机电测试技术试题

题号一二三四五六七八总分分数
阅卷人一、填空。

（每空0.5分，共20分）
1．基本的测试系统由、、三部分组成。

2. 、以及是从不同的角度描述同一信号的特征的。

3.利用可以将周期信号的时域描述转换成频域描述；
利用可以将非周期信号的时域描述转换成频域描述。

4．对测试装置特性的研究一般是从和两个方面进行的。

5.测试装置的动态特性可用函数、函数和函数来描述。

6．一阶装置的动态特性主要取决于参数，二阶装置的动态特性主要取决于参数和参数。

7.传感器按工作原理分、、、等传感器。

8.超声波传感器的核心器件是超声波和超声波，它们都是利用压电材料的效应或铁磁材料的效应。

9.测量电桥是将、、等参数的变化转换成
或变化的一种电子装置。

10.电桥的差动连接主要是指连接和连接。

11.交流电桥的平衡条件是和。

12.信号的调制方法主要有调制、调制和调制。

13.滤波器按选频范围分滤波器、滤波器、滤波器和滤波器。

二、判断。

（每题1分，共15分）
1.信号中的有用信号与干扰是相对的。

（）
2.周期信号的频谱是连续的，非周期信号的频谱是离散的。

（）
3.金属电阻应变片的工作是基于金属材料的压阻效应。

（）
4.对于测试装置一般是线性度和回程误差越小越好。

（）
5.变气隙式自感传感器和极距变化型电容传感器由于存在原理上的非线性，所以在实际应用中常做成差动式。

（）
6.压电传感器的电荷灵敏度仅与压电材料有关，电压灵敏度除与电荷灵敏度有关外，还与传感器的内、外电路特性有关。

（）
7.物性型传感器与结构型传感器相比，它的响应时间短，工作频带宽。

（）
8.压电传感器有两个明显的优点是：一某些压电材料需要防潮措施二需采用高输入阻抗的放大电路。

（）
9.结构型光纤传感器的特点是光纤在其中不仅是导光媒质，也是敏感元件，其灵敏度高，但须用特殊光纤，所以成本高。

（）
10.面性CCD图像传感器主要应用于数码相机、摄像机、监视摄影机等多项影像输出产品上。

（）
11.在工业方面，超声波传感器的典型应用是对金属的无损探伤和超声波测厚两种。

（
）
12.电桥的半桥单臂、半桥双臂和全桥接法的灵敏度是依次提高的。

（）
13.传感器所构成的桥臂一般是感性阻抗或荣性阻抗。

（）
14.电压跟随器是反相比例放大器的一个特例，它的放大倍数是1。

（）
15.反相比例放大器、同相比例放大器和差动放大器都能放大双端信号。

（）
三、名词解释（每题5分，共20分）
1.线性度
2.传感器
3.压电效应
4.截止频率
四、简答题。

（前三个题每题10分，最后一个题15分，共45分）
1.在现代应用中，测试系统往往和其他一些机构、装置等结合组成各种闭环测控系统。

下面请画出测控系统的组成图。

（10分）
2.为什么电感式、电容式传感器常做成差动式？（10分）
西安建筑科技大学继续教育学院考试试卷（共2页第2页）
专业：机电一体化班级：0 9 机电大专姓名：考试科目：机械工程测试技术学号：
3. 简述传感器、信号调理电路在测试系统中的作用，并分别写出3种常用传感器和3种常用信号调理电路。

（10分）
4.根据要求回答问题。

（15分）
（1）在下面所列的一些传感器中任意选择5个，简单写出你所选的传感器的工作原理。

（5分）
①金属电阻应变片②半导体应变片③互感式传感器④涡流传感器⑤压电式传感器⑥光栅传感器⑦激光传感器中的激光器⑧物性型光纤传感器⑨超声波传感器中的超声波发生器⑩红外传感器
例如：①金属电阻应变片：基于金属导体的应变效应。

（2）简单列举出你所选的5种传感器在日常生活、公农业生产、军事科学等中任意一个领域中的一个应用的例子。

（10分）
①电阻应变片②涡流传感器③电容式传感器④压电式传感器⑤激光传感器⑥线性CCD固态图像传感器⑦面型CCD固态图像传感器⑧光纤传感器⑨超声波传感器⑩红外传感器
例如：①电阻应变片：电子称（感受悬臂梁上的应变）。

参考答案
一、填空
题号一二三四五六七八总分
分数
阅卷人
1.传感器信号调理电路显示记录装置
2.时域描述幅值域描述频域描述
3.傅里叶级数傅里叶变换
4.静态特性动态特性
5.脉冲响应传递频率响应
6.时间常数固有频率阻尼比
7.电阻式电感式电容式压电式8.发生器接收器逆压电磁致伸缩
9.电阻电感电容电压电流10.半桥双臂全桥11.
04
02
03
01
Z
Z
Z
Z=
4
2
3
1
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ+
=
+12.幅值频率相位13.低通高通带通带阻
二、判断
1. √
2. Х
3. Х
4. √
5. √
6.√
7.√
8. Х
9. Х
10. √11. √12. √13. √14. Х15. Х
三、名词解释
1.线性度：校准曲线对拟合直线的最大偏距与装置的满量程输出之比的百分数。

线性度=
max
100
.
y⨯
∆S
F=
min
max
max
100
_⨯
∆y
y
y
2.传感器：能感受规定的被测量并按照一定规律装换成可用输出信号的器件或装置。

3.压电效应：是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现
象，而使其表面出现电荷集聚现象。

在外力去除后又重新恢复到不带电状态。

4.截止频率：实际幅频特性曲线上幅频特性值等于
2
A
0的两点所对应的频率。

四、简答题
1.
2.答：（1）变气隙式自感传感器和极距变化型电容传感器都存在理论上的非线性误差，
为限制非线性误差，这种传感器的工作范围很小，只适合于测量微小位移场合。

（2）
如果将这种传感器做成差动式，不但灵敏度比单圈式提高了一倍，非线性大大提高，
而且可以实现对某些误差的补偿。

3.答：（1）传感器作用：感受被测量，通过测量变换，并将其转换成易于做进一步处
理的电参数（量）。

信号调理电路的作用：对传感器输出的电信号做进一步的处理，如
信号放大、信号变换、信号分离、非线性误差修正等，使处理好的信号能更好地适应
后续环节（显示记录装置、计算机等）的要求，最有效地提取信号中的有用信号，消
除或抑制干扰的影响。

（2）传感器：电阻式、电感式、电容式、压电式、激光、光纤、
超声波、红外等传感器中的任意3个即可。

信号调理电路：测量电桥、信号放大电路、
调制解调电路、滤波器、应变电桥、基本运算电路、精密整流电路、调幅及其解调电
路等中的任意3个就可以。

4.答：
（1）半
导体应变片：基于半导体材料的压阻效应。

涡流传感器：基于电磁学中的涡流效应。

互感传感器：基于电磁感应中的互感原理。

压电式传感器：基于压电材料的压电效应。

光栅传感器：基于光栅的莫尔条纹现象。

激光器：基于光子的受激辐射原理。

物性型
光纤传感器：基于光纤的光调制效应。

超声波发生器：基于压电材料的逆压电效应或
铁磁材料的磁致伸缩效应。

红外传感器：基于物体的红外辐射能量。

（2）列举应用实
例没有固定的答案。

合理就行。