第三章 常用传感器
1、填空题
1）属于能量控制型的传感器有 电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电 等，属于能量转换型的传感器有 热电偶,弹性压力计 等（每个至少举例两个）。 2）金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 金属丝的几何变形 引起的电阻变化，后者利用 半导体材料的电阻率变化 变化引起的电阻变化。
3）为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用 差动 工作方式。
4）压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电荷 放大器和 电压 放大器，后接 电荷 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。
5）涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的涡 电流 效应。 6）磁电式速度计的灵敏度单位是 mv / (m/s) 。 7）压电式传感器是利用某些物质的 压电效应。 而工作的。 2、选择题
1）电阻应变片的输入为 2 。
（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度 2）结构型传感器是依靠 3 的变化实现信号变换的。
（1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值 3）不能用涡流式传感器进行测量的是 4 。
（1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料 4）变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 2 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方
5）半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 3 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通
6）压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 3 产生变化。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数
7） 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 4 传感器。 （1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式
8）自感型可变磁阻式传感器，当气隙?变化时，其灵敏度S与?之间的关系是：S＝ 4 。
（1）k1? （2）k? （3）k??2 （4）?k??2
9）光电倍增管是利用 2 效应制成的器件。
（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层 10）光敏元件中 2 是直接输出电压的。
（1）光敏电阻 （2）光电阻 （3）光敏晶体管 （4）光导纤维 3、判断题
1）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ T ） 2）涡流式传感器属于能量控制型传感器（ T ）
3）压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ F ） 4）磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ F ） 4、问答题
1） 哪些传感器可选作小位移传感器？ 电阻应变片式250um。电感式《变气隙0.2mm。差动变压
器型0.08----300mm。涡电流型5000um》电容式，变面积0.003—100mm变间隙性0.01—200um 2） 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测量大位
移量？为什么？结构简单，实用方便，不受油污等介质污染。0-----5000微米。不能大位移。 3） 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？震动，测厚，无损探伤，
4） 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应
采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。
5） 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？压电式加速度计是通过质
量块把加速度转化成力，作用于压电片上。
6） 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） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。
第四章 信号调理
1、填空题
1）电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 电压或者电流出的装置。 2）在桥式测量电路中，按照 激励电压 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。
3）在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 桥臂数目 可将其分为半桥与全桥测量电路。
4）调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 相乘 ，使高频信号的幅值随被测信号的变化 而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 相乘 。
5）调频波的解调又称为 鉴频 。
6）调频是利用信号电压的幅值 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 频率 与信号电压成正比。 7）常用滤波器的上、下截止频率
fc1、fc2的定义为 幅频特性曲线降为最大值的12倍
时对应的频率为截止频率 ，其带宽B＝ B?fc2?fc1 ，若为倍频程滤波器fc1与fc2的
关系为
fc2?2fc1 。
8）RC低通滤波器中RC值愈 大 ，则上截止频率愈低。
9）为提高灵敏度，磁记录仪重放磁头的线圈匝数应 增加 ，为补偿其微分特性，重放放大器应采用 。
10）驱动振动子转动的动力是由被记录信号电流通过振动子线圈所产生的 磁场力 。 2、选择题
1）设有一电路，R1是工作桥臂，R2，R3，R4是固定电阻，且R1?R2?R3?R4。工作时
。e0为电桥的电源电压。 R1?R1?2?R1，则电桥输出电压ey?（1 ）
（1）
?R1?R?R2?R1e0 （2）1e0 （3）1e0 （4）e0 4R12R1R1R12）调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 1 。 （1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减
3）电路中鉴频器的作用是 3 。
（1）使高频电压转变成直流电压 （2）使电感量转变为电压量 （3）使频率变化转变为电压变化 （4）使频率转变为电流 4）一选频装置，其幅—频特性在波器。
（1）低通 （2）高通 （3）带通 （4）带阻 5)一带通滤波器，其中心频率是（1）
f2??区间近于平直，在f2?0区间急剧衰减，这叫 2 滤
f0，-3dB带宽是B，则滤波器的品质因数Q等于 4 。
f0?B （2）f0?B （3）f0B （4）f0B
6）为测量和记录200Hz的正弦信号，最好选用 型号的振动子比较合适。
（1）FC6－120 (2) FC6—120A (3)FC6—400 （4）FC6—1200 7）为了改善重放磁头的电压输出信号，应后续 电路。 （1）放大 （2）微分放大 （3）积分放大 （4）频率调制 8）记录一基频为
f的方波信号，应选用固有频率
>>
fn f
的光线示波器振动子。
（1）＝ （2）?2 （3）?10 （4）9) 伺服式记录仪的特点是 。
（1）记录缓变信号幅值准确性高 （2）记录缓变信号幅值准确性低 （3）记录中频信号幅值准确性高 （4）记录高频信号准确性高
10）在选用振动子时，除了使阻尼比接近0.7 外，应使被测正弦信号的最高频率固有频率
fm 振动子的
fn。
（1）＝ （2）>2倍 （3）?（0.5~0.6）倍 （4）<0.1倍 3、判断题
1）平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。 （ T ） 2）调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ F ） 3）带通滤波器的波形因数?值越大，其频率选择性越好。 （ F ） 4) 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ T ） 4、问答题
1）何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？ 输出电压为零即电桥平衡。R1.R3=R2R4。Z1z3=z2z4
2）调幅波的解调方法有哪几种？ 同步解调，包络检波，相敏检波。 3）抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？
避免出现 频率混叠。低通滤波器。+—0.5fs.FS是采样频率、
第五章 信号及信号分析基础
1. 填空题
1）确定信号可分为__周期信号_______和__非周期信号_______两类，前者频谱具有的特点是1周期信号_的频谱是离散的，2，每条谱线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_______，后者的频谱具有特点是_频谱和幅值谱都是连续的________。
2）信号的有效值又称_均方跟值________；它反映信号的_强度________；有效值的平方称_均方值________，它是信号的__平均功率_______。
3）工程中常见的周期信号，其谐波幅度总的趋势是随着_谐波次数的增高而减小________________的，因此，在频谱分析中，没有必要取那些__次数过高的谐波分量_______的谐波分量。
6）白噪声是指___白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。 所有频率具有相同能量密度的随机噪声称为白噪声______。
7）对于非周期信号，当时间尺度在压缩时，则其频谱频带_________，幅值_________，例如将记录磁带_________，即是例证。
10）根据_________可以推得：输出信号含有什么频率成分，输入信号中也一定含有这种频率成分。 11）周期信号和瞬态信号都可以由无限多个正弦波的叠加来等效，但周期信号的各频率取为_________值，可用_________来求取，其幅值频谱表征为各微小频宽内频率分量的_________和_________之比，因而严格地说，瞬态信号的幅值频谱应称之为_________。
12）在随机信号的统计参数中均方值表示__信号的强度_______；均值表示__信号的常值分量_______；标准误差表示__随机数据分析的重要参数_______。
13）随即信号没有数学表达式，可通过对_________的傅里叶变换获得_________，用它表示信号平均功率关于频率的分布，以获得信号的频率结构。
21）被测信号被截断的实质是指_将信号乘以时域的有限宽的矩形窗函数_______。
22）频混是由于_采样周期太大，频率太小_______引起的，泄漏是由于_截断后成为无线带宽的信号_______引起的。
23）测试信号中最高频率为100Hz，为了避免混叠，时域中采样的间隔必须小于________s。 24）要不产生频混现象就要求采样频率fs与信号的截止频率fc满足________关系。
第六章 计算机辅助测试
1、自动测试系统主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？
2、在设计计算机测试系统时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？
3、测量信号输入A/D转换器前是否一定要加采样保持电路？为什么？
4、.在选择采样保持器时，要考虑的主要因素是什么？
5、一个计算机测试系统的测试对象是温室大棚的温度和湿度，要求测量精度分别是+1°C和+3%RH，每10min采集一次数据，应选择何种类型的A/D转换器和通道方案？
6、请查阅资料，收集5个以上国内外不同厂商生产的PCI接口的数据采集卡，并比较起特性。 7、什么是虚拟仪器？并简述其软硬件结构。