2014中南大学《测试技术》复习资料(含模拟试题及答案)

2014中南大学《测试技术》复习资料（含模拟试题及答案）

一．概念题

1.测量方法的种类？P3

2.熟悉仪器的动静态指标及概念：准确度、精度、灵敏度、线性、分辨率等 P46

3.掌握压电效应（正压电效应、逆压电效应）、霍尔效应的概念 压电效应P145

霍尔（Hall ）效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过薄片时，则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差，这种现象称为霍尔效应，产生的电位差称为霍尔电势。 霍尔效应产生的机理（物理本质）：在磁场中运动的电荷受到磁场力 F （称为洛仑兹力）作用，而向垂直于磁场和运动方向的方向移动，在两侧面产生正、负电荷积累。

应用举例：电流的测量，位移测量，磁感应强度测量，力测量；计数装置，转速测量（如计程表等），流量测量，位置检测与控制，电子点火器，制做霍尔电机—无刷电机等。 4.掌握激光多普勒流速仪的工作原理（激光多普勒效应）P181 当激光照射到跟随流体一起运动的微粒上时，微粒散射的散射光频率将偏离入射光频率，这种现象叫做激光多普勒效应。当光源和反射体或散射体之间存在相对运动时，接收到的声波频率与入射声波频率存在差别的现象称为光学多普勒效应，是奥地利学者多普勒于1842年发现的。当单色光束人射到运动体上某点时，光波在该点被运动体散射，散(反) 射光频率与人射光频率相比，产生了正比于物体运动速度的频率偏移，称为多普勒频移。 转速测量

1.数字式转速表 测量原理：数字式转速测量系统由频率式转速传感器、数字转换电路和数字显示器等部分组成。首先由传感器把转速转变成频率信号，再通过测量信号的频率或周期来测量转速。2频率法测转速 把被测转速转换成脉冲信号 5．掌握卡门涡街流量计的工作原理（卡门涡街原理）P224 二．简答题：

1.掌握系统误差、过失误差和随机误差的概念及特点P7 P11 P34 P36

2.熟悉热电偶的冷端温度补偿方法：冷端恒温法、冷端温度校正、补偿导线、热电偶冷端补偿器。P71 3．由A 和B 材料组成的热电偶，测试某一温度T ，参考端温度为T0，而电位计E 接入到热电极B

答：T1=T2可以正确的测量热电动势

原因，中间导体定律P72

4.掌握热线风速仪的工作原理（恒流式、恒温式） P172

5.如果使用霍尔传感器测量小电流，请简述原理或给出测量示意图。

是霍尔元件在聚集磁路中检测到与原边电流成比

A

T

例关系的磁通量后输出霍尔电压信号，经放大电路放大后输送到仪表显示或计算机采集来直观反映电流的大小。

6.比较说明热电阻和热敏电阻的测温特点。P87

热电阻是金属材料，热敏电阻是半导体材料。热电阻比热敏电阻测温范围大（如铂热电

阻-200~960℃，热敏电阻只有-50~300℃左右）。热电阻线性好，热敏电阻非线性严重,且热

敏电阻互换性较差。热电阻比热敏电阻灵敏度低。(因热电阻温度系数较小，＜1%/℃；热敏

电阻－2%/℃至－6%/℃)。热电阻都是正温度系数（即阻值随温度的上升而上升），而热敏电

阻分为负温度系数和正温度系数两种。

7．信号的分类有那些？试举例说明。P285 P291

8．试解释相关函数的由来，以正弦信号为例解释自相关函数的性质。P298

9．测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：

（1）这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？

（2）从波形中可以获得信号的哪些信息？

答1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。

（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同

位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位

值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半

10．二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范

围？

ω)和阻尼比(ξ)为了实现不失真,阻尼比(ξ)取值0.6 ~ 0.8; 工作频率取值小固有频率(

n

ω

于等于0.58

n

11.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。

三．计算题：

1.在一次内燃机的负荷特性试验中，对某一稳定工况下的转速用数字式转速仪测出8次转速

值，见下表。

（1）试判断此次测试中是否存在过失误差?

（2）求该工况下的转速及误差，测试误差用相对误差表示。

2.一个压力测量系统，其最大量程是2.000MPa ，显示器的位数是4位，精度是0.2%，请问其分辨率是多少？最大误差是多少？测量 2.0MPa 和0.5MPa 时其可能的最大误差是多少？ 3、对某一仪表进行精确度等级测试，该仪表的测量范围为-10V 到10V ，经过多次测试，该仪表测试的结果最大偏差为0.15V ，请问该仪表的精确度等级应定为哪一级。0.75级 4.检定一个 1.5 级 100mA 的电流表，发现在 50mA 处绝对误差最大，为 1.4mA ，问该表是否合格？

解：根据题意知精度等级 S=1.5 故该电流表允许的最大绝对误差是： δ=S×Lm =1.5%×100=1.5mA

而该表出现的最大绝对误差为 1.4mA 小于 1.5mA ，所以该电流表合格

5.一个一阶系统的系统函数，可由下式描述：s

K

s H τ+=

1)(式中，K 为增益，τ为时间延迟常数。该系统对单位阶跃u (t )的零状态响应y (t )为：()τ/1)()(t e t Ku t y --=该系统对斜坡

函数⎩⎨⎧≥<=0

,0

,0)(t mt t t slope （m 为常实数）的状态响应y (t )为：()τττ-+=-t e Km t y t /)(试

给出一个一阶零状态测量系统当被测量分别为单位阶跃u (t )和斜坡函数slope (t )时的测量误差（包含暂态和稳态误差）

答：（1）当被测量为单位阶跃u (t )时，测量暂态误差e d =K u (t )-K u (t )（1-e -t/τ）=K u (t ) e -t/τ

测量稳态误差e s =对e d 取极限值=0，t 取 ∞。

（2）当被测量为斜坡函数slope (t )时，测量暂态误差e d =K mt-K m u(τe -t/τ+t-τ)=Km τ-K m τe -t/τ

测量暂态误差e s =对e d 取极限值= Km τ，t 取∞。

6.已知信号x(t)=e -t

(t≥0)，

(1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 (2) 求x(t)的自相关函数R x (τ) 解：(1)x(f)=

⎰

∞

∞

- x(t) e

-j2

πft dt=-

f j π211+ [e (-j2πft)]∞

0=f

j π211+

则│x(f)│=2

2

411f

π+ φ(f)=-arctg(2πf)

频谱图如右图： (2) Rx(τ)=

⎰

∞

∞

-x(t)x(t+τ)dt=

dt e

e t t )

(0

τ+-∞

-⎰

=e

τ

-dt e t ⎰

∞

-0

2=

2

1e -τ

7.求被截断的余弦函数⎩⎨

⎧≥<=T

t T t t t x ||0

||cos )(0ω的傅里叶变换。

解：方法一