緒論第一章 一、選擇題1. 描述周期信號的數(shù)學(xué)工具是（ B ）。 A. 相關(guān)函數(shù) B. 傅氏級數(shù) C. 傅氏變換 D. 拉氏變換2. 傅氏級數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)是表示各諧波分量的（ C ）。 A. 相位 B. 周期 C. 振幅 D. 頻率3. 復(fù)雜的信號的周期頻譜是（ A ）。A. 離散的 B. 連續(xù)的 C. 函數(shù) D. sinc函數(shù)4. 如果一個信號的頻譜是離散的。則該信號的頻率成分是（C ）。A. 有限的 B. 無限的 C. 可能是有限的，也可能是無限的 D. 不能確定5. 下列函數(shù)表達(dá)式中，（ B ）是周期信號。A.B. ，C. ，D. ，6. 多種信號之和的頻譜是（C）。A. 離散的 B. 連續(xù)的C. 隨機(jī)性的D. 周期性的7. 描述非周期信號的數(shù)學(xué)工具是（C）。A. 三角函數(shù) B. 拉氏變換C. 傅氏變換 D. 傅氏級數(shù)8. 下列信號中，（C）信號的頻譜是連續(xù)的。A. B. C. D. 9. 連續(xù)非周期信號的頻譜是（C）。A. 離散、周期的 B. 離散、非周期的 C. 連續(xù)非周期的 D. 連續(xù)周期的10. 時域信號，當(dāng)持續(xù)時間延長時，則頻域中的高頻成分（C）。A. 不變 B. 增加 C. 減少 D. 變化不定11. 將時域信號進(jìn)行時移，則頻域信號將會（D）。A. 擴(kuò)展 B. 壓縮 C. 不變 D. 僅有移項(xiàng)12. 已知 ，為單位脈沖函數(shù)，則積分的函數(shù)值為（ C ）。A. 6 B. 0 C. 12 D. 任意值13. 如果信號分析設(shè)備的通頻帶比磁帶記錄下的信號頻帶窄，將磁帶記錄儀的重放速度（ B ），則也可以滿足分析要求。A. 放快 B. 放慢 C. 反復(fù)多放幾次 D. 不能14. 如果，根據(jù)傅氏變換的（ A ）性質(zhì)，則有。A. 時移 B. 頻移 C. 相似 D. 對稱15. 瞬變信號x(t)，其頻譜X(f)，則|X(f)|2表示（ B ）。A. 信號的一個頻率分量的能量 B. 信號沿頻率軸的能量分布密度C. 信號的瞬變功率D. 信號的功率16. 不能用確定函數(shù)關(guān)系描述的信號是（ C ）。A. 復(fù)雜的周期信號 B. 瞬變信號 C. 隨機(jī)信號 D. 周期信號17. 兩個函數(shù)和，把運(yùn)算式稱為這兩個函數(shù)的（ C ）。 A. 自相關(guān)函數(shù) B. 互相關(guān)函數(shù) C. 卷積 D. 互譜18. 時域信號的時間尺度壓縮時，其頻譜的變化為（ ）。A. 頻帶變窄、幅值增高 B. 頻帶變寬、幅值壓低C. 頻帶變窄、幅值壓低 D. 頻帶變寬、幅值增高19. 信號 ，則該信號是( C ).A. 簡單周期信號 B. 隨機(jī)信號 C. 瞬變信號 D. 復(fù)雜周期信號20. 數(shù)字信號的特性是（ B ）。A. 時間上離散、幅值上連續(xù) B. 時間、幅值上均離散C. 時間、幅值上都連續(xù) D. 時間上連續(xù)、幅值上量化21. 非周期信號的頻譜是（ A ） A. 連續(xù)的 B. 離散的 C. 基頻的整倍數(shù) D. 非連續(xù)的22. 信號是信息的（ A ）A. 載體 B. 描述 C. 形式 D. 數(shù)量表示23.脈沖函數(shù)的頻譜是（ A ）A. 均勻譜 B. 非均勻譜 C. 逐漸增高 D. 逐漸降低24. 截?cái)嗟姆讲ㄐ盘柕念l譜是（ B ）A. 離散譜 B. 連續(xù)譜 C. 低頻譜 D. 高頻譜25. 方波信號的諧波頻率是基波頻率的（ C ）A. 偶數(shù)倍 B. 自然數(shù)倍 C. 基數(shù)倍 D. 小數(shù)倍26. 窗函數(shù)在時域變窄，則其頻域的頻帶（ B ） A. 縮小 B. 加寬 C. 不變 D. 不確定27. 下面（ D ）的頻譜與理想的白噪聲頻譜相同A. 低頻噪聲 B. 高頻噪聲 C. 隨機(jī)噪聲 D. 函數(shù)28. 信號在時域的時移，則信號在頻域（A ） A. 相移 B. 不變 C. 壓縮 D. 放大29. 信號的時域與頻域描述方法是依靠（ B ）來確立彼此的關(guān)系 A. 拉氏變換 B. 傅氏變換 C. 卷積 D. 相乘30. 各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程必須是（ A ）A. 平穩(wěn)隨機(jī)過程 B. 非周期性的C. 集合平均統(tǒng)計(jì)特征隨時間周期性變化 D. 連續(xù)的31. 工程中常見的周期信號其諧波的幅值隨諧波的頻率增加而（ B ）A. 不變 B. 減小 C. 增加 D. 不確定32. 將信號在時域進(jìn)行擴(kuò)展，則信號在頻域?qū)ⅲ?C ）A. 不變 B. 擴(kuò)展 C. 壓縮 D. 相移33. 由幾個頻率不同的正弦信號合成的周期信號，合成信號的周期是（ A ）A. 各信號周期的最小公倍數(shù) B. 各信號周期的最大公約數(shù)C. 各信號周期的平均值 D. 都不對二、填空題1. 信號可分為 和 兩大類。確定性信號；隨機(jī)信號2. 確定性信號可分為 和 兩類，前者的頻譜特點(diǎn)是 。后者的頻譜特點(diǎn)是 。周期信號；非周期信號；離散的；連續(xù)的3. 將確定行信號中那些不具有周期重復(fù)性的信號稱為 。非周期信號4. 工程中常見的周期信號，其諧波幅值總的趨勢是隨諧波次數(shù)的增高而 的，因此，沒有必要取那些次數(shù)過高的諧波分量。減小5. 信號的有效值的平方稱為 ，它描述測試信號的平均功率。均方值6. 兩個時間函數(shù)和的卷積定義式是 。7. 連續(xù)信號與單位脈沖函數(shù)進(jìn)行卷積其結(jié)果是： 。8. 6. 單位脈沖函數(shù)的頻譜所有頻段上都是等強(qiáng)度的，這種頻譜常稱為 。均勻譜9. 21. 窗函數(shù)的頻譜是，則延時后的窗函數(shù)的頻譜應(yīng)是 。10. 信號當(dāng)時間尺度在壓縮時，則其頻帶 其幅值 。例如將磁帶記錄儀 即是例證。展寬；降低；慢錄快放11. 單位脈沖函數(shù)的頻譜為 ，它在所有頻段上都是 ，這種信號又稱 。1；等強(qiáng)度；白噪聲12. 余弦函數(shù)只有 譜圖，正弦函數(shù)只有 譜圖。實(shí)頻；虛頻13. 計(jì)算積分值： 。 14. 兩個時間函數(shù)的卷積定義式是 。 15. 單位脈沖函數(shù)與在點(diǎn)連續(xù)的模擬信號的下列積分： 。這一性質(zhì)稱為 。 ；脈沖采樣16. 已知傅氏變換對，根據(jù)頻移性質(zhì)可知的傅氏變換為 。17. 已知傅氏變換對：和時，則當(dāng)時，=。 三、名詞解釋1. 平穩(wěn)隨機(jī)過程平穩(wěn)隨機(jī)過程是指其統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)不隨時間而變化的隨機(jī)過程。四、計(jì)算題tf(t)-11. 求下圖所示三角波調(diào)幅信號的頻譜。（已知圖中所示三角波的傅立葉變換為）解：圖中所示調(diào)幅波是三角波與載波 的乘積。兩個函數(shù)在時域中的乘積，對應(yīng)其在頻域中的卷積。 余弦信號頻譜為 三角波頻譜為：則信號f(t)的頻譜為： 2. 求被截?cái)嗟恼液瘮?shù)的傅立葉變換。 解原函數(shù)可看作是正弦函數(shù)和矩形窗函數(shù)的乘積，即，其中 又 4. 求指數(shù)函數(shù)的頻譜。解： 5. 求衰減振蕩信號，的頻譜。解：設(shè)， 6. 一時間函數(shù)及其頻譜函數(shù)如圖1-2所示，其最高頻率為。函數(shù)，（），試分別作出及其頻譜函數(shù)的圖形。分析當(dāng)時，的圖形會出現(xiàn)什么情況？解：相當(dāng)于信號與的調(diào)幅信號，其時域與頻域結(jié)果如下圖所示：圖中，（a）為調(diào)幅信號波形圖，圖（b）為調(diào)幅信號頻譜圖。當(dāng)時，兩邊圖形將在中間位置處發(fā)生混疊，導(dǎo)致失真。7. 圖1-3所示信號a（t）及其頻譜A（f）。試求函數(shù)的傅氏變換F（f）并畫出其圖形。解：由于 并且 ,所以的頻譜圖如下圖所示： 第二章 一、選擇題2. 測試裝置的傳遞函數(shù)H(s)是裝置動態(tài)特性在（ D ）中的描述。 A. 幅值域 B. 時域 C. 頻率域 D. 復(fù)頻域3. 測試裝置的頻響函數(shù)H（j）是裝置動態(tài)特性在（ C ）中的描述。 A. 幅值域 B. 時域 C. 頻率域 D. 復(fù)頻域4. 用常系數(shù)微分方程描述的系統(tǒng)稱為（ D ）系統(tǒng)。 A. 相似 B.物理 C. 力學(xué) D. 線性5. 下列微分方程中，哪一個是線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型？（ B ） A. B. C. D. 6. 線性系統(tǒng)的疊加原理表明（ A ）。 A. 加于線性系統(tǒng)的各個輸入量所產(chǎn)生的響應(yīng)過程互不影響 B. 系統(tǒng)的輸出響應(yīng)頻率等于輸入激勵的頻率 C. 一定倍數(shù)的原信號作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的響應(yīng)，等于原信號的響應(yīng)乘以該倍數(shù) D. 多個輸入信號同時作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的響應(yīng)，等于各個原信號的響應(yīng)之和7. 測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為（ D ）。 A. 精度 B. 靈敏度 C. 精密度 D. 分辨率8. 一般來說，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，其測量范圍（ B ）。 A. 越寬 B. 越窄 C. 不變 D. 不一定9. 測試過程中，量值隨時間而變化的量稱為（ C ）。 A. 準(zhǔn)靜態(tài)量 B. 隨機(jī)變量 C. 動態(tài)量 D. 靜態(tài)量10. 線性裝置的靈敏度是（ B ）。 A. 隨機(jī)變量 B. 常數(shù) C. 時間的線性函數(shù) D. 時間的非線性函數(shù)11. 若測試系統(tǒng)由兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)而成，且環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為 ，則該系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)為（ ）。若兩個環(huán)節(jié)并聯(lián)時，則總的傳遞函數(shù)為（ ）。 A. B. C. D.12. 輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關(guān)系就是（ B ）。A. 幅頻特性 B. 相頻特性 C. 傳遞函數(shù) D. 頻率響應(yīng)函數(shù)13. 時間常數(shù)為的一階裝置，輸入頻率為 的正弦信號，則其輸出與輸入間的相位差是（ A ）。 A. -45 B. -90 C. -180 D. 4514. 測試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)與它的頻率響應(yīng)函數(shù)間的關(guān)系是（ B ）。 A. 卷積 B. 傅氏變換對 C. 拉氏變換對 D. 微分15. 時不變線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)等于（ B ）。 A. 系統(tǒng)的正弦輸出與正弦輸入比 B. 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出的傅氏變換與正弦輸入的傅氏變換之比 C. 用虛指數(shù)函數(shù)表示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出與正弦輸入之比 D. 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出的拉氏變換與正弦輸入的啦氏變換之比16. 對某二階系統(tǒng)輸入周期信號 ，則其輸出信號將保持（ C ）。 A. 幅值不變，頻率、相位改變 B. 相位不變，幅值、頻率改變 C. 頻率不變，幅值、相位改變 D. 幅值、頻率、相位均不變17. 二階裝置，用相頻特性中（）=-90時所對應(yīng)的頻率作為系統(tǒng)的固有頻率的估計(jì)值，則值與系統(tǒng)阻尼頻率的大?。?B ）。 A. 有關(guān) B. 無關(guān) C. 略有關(guān)系 D. 有很大關(guān)系18. 二階系統(tǒng)的阻尼率越大，則其對階越輸入的時的響應(yīng)曲線超調(diào)量（ B ）。 A. 越大 B. 越小 C. 不存在 D. 無關(guān)19. 二階裝置引入合適阻尼的目的是（ C ）。 A. 是系統(tǒng)不發(fā)生共振 B. 使得讀數(shù)穩(wěn)定 C. 獲得較好的幅頻、相頻特性D. 使系統(tǒng)穩(wěn)定20. 不失真測試條件中，要求幅頻特性為（ B ）。 A. 線性 B. 常數(shù) C. 是頻率的函數(shù) D. 沒有要求21. 不失真測試條件中，要求幅頻特性為（ ），而相頻特性為（ ）。 A. 線性 B. 常數(shù) C. 是頻率的函數(shù) D. 沒有要求22. 測試裝置的頻響函數(shù)H(jw)是裝置動態(tài)特性在（ B ）中的描述A. 幅值域 B. 頻域 C. 復(fù)頻域 D. 時域23. 測試裝置傳遞函數(shù)H(s)的分母與（ C ）有關(guān) A. 輸入量x(t) B. 輸入點(diǎn)的位置C . 裝置結(jié)構(gòu) D. 輸出點(diǎn)的位置24. 非線性度是表示定度曲線（ B ）的程度A. 接近真值 B. 偏離其似合直線 C. 正反行程不重合 D. 回程誤差25. 用二階系統(tǒng)作測試裝置，為使系統(tǒng)響應(yīng)最快，其固有頻率（ B ）A. 越小越好 B. 越大越好 C. 0.60.7之間最好D. 負(fù)值最好26. 測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和（ B ） A. 具體測試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)有關(guān) B. 具體測試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)無關(guān)C. 輸入信號有關(guān) D. 輸出信號有關(guān)27. 靈敏度越高的測試系統(tǒng)，（ C ）A. 系統(tǒng)越穩(wěn)定 B. 回程誤差越小 C. 漂移越大 D. 非線性誤差越小28. 用一階系統(tǒng)作測試裝置，為了獲得最佳的工作性能，其時間常數(shù)（ B ） A. 越小越好 B. 越大越好C. 0.60.7之間最好 D. 負(fù)值最好二、填空題1. H（s）與輸入x(t)及系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關(guān)，它只表達(dá)系統(tǒng)的 。傳輸特性2. 一階裝置的時間常數(shù)原則上 。越小越好3. 測試裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)是不隨時間而變化的系統(tǒng)，則稱為 系統(tǒng)。時不變4. 測試裝置的特性可分為 特性和 特性。靜態(tài)特性；動態(tài)特性5. 測試裝置的靜態(tài)特性指標(biāo)有 、 和 。靈敏度；非線性度；回程誤差6. 描述測試裝置動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型有 、 、 等。微分方程；傳遞函數(shù)；頻率響應(yīng)函數(shù)7. 測試裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)是不隨時間而變化的系統(tǒng)，則稱為 系統(tǒng)。若其輸入、輸出呈線性關(guān)系時，則稱為 系統(tǒng)。時不變；線性8. 線性系統(tǒng)中的兩個最重要的特性是指 和 。線形疊加性；頻率保持性9. 測試裝置在穩(wěn)態(tài)下，其輸出信號的變化量與其輸入信號的變化量之比值，稱為 。靈敏度10. 測試裝置的輸出信號拉氏變換與輸入信號拉氏變換之比稱為裝置的 。傳遞函數(shù)11. 測試裝置對單位脈沖函數(shù)（t）的響應(yīng)，稱為 ，記為h（t），h（t）的傅氏變換就是裝置的 。脈沖響應(yīng)函數(shù)；頻率響應(yīng)函數(shù)12. 滿足測試裝置不失真測試的頻域條件是 和 。；或幅頻特性為常數(shù)；相頻特性為線性13. 為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實(shí)驗(yàn)方法是 和 。階躍響應(yīng)法；頻率響應(yīng)法14. 二階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)有 和 。固有頻率；阻尼比15. 已知輸入信號 x（t）=30cos（30t+30）， 這時一階裝置的A（）=0.87， =-21.7，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達(dá)式是：y（t）= 。26.1cos（30t+8.3）16. 影響一階裝置動態(tài)特性參數(shù)是 ，原則上希望它 。時間常數(shù)；越小越好17. 輸入x（t），輸出y（t），裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)h（t），它們?nèi)咧g的關(guān)系是 。三、名詞解釋1.分辨力引起測量裝置的輸出值產(chǎn)生一個可覺察變化的最小輸入量（被測量）變化值稱為分辨力。2.靈敏度當(dāng)裝置的輸入x有增量x變化時，相應(yīng)的輸出y有增量y變化，把y與x的比值定義為靈敏度。3.線性度實(shí)際特性曲線與參考直線偏離的程度稱為線性度。四、計(jì)算題1. 求周期信號通過傳遞函數(shù)為的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解： ； ； 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為 2. 某一階測量裝置的傳遞函數(shù)為 ，若用這一測量裝置測量頻率為2Hz的正弦信號，試求其幅度誤差。解： =0.894 其幅度誤差(10.894)100%=10.6%。 3. 用一個一階測量裝置測量100Hz的正弦信號，如果要求振幅的測量誤差小于5，問：此儀器的時間常數(shù)應(yīng)不大于多少? （7分）解： （1分） （1分） （2分） （3分）4. 試求傳遞函數(shù)為和的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及系統(tǒng)總的靈敏度。解：當(dāng)兩環(huán)節(jié)串聯(lián)時，系統(tǒng)的總傳遞函數(shù)為： 求當(dāng)S=0時的兩傳遞函數(shù)之值 兩環(huán)節(jié)串聯(lián)后系統(tǒng)的總靈敏度為S=3.041=123 5. 用圖示裝置去測周期為1s，2s，5s的正弦信號，問幅值誤差是多少？（R=350K，C=1F）解：根據(jù)基爾霍夫定律因?yàn)?并且 所以有 兩邊拉氏變換后得這是一個高通濾波器，當(dāng)時幅值相對誤差：式中 輸入信號幅值； 輸出信號幅值。當(dāng)T=2s時，當(dāng)T=1s時，當(dāng)T=5s時，第三章 一、選擇題1. 電渦流式傳感器是利用什么材料的電渦流效應(yīng)工作的。（ A ）A. 金屬導(dǎo)電 B. 半導(dǎo)體 C. 非金屬 D. 2. 為消除壓電傳感器電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用（ B ）。A. 電壓放大器 B. 電荷放大器 C. 前置放大器 D. 電容放大器3. 磁電式絕對振動速度傳感器的數(shù)學(xué)模型是一個（ B ）。A. 一階環(huán)節(jié) B. 二階環(huán)節(jié) C. 比例環(huán)節(jié) D. 高階環(huán)節(jié)4. 磁電式絕對振動速度傳感器的測振頻率應(yīng)（ A ）其固有頻率。A. 遠(yuǎn)高于 B. 遠(yuǎn)低于 C. 等于 D. 不一定5. 隨著電纜電容的增加，壓電式加速度計(jì)的輸出電荷靈敏度將（ C ）。A. 相應(yīng)減小 B. 比例增加 C. 保持不變 D. 不確定6. 壓電式加速度計(jì)，其壓電片并聯(lián)時可提高（ B ）。A. 電壓靈敏度 B. 電荷靈敏度 C. 電壓和電荷靈敏度 D. 保持不變7. 調(diào)頻式電渦流傳感器的解調(diào)電路是（ C ）。A. 整流電路 B. 相敏檢波電路 C. 鑒頻器 D. 包絡(luò)檢波電路8. 壓電式加速度傳感器的工作頻率應(yīng)該（ C ）其固有頻率。A. 遠(yuǎn)高于 B. 等于 C. 遠(yuǎn)低于 D. 沒有要求9. 下列傳感器中哪個是基于壓阻效應(yīng)的？（ B ）A. 金屬應(yīng)變片 B. 半導(dǎo)體應(yīng)變片 C. 壓敏電阻 D. 磁敏電阻10. 壓電式振動傳感器輸出電壓信號與輸入振動的（ B ）成正比。A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 頻率11. 石英晶體沿機(jī)械軸受到正應(yīng)力時，則會在垂直于（ B ）的表面上產(chǎn)生電荷量。A. 機(jī)械軸 B. 電軸 C. 光軸 D. 晶體表面12. 石英晶體的壓電系數(shù)比壓電陶瓷的（ C ）。A. 大得多 B. 相接近 C. 小得多 D. 不確定13. 光敏晶體管的工作原理是基于（ B ）效應(yīng)。A. 外光電 B. 內(nèi)光電 C. 光生電動勢 D. 光熱效應(yīng)14. 一般來說，物性型的傳感器，其工作頻率范圍（ A ）。A. 較寬 B. 較窄 C. 較高 D. 不確定15. 金屬絲應(yīng)變片在測量構(gòu)件的應(yīng)變時，電阻的相對變化主要由（ B ）來決定的。A. 貼片位置的溫度變化 B. 電阻絲幾何尺寸的變化C. 電阻絲材料的電阻率變化D. 電阻絲材料長度的變化16. 電容式傳感器中，靈敏度最高的是（ C ） 。A. 面積變化型 B. 介質(zhì)變化型 C. 極距變化型 D. 不確定17. 極距變化型電容傳感器適宜于測量微小位移量是因?yàn)椋˙ ）A. 電容量微小影響靈敏度 B. 靈敏度與極距的平方成反比，間距變化大則產(chǎn)生非線性誤差C. 非接觸測量D. 兩電容極板之間距離變化小18. 高頻反射式渦流傳感器是基于（ A ）和集膚效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)信號的感受和變化的。 A. 渦電流 B. 縱向 C. 橫向 D. 壓電19. 壓電材料按一定方向放置在交變電場中，其幾何尺寸將隨之發(fā)生變化，這稱為（ D ）效應(yīng)。A. 壓電 B. 壓阻 C. 壓磁 D. 逆壓電20. 下列傳感器中，能量轉(zhuǎn)換型傳感器是（ A ）A. 光電式 B. 應(yīng)變片 C. 電容式 D. 電感式21. 測試工作的任務(wù)主要是從復(fù)雜的信號中提?。?C ）A. 干擾噪聲信號 B. 正弦信號C. 有用信息 D. 頻域信號22. 壓電式傳感器是屬于（ B ）型傳感器A. 參量型 B. 發(fā)電型 C. 電感型 D. 電容型23. 莫爾條紋光柵傳感器是（ B ）的 A. 數(shù)字脈沖式 B. 直接數(shù)字編碼式 C. 調(diào)幅式 D. 調(diào)頻式24. 磁電式絕對振動速度傳感器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是（ C ） A. 一階環(huán)節(jié) B. 二階環(huán)節(jié) C. 比例環(huán)節(jié) D. 積分環(huán)節(jié)25. 電渦流傳感器是利用被測（ A ）的電渦流效應(yīng)A. 金屬導(dǎo)電材料 B. 非金屬材料 C. PVF2 D. 陶瓷材料26. 當(dāng)電阻應(yīng)變片式傳感器拉伸時，該傳感器電阻（ A ） A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 不定27. 極距變化型電容傳感器的靈敏度與（ D ） A. 極距成正比 B. 極距成反比C. 極距的平方成正比 D. 極距的平方成反比28. 壓電式加速度傳感器的工作頻率應(yīng)（ C ）其固有頻率A. 遠(yuǎn)高于 B. 等于 C. 遠(yuǎn)低于 D. 不確定29.調(diào)頻式電渦流傳感器的解調(diào)電路是（ C ）A. 電荷放大器 B. 相敏檢波器 C. 鑒頻器 D. 鑒相器30. 高頻反射式電渦流傳感器，其等效阻抗分為等效電阻R和等效電感L兩部分，M為互感系數(shù)。當(dāng)線圈與金屬板之間距離減少時，上述等效參數(shù)變化為（ B ） A. R減小，L不變，M增大 B. R增大，L減小，M增大 C. R減小，L增大，M減小 D. R增大，L增大，M增大31. 為消除壓電傳感器聯(lián)接電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用（ B ） A. 電壓放大器 B. 電荷放大器 C. 相敏檢波器 D. 鑒相器32.在測量位移的傳感器中，符合非接觸式測量且不受油污等介質(zhì)影響的是（ D ）傳感器A. 電容式 B. 壓電式 C. 電阻式 D. 電渦流式33. 半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度上升，其阻值（ B ）A. 上升 B. 下降 C. 保持不變 D. 變?yōu)?34. 為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用（ B ）放大器A. 電壓 B. 電荷 C. 微分 D. 積分35. 渦流式位移傳感器的輸出與被測對象的材料（ C ） A. 無關(guān) B. 不確定 C. 有關(guān) D. 只限于測銅37. 自感型傳感器的兩線圈接于電橋的相鄰橋臂時，其輸出靈敏度（ B ）A. 提高很多倍 B. 提高一倍 C. 降低一倍 D. 降低很多倍38. 變間隙式電容傳感器測量位移量時，傳感器的靈敏度隨（ A ）而增大A. 間隙的減小 B. 間隙的增大 C. 電流的增大 D. 電壓的增大40. 壓電式振動傳感器輸出電壓信號與輸入振動的（ C ）成正比A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 時間41. 壓電式傳感器是高阻抗傳感器，要求前置放大器的輸入阻抗（ A ）A. 很大 B. 很低 C. 不變 D. 隨意42. 半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度和電阻應(yīng)變片的靈敏度相比（ A ）A. 半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高 B. 二者相等C. 電阻應(yīng)變片的靈敏試驗(yàn)高 D. 不能確定43. 若石英晶體沿機(jī)軸受到正應(yīng)力，則會在垂直于（ C ）的面上產(chǎn)生電荷A. 機(jī)軸 B. 電軸 C. 光軸 D. 都不44. 壓電式傳感器是個高內(nèi)阻傳感器，因此要求前置放大器的輸入阻抗（ B ）A. 很低 B. 很高 C. 較低 D. 較高45. 極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（ D ）A. 成正比 B. 平方成正比 C. 成反比 D. 平方成反比46. 隨電纜電容的增加，壓電式加速度計(jì)的輸出電荷靈敏度（ A ）A 相應(yīng)減小 B 比例增加 C 保持不變 D不確定47. 壓電式加速度計(jì)，其壓電片并聯(lián)可提高（ B ）A. 電壓靈敏度 B. 電荷靈敏度 C. 電壓和電荷靈敏度 D. 電流靈敏度48.（ B ）的基本工作原理是基于壓阻效應(yīng)A. 金屬應(yīng)變片 B. 半導(dǎo)體應(yīng)變片 C. 壓敏電阻 D. 壓電陶瓷49. 可變磁阻式電感傳感器，當(dāng)線圈匝數(shù)N及鐵芯截面積0確定后，原始?xì)庀?越小，則電感L（ B ）A. 越小 B. 滿足不失真條件 C. 阻抗匹配 D. 越大50. 壓電晶體式傳感器其測量電路常采用（ B ）A. 電壓放大器 B. 電荷放大器C. 電流放大器 D. 功率放大器二、填空題1. 渦流式傳感器的變換原理是利用金屬導(dǎo)體在交流磁場中的 。感應(yīng)電動勢2. 磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為 的一種傳感器。渦電流效應(yīng)3. 將壓電晶體置于外電場中，其幾何尺寸也會發(fā)生變化，這種效應(yīng)稱之為 。逆壓電效應(yīng)4. 利用電阻隨溫度變化的特點(diǎn)制成的傳感器叫 。熱電阻傳感器5. 可用于實(shí)現(xiàn)非接觸式測量的傳感器有 和 等。渦流式；電容式6. 電阻應(yīng)變片的靈敏度 表達(dá)式為，對于金屬應(yīng)變片來說：S= ，而對于半導(dǎo)體應(yīng)變片來說S= 。7. 當(dāng)測量較小應(yīng)變值時應(yīng)選用 效應(yīng)工作的應(yīng)變片，而測量大應(yīng)變值時應(yīng)選用 效應(yīng)工作的應(yīng)變片。壓阻效應(yīng)；應(yīng)變效應(yīng)8. 電容器的電容量，極距變化型的電容傳感器其靈敏度表達(dá)式為 。 9. 差動變壓器式傳感器的兩個次級線圈在連接時應(yīng) 。反相串接10. 光電元件中常用的有 、 和 。光敏電阻；光敏晶體管；光電池11. 壓電傳感器在使用 放大器時，其輸出電壓幾乎不手電纜長度變化的影響。電荷12. 超聲波探頭是利用壓電片的 效應(yīng)工作的。逆壓電13. 壓電傳感器中的壓電片并聯(lián)時可提高 靈敏度，后接 放大器。而串聯(lián)時可提高 靈敏度，應(yīng)后接 放大器。電荷；電壓；電壓；電壓14. 電阻應(yīng)變片的電阻相對變化率是與 成正比的。應(yīng)變值15. 電容式傳感器有 、 和 3種類型，其中 型的靈敏度最高。面積變化型；極距變化型；介質(zhì)變化型；極距變化型16. 霍爾元件是利用半導(dǎo)體元件的 特性工作的。霍爾效應(yīng)17. 按光纖的作用不同，光纖傳感器可分為 和 兩種類型。功能型；傳光型三、名詞解釋1. 一塊金屬板置于一只線圈附近，相互間距為，當(dāng)線圈中有一高頻交變電流通過時，便產(chǎn)生磁通。此交變磁通通過鄰近金屬板，金屬板表層上產(chǎn)生感應(yīng)電流即渦電流，渦電流產(chǎn)生的磁場會影響原線圈的磁通，使線圈的阻抗發(fā)送變化，這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。2. 某些物質(zhì)在受到外力作用時，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，表面上有電荷出現(xiàn)，出現(xiàn)電場，當(dāng)外力去除后，有重新恢復(fù)到原來狀態(tài)，這種現(xiàn)象成為壓電效應(yīng)。3. 金屬材料在發(fā)生機(jī)械變形時，其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象成為電阻應(yīng)變效應(yīng)。4. 將霍爾元件置于磁場中，當(dāng)相對的兩端通上電流時，在另相對的兩端將出現(xiàn)電位差，稱為霍爾電勢，此現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。5. 當(dāng)激光照射到運(yùn)動物體時，被物體反射或散射的光頻率即多普勒頻率發(fā)生變化，且多普勒頻率與物體運(yùn)動速度成比例，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。6. 某些半導(dǎo)體元件，當(dāng)在相對的兩端通上電流時，將引起沿電流方向電阻的變化，此現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。7. 傳感器是直接作用于被測量，并能按一定規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成同種或別種量值輸出的器件。8. 半導(dǎo)體材料受到光照時，電阻值減小的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。9. 壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受到外力作用時，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。10. 在光照作用下，物體內(nèi)的電子從物體表面逸出的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。11. 在光的照射下使物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏打效應(yīng)。四、計(jì)算題 3. 一電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑r4mm，工作初始，如果間隙變化量時，電容變化量是多少（真空中介電常數(shù)為0=-8.8510-12F/m）。解：電容傳感器的靈敏度 F/m F/m F/mpF 4. 一電容測微儀，其傳感器的圓形極板的半徑r=4mm，工作初始間隙，空氣介質(zhì)，試求：（已知空氣介電常數(shù)）（1）通過測量得到的電容變化量為，則傳感器與工件之間由初始間隙變化的距離（2）如果測量電路的放大倍數(shù)，讀數(shù)儀表的靈敏度格/，則此時儀表指示值變化多少格？解：（1），極距變化型電容傳感器靈敏度為： 則 （2）設(shè)讀數(shù)儀表指示值變化格數(shù)為m，則 （格） 4. 有一電阻應(yīng)變片其靈敏度S=2，R120，設(shè)工作時其應(yīng)變?yōu)?000，問R？設(shè)將此應(yīng)變片接成如圖所示的電路，試求：應(yīng)變片mA5V1）無應(yīng)變時電流表示值；2）有應(yīng)變時電流表示值；3）電流表指示值相對變化量。解： 1） 2） 3） 5. 有一鋼板，原長，鋼板彈性模量，使用BP-3箔式應(yīng)變片R=120，靈敏度系數(shù)S=2，測出的拉伸應(yīng)變值為300。求：鋼板伸長量，應(yīng)力及。如果要測出1應(yīng)變值則相應(yīng)的是多少？解：因?yàn)?，則有如果要測出1應(yīng)變值，則五、綜合題1 設(shè)計(jì)一臺檢測鋼絲繩斷絲的儀器（用原理圖表示），并簡述其原理。答：利用霍爾元件來檢測鋼絲繩的斷絲情況，其原理圖如下圖所示：其工作原理為：鐵心對鋼絲繩局部磁化，當(dāng)有斷絲時，在斷口處出現(xiàn)漏磁場，霍爾元件經(jīng)過此磁場時，將其轉(zhuǎn)換為一個脈動的電壓信號。對此信號作濾波、A/D轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入計(jì)算機(jī)分析，識別出斷絲根數(shù)及位置。2 請畫出動態(tài)電阻應(yīng)變儀的原理框圖，簡述其工作原理，并繪出出圖中各點(diǎn)波形。答：動態(tài)電阻應(yīng)變儀的工作原理為：試件在外力作用下變形，貼在它上面的電阻應(yīng)變片產(chǎn)生相應(yīng)的電阻變化。振蕩器產(chǎn)生高頻正弦信號z(t)，作為電橋的工作電壓，電橋輸出為信號x(t)與載波信號z(t)的乘積，即調(diào)制信號xm(t)，此信號經(jīng)交流放大后進(jìn)行相敏檢波，由振蕩器供給的檢波信號與電橋工作電壓同頻、同相位。相敏檢波的結(jié)果再進(jìn)行低通濾波，得到與原信號極性相同、但經(jīng)放大了的信號。最后，該信號被顯示或輸入后續(xù)設(shè)備。3 欲測量液體的靜壓，擬采用電容式傳感器，試?yán)L出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：彈性膜片與另一金屬板組成一電容，如圖所示，在壓力的作用下，彈性膜片發(fā)生變形，使電容的極距發(fā)生變化，從而引起電容量的變化。電容器接于具有直流極化電壓的電路中，電容的變化有高阻值電阻R轉(zhuǎn)換為電壓變化。電壓輸出與膜片位移速度成正比，從而可測量液體壓力。4 欲測量液體的動壓，擬采用電感式傳感器，試?yán)L出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：P彈性體采樣差動變壓器式傳感器，如圖所示。彈性體在壓力作用下發(fā)生變形，推動與之相連的差動變壓器的銜鐵在線圈內(nèi)運(yùn)動，由于引起線圈互感的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢差，此電勢差經(jīng)交流放大、相敏檢波、濾波等處理后輸出，輸出量反映壓力的大小。P電橋放大相敏檢波低通顯示記錄振蕩器211 應(yīng)變片2 膜片5 欲測量液體的動壓，擬采用電阻應(yīng)變式傳感器，試?yán)L出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：系統(tǒng)的原理框圖如圖所示。電阻應(yīng)變片貼于平膜片上，在壓力P的作用下，膜片發(fā)生變形，致使應(yīng)變片也發(fā)生相應(yīng)的變形從而引起電阻變化，應(yīng)變片置于電橋中，作為電橋的橋臂，從而帶來電橋輸出電壓的變化。振蕩器產(chǎn)生高頻正弦信號，作為電橋的工作電壓，電橋輸出為信號與載波信號的乘積，即調(diào)制信號，此信號經(jīng)交流放大后進(jìn)行相敏檢波，由振蕩器供給的檢波信號與電橋工作電壓同頻、同相位。相敏檢波的結(jié)果再進(jìn)行低通濾波，得到與原信號極性相同、但經(jīng)放大了的信號p(t)。最后，該信號被顯示或輸入后續(xù)設(shè)備。P放大相敏檢波顯示記錄211. 壓電晶體 2. 金屬膜前置放大P6 欲測量液體的動壓，擬采用壓電式傳感器，試?yán)L出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：壓電晶體在壓力P作用下，由于發(fā)生機(jī)械變形而使兩金屬膜極板上集聚數(shù)量相等、極性相反的電荷，形成電勢差。由于該輸出電壓很微弱，且壓電傳感器本身內(nèi)阻很大，因此將此輸出電壓信號先經(jīng)過高輸入阻抗低輸出阻抗的前置放大器放大，再經(jīng)過一般放大器放大和相敏檢波后，輸入顯示儀表或記錄器進(jìn)行顯示或記錄。7 欲測量液體的靜壓，擬采用機(jī)械式傳感器，試?yán)L出可行方案的原理圖，并簡述其測量原P波登管連桿機(jī)構(gòu)齒輪指針x理。答：利用波登管的彈性來測量液體的靜壓力，其原理框圖如圖所示。液體從波登管的受壓端進(jìn)入管內(nèi)，使波登管在壓力P的作用下發(fā)生變形，并在其末端產(chǎn)生與被測壓力P呈近似線性關(guān)系的位移x，此位移量被與波登管末端相連的曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成角度，并被與之相連的齒輪副放大，最后由與齒輪副相連的指針指示出壓力的大小。8 有一批渦輪機(jī)葉片，需要檢測是否有裂紋，試?yán)L出可行方案的原理圖，并簡述其測量原理。答：利用渦流傳感器來檢測葉片裂紋，其原理框圖如圖所示。將渦輪機(jī)葉片放置在由渦流傳感器和電容C組成的諧振回路中，則諧振回路的頻率f將隨間隙的變化而改變，讓渦輪機(jī)葉片沿與傳感器線圈垂直的方向（一般為水平方向，如圖所示）通過傳感器磁場，當(dāng)裂紋處經(jīng)過時，諧振頻率將發(fā)生變化。振蕩器提供穩(wěn)定的高頻信號電源，當(dāng)諧振回路的諧振頻率與該頻率相同時，輸出電壓最大，當(dāng)諧振頻率因裂紋而變化時，與電源頻率失諧，輸出信號的幅值也隨的變化而變化，相當(dāng)于一個被調(diào)制的調(diào)幅波，經(jīng)放大、檢波和濾波后，就可以得知渦輪機(jī)葉片的裂紋信息。Hhx1x2運(yùn)算器LC諧振回路振蕩器放大檢波濾波LC諧振回路振蕩器放大檢波濾波R輸出R9 在軋鋼過程中，需檢測薄板的厚度，可采樣何種傳感器？試簡述其工作原理。答：可采樣渦流傳感器，原理圖如圖所示，系統(tǒng)的工作原理為：差動式測厚，將兩渦流傳感器分別置于被測鋼板的上下兩邊，位置固定，間隔為H，設(shè)被測鋼板厚度為h，兩渦流傳感器與被測鋼板距離分別為x1和x2，渦流傳感器和電容C組成諧振回路，則回路頻率f將隨間隙的變化而改變，使其輸出電壓幅值也隨之變化，經(jīng)放大、檢波和濾波后，可得被測距離x1和x2，將它們輸入運(yùn)算器中進(jìn)行如下運(yùn)算，即可實(shí)時監(jiān)測鋼板厚度：10 如何利用光纖來測量聲壓？繪出可行方案的壓力圖，并簡述其測量原理。答：利用馬赫曾德爾干涉儀原理檢測光纖內(nèi)發(fā)生的聲-光相位調(diào)制，如圖所示，激光源光束經(jīng)過分光鏡以后，其一通過長螺卷狀的檢測光纖。檢測光纖在外界聲壓作用下，使經(jīng)過其中的光束產(chǎn)生相位變化、隨后當(dāng)它與另一路經(jīng)過參考光纖(亦呈螺卷狀)的參考光束進(jìn)行疊加，并由光電管轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚?，便可獲得光相位變化和相應(yīng)的聲壓值。11 如何利用電容式傳感器來測量微小振動物體的振幅？繪出可行方案的壓力圖，并簡述其測量原理。答：可利用極距變化型電容傳感器的原理來測量振動物體的振幅，其原理框圖如圖所示。傳感器電容是振動器諧振回路的一部分，當(dāng)被測物發(fā)生振動時，傳感器的電容也隨之改變，從而使振動頻率發(fā)生變化，頻率的變化經(jīng)鑒頻器變?yōu)殡妷鹤兓俳?jīng)過放大后即可輸出或顯示被測振幅的大小。12 有多種傳感器均可進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量，試舉出其中的兩種，并分別簡述其測量原理。答：（a）（b）（c）（1）渦流傳感器，其工作原理為（如圖a所示）：將帶有凹口或突起的旋轉(zhuǎn)體與被測件同軸安裝，渦流傳感器置于一邊，傳感器線圈接入LC振蕩回路，以回路的振蕩頻率f作為輸出量。當(dāng)凹口或突起轉(zhuǎn)至渦流傳感器處時，由于間距的變化，引起線圈電感變化，從而使振蕩頻率f發(fā)生變化，相當(dāng)于原振蕩頻率f經(jīng)被測頻率fx調(diào)制，通過鑒頻器后即可得被測頻率，從而得到被測轉(zhuǎn)速。（2）磁阻式傳感器，其工作原理為（如圖b所示）：將將帶有凹口或突起的旋轉(zhuǎn)體與被測件同軸安裝，磁阻式傳感器置于旋轉(zhuǎn)體一邊，當(dāng)凹口或突起轉(zhuǎn)至傳感器處時，改變磁路的磁阻，引起磁力線減弱或增強(qiáng)，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其頻率即為被測件的頻率，從而可得其轉(zhuǎn)速。（3）霍爾傳感器，其工作原理為（如圖c所示）：將將帶有凹口或突起的旋轉(zhuǎn)體與被測件同軸安裝，霍爾元件和旋轉(zhuǎn)體同置于磁場中，當(dāng)凹口或突起轉(zhuǎn)至霍爾元件處時，引起磁場變化，霍爾元件將其轉(zhuǎn)換為一個脈動電壓信號，此脈動信號的頻率即為被測件的轉(zhuǎn)動頻率，從而可得被測件的轉(zhuǎn)速。13 要測量一鋼板的厚度，可用哪些傳感器？試舉出其中的兩種，并分別簡述其測量原理。答：Hhx1x2（a）（1）渦流傳感器，其工作原理為（如圖a所示）：差動式測厚，將兩渦流傳感器分別置于被測鋼板的上下兩邊，位置固定，間隔為H，設(shè)被測鋼板厚度為h，兩渦流傳感器測得其與被測鋼板距離分別為x1和x2，則被測鋼板的厚度為為：（b）（2）氣動式傳感器，其工作原理與渦流傳感器類似（如圖b所示），也可用差動式測厚：將氣動量儀的兩個測頭分別置于被測件的上下兩邊，設(shè)兩測頭之間的間隔為H，被測件厚度為h，兩氣動測頭測得其與被測件之間距離分別為x1和x2，則被測鋼板