A应变式传感器 B电感式传感器 C电容式传感器 D压电式传感器
19．可以实现非接触振动测量的传感器为 B或者C 。
A应变式传感器 B电感式传感器 C电容式传感器 D压电式传感器
20．动态电阻应变仪中相敏检波电路的作用是 B 。
A幅值调制 B幅值解调 C频率解调 D滤波 三、计算题（共30分）
1．已知周期矩形脉冲信号的傅立叶级数展开式为：x(t)??Tn????sinc(?n??jn?0t，)eT其时域波形和频谱如下图所示。其中周期矩形脉冲的周期为T，脉冲宽度为?。（10分）
（1） 若??0.25ms，T?1ms，该周期矩形脉冲信号的带宽为 4000 Hz，谱线
间隔为 1000 Hz。
（2） 若矩形脉冲幅度和宽度?保持不变，周期变为T?2ms时，其带宽为 4000
Hz、谱线间隔为 500 Hz，频谱最大幅度为 0.125 。
2．若要求100Hz正弦信号通过某一阶滤波器后，幅值误差小于5％，问该一阶滤波器的时间常数最大为多少？120Hz正弦信号通过该滤波器后，幅值误差为多少？(6分)
解：滤波器作为一阶系统，有
H(s)?11 和 H(f)? ?s?1[1?(?2?f)2]12对于同一频率f，?越大，测量误差越大，令 f =100Hz, 测量误差小于5%，即
H(f)?0.95，求出??5.23?10?4。
所以该滤波器的时间常数最大取为??5.23?10。
120Hz正弦信号通过该滤波器时，有H(f)?0.93028，即幅值误差为6.972%。
?43．某等截面梁（泊松比为0.3）受单向拉力F作用，将灵敏系数为2.4的四个应变片粘贴在梁上，如下图所示。(1) 请利用粘贴的四片应变片组成全桥（绘制电桥图），实现拉力F的测量。(2) 若供桥电压为8V，应变片R1和R3产生应变为150με（1με＝1×10-6），问电桥输出电压是多少？ (8分)
FR1R2FR3R4
解：
eo?eieK(?1??2??3??4)?iK(?1???1??1???1) 44eie8VK?1(1???1??)?iK?1(1??)??2.4?150?10?6(1?0.3)?1.872mV422
?
4．利用压电式传感器组成加速度测量系统。其中压电式传感器的灵敏度
Scp=9.00Pc/g，它与灵敏度为SVC=0.005V/Pc的电荷放大器联接后，接到灵敏度为SXV=20mm/V的示波器上显示。试画出该加速度测量系统的方框图，并
计算系统总灵敏度S。（6分） 解：
被测物体 被测物体 被测物体 被测物体
S?SCP?SVC?SXV?9.0Pc/g?0.005V/Pc?20mm/V?0.9mm/g
四．分析应用题（20分）
1．何为系统不失真测试条件？根据右图所示二阶系统的幅频特性和相频特性曲线，说明如何选择二阶系统动态特性参数及工作频带？（6分）
解：不失真测试条件：幅频特性为一常数，相频特性与频率成线性的关系。
对于一个二阶系统来说，在
??0.3的范围内，系统的幅频特?0性接近一条直线，其幅值变化不超过10%，但从相频曲线上看，曲线随阻尼比的不同剧烈变化。其中当?接近于零时相位为零，此时可以认为是不失真的。而当?在坐标系原点的斜线。
0.6~0.8范围内时，相频曲线可以近似认为是一条起自
2．周期信号的傅立叶级数表达式的物理含义为：周期信号可以分解成众多具有 不同频率 的 谐波 信号，该周期信号可以利用傅立叶级数中的某几项之和逼近。下图为周期方波在不同阶次谐波逼近波形，请问，基波频率为 250Hz ，图 a 逼近中谐波阶次更高。（4分）
1.5
1.0
幅度/V
0-0.5-1.0
幅度/V
0.5
-1.5
1.51.00.50-0.5-1.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-1.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
时间/ms
时间/ms
图(a) 图(b)
3．下图为采用某一种传感器测量不同的非电量的示意图。图中被测物体2均为金属材料制成，1为传感器。试问：（6分） （1）该种传感器是何种传感器？ （2）图中分别测量的是哪些非电量？ （3）总结该种传感器的两个优点。
1112
2
2
（a） （b） （c）
答：（1）涡流传感器
（2）（a）测转速，（b）测材料的厚度，（c）计数 （3）结构简单，使用方便，非接触测量等优点
4. 已知某位移传感器的位移测量值右侧表所列，其拟合直线为y??2.2?6.8x，试问：
此拟合直线能否满足线性误差小于5%的要求？(4分)
y/mm x/mV 答：根据已有拟合直线，计算当x取不同值时，对应的y值 0 及误差为：
当x?0时， y??2.22?6.8x??2.2， 对应误差为-2.2 当x?1.85时，y??2.22?6.8x?10.38， 对应误差为0.38
10 20 30 40 0.00 1.85 3.45 4.92 6.22 7.37 当x?3.45时，y??2.22?6.8x?21.26， 对应误差为0.26 50 当x?4.92时，y??2.22?6.8x?31.256， 对应误差为1.256 当x?6.22时，y??2.22?6.8x?40.096， 对应误差为0.096 当x?17.37时，y??2.22?6.8x?47.916， 对应误差为-2.084 所以，最大误差出现在当x?0时，此时误差?Lmax??2.2
线性误差为?L??LmaxY?100%?2.2?100%?4.4%?5%，故此拟合直线能满50足线性误差小于5%的要求。
第三套
（一）填空题
1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来2、传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。
3、信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 4、周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。 5、非周期信号包括 信号和 信号。
6、描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 7、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。
8、某一阶系统的频率响应函数为H(j?)?12j??1，输入信号x(t)?sint，则输出信号2y(t)的频率为?? ，幅值y? ，相位?? 。
41?n1.59、试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的
3.5s?0.5s2?1.4?ns??n22总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。
10、当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为H(j?)? 。
11、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。
12、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。
13、属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有 等（每个至少举例两个）。
14、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 引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。