测试与传感器技术试题及答案

测试与传感器技术试题(1)

一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“√”，错误的打B“×”。每小

题2分，共10分)

1.X-Y记录仪可记录任何频率的信号。( B )

2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。( A)

3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。( A)

4.瞬态信号的频谱一定是连续的。( A)

5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。( B )

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号

内。每小题2分，共10分)

1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A)

A.周期信号

B.非周期信号

C.瞬态信号

D.随机信号

*2.用共振法确定系统的固有频率时，在有阻尼条件下，( )频率与系统固有频率一致。

A.加速度共振

B.速度共振

C.位移共振

D.自由振动

3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A)

A.电荷放大器

B.A/D转换器

C.相敏检波器

D.滤波器

4.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。

A.相邻桥臂同变输入电压相加

B.相邻桥臂差变输入电压相减

C.相对桥臂同变输入电压相加

D.相对桥臂差变输入电压相加

5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B )

A.始终保持不变

B.随被测位移的变化而变化

C.不随被测位移的变化而变化

D.随线圈电流的变化而变化

三、填空题(每空1分，共30分)

1.若位移信号x(t)=Acos(ωt+ψ),则其速度信号的振幅为___AW_____，加速度信号的振幅为

______A W2__。

2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测________，高频信号测________。

3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱。

4.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在着________共振频率，

________共振频率，________共振频率。

5.高频情况下，多采用___压电式____测力传感器来测量激振力，而且在实验前需对测力系统

进行____标定____。

6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力作用在压电晶片上，

由于___压电_____效应，在压电晶片两表面上就有___电荷_____产生。

7.阻抗头由两部分组成，一部分是___力_____传感器，一部分是_加速度_______传感器。它

是用来测量驱动点__阻抗______的。

8.阻容式积分电路中，输出电压从_电容C_______两端取出，RC称为__积分______时间常数，

RC值越大，积分结果越__准确______，但输出信号___越小_____。

9.光线示波器的关键部件是________，通过它，可将按一定规律变化的________信号，转换

成按同样规律变化的________摆动信号，从而记录测量结果。

10.热电偶的热电势由________和________两部分组成。

@@@11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为_分辨率_______。

12.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为________。

13.长度计量光栅是利用_莫尔条纹_______来进行位移量的测量的，它具有_位移放大_______

和_平均光栅误差_______的作用。

四、简答题(每小题5分，共20分)

1.为什么使用压电式传感器时必须配用阻抗变换器?

2.简述金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理有何不同?

3.简述电动式激振台的基本构造和工作原理。

4.简述磁带记录仪的功能特点。

五、计算题(每小题10分，共30分)

1.求指数函数x(t)=Ae-at(a>0,t≥0)的频谱；画出幅频图。

2.已知一阶系统的频率响应为H(jω)=

1

1+0.35jω

,用该装置去测周期分别为1S，2S，5S的正

弦信号，问它们的幅值误差各为多少?

3.已知被测应变ε(t)=A+Bcos10t,电桥输入电压为u i(t)=U i cos1000t,采用半桥差动工作方式，试

求(1)电桥输出信号的表达式，并说明该信号是什么波形；(2)画出该信号的幅频图。

测试与传感器技术试题（2）

一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面括号内打“√”，错误的打“╳”。每小题2分，

共10分)

1.动态应变仪的标定电桥的输出电压是采用半桥接法工作的。( )

2.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。( )

3.利用桥式电位差计测量热电偶的热电势时要消耗热电偶的能量。( )

4.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为 0=M

。( )

K

5.惯性式压电加速度传感器的输出电荷正比于质量块的加速度。( )

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号

内。每小题2分，共10分)

1.下列传感器可实现非接触测量的是( C )传感器。

A.压电式加速度

B.电动式速度

C.电磁式速度

D.电阻应变式

2.描述周期信号频谱的数学工具是( A)

A.傅立叶级数

B.傅立叶变换

C.拉氏变换

D.三角函数

3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为( B )

A.理论直线

B.标定曲线

C.理论标定曲线

D.幅频曲线

4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后( D )

A.相等

B.与角频率成反比

C.与角频率无关

D.与角频率成正比

5.使用数字频率计测量信号时，在( )情况下测周法比测频法合理。

A.被测信号频率很低

B.被测信号频率很高

C.被测信号频率变化较大

D.被测信号频率恒定

三、填空题(每空1分，共20分)

1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的________。

2.热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的________和同一导体两端处于不同温度时的

________。

3.直流电桥中________接法的灵敏度最高。

4.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。

5.光线记录仪的振动子的输入信号只能是________。

6.单位脉冲信号的幅值频谱是________。

7.半导体应变片的工作原理是基于________效应。

8.随机信号x(t)的均值定义为μ=________。

9.若稳定振动位移信号为x(t)=Asin(ωt+θ)，则其稳定振动速度信号为v(t)=________,加速度

信号的振幅为________。

10.用强迫振动法激励系统，当系统加速度幅值达到最大时，称为系统的________，此激振频

率ωd与系统固有频率ω

之间的关系式为________。

０

11.正弦信号的均方根值与它的幅值比为________。

12.电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于________。

13.GZ-2型测振仪配接电动式速度传感器时，经过仪器内部的________网络可将传感器测得

的速度信号转换为________和________信号。

14.温度误差的线路补偿法是利用电桥的________实现的。

四、简答题(每小题10分，共30分)

1.简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪两种?各有何特点?

2.画出动态应变仪的原理框图。若输入应变的波形为低频简谐信号，请注明各环节的输出信

号的波形。

3.差动变压器是哪一类传感器?它的工作原理和输出特性是什么?

五、计算题(每小题10分，共30分)

1.写出图示阶跃信号的时域表达式，求它的频谱密度函数。

2.某测试装置的频率响应函数为

H(jω)=67500

ωω2

22500+150(j)+(j)

若输入信号为X(t)=100sin(31.4t+30°)+50sin(314t-20°)，求稳态输出信号Y(t)的表达式。

3.根据图示电桥

(1)写出电桥作电压输出时的和差特性公式。

(2)若R1=R2=R3=R4=120Ω，△R1=△R3=0.3Ω, △R2=△R4=0时，输入电压为

u0(t)=300sin(31416t),求输出电压u(t)。

测试与传感器技术试题（3）

一、填空题(每空2分，共20分)

1.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用_______作为传感器。

2.红外图像传感器由红外敏感元件和_______电路组成。

3.在电阻应变片公式，dR

R

=(1+2μ)ε+λEε中，λ代表_______。

4.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_______。

5.当磁头相对于磁尺不动时，仍有感应电动势输出的是静态磁头，且输出电势的幅值由_______所决定。

6.动态标定的目的，是检验测试传感器的_______指标。

7.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的标准信号发生器和_______。

8.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。

9.热电偶电动势由_______电动势和接触电动势两部分组成。

10.采用_______电源供电的电桥称为交流电桥。

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在

题干的括号内。每小题2分，共20分)

1.对压电式加速度传感器，希望其固有频率( C )

A.接近零

B.尽量低些

C.尽量高些

D.任意

2.( C )传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。

A.金属辐射式

B.热电偶

C.半导体三极管

D.比色计

3.信号传输过程中，产生干扰的原因是( C )

A.信号是缓变的

B.信号是快变的

C.干扰的耦合通道

D.信号是交流的

4.差动电桥由环境温度变化引起的误差为(D )

A. 1

2

1

1

?R

R

B. 1

4

1

1

?R

R

C. 1

2

1

1

?R

R

E D.0

5.非周期信号的频谱是( A)

A.连续的

B.离散的

C.基频的整数倍

D.脉冲函数

6.莫尔条纹光栅传感器的输出是( )

A.数字脉冲式

B.调幅式

C.调频式

D.正弦波

7.半导体应变片具有(A)等优点。

A.灵敏度高

B.温度稳定性好

C.可靠性高

D.接口电路复杂

8.一阶系统的动态表征参数是( D )

A.线性度

B.固有频率

C.阻尼比

D.时间常数 9.常用于测量大位移的传感器有( A ) A.感应同步器 B.应变电阻式 C.霍尔式 D.涡流式

10.将电阻应变片贴在( C )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。 A.质量块 B.导体 C.弹性元件 D.机器组件

三、问答题(每小题4分，共20分) 1.在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特

性?

2.设载波的中心频率为f 0试根据图a 、图b 所示调制信号定性画出相应调频波波形。

3.回答下列函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数： x 1(t)=sin3ωt ，x 2(t)=e -t ，x 3(t)=e sin ωt ，x 4(t)=δ(t)， x 5(t)=sin 12t ?? ?

?

? 4.简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。

5.简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。 四、计算题(每小题8分，共24分)

1.已知测量齿轮齿数Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速(如图所示)。若测得输出电动势的交变频率为24(Hz)，求：被测轴的转速n(r/min)为多少?当分辨误差为±1齿时，转速测量误差是多少?

2.由RC 组成无源低通滤波器，已知R=500(Ω)，C=10(μF)，试求： (1)截止频率f 0，并画出该滤波器的幅频示意图。 (2)设输入信号x(t)=0.2cos 12564.t -

??

?

?

?π,判断其是否在该滤波器的通频带内。 3.试绘出x(t)=2cos(2πf 0t)+3的时域图和频域图。

五、应用题(每小题8分，共16分)

1.试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

(1)用简图说明该传感器的结构，并简要说明其作用原理；

(2)用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。

2.如图所示，轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园表面，在加工过程中，径向力P y和切向力P z大小基本不变，但着力点位置沿轴向移动，现在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的P z。

(1)在图中标明应变片的位置及P z的测量电桥。

(2)着力点移动对测量结果有无影响?为什么?

测试与传感器技术试题（4）

第一部分选择题（共20分）

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个

选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ C ）

A．压力B．力矩C．温度D．厚度

2．属于传感器动态特性指标的是（ D ）

A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率

@3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（A）

A．光电式传感器B．电容式传感器

C．压电式传感器D．磁电式传感器

4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ D ）

A．变极板面积型B．变极距型

C．变介质型D．容栅型

5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C ）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片

B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片

D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片

6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ D ）

A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度

C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗

7．固体半导体摄像元件CCD是一种（C ）

A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路

C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路

8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（ D ）

A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声

C．克服串扰D．消除电火花干扰

9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（A）

A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.315

10．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ B ）

A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV

第二部分非选择题（共80分）

二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）不写解答过程，将正确的答案写在

每小题的空格内。错填或不填均无分。

1．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。

2．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。

3．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向 方向发展。 4．已知某传感器的灵敏度为K 0，且灵敏度变化量为△K 0，则该传感器的灵敏度误差计算公

式为r s = 。

5．为了测得比栅距W 更小的位移量，光栅传感器要采用 技术。 6．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，则表明扭矩 。

7．电容式压力传感器是变 型的。

8．一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.83105

Mpa,其中压阻系

数πL 为 Pa -1

。 9．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为 。 10．热敏电阻常数B 大于零的是 温度系数的热敏电阻。 三、问答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）

1．简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 2．回答与直线式感应同步器有关的下列问题：

（1）它由哪两个绕组组成？

（2）鉴相式测量电路的作用是什么？

3．简述压磁式扭矩仪的工作原理。

4．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。

5．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。

四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）

1．已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz ，测量齿盘的齿数Z=36，求： （1）被测轴的转速是每分钟多少转？

（2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？ 2．一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200k Ω和10k Ω。试计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。

3．求正弦信号x (t )=x 0sin ωt 的自相关函数。

五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）

1．图示为电阻网络D/A 转换电路。

（1）写出电流i 与电压V REF 的关系式。 （2）若V REF =10V

输入信号D 3D 2D 1D 0=1000， 试计算输出电压V 0=？

2．已知某信号的傅里叶级数展开式为

x (t )=

n =∞

∑

1

4A n π

sin

n π2

cos n ω0t

试求该信号的直流分量、第一至第五次谐波分量的幅值，并绘出其幅值谱图。

测试与传感器技术试题（5）

一、填空题(每空1分，共10分)

1.信号可分为_________两大类。

2.在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性，则该过程叫_________。

3.对于线性系统，若输入为x(t)=x 0e

j ωt

，则其稳态输出y(t)=y e j t 00()ω?+，这个性质称为

_________。

4.已知滤波器的带宽为B ，它对阶跃响应的建立时间为Te ，则B 和Te 的关系为_______。

5.若测试系统由两个环节并联而成，且各个环节的传递函数分别为H 1(S)和H 2(S)，则该系统的传递函数为_________。

6.若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样的离散信号的频谱会发生_______现象。

7.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数R xy (τ)=_________。

8.若信号满足y(t)=kx(t)关系，式中k 为常数，则互相关系数ρxy (τ

)=________。

9.两个时域函数乘积的傅里叶变换等于这两个函数

_________。

10.图1-10所示电桥的输出为_________。 图1-10

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在

题干的括号内。每小题2分，共20分) 1.无论二阶系统的阻尼比ξ如何变化，当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时，该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为(B ) A. 0° B. 90° C. 180° D.不定值 2.差动式电感传感器和差动式电容传感器具有( C )的特点。 A.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍 B.灵敏度和非线性度都降低了

C.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干

D.灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍

3.欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用(B )传感器。 A.压电式

B.磁电式

C.电阻式

D.热电式

4.为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响，应选用( C )放大器。 A.电压 B.比例 C.电荷 D.差动

5.常用于对调幅波解调的装置是( D ) A.乘法器 B.滤波器

C.鉴频器

D.相敏检波器

6.正弦信号x(t)=x 0sin(ωt+φ)的自相关函数为( B ) A.

x 0

2

sin ωτ B.

x 02

2

cos ωτ

C.

x 02

2

sin ωτ

D.x 02cos ωτ

7.数字信号的特征是( D )

A.时间上连续幅值上离散

B.时间上离散幅值上连续

C.时间上和幅值上都连续

D.时间上和幅值上都离散

8.已知模拟量的最大幅值为±5V ，现要求A/D 转换器的输出最大误差≤0.5mV ，应选用下列

哪一种A/D转换器( D )

A. 8位

B. 10位

C. 12位

D. 16位

@9.一选频装置，其幅频特性在f1～f2区间急剧衰减(f2>f1)，在0～f1和f2～∞之间近乎平直，这叫( D )滤波器。

A.低通

B.高通

C.带通

D.带阻

10.电荷放大器是一个( C

)放大器。

A.高增益，带电阻反馈的运算

B.低增益，带电容反馈的运算

C.高增益，带电容反馈的运算

D.高增益的电桥

三、问答题(每小题6分，共30分)

1.什么是测试装置的静态特性?常用哪几个特性参数来描述?

2.实现不失真测试的条件是什么?分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不

失真测试。

3.调制波有哪几种?分别说明其含义，并指出常用的有哪两种。

4.选用传感器时应考虑到哪些原则?

5.机械量的计算机辅助测试系统有哪几个基本环节组成?用框图示意说明。

四、计算题(每小题20分，共20分)

1.设有一时间函数f(t)及其频谱如图4-1所示，现乘以振荡函数sin2πf0t (f0>f m)。其

中，函数f(t)叫做调制信号，sin2πf0t叫做载波，试求调幅信号f(t)sin2πf0t的傅里叶变换，示意画出调幅信号及其频谱。

五、综合题(20分)

有一加速度传感器由壳体1、弹性梁2、质量块3和应变片4组成如图5-1所示，若将此传感器输出信号接入电桥电路进行测量。设R1=R2=R3=R4=R

(1)试用电桥示意图说明应变片应如何接在电桥电路中；

(2)若电桥由交流电源供电，U i(t)=8cos2000πt，应变片应变ε(t)=Acos100πt，求电桥输

出电压U0(t)，并绘出U0(t)的频谱(双边谱)

测试与传感器技术试题（6）

一、填空题（每题1分，共10分）

1.构成信号x t()的各频率分量的集合称为。

2.在时间信号x t()幅值不变的条件下，若x(t) X(f)，则)

(x（k>0）。

kt

3.如果δ函数与某一连续信号f t()相乘，则其乘积仅在t=0处得到其余各点

t≠0之乘积均为零。

()

4.在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征，这样的平稳随机过程称为随机过程。

5.当测量装置的输入x有一个增量?x，引起其输出y发生相应变化?y，则该装置的绝对灵敏度为S= 。

6.两个传递函数各为H1(s)和H2(s)的环节，其串联后所组成的系统的传递函数H(s)为。

7.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的效应。

8.涡流式传感器的变换原理是利用在交流磁场中的涡流效应。

9.设两光栅刻线间的夹角为θ，栅距均为W，则二者所生成之英尔条纹间的距离B H =。

10.信号的时域描述是信号时间历程的直接记录，频域描述则反映了信号的。

二、单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题

干的括号内。每小题1分，共20分）

1.二阶装置的动态特性参数是它的( C )

A.时间常数τ

B.传递函数H(s)

和阻尼比ζ D.功率谱

C.固有频率ω

@2.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，通过这一转换从而获得相应的电压输出。

A.线圈自感

B.线圈互感

C.LC调谐振荡

D.RC调谐振荡

3.智能传感器具有辨认、识别与判断的功能，它是由（D ）而成。

A.智能型材料研制

B.传感器与记忆合金组装

C.传感器与机器人组合

D.传感器与计算机组合

4.RC低通滤波器中，RC值越大，则（ A ）

A.上截止频率越低

B.下截止频率越低

C.上截止频率越高

D.下截止频率越高

采样后，其频谱将具有（A ）特征。

5.周期信号在时域内按时间间隔T

s

A.周期、离散

B.非周期、离散

C.周期、连续

D.非周期、连续

6.无论二阶系统的阻尼比ζ如何变化，当它所受的激振力频率等于系统固有频率时，该系统

的位移与激振力之间的相位差必为（ B ）

A.0?

B.90?

C.180?

D.090??~之间反复变化的值

7.某随机信号的方差为σx 2，均方值为ψx 2，均值为μx ，则三者之间（ BN ） A.存在关系式σψμx x x 22

2

=+ B.存在关系式ψσμx x x 222

=+ C.存在关系式σψμx x x 2

2=-() D.相互独立、没有固定的关系式

8.测量装置的频率特性为A ()ω和?ω()，当它们满足（ C ）条件时，输出波形与输入波

形将相似而无失真。 A.A ()ω=1，?ω()=0

B.A ()ω=常量，?ω()=常量

C.A ()ω=常量，?ω()=-t t 00ω,—时间延迟

D.A ()ω=1，?ω()=1

9.二阶欠阻尼系统固有圆频率为ωn ，阻尼比为ζ，在激振力消失后将作衰减周期运动，其ωd

与ωn 和ζ的关系为（ B ） A.ωζωn d 12+= B.ωζωn d 12-= C.ωζωn d ()12+=

D.ωζωn d /()12+=

10.涡流式电感传感器的测量电路一般用（ B ） A.电容反馈式放大电路 B.阻抗分压式调幅电路或调频电路 C.电阻电容式积分电路 D.电桥式脉宽调制电路 11.电荷放大器是一个（ C ）放大器。 A.高增益，带电阻的电流反馈式 B.低增益，带电容反馈的积分运算 C.高增益，带电容反馈的运算 D.带电桥的高增益 12.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

13.一般常用的光电池有硒、硅、碲化镉、硫化镉等的pn 结，其中作为能量转换器使用最多的是（B ）光电池。 A.硒

B.硅

C.碲化镉

D.硫化镉 14.传感器与被测量的对应程度可用其（ A ）表示。 A.精确度

B.稳定性

C.线性

D.灵敏度

15.设某信号中最高频率为f c ，按采样定理，采样频率f s 必须（ B ） A.大于f c 的（3～4）倍 B.大于f c 的2倍 C.等于f c 的2倍

D.小于f c 的2倍

16.自相关函数是区别信号类型的一个有效手段，若信号中含有周期成分则其自相关函数（ C ）

A.在τ很大时衰减也很小

B.在τ很小时衰减就很大

C.在τ很大时都不衰减并具有明显的周期性

D.在τ很大时不衰减但不具明显的周期性

17.两个均值为零且具有相同频率的周期信号，其互相关函数中保留了（ D ）

A.这两个信号的圆频率ω

B.这两上信号的幅值x

0和y

以及相位差ω

C.其中一个信号的幅值x

0（或y

）而且失去了相位关系

D.这两个信号的圆频率ω，对应的幅值x

0和y

以及相位差?

18.回转轴的误差运动是指（ B ）误差运动。

A.轴线的纯径向

B.轴线的径向、轴向和角度的总体

C.轴的回转角速度不均匀而导致的

D.轴的径向和轴向

19.压电晶体式测力仪（ C ）

A.刚度大，灵敏度高、频率响应宽但稳定性不良

B.刚度大，灵敏度高、稳定性好、但频率响应不宽

C.刚度好，灵敏度高、稳定性好、频率响应宽

D.刚度好，灵敏度低、稳定性不良、频率响应宽

20.通常采用的弹性式压力敏感元件有（D ）三类。

A.波登管、膜片和双金属片

B.八角环、膜片和波纹管

C.波登管、螺形簧和C形簧

D.波登管、膜片和波纹管

三、多项选择题（在下列各小题的五个备选答案中有二至五个正确答案，请将正确答案全部选出，并将其字母填入题干的括号内，正确答案没有选全或有错选的，该题无分。每小题1分，共10分）

1.周期信号的强度以( ABDE )来表达。

A.峰值

B.绝对均值

C.方差

D.有效值

E.平均功率

2.一般交流电压表均按有效值刻度在测量非正弦信号时,其输出量(AD )

A.不一定和信号的有效值成比例

B.一定和信号的有效值成比例

C.一定和信号的峰值成比例

D.可能和信号的峰值或者绝对均值成比例,视表内检波电路而定

E.一定和信号的绝对均值成比例

3.非周期信号的幅值谱|X(f)|和周期信号的幅值谱|C n|很相似,但两者是有差别的。其差别突出表现在( BC )

A.|C

n

|的量纲与信号幅值量纲不一样

B.|X(f)|的量纲与信号幅值量纲不一样

C.|C

n

|的量纲与信号幅值量纲一样

D.|X(f)|的量纲与信号幅值量纲一样

E.|C

n

|和|X(f)|的量纲虽然相同但物理概念不一样

4.若G(f)是g(t)的频谱,设g(t)为时域中的周期脉冲序列,其周期为T

s

，其幅值为1，则频域中的G(f)必为（ ACD ）

A.周期脉冲序列

B.周期连续函数

C.周期为1 T s

D.幅值为1

T

s

E.非周期连续函数

5.描述各态历经随机信号的主要特征参数有（ ABCDE ）

A.均值、方差

B.均方值

C.概率密度函数

D.自相关函数

E.功率谱密度函数

6.一般而言，测量装置的灵敏度越高，则（CE ）

A.动态特性越好

B.动态特性越差

C.测量范围越窄

D.测量范围越宽

E.稳定性越差

7.所谓伯德图（Bode图）是指（BC ）曲线的总称。

A.ω

(

20—

)

A

lg

)

(A B.ω

ω—

ωlg

C.ω

ω

?—

)

(

(— D.ω

ω

?lg

)

E.)

20ω

ω

?—

(

lg

lg(

)

8.实际滤波器的基本参数有（ABCD ）

A.纹波幅度和截止频率

B.带宽和品质因素

C.倍频程选择性

D.矩形系数

E.放大系数

9.实现A/D变换的方法很多。例如（ACDE ）

A.积分式

B.微分式

C.跟踪比较式

D.斜坡比较式

E.逐次逼近式

10.考虑到不失真条件，光线示波器中的振子应有如下要求（BD ）

A.固有频率应尽可能高，阻尼比尽可能低

B.阻尼比接近0.7,固有频率约为被测信号的2倍

C.固有频率应尽可能低,阻尼比接近0.7

D.活动部件转动惯量要小

E.要用扭转刚度较小的张丝,相应地该振子的灵敏度提高

四、问答题（每小题5分，共25分）

1.电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？

2.下图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。

3.选用传感器时要考虑哪些问题？

4.什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后又解调？

5.光电转换元件有哪些优点？由于这些优点使它在工业技术中得到了广泛的应用。

五、计算题（每题10分，共20分）

1.用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在5%以内，则该量仪的时间常数τ

应设计成多大？

2.某光线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出θ()t如下图所示的衰减振动，试根据图

中数据确定该振动子的固有频率ω

及阻尼比ζ。

n

六、综合题（共10分）

一精密高速机床，传动部分由电机、齿轮、滚动轴承等组成，因操作不当产生了振动现象。现要求：

（1）组成一个测量该振动加速度的测试系统（以框图形式表述）

（2）简述传感器的选用原则，

（3）简述框图各组成部分的作用，

（4）简述信号分析时，欲得到信号频谱所采用数字信号处理的具体步骤。

七、任选题（共5分。以下共有3小题，考生任选一题解答，多做则以前一题计分。）

1.采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前,必须对所获取的模拟信号进行哪些预处理

工作？

2.一磁电式速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中ω

为该传感器的固有角频率，ω

为被测角频率，其阻尼比ζ为0.7，为了尽量减小测量时的幅值和相位误差，（1）该传感

=10Hz时，其工作最低频率(f)范围应为多少？

器应工作在什么条件下？（2）f

3.测量主轴回转误差运动，需使用位移传感器。试根据回转误差运动测量的特定情况（例如：

精确度高、量程范围小、不允许与测量零件接触、主轴表面材质不一定均匀等），逐一分析电感式、电容式、电阻式、光栅式、磁栅式的性能，确定它们适用与否。

传感器与测试技术试题（1）参考答案及评分标准

一、判断题(每小题2分，共10分)

1.3

2.√

3.√

4.√

5.3

二、单项选择题(每小题1分，共10分)

1.A

2.B

3.A

4.C

5.B

三、填空题(每空1分，共30分)

1.ωAω2A

2.周期频率

3.幅值相位

4.位移速度加速度

5.压电式标定

6.(顺)压电电荷

7.力加速度阻抗(或导纳)

8.电容C 积分准确越小

9.振动子电流光线

10.接触电势温差电势

11.分辨力

12.ω0=K M

13.莫尔条纹位移放大平均光栅误差

四、简答题(每小题5分，共20分)

1.因压电式传感器的输出电阻很大、电荷量很小；普通放大器输入电阻较小，不能直接放

大；阻抗变换器具有输入阻抗高，输出阻抗小。

2.金属电阻应变片是利用电阻应变效应；半导体应变片是利用压阻效应。

3.电动式激振台由驱动线圈、励磁线圈、磁缸、工作台面、支承弹簧及导向装置等组成；

根据电磁感应原理，在工作台面的驱动线圈中通以交变电流，在磁缸的恒定磁场中产生相应的交变运动(振动)。

4.工作频带宽；信号可反复重放；多通道同时记录；信号频率可变；可与计算机配合使用。

五、计算题(每小题10分，共30分)

(10分)

幅频图

（5分）2.|H(jω)|=1

ω

1+(0.35)2

T1=1S, ω1=2π

A1(ω)=0.4139

T2=2S, ω2=π

A2(ω)=0.6728

T3=5S, ω3=0.4π

A3(ω)=0.9154 （5分）

kU i(A+Bcos10t)cos1000t

3.(1)u(t)=1

2

输出信号波形为调幅波（5分）(2) 幅频谱图

（5分）

传感器与测试技术试题（2）参考答案及评分标准

一、判断题(每小题1分，共10分)

1.╳

2.√

3.╳

4.╳

5.╳ 二、单项选择题(每小题1分，共10分)

1.C

2.A

3.B

4.D

5.A

三、填空题(每空1分，共20分) 1.斜率

2.接触电势 温差电势

3.全桥

4.乘积 之和

5.电流

6.幅值恒为一

7.压阻

8.lim 1T

x t dt T 0T

→∞?()

9.?Acos(?t+φ) ?2

A 10.加速度共振 ?d =?0

1+22

ξ

11. 1/2 12.线圈运动速度

13.微积分 加速度 位移 14.和差特性

四、简答题(每小题10分，共30分) 1.因压电式传感器的输出电阻很大、电荷量很小，信号微弱；电荷放大器具有输入阻抗高，

输出电压与压电式传感器电荷成正比、与反馈电容成反比；与电缆分布电容无关；电压放大器具有电路简单，成本低，压电式传感器须与电缆配套使用。 2.框图：

传感器输出信号为：弱低频简谐信号

振荡器输出信号为：高频载波信号

电桥和放大器输出信号为：弱高频调幅波和强高频调幅波

相敏检波器输出信号为：具有正负极性的高频调幅波

低通滤波器输出信号为：强低频简谐信号

3.差动变压器属于电感式传感器；由可动铁芯和二个次级线圈组成差动变压器，当铁芯移

动时，二个互感变化，形成差动电压；输出的调幅波与铁芯位移成正比。

五、计算题(每小题10分，共30分)

1.解：(1) u(t)=

1

,

,

?

?

?

t

t

<

≥

1

1

;

;

（5分）

(2) F［u(t)］=1

jω

πδω

+()（5分）

2.解：?1=31.4

A1(?)=3.06, ?1(?)=-12.35°

y1(t)=306sin(31.4t+17.65°)

?2=314

A2(?)=0.755, ?2(?)=-148.24°（5分）

y2(t)=37.8sin(314t-168.24°)

y(t)=306sin(31.4t+17.65°)+37.8sin(314t-168.24°) （5分）3.解：

(1)u(t)=1

40

1

1

2

2

3

3

4

4

?-+-

?

?

?

?

?

u t

R

R

R

R

R

R

R

R

()

????

（5分）

(2) u(t)=0.375sin(31416t) （5分）