机电测试技术复习题

《机电测试技术》复习题（1—5章）

(一)

1.测试是测量和试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被测对象有关信息的过程。

2.测试包括了两个方面的含义，一是测量，二是试验。

3.基本的测试系统由传感器、信号调理电路、显示记录装置三个部分组成。

(二)

4.信息时事物运动状和运动方式的反映。信息的载体称为信号。信号中除了有用信息之外的部分称为干扰。

5.按照信号的幅值是否随时间变化可分为静态信号和动态信号。按照信号对时间的变化规律可分为确定性信号和非确定性信号。确定性信号又可分为周期信号和非周期信号。非周期信号分为瞬变信号和准周期信号两类。

6.对测试装置特性的研究一般是从静态特性和动态特性两个方面进行。

7.测试装置的输入也叫做激励，测试装置的输出也叫做响应。

8.对于稳定的系统来说，y(t)导数的最高阶次n不小于x(t)导数的最高阶次m，即n≥m。

9.测试装置的静态特性指标主要有以下三个：静态灵敏度、线性度、回程误差。

10.做归一化处理（设S=1）后，一阶系统（惯性环节）的频响函数为H（jw）=1/（jwt+1）；二阶系统（震荡环节）的传递函数为H（s）=Wn2/( s2+2ξWns+Wn2)。

11.二阶系统的工作状态有无阻尼、过阻尼、欠阻尼、临界阻尼等几种。

12.当输入信号的频率接近于Wr=Wn(1-2ξ2)1/2时，会使输出信号的幅值很大，这种现象称为共振。对应的频率称为共振频率。

13.一阶装置的动态特性主要取决于时间常数，二阶装置的动态特性主要取决于固有频率和阻尼比。不失真测试的实现取决于信号的工作频带和测试装置的频率响应特性两个因素。

(三)

14.通常传感器由敏感元件和转换原件组成.

15.变阻器式传感器一般接入分压式测量电路中.

16.应变效应是指材料在承受应变时,其几何尺寸发生变化而导致电阻发生变化(由1+2u项引起);压阻效应则是指材料在承受应变时,其电阻率发生变化而导致电阻发生变化(由λE项引起).

17.对于金属导体材料制成的金属应变片来说,电阻变化由应变效应引起,而半导体应变片的电阻变化则是由压阻效应引起.

18.半导体应变片主要有体型,薄膜型,扩散型三种类型.

19.电感式传感器可分为自感式,互感式和涡流式三种.

20.涡流效应:把一个扁平线圈置于一金属板附近,当线圈中通以高频交变电流I时,线圈中变产生交变磁通φm1,此交变磁通通临近的金属板,金属板上便会感应出电流Ie,所感应出的电流在金属内呈体分布且是环状闭合的,故称为涡流或者涡电流.根据楞次定律,所感应出的涡流也产生一磁通φm2,其方向总是与φm1相反,即抵抗原磁通φm1的变化,这种现象称为涡流效应.

21.电容传感器可制作成为为极距变化型,面积变化型,介质变化型三种类型.

22.实际应用的极距变化型传感器也常做成是差动式.左右两个极板为固定极板,中间极板为活动极板,当被测量使活动极板移动一个Δδ时,由活动极板与两个固定极板所形成的两个平板电容器的极距一个减小,一个增大,因此它们的电容量也发生变化.

采用差动式原理后,电容传感器的灵敏度了一倍,非线性得到了很大的改善,某些因素(如环境温度变化、电源电压波动等)对测量精度的影响也得到了一定的补偿.

23.电容式传感器后接常用转换电路主要有交流电桥,调频电路,运算式电路三种.

24.压电效应:某些物质,如石英等,当受到外力作用时,不仅其几何尺寸发生了变化,而且其内部

还会出现极化现象,某些表面上出现电荷,形成电场,当外力去掉时,又回到原来的状态,物质的这种性质称为压电效应.

25.晶体的压电效应有以下几种情况.沿X轴方向加力-纵向压电效应;沿Y轴方向加力-横向压电效应;沿Y-Z平面或X-Z平面施加剪力-切向压电效应.

26.压电传感器有两种灵敏度:电荷灵敏度Sq和电压灵敏度Se.

27.压电传感器的后接转换电路主要应满足的要求:(1).阻抗匹配:提供足够大的输入阻抗,足够小的输出阻抗;(2)对传感器的输出进行转换放大.

28.霍尔效应:将一金属或半导体薄片置于磁场B中,并在相对的两个控制电极之间通入电流I 时,由于运动的电子在磁场中受到洛伦兹力的作用而在另两个电极的位置产生电子堆积,从而在这两个电极上形成电动势V H,称为霍尔电势,这种现象称为霍尔效应.

29.热电偶所产生的热电动势包括两部分:温差电动势和接触电动势.

30.热电偶定律有:中间导体定律,中间温度定律,参考电极定律.

31.光电效应有内光电效应,外光电效应和光生伏特效应.

(四)

32.光栅传感器由照明系统,光栅副和光电接收元件所组成.

33.莫尔条纹的特点:对应关系,放大作用,平均作用.

34.频率低于20HZ的声波称为次声波,频率超过20000HZ的叫做超声波.

35.压电式超声波发生器利用了压电晶体的电致伸缩效应(逆压电效应).

36.红外探测器分为热敏探测器和光电探测器两种.

(五)

37.直流电桥的平衡条件为:R1R3=R2R4

38.根据电桥工作时的工作桥臂数量,电桥有半桥单臂,半桥双臂,全桥三种接桥方法.

39.交流电桥的平衡条件为:Z1ZX3=Z2Z4;(Z01Z03=Z02Z04;φ1+φ3=φ2+φ4)

即交流电桥的平衡必须同时满足两个条件:相对桥臂阻抗的模的乘积相等,称为模平衡条件,相对桥臂阻抗的阻抗角之和相等,称为相位平衡条件.

40. 理想运算放大器具有两个输入端和一个输出端，输入端中以“+”号标注的称为同相输入端，以“—”号标注的称为反相输入端。

41.一般运算放大器的共模抑制比通常在80db左右，而采用由几个集成运算放大器构成的高共模抑制比放大电路，可以使共模抑制比达到120 db左右.

43.信号的调制方法主要有幅值调制，频率调制和相位调制。

44.谐振式振幅鉴频器由频率—电压幅值线性变换电路和幅值检波电路两部分组成。

45.在一阶无源RC高通滤波器中，当通过滤波器的信号的频率为f=1/(2∏t)时，A(f)=1/21/2.￠

(f)=45。

此频率为滤波器的下截止频率。

46.惠登斯电桥是最常用的测量电桥。

47.求正弦信号X（t）=20sin100t通过传递函数H（s）=1/(0.005s+1)的一阶装置后所得到的稳态输出响应。（P22）

48.某电压式加速度计的固有电容Ca=1000PF,电缆电容Cc=100PF,后接前置放大器的输入电容Ci＝150PF，在此条件下标定得到的电压灵敏度Se=100mv/g（P44）

（1）试求传感器的电荷灵敏度Sq（2）若该传感器改接成Cc’=300PF的电缆，求此时的电压灵敏度Se’。

49.如图所示一阶低通滤波器，R=1KΩ，C=4.7uF, 当通过滤波器的信号的频率为f=1/(2∏t)时，请指出此时的￠(f)，A（f）,并试求该滤波器的上截止频率f c2

。