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复习

第一章

1信息：

是客观存在或运动状态的特征。

2信号：

是信息的载体，是信息的表现形式。

信号是物质，具备能量，信息是信号所载的内容，不等于物质，不具备能量。

3信号的分类

信号：

确定性信号，非确定性信号。

4什么是连续信号、什么是离散信号。

若信号的独立变量取值连续,则是连续信号若信号的独立变量取值离散,则是离散信号

5周期信号的频谱具有三个特点：

1）周期信号的频谱是离散的。

2）每条频谱只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数。

3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。

6在有限区间内，凡满足狄里赫利条件的周期函数都可以展开称傅里叶级数。

7、均值、方差和均方值

均值表示信号的常值分量　

方差描述随机信号的波动分量

8、均方值描述随机信号的强度。

第二章

1测量装置的静态特性：

测量时，测量装置的输入输出信号不随时间而变化，则称为静态测量。

静态特性，用静态特性指标来标定

2静态特性指标主要有：

线性度，灵敏度、回程误差、分辨力、零点漂移等

3系统的动态响应函数一般通过系统微分方程、传递函数、频率响应函数等数学模型来进行研究。

4动态特性

一般通过系统微分方程、传递函数、频率响应函数等数学模型来进行研究。

5线性定常系统有下列重要性质

1）叠加性

2）比例性

3）微分性

4）积分性

5）频率保持性若输入为某一频率的谐波信号，则线性定常系统（测试装置）的稳态输出将为同一频率的谐波信号。

频率保持性在动态测量中具有十分重要的作用。

例如，在稳态正弦激振试验时，响应信号中只有与激励频率相同的成分才是由该激励引起的振动，而其它频率成分皆为干扰噪声，应予以剔除。

6传递函数的特点：

（自己总结，书上有答案）

（传递函数的特点

（1）H（s）与输入x（t）具体表达式及系统的初始状态无关，

它只表达系统的传输特性

（2）传递函数与微分方程等价，H（s）是物理系统的微分方程

（3）对于实际的物理系统，输入x（t）和输出y（t）都具有各自的量纲

（4）H（s）不同的物理系统可以有相同的传递函数）

7O阶系统，输入、输出成比例（线性）关系，也叫比例（线性）环节

8一阶系统，幅频特性曲线随w的增加衰减很快，故一阶系统具有低通滤波的特性。

9二阶系统，振荡环节

10不失真测试的条件：

P55

思考题：

以上是A（ω）的计算，

请同学们考虑Φ（ω）的计算

上题中改变T,既是改变ω，

一阶系统传递函数已知（二阶系统同理），已知输入，求输出

在输入信号ux=0.5cos10t作用下的输出。

Uy=0.5A（ƒ）sin[10t+Φ（ƒ）]

在输入信号ux=0.2cos（100t-45°）作用下的输出。

Uy=0.2A（ƒ）cos[100t-45°+Φ（ƒ）]

解：

偏移量S=90.9nC/MPa×0.005V/nC×20mm/V×3.5MPa=31.815mm

解：

一阶系统Τ=0.35

T=1秒、2秒、5秒时，幅值衰减1-A（ω）=1-1/

把T代进去计算

解：

设x（t）=x1（t）+x2（t）

X1（t）=0.5cos10tX2（t）=0.2cos（100t-45°）

Y1（t）=0.5A1（ω）cos[10t+Φ1（t）]Y2（t）=0.2A2（ω）cos[100t+Φ2（t）-45°]

一阶系统

（1）Τ=0.005，ω=10，代入求A（ω），Φ（ω）

解：

温度计是一阶系统T=80-1/

经过时间越长，衰减越小，即80°

第三章传感器

1传感器是一种能将非电被测量变换为电信号输出的功能性器件。

3-1 在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？

可举例说明。

解答：

主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。

2选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等方面的问题

电阻应变式传感器工作原理基于什么？

（金属材料的电阻应变效应）（灵敏度小）

4半导体应变片传感器工作原理基于什么？

（半导体材料的压阻效应）（灵敏度大，半导体应变片的灵敏度比金属电阻应变片大50~70倍）

5极距变化型电容传感器：

电容C与极距成非线性关系，将引起非线性误差，为减小这一误差，通常规定测量范围小。

6极距变化型电感传感器：

电感L与极距成非线性关系，将引起非线性误差，为减小这一误差，通常规定测量范围小。

这种传感器适于较小位移测量，一般为0.001~1mm。

7下图表示的是涡流式传感器的工程应用实例。

主要用于位移、振动、转速、距离、厚度等参数的测量，可实现非接触式测量。

简要说明涡流传感器测速、侧厚、探伤的工作原理。

8压电效应：

某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。

9逆压电效应（电致伸缩效应）：

逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。

10了解光电传感器、磁电传感器、热电传感器、气敏传感器、超声波传感器等。

习题

3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？

各有何优缺点？

应如何针对具体情况来选用？

 解答：

电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。

  电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。

  半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。

  选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。

解：

根据应变效应表达式ΔR/R=Sgε得 

 ΔR=Sgε R=2×1000×10-6×120=0.24Ω  

1）I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA  

2）I2=1.5/（R+ΔR）=1.5/（120+0.24）≈0.012475A=12.475mA 

 3）δ=（I2-I1）/I1×100%=0.2% 

 4）电流变化量太小，很难从电流表中读出。

如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA的电流变化。

一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。

第五章

1信号调理的目的是：

2直流电桥的平衡关系：

两相对桥臂的电阻值的乘积相等。

3交流电桥的平衡关系：

4电桥的和差特性与应用

应变片粘贴

5画出半桥、全桥接法电路图

6调幅、调频、调相，载波，解调，相敏检波

7什么是滤波器？

p159

8根据频率特性不同，滤波器分为：

低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器

9滤波器的作用？

（到书上找答案，自己总结）p161

滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。

对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。

10截止频率的计算

-3dB截止频率гω=1

例题：

（已讲解）

有一RC滤波器，其中R=1kΩ,C=1μF，试求①该滤波器的截止频率；

②系统的H（jω）、A（jω）、Φ（jω）；③在输入信号ux=10sin360t作用下的输出。

解：

①上截止频率为ƒ=1/2πRC=1/2π×1000×10-6=159Hz

②频率响应、幅频函数、相频函数为

•③在输入信号ux=10sin360t作用下的输出。

•Ux=10A（ƒ）sin[360t+Φ（ƒ）]

•（请大家完成计算）

习题

4-8什么是滤波器的分辨力？

与哪些因素有关？

解答：

滤波器的分辨力是指滤波器分辨相邻频率成分的能力。

与滤波器带宽B、品质因数Q、倍频程选择性、滤波器因数等有关。

带宽越小、品质因数越大、倍频程选择性越小、滤波器因数越小，分辨力越高。