1、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)
2、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
3、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(t+), 则其速度信号的振幅为_AW_，加速度信号的振幅为_AW2_。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
4、_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
5、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(a0,t0) 的频谱；画出幅频图。2.已知一阶系统的频率响应为 H(j)= ,用该装置去测周期分别为 1S，2S，5S 的1+0.35j正弦信号，问它们的幅值误差各为多少?3.已知被测应变 (t)=A+Bcos10t,电桥输入电压为 ui
6、(t)=Uicos1000t,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= 。( )MK5.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(
7、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
8、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 =_。9.若稳定振动位移信号为 x(t)=A
9、sin(t+) ，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 d 与系统固有频率 之间的关系式为_。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
10、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(j)= 6750 2+1(j)j 2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=120， R1=R3=0.3, R2= R4=0 时，输入电压为u0(t)=300
11、sin(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， =(1+2) +E 中， 代表_。dR4.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
12、，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 -50150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
13、 )A. B. 12R14RC. D.01E5.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
14、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 f0 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：x1(t)=sin3t，x 2(t)=e-t，x 3(t)=esint ，x 4(t)=(t)， x5(t)=sin 12t4.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=
15、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()，C=10( F)，试求：(1)截止频率 f0，并画出该滤波器的幅频示意图。(2)设输入信号 x(t)=0.2cos ,判断其是否在该滤波器的通频带内。12564.t3.试绘出 x(t)=2cos(2f 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，
16、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 Py 和切向力 Pz 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 Pz。(1)在图中标明应变片的位置及 Pz 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
17、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
18、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 ）APN 结光电二极管电路 BPNP 型晶体管集成电路CMOS 型晶体管开关集成电路 DNPN 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 Y0.01，本次采样值为 0.315，上次采样值为 0.301，则本次采样值 Yn 应选为（ A ）A0.30
19、1 B0.303 C0.308 D0.31510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 ）A1.22mV B2.44mV C3.66mV D4.88mV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
20、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 K0，且灵敏度变化量为 K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为 rs= 。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 1.8105Mpa,其中压阻系数 L 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
21、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？
22、2一热敏电阻在 0和 100时，电阻值分别为 200k 和 10k。试计算该热敏电阻在20时的电阻值。3求正弦信号 x(t)=x0sin t 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 VREF 的关系式。 （2）若 VREF=10V输入信号 D3D2D1D0=1000，试计算输出电压 V0=？2已知某信号的傅里叶级数展开式为x(t)= sin cosn 0t n14A 2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 1
23、0 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)=x0ejt ，则其稳态输出 y(t)= ，这个性质称为yejt00()_。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 H1(S)和 H2(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 Rxy()=_。8.若信号满足 y(
24、t)=kx(t)关系，式中 k 为常数，则互相关系数 xy()=_。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 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)=x0sin(t+)的自相关函数为( B )A. B. C. D.x02sinx02cosx02sinx02cos7.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
