传感器与测试技术复习题1Word文档格式.docx
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12.任何样本的时间平均等于总体平均的随机信号被称为各态历经信号。
13.正弦信号的自相关函数保留了信号的幅值信息和频率信息，但是失去了相位的信息。
14.附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率降低。
15.在进行振动测量时，压电式传感器联接电荷放大器时，电缆长度不会影响仪器的输出。
16.任何样本的时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为各态历经信号。
17.采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的2倍。
18.极距变化型电容式传感器的灵敏度K与极距平方成反比。
19.当金属板置于变化着的磁场中时，或者在磁场中运动时，在金属板上产生感应电流，这种电流在金属体内是闭合的，所以称为涡流。
20.扭矩测量时，测量传感器应变片应贴在与轴线成45度的方向上。
21.某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。
22.若随机信号x（t）和y（t）的均值都为0，当τ→∞时，则Rxy（τ）=__0__。
23.用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数τ应_尽量小__。
24.传感器的灵敏度越高，就意味传感器所感知的__变化量____越小。
二．单项选择题（每题2分）
1．极距变化型电容传感器的灵敏度（3）。
（1）等于常数
（2）与极距平方成正比
（3）与极距平方成反比（4）反比于两极板之间的间隙。
2压电式加速度计，希望其固有频率（ C ）
A在400Hz左右B在120Hz左右C尽量高些D尽量低些
3脉冲函数δ（t）的频谱Δ（f）
（2）.
（1）仅在f=0处有极大值
（2）在所有的频段上等强度
（3）具有有限带宽频段上等强度（4）仅在f=0处有极小值
4概率密度函数提供了随机信号（ 2 ）的信息。
（1）沿概率轴分布
（2）沿幅值域分布
（3）沿时域分布（4）沿强度分布
5周期信号频谱特点是（3）
（1）连续的，随着频率的增大而减小；
（2）连续的，只在有限区间有非零值；
（3）离散的，只发生在基频的整数倍；
（4）离散的，各频率成分的频率比不是有理数。
6将
和
两个信号叠加，其合成信号
是（3）。
（1）角频率为2的周期信号
（2）角频率为
的周期信号
（3）准周期信号（4）随机信号
7倒频谱函数自变量可使用的单位是
（1）。
（1）秒
（2）赫兹（3）毫伏（4）毫米/秒
8二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（4）。
（1）愈大愈好
（2）愈小愈好（3）接近1/2（4）接近
9磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（4）。
（1）变窄，幅值压低
（2）扩展，幅值压低
（3）扩展，幅值增高（4）变窄，幅值增高
10.外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形（伸长或缩短）的变化而发生变化的现象，称为金属的（3）效应。
（1）霍尔
（2）涡流（3）电阻应变（4）压电
11正弦信号输入信号的稳态输出是
（1）正弦信号。
（1）同频率
（2）高阶频率（3）低阶频率（4）不同频率
12调幅波是（4）。
（1）载波相位随调制信号幅值而变
（2）载波幅值随调制信号幅值而变（3）载波频率随调制信号幅值而变（4）载波与调制信号相乘
13磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（4）。
（1）变窄，幅值压低
（2）扩展，幅值压低
（3）扩展，幅值增高（4）变窄，幅值增高
14非线性度是表示定度（标定）曲线
（1）的程度。
（1）偏离其拟合直线；
（2）接近真值；
（3）加载和卸载时不重合；
（4）在多次测量时的重复。
15倒频谱函数自变量可使用的单位是（3）。
（1）毫伏
（2）赫兹（3）毫秒（4）毫米/秒
16.不能用确定的数学公式表示的信号是（3）信号。
（1）复杂周期信号：
（2）非周期：
（3）随机：
（4）瞬态：
17周期信号频谱特点是
（2）
（2）离散的，只发生在基频的整数倍；
（3）连续的，只在有限区间有非零值；
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（1）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。
（1）硅光电池、霍尔、磁电式；
（2）热电偶、电涡流、电阻应变；
（3）热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；
4压电、霍尔、电感式。
19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（4）。
（4）
20电信号中最高频率fc为50Hz，采样频率fs至少应为
（2）Hz。
（1）50
（2）100（3）250（4）25。
21一般周期信号可以利用傅里叶级数展开成
（2）不同频率的谐波信号的线性叠加。
（1）两个
（2）多个乃至无穷多个（3）偶数个（4）奇数个：
22、概率密度函数曲线下的面积是（ 2 ）。
（2）2.0
（2）1.0（3）0.5（4）0.1
23调幅波（AM）是（3）。
（1）载波与调制信号（即被测信号）相加；
（2）载波频率随调制信号幅值而变；
（3）载波幅值随调制信号幅值而变；
（4）载波相位随调制信号幅值而变。
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（1）式传感器适用于几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量。
（1）光栅；
（2）电涡流；
（3）压磁式；
（4）电容。
三问答题（每题6分）
1、以单臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？
答：
将补偿片联接在工作臂的相邻桥臂上，则因温度变化，引起的工作臂与补偿片的阻值相等，因在相邻桥臂上，阻值相减，消除了温度影响。
条件
（1）应变片片相同；
（2）材料相同；
（3）放在相同温度场中；
（4）联接在相邻桥臂上
2、实现不失真测试的条件是什么？
时域上实现不失真条件：
y（t）=A0x（t-t0）其中，A0、t0为常数。
即：
输入与输出间仅幅值不同和存在时间滞后，则表明系统实现了时域不失真测试。
在频域不失真测试系统应具备两个条件：
A（w）=A0j（w）=-t0w
幅频特性A（w）在x（t）的频谱范围内为常数；
相频特性j（w）与w成线性关系，为一经过原点的直线,斜率为-t0
3、说明周期信号频谱的特点。
，
无论是用三角函数展开式还是用复指数函数展开式求得，其特点是：
1）周期信号的频谱是离散的，每条谱线表示一个正弦分量的幅值；
2）每条谱线只出现在基频整数倍的频率上；
3）各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比，谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小，因此，在频谱分析中不必取那些次数过高的谐波分量。
4什么是泄漏为什么产生泄漏窗函数为什么能减少泄漏
（1）信号的能量在频率轴分布扩展的现象叫泄漏。
（2）由于窗函数的频谱是一个无限带宽的函数，即是x（t）是带限信号，在截断后也必然成为无限带宽的信号，所以会产生泄漏现象。
（3）尽可能减小旁瓣幅度，使频谱集中于主瓣附近，可以减少泄漏。
5通常测试系统由哪几部分组成？
简要说明各组成部分的主要功能。
传感器——把被测量转换为电量；
中间电路——对传感器输出的信号进行转换和处理；
显示纪录装置——对来自中间电路的信号做显示和纪录。
6．简述热电偶的测温原理。
热电偶由两种不同导体组合并将温度转换成热电动势。
热电动势由两种不同导体的接触电势和单一导体的温差电势组成。
7、以双臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件
将两个应变片联接在工作臂的相邻桥臂上，则因温度变化，引起的工作臂与补偿片的阻值相等，因在相邻桥臂上，阻值相减，消除了温度影响。
（2分）
条件：
（1）应变片相同；
（4）联接在相邻桥臂上（4分）
8、用2种不同的方法确定信号中是否含有周期成分？
（1）信号的概率密度函数在均值处有盆形特征；
（2）做自相关函数
含有周期成份，不随τ的增大而衰减；
9、说明互相关分析的概念和主要应用？
对同频的周期信号，有
不同频的周期信号、周期信号与随机信号不相关。
做输入和输出的互相关，排除噪声干扰；
利用两个传感器信号的互相关分析，测定信号到达两个传感器的时间差，进而得出两点间的距离或两点间运动物体的速度。
10一线性系统的输入信号中含有10Hz的频率成分，输出信号中应当有什么频率成分为什么
输出信号中一定有10Hz的频率成分。
因为系统是一个线性系统，线性系统具有频率保持性：
即若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必是同一频率的简谐信号。
11、利用电涡流传感器测量物体的位移。
试问：
（1）如果被测物体由塑料制成，位移测量是否可行为什么
（2）为了能够对该物体进行位移测量，应采取什么措施应考虑什么问题
（1）不可行。
因为电涡流传感器是电感传感器的一种形式，是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应进行工作的，而塑料不是导体，不能产生涡流效应，故不可行。
（2）可在该物体表面上镀上一层金属，使之在变化的磁场中或者磁场中运动时，表层产生感应电流，并自行闭合，从而形成涡流。
四平时练习题（10分）
1、（10分）介绍一种测定机械设备固有频率的原理和方法。
（要求说明原理和如何确定固有频率）
2、（10分）以你专业典型设备的检测或故障诊断为例，请设计一个测量、数据分析、故障诊断系统，要求：
1）说明系统各环节的基本原理；
2）说明系统使用何种传感器和放大器；
3）测量数据做何种分析才可以检测或诊断出设备故障？
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