测试技术复习题复习课程
机械工程测试技术课程

电阻、电容、 电阻、电容、与电感式传感器
电阻应变式传感器
电阻应变式传感器分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类 电阻应变式传感器分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类 . 金属电阻应变片式与半导体
工作原理
优点
缺点
金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于: 金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于: 前者利用导体形变引起的电阻的变化, 前者利用导体形变引起的电阻的变化,后者利用半 导体电阻率变化引起的电阻的变化。 导体电阻率变化引起的电阻的变化。
对n个环节串联组成的系统
H (s) = ∏ H i (s)
i =1
n
由n个环节并联组成的系统,有
H ( s) = ∑ H i ( s)
i =1
n
一阶、 一阶、二阶系统的特性
1、一阶系统 一阶系统
1 H(s) = τs +1
1
H ( jω ) =
A(ω ) =
1 1 + (τω )
2
jωτ +1
ϕ (ω ) = − arctan(τω )
一阶系统的特点 系统特性取决于时间常数τ。 越大 越大, 系统特性取决于时间常数 。 τ越大,系统惯 性越大,响应时间越长。 越小 响应越快, 越小, 性越大,响应时间越长。 τ越小,响应越快, 可测频率范围越宽。为保证不失真测量, 可测频率范围越宽。为保证不失真测量,最好 使信号的最高频率ωmax≤0.2ωc 。 使信号的最高频率
实现不失真测量的条件
ϕ (ω ) = −t0ω
A(ω ) = A0 = 常数
掌握第二章习题
第三章 常用传感器与敏感元件
传感器是将被测物理量按一事实上规律转 传感器是将被测物理量按一事实上规律转 换为与其对应的另一种物理量输出的装置 常用的是将非电量转换成电量
工程测试技术基础复习题

工程测试技术基础复习题选择题:1、以下哪项不属于常用的弹性元件(D)A、弹簧管B、薄膜式弹性元件C、波纹管C、悬臂梁2、滤波器对不同频率的信号有不同的作用,下列说法错误的是(A)A、在通带使信号受到很大的衰减而不通过。
B、在通带与阻带之间的一段过滤带使信号受到不同程度的衰减。
C、在阻带使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。
D、在通带使信号受到很小的衰减而通过。
3、以下哪项指标不属于滤波器的特征频率(D)A、通带截止频率B、阻带截止频率C、转折频率D、载波频率4、关于传感器,下列说法不正确的是(B)A、传感器一般由敏感元件、转换元件以及其他辅助元件构成。
B、电容式传感器有变面积型和变极距型两种。
C、应变片式传感器是利用应变片电阻的应变效应制成的。
D、有些传感器中的敏感元件既是敏感元件又起转换元件的作用。
5、对测量控制电路的主要要求,一下说法不正确的是(C)A、测控电路应具有较高的精度。
B、测控电路应具有较好的动态性能。
C、测控电路只要能够保证“精、快、灵”就可以了。
D、测控电路应具有合适的输入与输出阻抗。
6、下列指标中,哪项不是滤波器的主要特性指标(C)A、特征频率B、群时延函数C、线性度D、阻尼系数与品质因数7、下列哪项不正确(B)A、有些半导体材料也可以制成电阻式应变片。
B、只有金属导体才能制成电阻式应变片。
C、当金属电阻丝受拉时,其长度和截面积都要发生变化,其阻值也发生变化D、当金属电阻丝受拉时,其电阻率要发生变化,阻值也要发生变化。
8、单臂电桥的灵敏度为(D )A、UB、U/2C、U/3D、U/49、下面属于光生伏特效应的光电元件是(A )A、光敏晶体管B、光敏电阻C、光电管D、光电倍增器10、以下关于温度测量的说法中不正确的是(A)A、热电偶、热电阻都是常用的测温方法,但热电偶用于中低温度区测量,而热电阻用于高温度区测量。
B、热电偶、热电阻都是常用的测温方法,但热电偶用于高温度区测量,而热电阻用于中低温度区测量。
机械工程测试技术复习习题及答案

机械⼯程测试技术复习习题及答案⼀、名词解释1.温差电势:在⼀个均匀的导体材料中,如果两端的温度不等,则在导体内会产⽣电势,称为温差电势。
温度⾼的⼀端为正,低的⼀端为负。
2.相频特性:输出信号与输⼊信号之间的相位差随频率的变化关系。
3.中间导体定律:当热电偶的热端温度和冷端温度⼀定后,热电偶的热电势只与组成热电偶的材料A和B有关,⽽与中间接⼊的第3种材料C⽆关,只要C 材料的两端温度相等。
4.信号解调:是指从已调制信号中恢复出原低频调制信号的过程。
P1335.随机误差:因许多不确定因素⽽随机发⽣的偶然误差,⼀般服从正态分布。
6.频域分析:分析信号的幅值和相位随频率变化的关系。
7.压磁效应:材料的导磁性能受压⼒的影响。
8.带阻滤波器:阻⽌⼀定频段的信号的通过,其他频率的信号可以通过。
⼆、简答题1.信号的调幅调制:在对信号进⾏调制时,调制信号的频率不变,但调制信号的幅值随被调制信号的⼤⼩⽽变化。
2.简述热电阻的测温原理:在热电阻材料⼀定的情况下,热电阻的阻值⼤⼩与其所处的温度有关,电阻的变化可通过电桥转变为电压的变化,则可通过测量电桥电压知道温度。
3.频率混叠是怎样产⽣的?为防⽌混叠现象,采样频率如何选择?对两个不同频率的正弦波采样时,将会得到⼀组相同当采⽤过⼤的采样间隔Ts的采样值,造成⽆法辩识两者的差别,将其中的⾼频信号误认为低频信号,于是就出现了所谓的混叠现象。
采样频率应⼤于信号最⾼频率的2倍。
4.简述孔板流量计的⼯作原理。
⽤孔板作节流元件的压差式流量计测量流体流量的基本原理是:孔板前后会形成压差,该压差的⼤⼩与管道内流体的流速有关,通过测量压差即可知道管道内流体的流速,再乘于管道内的横截⾯积即可知道管道内流体的体积流量.5.⼆阶系统的特征参数是什么?⼆阶系统的特征参数是系统阻尼⽐ξ和系统固有频率ωn。
三、作图解答1.画出温度测量系统的原理⽅框图。
2.画出余弦信号被窗函数截断的时域和频域图形。
都要画出来,3.画出可⽤于测量的交流电桥电路。
测试技术复习(1)(1)

一.选择题1.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是( B )A. 记录时间太长;B. 采样间隔太宽;C.记录时间太短;D. 采样间隔太窄2. 在同步调制与解调中要求载波 B 。
A.同频反相B.同频同相C.频率不同,相位相同D.频率不同,相位相反3.已知信号()100sin x t t ω=,()t δ为单位脉冲函数,则积分()()2x t t dt πδω∞-∞-⎰的函数值为 B 。
A.50B.100C.0D.任意值4.如果信号分析设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄,将磁带记录仪的重放速度 B ,则可以满足分析要求。
A.放快B.放慢C.反复多放几次D.不变5.周期性单位脉冲序列在数学上具有 D 功能,因此又称 函数。
A.提取,周期间隔B.采样,等间隔C.采样,等间隔周期D.采样,采样6. D 传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。
A.差动变压器式;B.变间隙电容式;C.变阻器式;D. 电阻应变片7.一般来说,测试系统的灵敏度越高,则其测量范围( B )A.越宽;B.越窄;C.不变;D.无规律可寻8. 对某二阶系统输入周期信号X(t)=A 0sin ωt ,则系统输出信号有以下特性( C )。
A 幅值、频率、相位皆不变; B.频率改变,幅值、相位不变;C.幅值、相位改变,频率不变;D.相位不变,幅值、频率改变。
9.A/D 转换器是将 B 信号转换成 信号的装置。
A.随机信号,周期信号;B.模拟信号,数字信号;C.数字信号,模拟信号;D. 非确定信号,确定信号;10.用一阶系统作为测试系统,为了获得较佳的工作性能,其时间常数τ应B 。
A.尽量大;B.尽量小;C.根据系统特性而定;D. 无穷大1.直流电桥同一桥臂增加应变片数时,电桥灵敏度将( C )。
A .增大B .减少 C.不变 D.变化不定2.调制可以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3.描述周期信号的数学工具是( D )。
测试技术-中南大学网络教育2014年12月课程考试复习资料

《测试技术》复习资料试题:一、直流电桥的结构如图,电桥的平衡是什么概念?推导电桥的平衡条件。
(30分)二、整流检波解调的工作原理与特点是什么?(30分)三、压电式传感器输出方式与特点是什么?(40分)试题:一、直流电桥的结构如图,电桥的平衡是什么概念?推导电桥的平衡条件。
(30分)电桥的概念:用比较法测量各种量(如电阻、电容、电感等)的仪器。
最简单的是由四个支路组成的电路。
各支路称为电桥的“臂”。
四边形的一个对角线连有检流计,称为“桥”,电桥电路中,桥支路的两个顶点的电势相等时,检流计中无电流通过,称为电桥达到平衡。
电桥的平衡条件二、整流检波解调的工作原理与特点是什么?(30分)整流检波解调的工作原理:对调制信号进行偏置,使其大于零,再对载波进行调制。
将该调制波进行整流(半波或全波)、滤波并消除直流偏置即可恢复原信号。
如图1所示。
图1整流检波解调的全过程在整流检波解调中,若所加的偏置电压未能使信号电压都在零线一侧,则对调幅波简单整流不能恢复原调制信号。
如图2所示。
图2调制信号加偏置的调制波三、压电式传感器输出方式与特点是什么?(40分)1.压电力传感器:图1压电力传感器的结构简图特点:两片石英晶体采用并联方式,利用其纵向压电效应, 实现力--电转换。
典型的力传感器的非线性度1%。
刚度(2×107N/m ~ 2×109N/m)。
固有频率(10kHz~300kHz)。
适合于动态力测量。
2.压电加速度传感器:图2压电加速度传感器的结构简图与力学模型特点:压电片用高压电系数的压电陶瓷制成。
两个压电片并联。
质量块用高比重的金属块,对压电元件施加预载荷。
阻尼比很小(约0.01),固有频率十分高。
电路中增加一级或两级积分电路,则可测出构件的速度或位移量。
3.阻抗头:特点:●压电力传感器和压电加速度传感器组合一体的双重传感器。
●前端为力传感器,后面为测量激振点的响应的加速度计。
●用于同时测量同一点的力和响应。
机械工程测试技术基础课后试题及复习资料

课后答案章节测试题第一章 信号及其描述(一)填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息,而信息总是蕴涵在某些物理量之中,并依靠它们来传输的。
这些物理量就是 信号 ,其中目前应用最广泛的是电信号。
2、 信号的时域描述,以 时间(t )为独立变量;而信号的频域描述,以 频率(f ) 为独立变量。
3、 周期信号的频谱具有三个特点: 离散性 , 谐波性 ,收敛性 。
4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、均方值 、 方差 。
6、 对信号的双边谱而言,实频谱(幅频谱)总是 偶 对称,虚频谱(相频谱)总是 奇 对称。
(二)判断对错题(用√或×表示)1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
(√ )2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
( √ )3、 非周期信号的频谱一定是连续的。
( ╳ )4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
( ╳ )5、 随机信号的频域描述为功率谱。
( √ )(三)简答和计算题1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。
2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ,均方值2x ψ,和概率密度函数p(x)。
3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。
4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=T t T t tt x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。
5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。
第二章 测试装置的基本特性(一)填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ,输入信号2sin )(t t x =,则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ,幅值=y /1=φ 。
2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n ns s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。
测试技术综合复习题
测试技术综合复习题一、判断题1、当输入信号x(t)一定时,系统的输出y(t)将完全取决于传递函数h(s),而与该系统的物理模型无关。
(t)2、传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。
(f)3、所有随机信号都就是非周期信号;(f)4、所有周期信号都就是功率信号;(t)5、所有非周期信号都就是能量信号;(f)6、非周期信号的频谱都就是已连续的。
(t)7、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
(f)8、模拟信号的幅值一定是连续的;(f)9、瞬态信号是能量有限信号。
(t)10、瞬态信号就是时间轴上的零平均功率信号。
(t)11、直流信号被切断后的频谱就是已连续的。
(t)12、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
(t)13、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
()14、直流信号具有无限的频谱。
(f)15、幅频特性就是指积极响应与鞭策信号的振幅比与频率的关系。
(f)16、频响函数充分反映了系统积极响应的稳态过程。
(t)17、频响函数充分反映了系统积极响应的稳态过程。
()18、传递函数不仅反映了系统的稳态过程,还反映了系统响应的过渡过程。
(f)19、若x(t)是限带信号,在被截断后必成为无限带宽的函数。
(f)20、一阶系统中常用时间常数τ作为响应上升时间。
(f)21、稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。
(f)22、测试系统的灵敏度越高测量性能越好。
(f)23、若传感器的灵敏度为常数,则说明该传感器的输入、输出关系为线性关系。
(f)24、金属电阻应变片的电阻相对变化主要就是由于电阻丝的尺寸变化产生的。
(t)25、在数字信号处理过程中,定量误差大小与a/d转换器的位数毫无关系。
(f)26、变小间歇式差动变压器就是一种电容式传感器。
(f)27、涡流传感器分为高频透射式和低频反射式两种类型。
(t)28、涡流式传感器属于能量控制型传感器(f)29、涡流传感器属于有源传感器。
(t)30、压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越阔。
传感与测试技术期末复习题
1.1 以下信号,哪个是周期信号?哪个是准周期信号?哪个是瞬变信号?它们的频谱各具有哪些特征? (1)ttef ππ−02cos(2)t f t f 00sin 42sin +π (3)t f t f 003cos 22cos ππ+1.2 求信号()t f t x 02sin π=的有效值(均方根值)1.3 用傅里叶级数的三角函数展开式和复指数展开式,求周期三角波(图1.22)的频谱,并做频谱图。
1.4 求三角窗函数(图1.23)的频谱,并作频谱图。
1.5 求被矩形窗函数截断的余弦函数t 0cos ω (图1.26)的频谱,并作频谱图。
()⎪⎩⎪⎨⎧≥<=)(0)(cos 0T t T t tt x ω1.6 求用单位脉冲序列()t g 对单边指数衰减函数()t y 采样(图1.27)的频谱,并作出频谱图()()∑∞−∞=−=n nT t t g 0δ()()()⎩⎨⎧≥><>=−0,00,00t a et a t y at2.3 求初始相位角为 Ø随机变量的正弦函数()()φω+=t A t x cos 的自相关函数,如果()()φω+=t A t x sin ,()τx R 有何变化?2.4 求指数衰减函数()t e t x at 0cos ω−=的频谱函数()f X ()00≥>t a ,。
2.5 一线性系统,其传递函数为()Tss H +=11,当输入()()t f X t x 002sin π=时, 求(1)()f S y ;(2)()τy R ;(3)()f S xy (4)()τxy R 2.6 已知限带白噪声的功率谱密度为()()()⎪⎩⎪⎨⎧>≤=B f B f S f S x 0求其自相关函数()τx R2.7 对三个余弦信号()()t t x π2cos 1=,()()t t x π6cos 2=,()()t t x π10cos 3=, 分别作理想采样,采样频率Hz f 4=,求三个采样输出序列,画出信号波形和采样点的位置并解释混叠现象。
测试技术复习题
测试技术复习题一、填空题:1.复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时,A n 表示谐波分量的 。
2.信号x (t )=x 01sin5t +x 02cos(100t +450),则该信号的周期T = 。
3.频率不同的两个正弦信号,其互相关函数等于 。
4.在相关分析中,自相关函数保留了原信号的 和 信息。
5.已知某信号的自相关函数πττ50cos 100)(=x R ,则该信号的均方值=2x ψ。
6.随机信号的均值μx 、方差σx 2、均方值ψx 2之间的关系是 。
7.若信号x (t )的傅立叶变换是X (f ),则x (kt )的傅立叶变换是 。
8.复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时,a 0表示 分量。
9.信号当时间尺度压缩时,则其频带 ,幅值降低。
10.求周期信号、非周期信号频谱的数学方法分别是 。
11.周期信号、非周期信号频谱的差别是 。
12.信号x (t )的均值x μ表示信号中的 分量。
13.周期信号的频谱具有的特点是 、 和 。
14.信号当时间尺度压缩时,则其频带展宽,幅值 。
15.)(f S x 和)(f S y 分别为系统输入和输出的自谱,H (f )为系统的频响函数,则它们间的关系式满足=)(f S y 。
16.信号的互相关函数)(τxy R 的峰值偏离原点位置0τ,反映时延0τ时相关程度 。
17.时间域包含各态历经随机信号的统计特征参数主要有 。
18.当时延τ=0时,信号的自相关函数R x (0)= 。
19.若信号满足)()(t x t x =-,则其傅立叶级数中只有 项。
20.常系数线性系统最重要的特性是遵从 原理。
21.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统,则称为 系统。
22.测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 。
23.测试装置在稳态下,其输出信号的变化量y ∆与其输入信号的变化量x ∆之比值,称为 。
24.已知某位移传感器,当输入量x ∆=10mm ,其输出电压变化量y ∆=50mV ,则其平均灵敏度为 。
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。
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一、 在信号的分析中常用傅里叶级数作为数学工具进行频率分析,已 知某信号()xt,写出其FT的公式,并说明其物理意义。
答:傅里叶变换FT公式2()()jftXfxtedt, 2()()jftxtXfedf 傅里叶变换的物理意义:傅里叶变换可将非周期信号从时域描述换到频域描述。反之,傅里叶逆变换可将非周期信号从频域描述转换到时域描述。
二、 预测量某机器的旋转轴的转速,问选用什么传感器进行转速测量,并说明其原理及意义。
答:工程中转速的测量可选用: 涡流传感器,霍尔效应传感器,光电式传感器。 1) 涡流传感器: 当金属导体置于变化着的磁场中或者在磁场中运动时其内部都会产生感应电流,由于这种电流在金属导体内是自然闭合的,因此称为涡电流或涡流。 其特点:其结构简单,使用方便,不受油污等介质影响以及可实现非接触式测量的南方一系列优点,动态特性好,分辨率较高,一般线性范围较大。
2) 霍尔效应传感器: 将霍尔元件置于磁场中,如果在激励电极端口通以电流,在霍尔电极端就会出现电位差既霍尔电势,这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应可以进行位移、磁场的测量。其应用还包括精确定位、接近开关、无损探伤。
3) 光电式传感器: 是一种将光信号变化转换成电信号的传感器,在工程中用这种传感器测量其他非电量时,只需将这些非电量转换成光信号,然后通过光电元件将相应的光信号转换成电信号。其特点:这种测量方法具有结构简单、非接触、反应快、精度高、不易受电磁干扰的特点并且对被测系统没有影响,使用的波长范围广,成本较低,应用十分广泛。
三、 工程中常用的温度传感器有哪几类?试在家用空调选用适宜的温度传感器,并分析说明原因。
答:工程中常用的温度传感器包括接触式和非接触式的。 1) 接触式的有:热膨胀式、热电偶、热电阻。 2) 非接触式:辐射温度计、光高温计、热电探测器、热敏电阻探测器、光电探测器。 此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 3) 家用空调是一个热敏电阻的温度测控系统,它的测温范围是:-50~350℃,精度为0.3﹪~1.5﹪,体积小响应快,灵敏度高,但是线性差,需注意坏境温度的影响。热敏电阻是由金属氧化物粉末按一定比例混合燃结而成的半导体。与金属电阻丝一样,其电阻值随温度而变化,但热敏电阻具有负的电阻温度系数,即随温度上升而阻值下降。
四、 系统实现不失真测试的条件(时域条件和频域条件)是什么?理想带通滤波器的幅频特性和相频特性是什么?常用哪些参数来描述实际滤波器的特性?
答:若要求测试系统的输出不失真,其幅频特性和相频特性应分别满足:系统的幅频特性为常量,相频特性是过原点且具有负斜率的直线(与输入信号的频率成线性关系)。
理想滤波器是指能使通带内信号的幅值的相位都不失真,阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。理想带通滤波器的幅频特性和相频特性是: 在通频带内的幅频特性为常数,相频特性的斜率为常值,在通带外的幅频特性为零。
实际滤波器的主要参数有:波纹幅度、截止频率、带宽、品质因数和倍率程选择性等。
五、 系统动态相应特性是什么?常用那些函数或参数来描述测试系统的动态(相应)特性?
答:动态响应特性是指测试系统对于随时间变化输入量的响应特性,用传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数等函数来描述。
1) 频率响应函数H(jω):对于线性定常系统,在初始条件为零时,系统输出量的傅里叶变换与输入的傅里叶变换之比 H(jω)=Y(jω)/X(jω);
2) 传递函数H(s):对于线性定常系统,在初始条件为零时,,系统输出量的拉氏变换与输入的拉氏变换之比H(s)=Y(s)/X(s);
3) 脉冲响应函数:系统在时域中动态特性可用脉冲响应函数h(t)来描述,在频域中可用可用频率响应函数H(jω)来描述在复数域中可用传递函数H(s)来描述。
三者之间的关系为:脉冲响应函数和传递函数是一对拉氏变换,而脉冲响应函数和频率响应函数又是一对傅里叶变换。
六、 什么是量化误差?如何减小量化误差?什么是频混现象?如何避免?什么是栅栏效应?怎样减小栅栏效应?
答: 此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 1) 量化误差:模拟信号在数字化过程中采样点的幅值若落在两个相邻比值之间,就要舍入到相近的一个量化值上。
2) 减小量化误差的方法:选用位数较高的A/D转换器。 3) 混频现象:模拟信号X(t)在时域内按照时间间隔△t离散化对应着频域内按照1/△t周期化,如果时间间隔△t过大,即采样不够密时,就会造成频域内周期化的间隔过小,从而在重复频谱交界处造成局部重叠。
4) 避免混频现象的方法: a) 采样前使用低通滤波器,降低信号的最高频率fmax b) 提高采样频率。 5) 经离散傅里叶变换计算的频谱,普线位置为f=k(1/T)=K(fs/N) 即在基频1/T的整数倍上才有谱线,离散之间的频谱显示不出来。这样,即使是重要的峰值也会被忽略,如同栅栏一样,故称为栅栏效应;
6) 较小栅栏效应的方法: a) 提高频率分辨率△f,也就是增加窗的宽度; b) 整周期截取是解决栅栏效应有效的方法。
七、 信号是时域统计特征量有哪些?已知某信号X(t),写出其数学表达式,并说明其物理意义?其中哪些可用来表示信号的强度?
答:信号是时域统计特征量有峰值、峰峰值、均值、方差、均方差和均方根差值; 1) 峰值:在时间间隔T内的最大值用Xf表示,即Xf=| X(t)|max; 2) 峰峰值:信号在时间间隔T内的最大值和最小值之差,用Xf-f表示,即Xf-f=| X(t)|max -| X(t)|min ,它表示信号的动态范围,即信号大小的分布区间;
3) 均值:信号在时间间隔T内的平均值,用μx表示,即,它表示了信号大小的中心位置或常量分量,也称固定分量或直流分量;
4) 方差:它表示了信号分散程度或波动程度; 5) 均方值差:它表示了信号的强度; 6) 均方根值:也可称平均功是均方根的正平方根,也称为有效值,它表示了信号的平均能量;
一般可用均值、峰值、峰峰值、绝对均值、有效值、平均功率来表述信号的强度。
八、 写出热电偶中的中间温度定则公式,说明热电偶的中间温度定律有什么实际意义? 此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 答:中间温度定则:热电偶回路两接点(温度为T、T0)间的热电势,等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中间温度。
公式:00(,)(,)(,)ABABnABnETTETTETT,实际意义:根据该定律,我们可以在冷端温度为任一恒定值时,利用热电偶的分度化求出工作端的被测温度值。
九、 用热电偶测量为什么需要冷端温度补偿,如何实现冷端温度补偿? 答:用热电偶测温时,热电势大小取决于冷、热端温度之差,如果热电偶冷端温度是变化的,将会引起测量误差。
冷端温度补偿: 1) 用补偿导线,补偿导线的热电性质应与所用热电偶相同或相近; 2) 电桥补偿方法进行冷端温度补偿。
十、 比较热电阻和热敏电阻的特点,并举例说明? 答:热敏电阻较热电阻具有以下的优点: a) 由于具有较大的温度系数,所以灵敏度很高,目前可测0.001~0.005℃微小的温度变化;
b) 热敏电阻元件可做成片状,柱状,珠状等,直径可达0.5mm,由于体积小,热惯性小,响应速度快,时间常数可以小到毫秒级;
c) 热敏电阻的元件可达3~700KΩ,当远距离测量时,导线电阻的影响可不考虑; 在-50~350℃温度范围内具有较好的稳定性。 热敏电阻的缺点:非线性严重、老化较快、对环境温度的敏感性大。 热敏电阻制成的元件被广泛的用于测量仪器,自动控制,自动检测等装置中。
十一、 传感器是什么?举例说明传感器采用差动形式利用电桥输出特性的优点?
答:传感器:借助于检测元件接收某种形式的信息,并按一定的规律将所获取的信息转换成另一种信息的装置。
对于差动型电容传感器用于电容传感器组成电桥的相邻两臂,利用电桥的输出特性转化为电桥的电压输出,由输出与输入电压的关系U0=Ui/2-ζ/8知,当电源激励电压恒定的情况下,电桥输出电压的幅值与电容式传感器输入位移成线性关系,因此采用差动传感器利用电桥输出特性可以提高传感器的灵敏度,增大线性工作范围,克服外界条件(如电源电压,环境温度等)的变化对测量精度的影响等优点。 此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 十二、 电感式传感器按原理不同主要分哪几类?各自特点及应用情况如何? 答:电感式传感器按原理不同分为:自感式、互感式、涡流式三种类型。 A. 自感式传感器:被测量的变化引起电感元件的磁路磁阻变化从而使线圈的电感值发生变化。其分为:
1) 变气隙式:衔铁随被测量上下移动电感值L只与气隙大小有关; 2) 变面积式:理论上灵敏度为S常数,但灵敏度比变气隙式小,量程较大; 3) 螺管式:结构简单、量程较大、制造容易、便于操作、应用广泛、但灵敏度低,可用于测量线位移。
B. 互感式传感器:结构简单、工作可靠、使用方便;灵敏度高;测量准确度高、线性量程较大;但频率响应低,广泛的应用于直线位移的测量。
C. 涡流式传感器:结构简单、使用方便、分辨率高不受油污的介质的影响以及可实现非接触式测量等优点,在位移、振动、材料的无损探伤等诸多领域得到广泛应用。
十三、 工程中常用的拾振器(测量振动的传感器)有哪些,如何选用? 答:工程中常用的测振传感器有接触式和非接触式传感器,接触式中有磁电式速度传感器和压电式加速度计; 非接触式中有涡流式传感器; 选用传感器的一般原则:
1) 参数的选择。 2) 要综合考虑传感器的频率范围、量程、灵敏度的指标。 3) 要考虑局域使用的环境要求、价格、寿命、可靠性、维修、校准等。
十四、 基于内光电效应工作的光电元件主要有哪些? 答:光敏电阻;光电池;光敏二极管(光敏三极管)
十五、 什么是接近开关,常用的接近开关有哪些? 答:接近开关是一种具有感应物体接近能力的器件。 常用的接近开关有:光电式接近开关;电感式接近开关;电容式接近开关;霍尔接近开关。
十六、 简述差动变压器的工作原理,说明它属于哪种类型的传感器?适宜测量什么物理参数?画出其原理示意图及输出特性图。