机械工程测试答案

一、填空题

1.用已知标准标定好的仪器对某一未知量进行测量，不用任何运算得出结果的

测量方法称(直接测量)。

2.按传感器的输入量进行分类，通常用被测物理量命名，常用的传感器有位移

传感器、（位移传感器）、（力传感器）和（加速度传感器）等。

3.按传感器的能量关系进行分类，传感器可分为（参数式）和（发电式）两种。

4.线性度是指测试系统的输入与输出之间成（线性关系）的程度。

5.漂移是指测量系统在输入不变化的条件下,输出随(时间)变化的现象。

6.精度反映测量结果与(真值)接近程度的量。

7.由制造应变片的材料不同，常用电阻应变片有两种，即：（金属应变片）和（半

导体应变片）。

8.电容式传感器分为（变面积型）、（变极距型）、（变介质型）三类。

9.变磁阻电感式传感器根据改变磁阻的方式不同，分为(变面积型)和（变气隙

厚度型）两种。

10.压电传感器中，在静态力作用时，产生的电荷经本身的漏电阻漏，故不适合

静态测量；而压电材料在交变力的作用下。电荷会不断补充，以供给测量回路一定的电流，故适合于（动态测量）。

11.当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，

这种现象被称为（霍尔效应）。

12.基于内光电效应的光电器件有（光敏电阻）；基于光生伏特效应的光电器件

有（光电池）

13.

1.灵敏度是测量系统在稳态下输出变化量与输入变化量的（B）。

A．真值 B．比值 C．平方差值 D．差值

2.测量范围是指正常工作条件下，测量系统能够测量的被测量值的（ D ）。

A.大小

B.上极限

C.下极限

D.大小区间

3.按传感器的能量转换关系区分，属于参数式传感器的是（A）。

A．电阻应变式传感器 B.光电式传感器

C. 磁电式传感器

D.压电式传感器

4.电涡流传感器是利用被测（B）的电涡流效应。

A非金属材料 B金属导电材料 C PVF2 D FCFS

5.直流电桥电路的作用是将传感器敏感元件的电参数变化转换成（ D ）的变化。

A. 常量

B.非电量

C.变量

D. 电量

6.在动态测试中，电桥的输出量通常采用（A）。

A.电压量

B. 电阻量

C.电感量

D.电容量

7.热电偶广泛应用于中高温度的测量，是一种发电式传感器，热

电动势由两部分组成，即单一导体的温差电动势和两种导体的

（ C ）组成。

A. 磁电动势

B. 非接触电动势

C.接触电动势

D.等效电动势

8.数字式传感器中，光电脉冲盘式编码器的辨向是通过内外两码

道的距离差，经过光电转换得到相位差为（A）周期的两组脉冲

实现的。

A. 1/4

B.1/2

C. 1/3

D.1/5

9.高通滤波器所起的作用是只允许（B）通过。

A．低频信号 B.高频信号 C.某一频带的信号 D.所有信号

10.隔离放大器的主要的主要作用是（B ）。

A．放大信号 B.抑制噪声抗干扰 C.屏蔽信号 D.提高输入阻抗

1.什么是测试？用框图画出一般测试系统（模拟量系统）的组成,说明各部分的

作用。

答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。

传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。

中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。

信号处理单元：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）。

显示、记录部分：作用是输出测试结果。

2.传感器是将机械测试量转换成电量的装置,简述电阻应变式传感器的组成和转

换原理。

答：一般电阻应变式传感器是由弹性体、电阻应变片和引线（电源

线和信号线）组成。

当弹性体受力后会产生微小应变，粘贴在弹性体上的电阻应变片也产生微小

应变，电阻应变片的电阻值发生变化，通过电桥将电阻值的变化转换成电压的变

化。完成将机械测试信号转换成电信号。

3.光电传感器中，什么是光电效应？光电效应有哪几类,它们有什么不同，对应

的光电元件是什么？

答：当光照射在某些物体上时，光能量作用于被测物体，一个光子

的能量传递给一个电子，电子的状态会发生变化（释放出电子），从

而使受光照射的物体产生相应的电效应，这种现象称为光电效应。

光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种。

外光电效应对应的元件是光电管和光电倍增管；内光电效应对应的元件是光敏电阻；光生伏特效应对应的元件是光电池。

四、计算题

1．某电阻应变片的电阻值R=400Ω,应变灵敏度系数K=2.05，设被测应变ε=1000μm 。求（1）R ∆/R 和R ∆;(2)如果直流电桥供电电压E=3V,计算全桥差动测量电路的输出电压。

解：(1)求R ∆/R 和R ∆

632.05100010 2.0510R K R ε--∆==⨯⨯=⨯

2.054000.82R K R ε∆==⨯Ω=Ω

(2)求电路的输出电压U 0

303 2.0510 6.15R U E V mV R -∆==⨯⨯= 2．图示悬臂梁，采用直流电桥按全桥差动接法，工作应变片电阻值为1234R R R R R ====,悬臂梁受集中力作用，应变片粘贴位置见图，梁产生相应的应变，应变片电阻值发生变化，变化量的大小1234R R R R R ∆=∆=∆=∆=∆,电源电压为E ：电桥的输出电压为U 0

1) 根据全桥差动接法绘图出电桥电路图；

2) 电桥的输出电压关系式。

解：1)全桥差动接法绘图出电桥电路图