最大灵敏度）如何布片和接桥？

4. 悬臂梁在悬臂端同时承受轴向和横向载荷。分析当用应变方式测取轴向载荷时（要求消除横向载荷的影响并获得最大灵敏度）如何布片和接桥？

5. 压力传感器由哪两部分组成？说明在动态压力测试时为何常选用压阻式和压电式传感器？

6. 说明为何在动态力测量中常采用压电式测力传感器？压电式测力传感器能否用于静态力或准静态力测试，需要什么条件？

7. 试根据按绝对（惯性）式测振传感器原理工作的压电式加速度传感器的频谱特性分析其最佳工作频率范围及影响因素。

8. 试分析磁电式绝对速度传感器在测试机械振动速度时的转换关系。根据不失真测试的基本要求以及磁电式绝对速度传感器的频率响应特性说明如何选择传感器的固有频率和阻尼比来有效扩大传感器的工作频率范围。

9. 为什么在线性系统频率响应函数测试中采用互功率谱能有效降低外界干扰噪声的影响？线性系统频率响应函数测试结果的可信度可用什么来评价？