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现代测试技术考试大纲和习题all

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“现代测试技术”考试大纲

2007年4月修订

一.测量的基本概念

1.测量

定义:测量是将被测量和同类标准量比较的一个实验过程。

测量结果的表示:测量结果应包含数值和单位,必要时应给出误差范围。

测量三要素:测量对象、测量方法、测量设备;

测量过程三个阶段:准备阶段、实验阶段、数据处理阶段;

测量方法:直接测量、间接测量、组合测量;比较法(差值法、零值法、替代法);

二测量单位

1.国际单位制的构成:SI基本单位、SI导出单位、SI的倍数和分数单位;

2.量具的基本概念,常用的电学量具:标准电阻、标准电池、标准电感、标准电容;

3.掌握单位的书写规则。

三测量误差及其分析

1.测量误差的定义、表示和分类;误差公理;有效数字的概念及测量结果有效位数的确定;2.随机误差的统计特征及等精度重复测量的数据处理(算术平均值和标准偏差的计算);3.粗大误差的来源及剔除准则;

4.系统误差的来源及消除;

5.测量误差的估计(直接测量结果和间接测量结果的误差估计、测量结果的表示);

6.置信度的概念。

三.测试系统的基本特性

1.测量系统静态特性实验标定的概念,特性的基本参数及其获得方法(测量方法和计算过程);2.掌握测量系统的组建原则,会确定传感器灵敏度、放大器放大倍数、A/D转换器的位数;

3.一阶、二阶系统动态特性的表达(微分方程、传递函数、频率特性)及基本参数的物理意义;

4.一阶系统的时间常数、转折频率的测量和计算;

5.理解广义动态频率幅值误差的计算公式,应用该公式计算动态误差或确定系统的工作频带;四.信号的检测与调理

1.传感器的定义、传感器在测量系统中的作用;

2.电阻传感器的工作原理及应用;

3.电参数传感器的常用调理电路(恒流源法、电桥法、伏安法);

4.热电偶的工作原理及冷端补偿的概念和方法(自动补偿方法);

5.脉冲分压器的作用和原理;

6.自动定标(三步测量法);

7.测量放大器的结构及特性。

8.A/D与D/A转换器的重要技术指标;

9.数据采集系统的基本构成及各单元电路的作用;

10.会组建简单的测量系统(包括框图、调理电路的设计、数据采集系统参数选择、核心器件的选择);

五、六.虚拟仪器系统及信号分析与处理

1.虚拟仪器的基本概念、组成及特点;

2.采样定理的物理意义及正确应用;

3.频谱混迭、“泄漏”、“栅拦效应”的物理概念及如何预防;

4.DFT的相关参数选择方法;

七、八.电气、电路参数的测量

1.频率、周期、相位的测量方法;

2.中介频率的物理概念;

3.电阻的测量电路(比例运算器法、积分运算器法、四端法);

4.同步分离法测量电感、电容;

★5.电参数(u、i、p,L,R,C)的采样测量法的软件基础(傅立叶级数法——以实验指导书为准)。★6.频率、相位采样测量法的软件基础(过零法、相关分析、傅立叶级数法——以实验指导书为准)。九。磁场量

1.基本磁学量及其单位;

2.物质的磁性及分类;

3.磁场的基本测量方法:感应法、霍尔效应法;

4.磁性材料的静态和动态磁特性(基本磁化曲线、磁滞回线)的测量方法;

5.磁锻、退磁的概念和方法;

十.干扰

1.干扰的来源、分类;抗干扰能力的测量与表示;

2.抑制干扰的主要措施:接地、屏蔽和隔离;

3.单点接地原则的内涵及实现;

评分:

笔试:80%,实验:20%;

第一章习题

量具的作用是:____,根据准确度的高低,又可分为____、____和____。

标准电阻常采用四端接线法,目的是为了消除____和____的影响。

测量准备阶段的任务是___________。

国际单位制(SI制)的基本单位是____、____ 、____、____、开尔文(K)、摩尔(mol)和坎德拉(cd)。

一个完整的测量过程包括____阶段、____阶段和____阶段。

什么是测量?试用数学关系式表达一个测量过程。

什么是国际单位制?其基本量及其单位是什么?

第二章习题

1.测量误差按性质分为_____误差、_____误差和_____误差、其中_____误差是可预知可修正的。2.随即误差的统计特性为________、________、________和________。

3.置信度是表征测量数据或结果可信赖程度的一个参数,可用_________和_________来表示。4.指针式仪表的准确度等级是根据_______误差划分的,若用0.5级150V电压表测量某电压,读书为120.4V,被测电压的相对误差是_________。

5.对某电阻进行无系差等精度重复测量,所得测量列的平均值为100.2Ω,标准偏差为0.2Ω,测量次数15次,平均值的标准差为_______Ω,当置信因子K=3时,测量结果的置信区间为_______________。6.某4位半数字电压表的允许误差为+ (0.025% U x +3个字),用该表测量某电压读数为1.9867V,被测电压的绝对误差为______V,相对误差为_________%;

7.在等精度重复测量中,测量列的最佳可信赖值是_________ 。

8.替代法的特点是_________。

9.对某电压做无系统误差等精度独立测量,测量值服从正态分布。已知被测电压的真值U 0 =79.83,标准差σ(U)=0.02V,按99%(置信因子k = 2.58)可能性估计测量值出现的范围:___________________________________。

10.R 1 =150 ,R 1 =0.75 ;R 2 =100 ,R 2 =0.4 ,则两电阻并联后总电阻的绝对误差为_________________。

11. 用安法测量电阻,已知U = 100 V ,U = ± 1 V ;I = 0.5 A ,I = ± 0.01A ,则电阻

的绝对误差R 为_______________ 。

计算题:

1.已知R 1 =150 ,R 1 =0.75 ;R 2 =100 ,R 2 =0.4 ,试求

(1)两电阻串连后的总电阻的绝对误差 1 和相对误差 1 ?

(2)两电阻并连后的总电阻的绝对误差 2 和相对误差 2 ?

2.已知求的绝对误差和相对误差。

3.对某电阻进行15次无系差等精度重复测量,测得数据为28.53、28.52、28.50、28.52、28.53、28.53、28.50、28.49、28.49、28.51、28.53、28.52、28.49、28.40、28.50,单位为W ,试求:

(1)平均值和标准差;

(2)用拉依达准则判别该测量列中是否含有粗大误差的测量值,若有重新计算平均值和标准差;

(3)平均值的标准差;

(4)在置信概率为0.99时,写出测量结果的表达式。

4.负载两端的电压,当用内阻为R 1 =50k W 的电压表测量,读数为U 1 =100V,当用内阻为R 2 =100k W 的电压表测量,读数为U 2 =109V,试求:

①.被测电压的开路电压U 0 ;

②.测量读数U1、U2的方法误差U1 和U2 (相对误差);

③.若电压表量程为150V,等级指数为0.5,U 2 的测量误差 2 。

5.现校准为量程100mV,表盘刻度为100等份毫伏表,数据如下:

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 被校表示值

U X (mV)

9.9 20.0 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 79.9 89.7 99.9 标准表示值

U 0 (mV)

绝对误差

D U(mV)

修正值

c(mV)

试求:

①.计算各校准点的绝对误差和修正值,并填入表中;

②.确定被校表的准确度等级;

③.若用该表测量某电压,读数为75.4 mV,测量值的绝对误差和相对误差;

④.③中的误差属于什么误差?可以消除吗?如何消除?(引用误差,选用准确程度更高的仪表测量)

6.某四位半数字电压表,量程为2V,工作误差为= ±(0.025% · U X +2个字)

用该表测量时,读数分别为0.0345V和1.8567V,试求两种情况下的测量误

差。从计算结果中可得到什么启示?(在选用仪表时,要兼顾仪表的量程和准确度等级)

7.检定一台Am=5A,s=1.5的电流表,在Ax=2.0A处,其Am=0.1A,问此电流表精度是否合格?8.有五位数字电压表一台,基本量程5V档的基本误差为±0.006%Ux ±0.004%Um,求满度误差相当于几个字?

9.测量一个约80V的电压。现有两块电压表,一块量程为300V,0.5级,另一块量程100V,1.0级。问选哪一块好?

10.被测电压约10V,现有:①150V,0.5级和②15V,2.5级电压表两块,选择哪一块表测量误差较小?

11.用一台4位数字电压表的5V量程分别测量5V和0.1V电压,已知该仪表的基本误差为±0.01%Ux±1个字,求由于该表的基本误差引起的测量误差。

12.已知电阻上的电压和电流的误差分别为±2.0%和±1.5%,求电阻耗散功率的相对误差。

13.已知放大电路晶体管集电极电阻Rc。利用测量Rc上的压降U R ,然后间接测得集电极电流Ic=U R /Rc。已知测量电压的误差是± 1.5%,电阻的误差是±2.0%。求测量电流的误差。

14.有五个1000Ω电阻串联,若各电阻的系统误差分别为:ε 1 =-1 Ω,ε 2 =3 Ω,

ε 3 =2 Ω,ε 4 =-2 Ω,ε 5 =1 Ω。求总电阻的绝对误差和相对误差。

15.电桥测电阻,关系式为= / ;若已知:= 615 1% ,= 500 0.5% ,

=100 0.5% ,试计算所得的绝对误差和相对误差。

16.测电阻,电路图如图所示:若电桥中为标准可调电阻,利用交换与位置的方法进

行两次测量。试证明的测量值与及的误差和无关。

17.方法测某电压:第一种方法测得=10.3V,测量值的标准偏差=0.2V;第二种方法测得

=10.1V,测量值的标准差=0.1V。求该电压的估计值及其标准差。

18.对三个电容进行无系差、等精度、独立测量。首先,分别测量C1和C2,得C1 = 0.2071μF , C2=0.2056μF;然后测C1 和C3 的并联值,读数为0.4llμF;最后测C2和C3的并联值,读数为0.4035μF。试求各电容的估计值及其标准差。

19.一块0.1级的电流表,量程为1A,经检定最大绝对误差为0.8mA,问该表准确度是否合格?

20. 被测电压实际值为10V左右,现有量程为100V,0.5级;15V,2.5级的电压表各一块,问选哪一块为好?

21.测量某电压,测量数据属正态分布,抑制其数学期望=50V,标准偏差=0.2V,若要求置信概率为90%,求置信区间。

22.用图(a)和(b)所示两种电路测电阻。若电压表内阻为,电流表内阻为,求测量值

受电表内阻影响所产生的绝对误差和相对误差,

并对两种测量电路作出评价。

(a) (b)

23.用1.0级,3V量程的直流电流表测得如图所示a点及b点对地电压分别为=2.54V,=2.38V。

如根据对和的测量结果来求上的电压,其误差多大?

24. 用一台测量精度为±0.25%的压力变送器与

一台模拟显示仪表组成压力测量系统,要求测量

精度不低于±1.0%,问应选用哪一精度等级的显

示仪表?

25.电阻的发热量Q,关系式为,

若已知

求Q的测量标准不确定度。

26. 电阻的测量值中仅有随机误差,且属于正态分布,电阻的真值,测量值的标准差

,试求出现在之间的置信概率。

27.均匀分布的测量数据,置信区间表达式为;试求:

(1)当置信概率为100%时,为何值?

(2)若,置信概率是多少?

28.在相同的条件下,对某一热电偶所产生的电压进行等精密度测量,所得三组数据为:第一组测量为5次,平均值为1.90V;第二组测量4次,平均值为1.95V;第三组测量6次,平均值为1.86V。求测量结果的最可信赖值。

29.对某电感进行12次等精密度测量,所得数据(单位为mH)为2.56,2.52,2.59,2.53,2.57,2.55,2.56,2.58,2.60,2.54,2.68,2.55。试判断其中有无粗大误差。

第三章习题

一:填空:

1. 测量系统的分辨力指的是________ 。

2. 测量系统的特性在时域内用_______ 描述,在频域内用________ 描述,测量系统的动态特性是反映系统________ 的能力。

3.已知某二阶系统的固有角频率为rad/s,阻尼系数为0.75,直流增益为1,则系统的频率特性表达式为_________.

二:计算题:

1.测量系统的静态特性常用哪些指标来表示。

2.已知一热电偶的时间常数s,其数学模型近似为一阶系统,静态灵敏度k=1。如果用它来测量一台炉子的温度,炉内温度变化规律为T = 500+20sin (2πf 1 t )+ 10sin (2πf 2 t ),其中,f 1 = 1/80Hz,

f 2 = 1/160Hz,试求该热电偶输出的最大值和最小值。

3.已知某一阶测量环节的转折频率f τ =100Hz,K 0 =10,试求

(1) 测量系统的时间常熟τ和转折角频率ω τ

(2) 测量系统的频率特性W(jw);

(3)被测信号的频率范围式5Hz-200Hz,该测量系统产生的最大动态幅值误差γ;

(4) 若使最大动态幅值误差γ的绝对值不超过1%,转折频率应为多少?

4.系统的传递函数为:

试求:

(1)系统的时间常数和直流增益K;

(2)系统的转折频率;

(3)求当测量信号的频率为转折频率的0.5倍时,系统产生的动态幅值误差;欲将动态幅值误差限制在5%,应采取什么措施?简述实现步骤。

5.已知某测量系统的传递函数为,传感器的传递函数为

,试问:

①.当被测信号的频率为0.2 时,将会产生多大的动态幅值误差?

② .只考虑传感器的动态特性时,动态幅值误差小于5%的最高信号频率是多少? 6.一个测压记录系统框图如下:

已知:

S 1 = , S 2 =10, 分度值

K=50 ,记录仪最大记录幅度Lm =5cm ,最小可分辨幅度ΔL=0.5mm, 求系统可测量最大压力与分辨率。

7.对一称重进行标定,得到重量与弹簧长度关系如下:

重量 x(g ) 0

100 200

300 400 500 600 700 800 900 1000

长度

y(mm

)

123.0

127.8 132.2

136.6 140.9 145.5 149.0

153.6 157.5

161.9 165.

8 请确定输出与输入关系的实验模型及弹簧的灵敏度。

8.测量系统的灵敏度与分辨率有什么区别?灵敏度高的测量系统是否分辨率也高?为什么? 9.常用哪些指标来衡量测量系统的动态特性? 10.某测量环节的微分方程为:

试问:

(1) 是几阶测量系统? (2) 时间常数 =? (3) 写出传递函数;

(4) 写出频率(响应)特性; (5) 若可使参量 P 缩小10倍,即

,q 增大10倍,即q'=10q ,那么该系统的时间常数 '将有何

变化?系统的工作频带将有何变化? 11.已知某测量环节的传函数,。

( 1)试求相应的 、

值。

( 2

)由

,

组成一测量系统。试问:当工作信号频率

时将有多大的幅值动态

误差

12.某测量环节的输入信号为一方波,其频率f=6HZ ,在示波器上观察到方波幅值有40格,再用示波器观察该测量环节的输出波形(阶跃响应)y(t)及其数值如下:

时间 t

1t' 2t' 3t' 4t' 5t' 6t' 7t' 8t' 响应 y(t)格 19.0

27.5 32.5 35.0 37.0 38.5 39.0 39.5 试判断该测量环节是否为一阶系统 ? 它的时间常数

=? 转折频率

该系统之(通)频带是多

少? 若输入被测信号的频率为 时, 输出信号的幅值频率误差 =? 若被测信号的频率为10

,

输出信号幅值将有多大变化? 写出频率特性表达式及微分方程式。

13.已知一热电偶的时间常数s, 如果用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540℃和500℃之间按近似正弦曲线波动,周期为80s,静态灵敏度k=1,试求该热电偶输出的最大值和最小值,以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。

14.某铠装热电偶的时间常数为τ=2s。用它由室温(20℃)插入沸水(100℃)中测量沸水温度,问需经过多少时间热电偶的温度与沸水温度的差别(动态误差)才小于2%?

15.有一个温度传感器,其微分方程为30 dy/dt + 3y = 0.15x,其中y——输出电压(mV),x——输入温度(℃),试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k。

16.用一只时间常数τ= 0.318s的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号,问幅值相对误差为多少?

17.已知某二阶系统传感器的自振频率f 0 =20kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围。

18.用铜-康铜热电偶与数字电压表组成测温系统:

己知:(l)当温升△T=50 ℃,热偶输出热电势△ε=2.035mV;

(2)数字电压表最低位为10μV。

试问该测温系统能否达到0.1℃的分辨率?

19.要想测量50℃的温度同时又要求有0.1℃的分辨率,采用8 位A/D能否实现?

20.一个测温系统采用8 位A/D进行模数变换,如果要求具有0.05℃分辨率,那么相应满度的温度值是多少?

21.某压力传感器在温度T=(25 士5 )℃时的静态标定数据如下:

1)试求:零点S 0 、满量程输出值Y F.S 、灵敏度、分辨率;

2)计算:最小二乘法线性度δ L 、滞后δ H 、重复性δ R ;

3)给出“压力传感器静态标定实验数据处理”报告。

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

P×Pa

V BD (mV)

1 正向0.16 20.3

2 40.1

3 60.18 80.31 100.51

反向0.17 20.37 40.19 60.20 80.35

2 正向0.18 20.29 40.14 60.17 80.32 100.56

反向0.18 20.39 40.17 60.22 80.37

3 正向0.19 20.3

4 40.11 60.20 80.31 100.52

反向0.20 20.37 40.17 60.18 80.35

22.被测信号频率f≈400Hz,要求|γ|<1%,那么测量系统的固有频率或固有角频率至少应多大?如果能确知阻尼比ξ=0.8,那么测量系统的或又至少应多大?

23.测量系统的时间常数τ=2min,将组成该测温系统的测量温度传感器插入被测温场中后2分钟时读数,读数的相对误差有多大?如果改为插入后5分钟时读数,读数的相对误差有多大?

24.己知某二阶系统传感器的固有频率=10kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该加速传感器的最高工作频率范围。

25.某一加速度传感器的动态特性由以下微分方程描述:

其中:y -输出电荷量,pC (皮库),x -输入加速度,

试确定该传感器的,,K 值;若允许动态幅值误差小于5%,求被测信号的最高 f 和。

26.若用一阶传感器作10OHz 正弦信号的测试,如幅值误差要求限制在5%以内,则时间常数应取多少?若在该时间常数下,同一传感器作50Hz 正弦信号的测试,这时的幅值误差和相角差有多大?27. 被测信号(力)的频率f =400Hz(正弦),由一个二阶系统的力传感器(固有频率f n =800Hz)来测

量,在阻尼比=0.14和0.7两种情况下求幅值比 A ( ω ) ,相位差φ ( ω ) ,再计算相应的幅值动态

误差和相位误差φ 。

28.已知一阶系统,其频率响应函数

试分析当测定信号x(t)=sin(t)+sin(5t)时,有无波形失真现象。

29.测得某放大器的输入-输出关系如下表所示,试求它的放大倍数K 。

输入输出

0.000mV -9.67mV

0.528mV 63.2mV

30. 对于二阶装置,设计时为何要取阻尼比ζ=0.6~0.8?

31. 设一力传感器为二阶环节。已知其固有频率为800Hz,阻尼比为ζ=0.14,当测量幅值为10kg,频率为400Hz的力参量时,其测得的信号幅值为多少?

32.有两个温度计,一个响应快,能在5s内达到稳定,一个响应慢,需要15s内才能达到稳定,请问两个温度传感器谁的时间常数小?

33.用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s,2s,5s的正弦信号,问幅值误差是多少?

34. 压差变送器的技术指标为:量程12.5 mm柱,输出电流为(4~20) mA 。试求:(1)灵敏度;

(2)当被测压差变化Δ P =0.1mm柱时,输出电流Δ I =?(3) 当负载电阻=500 Ω时,

被测压力由0 变至0.1mm柱时,输出电压数值的变化范围是多少?

第四章习题

一:填空:

1.A/D转换器的主要技术参数有______ 、________ 和_________。

2.现代测量系统的基本单元有_________________ 、_________ 、_________ 和_________ 。3.热电阻工作时通过的电路不能过大的原因是。

4.脉冲分压器适用于________信号的分压,目的是消除___________所引起的分压后信号波形畸变。

5. 用差动结构(传感器)配接相应的差动调理电路,可以改善传感器的________和__________特性。

6. 数据采集系统中,采样保持器的作用是_____________。

7. 影响A/D转换器最高工作频率的是A/D转换器的__________。

8. 在热电偶冷端补偿措施中,补偿导线法的基本工作原理是___________。

9. 某个测量系统特性为其中为输入,为输出,为消除零点和增益A的漂移带来的误差,应采用的措施是______。

10.在热电偶测温系统中,用数字电压表直接测量热电偶的输出,已知环境温度为30℃,被测温度为200℃,以0℃为参考温度的热电偶的特性为:

数字电压表的读数为_________ mV

11. 热电偶的分度表见附表1,测量电路如右图所示,数字电压表的读数为4.10mV,热电偶与电压表用补偿导线连接,被测温度应为_______________ 。

12.下图中的热电偶均为镍铬—镍硅热偶

毫伏计示值:__________ mV T=_______________ ℃

二:计算题:

1.采用镍铬-镍硅热偶组成一个测温系统,使用8位A/D转换器,A/D转换器满量程输入电压位5V。试求:

(1) A/D转换器的量化值q=?

(2) 测温系统分辨率为1℃,需要放大器的放大倍数是多少?

(3) 测温系统的测温范围有多大?

(4) 当参考端温度为20℃,热电偶输出为6.1mV,被测温度是多少?

2.某测量系统的系统特性为y=y 0 +Ax,其中x为输入,y为输出,试

说明:

(1) 用三步测量法消除y 0 、A随时间变化对测量结果的影响,简单

叙述测量过程,并写出测量结果的x表达式;

(2) 如果y 0 为叠加在系统输入端的一个工频干扰量,采用三步测量

法能否消除该干扰对测量结果的影响?并说明原因。

3.压阻式传感器的调理电路如图所示,图中A、C为电压源E输入端,

B、D为电桥输出端,桥臂R 1 =R 0 +R、R 2 =R 0 -R为差动压阻式传感器,另两个桥臂R 3 =R

4 =R 0 为固定电阻;电阻变化量R与压力P的关系为R=KP,试求

(1) 测试系统的静态特性,即输出电压U BD 与被测压力P的关系式;

(2) 测试系统的灵敏度S=?

(3) 测量过程中,电源电压相对变化,由此引入的被测压力P的相对误差

4.压阻式传感器的特性为:

其中:P为被测压力,单位MPa, =100 为压力为零时的电阻值,采用3mA恒流源调理电路,要求压力测量范围满足0~10MPa,分辨力优于0.01MPa,A/D转换器的输入电压范围0~5V。试求:

(1) A/D转换器的位数和量化值;

(2) 传感器与A/D之间放大器的放大倍数;

(3) 若电流源的误差为0.5%,在最大测量点P=10MPa时,压力测量误差;

5.一个测温系统如图1所示,采用铜热电阻为测温传感器,并和单臂电桥组成电路。已知铜热电阻

,当温度T=0℃时,=====100Ω。

?推导测温系统的输出(U)—输入(T)的表达式;

?计算当T=0℃时、10℃、100℃时测温系统的输出值U;

?推导测温系统的灵敏度的表达式为,并计算T=0℃时、

10℃、100℃时相应的灵敏度数值,,;

?测温期间电源电压波动=0.3V,求由此引入的最大测温误差

=?,测温范围(0~100)℃。

6.已知镍铬-镍硅热偶、热电势(100℃,0℃)=4.1mV,它的配用补偿导线为铜、康铜,已知铜-康

铜热偶热电势(100℃,0℃)=4.277mV,试问由补偿导线产生的测温误差有多大?

7.采用镍铬—镍硅热偶组成一个测温系统,所用A/D变换器为10位,且满量程输入电压值为10.24V。试求:

(1) A/D变换器的量化值;

(2) 欲使测温系统分辨率为0.1℃,需加放大器的放大倍数是多少?

(3) 该测温系统的测温范围有多大?

8.一试件的轴向应变=0.0015,表示有多大的微应变?又若已知试件轴向微应变为2000 微应变,

那么试件的轴向相对伸长率为百分之几?

9.用S型热电偶测量温度,其参比端温度为30℃,测得热电势E(t,30)=11.20mV,问被测温度为多少?

10.用K型热电偶测量温度,参比温度为25℃,被测温度为705℃,问热电势为多少?

11.当热电偶用补偿导线与显示仪表连接时,若补偿导线的极性相反,将会出现什么现象?

12.以Pt100测量温度,并用如下图的电位法测量系

统,要求测量范围为0~600℃,测量精度不低于

±1%。请选定Pt100的精度级;决定测量电流I 、

放大器放大倍数以及A/D的转换精度。

13.某等臂电桥接有一个200Ω电阻的工作应变片,灵敏度系数K=2,电桥的电源电压6V,输入被测应变ε == 350με,试求用内阻分别为20kΩ、1kΩ、250Ω的电压表测量时各表指示的输出电压值。14.右图为一单臂测温电桥。Rs为测温热敏电阻,初始时Rs 与R均为150Ω,R为固定精密电阻,r为

可调电阻箱用来调节电桥平衡,E=+6伏。

(1)测温前,你如何使电桥达到平衡?

(2)桥路平衡后,又加入两根50 米长电缆,你如何利用本桥路测定电缆的电阻值?

(3) 如果己知电缆单位长的电阻值为0.1Ω/m,那么加入电缆后桥路输出的不平衡电压=?

(4)如果电缆线与传感器接触不良(按断开考虑),桥路输出=?

(5)在未接电缆时,不慎将可调电阻r 短路(r=O),这时桥路输出=?

15.己购得硅压阻式压力传感器及其配套恒流电源,己知参

数为:桥臂电阻1.6kΩ,恒流源供电电流5mA。试问该配套恒

流源能否对桥臂电阻为800Ω、300Ω也要求5mA 恒流供电的

另两只传感器供电?你若没有把握如何进行实验判断?(不

准用传感器直接试)

16.一个压阻式压力传感器,试验前做了如下检查测试:用

万用表量得四条引线间的电阻值如下:

R(红,兰)≈900Ω;

R(红、绿)≈ 900Ω;

R(红、黄)≈1200Ω;

试判断该全桥压阻式压力传感器是否正常?桥臂阻值R=?

画出桥路,指出供电端与输出端。

17.一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连接,电压表接线端是50℃,若电位计上读数是60mV,热电偶的热端温度是多少?

18.已知某一热敏电容的温度与电容值的实测数据如下:

50 60 70 80 90 100 109 119

842 725 657 561 491 433 352 333

试用曲线拟合法求其数学表达式,以及当T =85℃时的电容值。

19.热电阻的特性为,测量系统见下图,电流源输出5 mA,标准电阻100 ,A/D转换器的输入电压0 ~2 V,测温上限200℃,试计算:

①.要求分辨率为0.2℃时,A/D转换器的位数;

②.放大器的放大倍数;

③.设单片机的测量码值为D(十进制),

写出温度表达式;

附表1:镍铬-镍硅热电偶特性(冷端温度为0℃)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

U t mV

t℃

0 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.9 3.3 3.7 4.1 100 4.1 4.5 4.9 5.3 5.7 6.1 6.5 6.9 7.3 7.7 8.1

200 8.1 8.5 8.9 9.3 9.7 10.2 10.6 11.0 11.4 11.8 12.2

第五章习题

1. 构成虚拟仪器系统三大要素是____、____和____。

2. 虚拟仪器的主要特点是____和____。

3. 什么是虚拟仪器?虚拟仪器与传统仪器的区别是什么?

4. 举例说明如何用虚拟测试方法构成一个简单测试系统。

第六章习题

一:填空题

1.对某个信号连续采样,为防止频谱混迭,在数据采集单元前应加入。

2.产生频谱混叠的原因是_________ ;为抑制频谱泄漏,采样窗长应等于_________。

3.某信号的最高频率不大于1.25KHz,信号中最小频率的间隔为10Hz。当选用采样点数为128时,采用周期应为___ 。

4.连续模拟信号采样时,采样频率和信号最高频率之间须满足:_____________,对周期为T 的周期信号,为避免产生“泄漏”现象,应采取的措施是____。

二:选择题:

1.在工频频率的采样测量方法中,已知相临的三个零点时刻分别为;下标“+”和“-”分别表示采样值大于零和小于零的时刻,采样间隔100 m s,若甲乙同学分别引用公式(a)、(b)计算被测周期,则甲乙同学的所得结果的相对误差分别为_______%.

A. ± 0.5、± 0.5;

B. ± 0.25、± 0.25;C.± 0.5、± 1;D. ± 1、± 0. 5.

2.已知某信号的周期为20 ms ,最高谐波频率1kHz,要求频谱分辨率为50Hz,对该信号进行FFT分析,请综合考虑频谱混叠、泄漏及栅栏效应,采样间隔和采样点数分别为__________。

A. 0.5 ms和64;

B. 0.5 ms和40 ;

C. 0.3 ms和64;

D. 0.3 ms和128 。

三:计算题

1.欲分析的信号x(t)的幅值(或峰值)谱线可能在200Hz,若取采样点数N=128,采样间隔=156.25,试求:

(1)FFT分析结果的谱线间隔是多少?

(2)总计可输出谱线多少条?其中有效谱线多少条?

(3)可输出的前八条谱线的频率值为哪些?

(4)幅值为0的谱线为哪些?

(5)若采样点数N=128,=100,FFT谱线分析结果将发生什么变化?

2.某带有噪声的低频非周期信号x(t),已知:信号中有用的最高频率不大于1000Hz,现要求采用FFT分析将信号的噪声去除,同时保留信号x(t)中的有用信号成份,请说明

(1)用FFT分析去除信号噪声的过程(提示:将噪声信号看成高频信号)

(2)若要求信号频谱分辨率不低于5Hz,确定采样周期T和采样点数的取值,并说明确定的依据。

第七、八章习题

一:填空:

1.被测信号频率高于中介频率时,宜采用______法测量频率,反之,宜采用_______法测量频率。2.在相位测量时,用异或门鉴相克服__________平移所带来的误差。

3.测量电阻一般包括_____、____和____方法,其中测量小电阻时用____方法,测量大电阻时用____方法。

二:问答题:

画出实际电阻、电容、电感的等效电路图。

第九章习题

1. 物质按磁性能可分为________,________和________三种。顺磁物质的磁导率___,反磁物质

的___,而铁磁物质的___。为了便于比较各种物质的导磁能力,我们引入一个________,

它是与的比值。

2.在工程上,常把铁磁物质称为________,把顺磁物质与反磁物质称为________。

3.铁磁物质根据磁滞回线的形状及其在工程上的用途基本上分为________大类。一类是________,它的磁滞回线________,磁导率________。另一类是_________,它的磁滞回线________。另外,还有一类磁性材料,它的磁滞回线的形状为矩形,把它称为________。

4.铁磁材料的磁化状态不仅与当时所加的磁场有关,而且还与磁化的历史有关,因此在测量前有必要对样品进行________,以消除磁化历史对测量的影响。退磁方法包括________、________和________。

5.空间磁场的常用测量方法是________和________;描述磁性材料磁特性的主要曲线有________和________。

第十章习题

1.一般情况下,形成电磁干扰的要素有三个:一是________;二是________;三是________。2.干扰与噪声耦合的表现形式一般包括________、________、________和________。

3.测量系统的干扰可分为________和________;干扰的抑制措施有________和________。

4.最佳接地方式为________。

设计题

1.设计一个数字测温系统,采用铂热电阻R T 做测温传感器,已知若电阻的R~T关系式为: ,

其中:=100 A=3.9×10 -3,要求测量温度范围为0-200℃,分辨率为1℃,要求

(1) 画出所设计的测温系统的结果框图;并说明单元电路的作用;

(2) 画出所选用调理电路的电路图;

(3) 写出温度输入和调理电路输出之间的关系式;

(4) 计算证明你所设计的系统能达到测量范围和分辨力的要求;

(5) 若所设计的系统为非线性系统,简要说明利用软件进行非线性修正的过程。

2.虚拟功率表的设计

可选用器件:交流电压传感器:输入0~300V,输出0~10mA;

交流电流传感器:输入0~5A,输出0~10mA;

多路数据采集卡:采样速率10KHz,输入电压0~5V,12位分辨率

要求:

(1) 被测电压:0~220V,频率为50Hz,被测电流:0~5A,频率50Hz;

(2) 画出测量系统的结构框图,并说明各单元电路的作用;

(3) 画出调理电路的详细电路图,并简单加以说明;

(4) 画出功率计算流程图

(5) 如果电流信号中含有谐波分量(150,250,350),则需用频谱分析的方法从电流信号中提取基波分量,请写出相关的离散计算式。

3.系统设计

测量对象:触点的接触电阻(10mW 左右),图中为电位端,为电流端;

测量方法:伏安法;

测量条件:多通道8位采集卡,电压输入范围:0 ~5V;

电流传感器:传输比10 :1 A,为输入,为输出;

恒电流源输出:10A;标准电阻,粗端子为电流端,细端子为电压端;

设计要求:

(1) 完成系统接线图;

(2) 确定电压通道、电流通道放大器的放大倍数,并设计电压通道的放大器电路;

(3) 当计算机测出电压通道的读数为、电流通道的读数为,写出触点接触电阻的计算式。

(4) 定性分析触点接触电阻的测量误差。(有哪些误差?如何消除?)

系统接线图

4.采用热电偶测量温度,热电偶的冷端温度采用热电阻进行实时测量。已知热电阻的特性:

/℃

热电偶的分度表为:

温度

热电动势(mV)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 0.0

0.39 0.79 1.20 1.61 2.04 2.47 2.91 3.36 3.81

100 4.2

8

4.75

5.23 5.71

6.20 6.70

7.21 7.72

8.24 8.76

200 9.2

9

9.82 10.36 10.91 11.46 12.01 12.57 13.14 13.71 14.28 要求整个系统的温度测量范围为:0~200℃,分辨率为1℃。

(1) 画出整个测温系统(含冷端温度补偿)的结构框图,并描述其中的每个环节的作用;

(2) 分别画出热电偶输出及热电阻输出的调理电路图;

(3) A/D转换器输入范围为0~5V,选择热电偶输出调理电路中的放大器的放大倍数,并确定A/D 转换器的位数;

(4) 若冷端温度补偿范围为0~40℃,在由(3)中选定的A/D转换器参数条件下,选择热电阻输出调理

电路中放大器的放大倍数。

(5) 写出完整的测温步骤。

(6) 若测得热电阻输出,热电偶输出,计算被测温度T 值。

程序流程设计

1.对电压、电流进行同步采样,数据分别为,采

样长度大于2T(信号周期),两信号平均值为零,试设

计计算电压有效值U、电流有效值I 和相位差的程序

流程。

2.利用伏安法设计虚拟R、L、C测试仪。

现代测试技术课后习题详解答案 申忠如 西安交通大学出版社

现测课后习题答案 第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一,保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件(环境)认真分析、全面了解的前提下,根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法(方式)和测量设备,进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容 第2章 填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω,100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果,但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V,79.88V]

计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下: 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下: ?0.033σ == (2)用拉依达准则有,测量值28.40属于粗大误差,剔除,重新计算有以下结果: 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则,置信概率取0.99时有,n=15,a=0.01,查表得 0(,) 2.70g n a = 所以, 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差,剔除,重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后,生于测量值中不再含粗大误差,被测平均值的标准差为: ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时,K=2.58,则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响,测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解: (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4,则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4,测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV

现代测试技术复习试题

一、选择 1.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是( ) a.记录时间太长; b.采样时间间隔太宽; c.记录时间太短; d. 采样时间间隔太窄 2.下述参量的测量属于间接测量法的是( ) a.用天平测量物体质量; b.用弹簧秤称物体重量; c.声级计测声强级; d.线圈靶测速 3.磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成,其作用主要为( ) a.提高传感器的灵敏度及改善线性; b. 提高传感器的灵敏度及改善频响特性; c.改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响; d.提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响; 4.表示随机信号中动态分量的统计常数是( ) a.均方值; b.均值; c.均方差; d.概率密度函数 5.半导体应变片是根据( )原理工作的。 a.电阻应变效应; b.压电效应; c.热阻效应; d.压阻效应 6.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于( ) a.压电测压传感器的力学系统的频率特性; b.压电晶体的电路特性; c.测量电路的时间常数; d.放大器的时间常数τ 7.二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是( ) a.使得系统输出值稳定; b.使系统不共振; c.获得较好的幅频、相频特性; d.获得好的灵敏度 8.带通滤波器所起的作用是只允许( )通过。 a.低频信号; b.高频信号; c.某一频带的信号; d.所有频率分量信号 9.压电加速度测量系统的工作频率下限取决于( ) a.加速度力学系统的频率特性; b. 压电晶体的电路特性; c. 测量电路的时间常数 10. 自相关函数是一个( )函数 a.奇函数; b.偶函数; c.非奇非偶函数; d. 三角函数 11.在光作用下,使物体的内部产生定向电动势的现象,称( )效应。 a.内光电; b.外光电; c.热电; d.阻挡层光电 12.( )传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。 a.差动变压器式; b.变间隙电容式; c.变阻器式; d. 电压式 13.半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式( )表示(已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述) a.α=dT R dR ;b. α=2T B ;c. α=2T A ;d. α=00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 14.如果一信号的自相关函数R x (τ)是一定周期性不衰减,则说明该信号( ) a.均值不为0; b.含周期分量; c.是各态历经的 ; d.是各态不历经的 15.用方程法求解回归直线时,误差最小的方法是( )

现代测控大作业

现代检测与控制技术大作业 题目:压力感应夜灯系统设计 学院:信息科学技术学院 专业:电子信息工程 姓名: 学号: 指导老师:王磊 完成时间:2015年5月16日

压力感应夜灯系统设计 摘要:本文结合生活实际对照明控制系统的功能需求进行了合理的预测,然后根据照明系统的发展趋势,通过综合的分析归纳,提出了一种压力控制照明系统的初步设计方案。 关键词:压力感应智能照明 一、引言 随着人民生活水平的不断提高,人们对工作和生活环境的要求越来越高,同时对照明系统的要求也越来越高。照明领域的能源消耗在总的能源消耗中占了相当大的比例,节约能源和提高照明质量是当务之急。传统照明技术受到了强烈冲击。一方面,由于信息技术和计算机的发展对照明技术的变化提供了技术支撑;另一方面,由于能源的紧缺,国家对照明节能越来越重视,新型的照明技术得以迅速发展,以满足使用者节约能源、舒适性、方便性的要求。 二、设计背景 从1983年第一座带有智能化概念的建筑物在美国落成后,楼宇智能化成为建筑电气发展的主流技术。各发达国家,如美国、日本及欧洲各国都对绿色节能照明提出了各自的工作计划及目标。为贯彻执行资源的开发和节约并举、将节约置于首位的方针。美国从2000年起投资5亿美元实施"国家智能照明计划"。美国能源部预测,到2010年前后,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯具替代,每年仅节电就可达350亿美元。世界著名的印制电路板生产公司、奥地利的AT&S也积极开发LED用于印制电路板,并打算将该类印制电路板作为未来的支柱产品。韩国政府则在实施将路灯更换成智能照明系统的计划。欧盟已经规定,自2009年9月1日起,所有超市不允许销售白炽灯泡,也不允许销售高压的荧光灯灯泡,只能销售节能灯。 90年前后,在国外智能照明蓬勃发展的背景下,真善美、松下以及SOK等众多企业相继投入大量人力物力进行相关产品的研发。国家主席胡锦涛访美期间参观世界首富比尔?盖茨位于西雅图的私人豪宅,所有电器设备均被连接成一个可控网络,涵盖了包括智能气象、智能照明、智能通风、智能电工和智能安防等各项“未来科学技术”,堪称世界智能家居的“未来之屋”。上海世博会上,大家见识到了不同的馆区不同的国家有着不同的风采,但是,不管是美国馆、加拿大

现代测试技术习题解答--第二章--信号的描述与分析---副本

第二章 信号的描述与分析 补充题2-1-1 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2 x ψ和概率密度函数 p (x )。 解答: (1)0 00 11lim ()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞== +=? ? ,式中02π T ω = —正弦信号周期 (2) 2 222 2 2 0000 1 1 1cos 2() lim ()d sin ()d d 22 T T T x T x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+== += = ? ? ? (3)在一个周期内 012ΔΔ2Δx T t t t =+= 000 2Δ[()Δ]lim x x T T T t P x x t x x T T T →∞<≤+=== Δ0Δ000 [()Δ]2Δ2d ()lim lim ΔΔd x x P x x t x x t t p x x T x T x →→<≤+==== 正弦信号 x

2-8 求余弦信号0()sin x t x ωt 的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。

2-4周期性三角波信号如图2.37所示,求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。

2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。 补充题2-1-2 求周期方波(见图1-4)的傅里叶级数(复指数函数形式),划出|c n|–ω和φn–ω

图,并与表1-1对比。 解答:在一个周期的表达式为 00 (0)2 () (0) 2 T A t x t T A t ? --≤

现代测试技术试题A----答案

现代道路交通测试技术 试题A----答案 一. 解:由题意频谱函数:x (ω)= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0,故相频谱为0; X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n (n=1,2,3……)时 X (ω)=0 故幅频谱图如下: 二.解:因为信号是周期信号,可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值 故:dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x

三.1.试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。 参考答案: ①基本原理:对于均匀的弹性半空间分层介质,其结构表面受到瞬态冲击作用时,将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中,瑞雷波占67%,即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量;并且在表面,随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说,纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减,而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减,因此,在地基表面的瞬态振动中,瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多,瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出,利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求:检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求,是保证质量检测精度和可靠性的关键,对其各组成部分有相应的技术要求。 1).激振部分——力锤的选择 它是整套测量系统的前哨,对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取,是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验,以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后,能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2).垂向检波器的选型 垂向检波器选用压电式加速度传感器。 对于层状路面结构来说,一般选择小冲击源作为振源,使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说,选择加速度传感器,因为它具有频率范围宽,对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。 速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外,正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的(必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求)。 3).安装位置的确定 测试前,应对现场路面进行调查,确定检测点,并合理布置。一般两个垂向检 波器之间的距离应视测试的路面深度而定,通常应使两个间距大于路面深度的一半以上,并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4).连接导线选择 仪器之间的连接导线应尽量短,且记不应将各种导线混合使用,尽量选择相同线种,且忌抖动,以免引起现场测量不稳定。 四. 参考答案:令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]

【精品】机械工程测试技术 期末考试试题一

《机械工程测试技术基础》课程试题一一、填空题(每空1分,共30分) 1、非周期信号,时域为 )(t x,频域为) (f X,它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分 别是: ) (f X=t ft j d e t xπ2 )(- +∞ ∞ - ? , )(t x=f ft j d e f Xπ2 ) ( +∞ ∞ - ? 。 2、不失真测试条件中,要求幅频特性应为常数,相频特性应为线性。 3、具有压电效应的材料称为压电材料,常用的压电材料有石英晶体和压电陶瓷。 4、当霍尔片受到与电流方向垂直的磁场作用时,不仅会产生霍尔电势,而且还会出现半导体电阻率增大的现象,这种现象成为磁阻效应(或高斯效应)。热电偶的工作原理是基于热电效应。 5、自相关函数能将淹没在噪声中的周期信号提取出来,其频率保持不变,而丢失了相位信息。 6、频率混叠是由于采样频率过低引起的,泄漏则是由于信号截断引起的。 二、单项选择题(每小题2分,共20分) 1、测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是 B 。 A.卷积 B.傅氏变换对 C.拉氏变换对 D.微分 2、极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为 C 。 A.电容量微小影响灵敏度 B.非接触测量 C. 灵敏度与极距的平方成反比,极距变化大则产生非线性误差 D. 以上都不对 3、在调幅信号的解调过程中,相敏检波的作用是 D 。 A.恢复载波信号 B.恢复调制信号的幅值 C.恢复已调制波 D.恢复调制信号的幅值和极性 4、RC微分电路实际上是一种 B 滤波器。 A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻 5、对连续信号进行采样时,采样频率越高,当保持信号的记录时间不变时,则 C 。 A.泄漏误差就越大 B.量化误差就越小 C.采样点数就越多 D.频域上的分辨率就越低 三、判断题(正确的在题干的括号内划“√”,错误的在题干的括号内划“×”;每小题1 分,1、对二阶系统输入周期信号 )0 ,0 ( ) sin( )( ≠ ≠ + =? ? ωA t A t x ,则其输出 信号将保持频率不变,幅值、相位改变。(√)

现代测试技术应用_论文

现代测试技术在液压缸设计中的应用 摘要:随着自动化技术的高速发展及其对测试技术要求的不断提高,从而使测试技术作为一种新产品开发的重要手段,可以有效缩短新产品研发周期,提高产品研发成功率。本文以液压缸缓冲设计为例,介绍测试技术在液压缸中的应用。结果表明,采用测试技术能够直观、量化缓冲性能指标及结果,并能进行改进前后性能的对比,缩短了元件满足主机性能需要的试制周期。最后,通过对工程机械的研发过程的总结,提出现代测试技术的主要任务及其发展方向。 关键词:测试技术,液压缸,智能化,集成化,网络化 1 引言 我国工程机械主机技术仍落后于发达国家,为其配套的关键液压元件是制约其发展的主要因素,尽快缩短与国外技术的差距,已在行业形成共识。 随着自动化技术的高速发展,仪器及检测技术已成为促进当代生产的主流环节,同时也是生产过程自动化和经营管理现代化的基础,没有性能好、精度高、质量可靠的仪器测试到各种有关的信息,要实现高水平的自动化就是一句空话。因此,借鉴测试技术与传感技术在工程技术的成功应用,在液压件开发领域中引入测试技术的理念,将大幅度提高国产液压件的发展速度。 液压缸作为主要的执行元件,在某些主机上对其缓冲性能要求越来越高。利用较好的缓冲结构延长液压缸的寿命越来越受到关注。本文介绍利用测试与传感技术建立计算机辅助测试系统,如何研究液压缸缓冲结构的设计和定型。利用测试结果,调节液压缸缓冲参数和节流孔参数。通过测试不同工况下缓冲腔工作压力及行程等参数,实现仿真设计,确保样机性能验证结果的可信度。 2 测试技术及传感技术 在传统的产品开发模式中,进行产品的改进是被动的,是由主机厂使用过程中发现问题、提出问题并反馈,得到信息后再进行设计改进的。鉴于传统产品开发模式耗费开发周期时间长,被动改进,我们提出了新型产品开发模式如图1。 图1 新型产品开发模式 结合自身的需求,我们开发出一套适用于液压缸缓冲结构研发过程中的计算机辅助测试系统。图2为计算机辅助测试系统的构成示意图,由液压系统传感器和数据采集系统组成,被测液压缸为带缓冲的液压缸,在主机上进行规定动作试验,采用多功能数据采集模块及数据采集软件,完成两腔压力( 缓冲压力或工作压力) 位移-时间的采集和测量。

现代测试技术自测试题

现代测试技术自测试题一 一、填空题:(每空1分,满分20分) 1、机械工程测试技术就是一门专业技术基础课,要完成对机械参量的测试技术包括__________________与_____________________两个方面的内容;实际采用的测试方法有机械法、光学法与法。 2. 传感器的敏感元件就是; 转换元件就是。10mm差动变压器式位移传感器的转换原理就是。 3、压电式传感器的压电效应就是 _________________________;热电偶传感器就是将温度参量转变为。 4、电荷放大器电路的作用就是。 5、滤波器就是一种选频装置,则按幅频特性可分为、、 ______________与带阻滤波器。 6、常见的记录仪器有、光线示波器

与、计算机记录仪。 7、测试系统的静态特性反映对输入的静态参量而表现的输出与输入的基本关系,其基本特性参数有灵敏度、与________________、重复性。 8. 测试误差的主要类型有随机误差、与。 9、信号的描述方法就是法与法。 二、简述题:(每小题5分,满分25分) 1、试简述差动式电容传感器的基本原理及其优点。 2、试简述测试系统实现不失真测试对一阶、二阶系统的综合要求。 3、试简述光线示波器的结构组成及工作原理。 4、试简述电阻应变片测试系统中温度对测试结果的影响及基本的消除方法。 5. 试简述测试系统中常用的消除干扰的硬件方法。 三、(满分8分) 如图1所示差动变压器式传感器测量位移的系统组成框图,试说明其测量的原理;并指出各个单元电路的功能。

图1 四、(满分8分)试分析图2所示调频波的解调电路的工作原理、并画出它的鉴频特性图。 图2 五、(满分10分)试分析图3所示一阶系统的幅频特性、相频特性。 图3 六、(满分12分) 已知某悬臂梁受力如图4所示,试选择电阻应变片的贴片方法及画出接桥电路,并导出Q与电桥输出电压U0的关系式。 差动变 压器式 传感器 交流 放大 器 相敏 检波 器 低通 滤波 器 振荡器 显示 仪表

现代测试技术课程习题 库

现代测试技术课程习题库 一、 1.量具的作用是:___________________________________________________,根据准确度的高低,又可分为___________、_____________和________________。 2.标准电阻常采用四端接线法,目的是为了消除___________和_________的影响。3.测量准备阶段的任务是 。4.国际单位制(SI制)的基本单位是、 、、 、开尔文(K)、摩尔(mol)和坎德拉(cd)。 5.一个完整的测量过程包括阶段、阶段和阶段。 二、 填空: 1.测量误差按性质分为_____误差、_____误差和_____误差、其中_____误差是可预知可 修正的。 2.随即误差的统计特性为________、________、________和________。 3.置信度是表征测量数据或结果可信赖程度的一个参数,可用_________和_________来表示。 4.指针式仪表的准确度等级是根据_______误差划分的,若用0.5级150V电压表测量某电压,读书为120.4V,被测电压的相对误差是_________。 5.对某电阻进行无系差等精度重复测量,所得测量列的平均值为100.2Ω,标准偏差为0.2Ω,测量次数15次,平均值的标准差为_______Ω,当置信因子K=3时,测量结果的置信区间为_______________。 6.某4位半数字电压表的允许误差为+(0.025% U +3个字),用该表测量某电压读数为 x 1.9867V,被测电压的绝对误差为______V,相对误差为_________%; 7.在等精度重复测量中,测量列的最佳可信赖值是。 8.替代法的特点是 9.用安法测量电阻,已知U = 100V,U = 1 V ;I = 0.5 A ,I = 0.01A ,则电阻/ =的绝对误差 R为。 R U I 10.对某电压做无系统误差等精度独立测量,测量值服从正态分布。已知被测电压的真值=79.83,标准差σ(U)= 0.02V,按99%(置信因子k = 2.58)可能性估计测量值出U 现的围: ___________________________________。 =150Ω,?R1=±0.75Ω;R2=100Ω,?R2=±0.4Ω,则两电阻并联后总电阻的绝11.R 1 对误差为_________________。 计算题: 1.已知R =150Ω,?R1=±0.75Ω;R2=100Ω,?R2=±0.4Ω,试求 1

现代测试技术计算题习题集(附答案)1

补充习题参考答案 1、 有一个电容测微仪,两极板介质为空气,其圆形极板半径r = 4 mm ,工作初始间隙δ=0.2 mm ,已知 ε0=8.58×10-12 F/m ,ε=1,问: 1)、工作时,如果传感器与工件的间隙变化量Δδ=1μm 时,电容变化量是多少? 2)、如果测量电路的灵敏度S 1=100mV/pF ,读数仪表的灵敏度S 2=5格/mV ,在Δδ=1μm 时,读数仪表的指示值变化多少格? 解:1)、ΔC=εε0A ×Δδ/-δ2=1×8.58×10-12 (F/m )×3.14×(0.004)2(m 2)×1×10-6 (m ) =-4.94×10-3 pF 2)、S=ΔC ×S 1×S 2=-4.94×10-3 (pF) ×100(mv/pF )×5(格/mv)=-2.47格≈-2.5格 2、 应变片的计算:已知试件尺寸如图,试件材料为45#钢,E=2.0×10+7 N/cm 2 ,应变片电阻R=120Ω,K=2.0, 康铜电阻丝的电阻温度系数α=-50×10-6 /℃,温度线膨胀系数β2=15×10-6 /℃,45#钢的温度线膨胀系数β 1 =11×10-6 /℃。求: (1)、不考虑温度的影响,当P=10吨时,求电阻应变片的电阻相对变化量ΔR/R 和绝对变化量ΔR。 (2)、当P=0,环境温度在-20℃变到+20℃时,求电阻应变片的相对变化量ΔR/R 和绝对变化量ΔR。 解:(1)拉伸变形 A E A P εδ== 得 EA P = ε 所以005.01 2100.210100.263 =?????===?EA KP K R R ε R ?=0.005×120=0.6 Ω (2)当p =0,t ?=20-(-20)=40 ℃时 Ω -=??-?+?-???-+=?--2784.040]10)1511(0.21050[120t )]([6621=ββαK R R 31032.2120 2784.0-?-=-=?R R 3、 脱粒机滚筒轴上,沿与轴线方向成45o方向贴一应变片,在工作时应变片的阻值从120Ω增加到120.006Ω ,

现代测试技术及应用

西华大学课程考核试题卷 ( 中考卷) 试卷编号: ( 2012__ 至 2013____ 学年 第_2___学期 ) 课程名称:现代测试技术及应用 考试时间:90 分钟 课程代码:6002699 试总分:100分 考试形式: 网络考试 学生自带普通计算器: 允许 一、判断题(本大题共10小题,每小题2分,总计20分) 1.粗大误差具有随机性,可采用多次测量,求平均的方法来消除或减少。( ) 错 2. 当计数器进行自校时,从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。( )对 3.一个频率源的频率稳定度愈高,则频率准确度也愈高。( )错 4. 给线性系统输入一个正弦信号,系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号()对 5.随机误差又叫随差,随机误差决定了测量的精密度。( )对 6.测量系统的理想静态特性为y=Sx+S0( ).答案:错 7. 从广义上说,电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量,即以电子科 技术理论为依据,以电子测量仪器和设备为工具,对电量和非电量进行的测量。( ) 答案:对 8. 在进行阿伦方差的测量时,组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 ( )答案:错 9.反射系数、 功率、 导磁率 、信号频率均为有源量( )。答案:错 10. 峰值电压表按有效值刻度,它能测量任意波形电压的有效值。( )答案:对 二、选择题(本大题共10小题,每小题3分,总计30分) 1. 若马利科夫判据成立,则说明测量结构中含有 ____ 。 A:随机误差 B: 粗大误差 C: 恒值系差 D: 累进性变值系差 答案:D 2. 如两组测量的系数误差相同,则两组测量的 相同。 A. 精密度 B. 准确度 C. 精确度 D. 分散度 答案:A 3.在使用连续刻度的仪表进行测量时,一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的 ____ 以上 答案:D 4.±1误差称为____。 A.最大量化误差 B.仅测频的误差 C.±1一个字误差 D.闸门抖动引起的误差 答案:A 5.仪器通常工作在( ),可满足规定的性能。

最新材料现代测试技术-期末复习题

1.X射线管主要由阳极,阴极,和窗口构成。 2.X射线透过物质时产生的物理效应有:散射,光电效应,荧光辐射,俄歇效应。 3.德拜照相法中的底片安装方法有:正装,反装,和偏装三种。 4.X射线物相分析方法分:定性分析和定量分析两种。 5.透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 7.电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。 8.扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。 9.人眼的分辨率本领大约是:0.2mm 10.扫描电镜用于成像的信号:二次电子和背散射电子,原理:光栅扫描,逐点成像。 11.TEM的功能是:物相分析和组织分析(物相分析利用电子和晶体物质作用可发生衍射的特点;组织分析;利用电子波遵循阿贝成像原理) 12.DTA:定性分析(或半定量分析),测温范围大。DSC:定量分析,测温范围常在800℃以下。 13.放大倍数(扫描电镜):M=b/B(b:显像管电子束在荧光屏上的扫描幅度,通常固定不变;B:入射电子束在样品上的扫描幅度,通常以改变B来改变M) 14.X射线衍射分析方法中,应用最广泛、最普通的是衍射仪法。 15.透射电镜室应用透射电子来成像。 16.TEM无机非金属材料大多数以多相、多组分的非导电材料,直到60年代初产生了离子轰击减薄法后,才使无机非金属材料的薄膜制备成为可能。 17.适合透射电镜观察的试样厚度小于200nm的对电子束“透明”的试样。 18.扫描电镜是用不同信号成像时分辨率不同,分辨率最高的是二次电子成像。 19.在电子与固体物质相互作用中,从试样表面射出的电子有背散射电子,二次电子,俄歇电子。 20.影响红外光谱图中谱带位置的因素有诱导效应,键应力,氢键,物质状态。 1.电离能:在激发光源作用下,原子获得足够的能量就发生电离,电离所必须的能 量称为电离能。 2.原子光谱分析技术:是利用原子在气体状态下发射或吸收特种辐射所产生的光谱 进行元素定性和定量分析的一种分析技术。 3.X射线光电效应:当X射线的波长足够短时,其光子的能量就很大,以至能把原 子中处于某一能级上的电子打出来,而它本身则被吸收,它的能量就传递给电子了,使之成为具有一定能量的光电子,并使原子处于高能的激发态。这种过程称为光电吸收或光电效应。 4.衍射角:入射线与衍射线的夹角。 5.背散射电子:电子射入试样后,受到原子的弹性和非弹性散射,有一部分电子的 总散射角大于90℃,重新从试样表面逸出,成为背散射电子。 6.磁透镜:产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。 7.俄歇电子:当外层电子跃入内层空位时,其多余的能量也可以不以X射线的形式 放出,而是传递给其他外层电子,使之脱离原子,这样的电子称为俄歇电子。 8.热重法:把试样置于程序控制的加热或冷却环境中,测定试样的质量变化对温度

现代测试技术复习要点

复习重点 第一章 信号分析基础(作业题重点) ——信号的分类: (确定性信号与非确定性信号) 1.确定性信号:是指可以用明确的数学关系式描述的信号。它可以进一步分为周期信号、非周期信号与准周期信号。 周期信号是指经过一段时间可以重复出现的信号,满足条件()()x t x t nT =+。 非周期信号:往往具有瞬变性。 准周期信号:周期信号与非周期信号的边缘。 2.非确定性信号:是指无法用明确的数学式描述,其幅值、相位变化是不可预知的,所描述的物理现象是一种随机过程,通常只能用概率统计的方法来描述它的某些特征。 (能量信号与功率信号) 1. 能量信号:在所分析的区间里面(,)-∞+∞,能量为有限值的信号称为能量信号,满足 条件: ()2 t dt x ∞ -∞ <∞? 2. 功率信号:有许多信号,它们在区间(,)-∞+∞内能量不是有限值。在这种情况下,研 究信号的平均功率更为合适。在区间12(,)t t 内,信号的平均功率()2 2 1 21 1t t P t dt x t t -= ? (连续时间信号与离散时间信号) 1. 连续时间信号:在所分析的时间间隔内,对于任意时间值,除若干个第一类间断点外, 都可以给出确定的函数值,此类信号称为连续时间信号或模拟信号。 2. 离散时间信号:又称时域离散信号或时间序列。它是在所分析的时间区间,在所规定的 不连续的瞬时给出函数值。可以分为两种情况:时间离散而幅值连续时,称为采样信号;时间离散而幅值量化时,称为数字信号。 ——信号的时域分析 (信号的时域统计分析) 1.均值:表示集合平均或数学期望值,也即信号的静态分量。用x μ表示。 2.均方值:也称平均功率,用2 x ψ表示。 3.方差:描述信号的波动分量,用2x σ表示。 三者之间的关系为:2 x ψ=2x σ+2 x μ 4.概率密度函数:随机信号的概率密度函数是表示幅值落在指定区间的概率。定义为 [] 0()1()lim lim lim x x x T P x x t x x T p x x x T ?→?→→∞<≤+???==?????? 5.概率分布函数:概率分布函数是信号幅值()x t 小于或等于某值x 的概率,其定义为:

《现代测试技术》习题

《现代测试技术》习题 基本题型: 填空题、判断题、问答题、名词解释、大题(计算题、作图题) 一、填空题 1.1 传感器主要由、与三大部分构成。 1.2 信号x(t)的正弦形式的傅里叶级数的系数a0= ,a n= ,b n= , A n= ,φn= 。 1.3 傅里叶变换对1?,当x(t)?X(f)时,频移特性为。 1.4 傅里叶变换对δ(t)?,当x(t)?X(f)时,时移特性为。 1.5 傅里叶变换对ε(t)?,当x(t)?X(f)时,时移特性为。 1.6 组合压电元件在力学结构上是形式,在电学结构上是形式。 1.7 光电效应可分为效应、效应与效应。 1.8压电元件的常用结构形式在力学结构上是形式,在电学结构上是形式。 1.9热电偶总电动势是由与两种电动势组成,其中起主要作的是电动势。 1.10 按照滤波器工作目的可分为、、与4种基本类型。 1.11理想滤波器的条件是其通带的幅频特性为,而阻带的幅频特性为。 1.12金属应变片的常用组桥形式主要有电桥、电桥与电桥。 1.13 信号的自相关系数ρx= ,自相关函数R x(τ)= 。 1.14对变极距式电容式传感器采用结构可极大改善非线性特性,采用方式可消除非线性特性。 1.15 电感式传感器按结构参数的变化可分为式、式与式三类。 1.16 电容式传感器按结构参数的变化可分为式、式与式三类。 1.17对测试系统实际特性的拟合可采用拟合与拟合。 1.18 周期信号的自相关函数仍为频率的周期函数,且保留了原信号的信息,丢失了原信号的信息。 1.19 两同频周期信号的互相关函数仍为频率的周期函数,且保留了原信号的信息与信息,丢失了原信号的信息。 1.20实现不失真测试的频域条件(表达式)为与。时域条件是。 二、名词解释题 2.1 应变效应、压阻效应、电涡流效应、金属应变效应、压电效应、霍尔效应、热电阻效应、热敏电阻效应、磁敏效应、磁阻效应、外光电效应、内光电效应、光生伏特效应

现代测试技术试卷及部分答案

一、填空题(每小题1 分,共 10 分) 1. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=,其中0A 、0t 为常数时,该系统就能实现对信号的( 不失真 )测试。 2. 测试系统动态特性的描述函数主要有脉冲响应函数、传递函数和( 频率响应函数 )。 3. 周期信号的频域分析采用的数学工具是( 傅里叶级数 )。 4. 有源传感器一般是将非电量转换为电能量,称之为能量( 转换 )型传感器。 5. 压电式振动加速度传感器是利用某些材料的( 压电效应 )原理工作的。 6. 交流电桥的平衡条件是( 两相对臂阻抗的乘机相等 )。 7. 电容式传感器分为( 极距变化 )型电容传感器、面积变化型电容传感器和介质变化型电容传感器三大类。 8. 振动的激励方式通常有稳态正弦激振、( 随机激振 )和瞬态激振。 9. 随机信号的自功率谱密度函数的物理含义是( 随机信号的自相关函数的傅里叶变换 )。 二、单项选择题(每小题 1 分,共 15 分) 1.传感器在非电量电测系统中的作用是( C )。 (A) 将被测电量转换为电参量 (B) 将被测非电量转换为非电参量 (C) 将被测非电量转换为电参量 2. ( C )不属于测试系统的静态特性指标。 (A )回程误差 (B )灵敏度 (C )阻尼系数 3. 频率响应函数H (j ω)是在( A )描述测试系统对正弦信号稳态响应特征的函数。 (A )频率域内 (B ) 时间域内 (C )幅值域内 4. 压电式传感器目前多用于测量( B )。 (A )静态的力 (B )物体运动速度 (C )瞬态的力 5. 振动子FC6-1200的固有频率为1200Hz ,问用该振动子能不失真记录信号的频率范围是( C )。 (A )0 - 1200 Hz (B )>1200Hz (C )0 - 600 Hz

现代测试技术A卷及答案

注:装订线内禁止答题,装订线外禁止有姓名和其他标记。 东北农业大学成人教育学院考试题签 现代测试技术(A ) 一、名词解释(每题3分,共15分) 1.频谱泄漏: 2. 零状态响应: 3. 功率信号: 4. 准静态测试: 5. 动态响应误差: 二、填空题(每题1分,共20分) 1.时间常数τ是一 阶传感器动态特性参数,时间常数τ越 ,响应越快,响应曲线越接近于输入阶跃曲线。 2.满足测试装臵不失真测试的频域条件是 和 。 3.电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路,该放大器的 与传感器产生的 成正比,与电缆引线所形成的分布电容无关。 4.信号当时间尺度在压缩时,则其频带变宽其幅值变 。 5.当测量较小 时,应选用电阻应变效应工作的应变片,而测量大应变值时,应选用 效应工作的应变片,后者应变片阻值的相对变化主要由材料 的相对变化来决定。 6.电感式和电容式传感器常采用差动方式,不仅可提高 ,且能改善或消除 。 7. 电涡流传感器是利用 材料的电涡流效应工作,可分为低频 式和高频 式两种,其中前者常用于材料厚度的测量。 8.在调制解调技术中,将控制高频振荡的低频信号称为 ,载送低频信号的高频振荡信号称为 ,将经过调制过程所得的高频振荡波称为 。 9.已知()t t x ωsin 12=,()t δ为单位脉冲函数,则积分()?∞+∞ -?? ? ?? -?dt t t x ωδ2π= 。 10. RC 低通滤波器中的RC 值越大,则其上限截止频率越 。 11. 频率混叠是由于 引起的,泄漏则是由于 所引起的。 三、选择题(每题1分,共25分) 1.离散、周期的时域信号频谱的特点是( )的。 A 非周期、离散 B 非周期、连续 C 周期、离散 D 周期、连续

浙江大学现代测试技术作业参考

第0讲思考题 1. 试举例说明测试技术的概念 测试是人们认识客观事物的方法。测试过程是从客观事物中摄取有关信息的认识过程。凡需要观察事物的状态、变化和特征等等,并要对它进行定量的描述时,都需要测试。测试包含“测量”与“试验”。“测量”—以确定被测物属性量值为目的的全部操作;“试验”—为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性活动。如机械振动测试,温度测试等。 2. 结合自己所从事的方向或自己感兴趣的方向,举出一个简单的测试系统的例子,并说明测试技术在该研究方向中的作用。 现代的一些内燃发电机组中,内燃机的一些基本参数控制就是由测试系统和控制系统联合实现的。如,内燃机的转速、水温和油压就是通过转速传感器、温度传感器和压力传感器在机器运行过程中采集到机器的转速、水温和油压的数据,这些数据一方面输送到显示仪器进行显示,另一方面送到处理系统进行分析计算,当这些数据超过预设的限制时,处理系统就会作出报警或自动停机等相应处理。 3. 试列举测试技术的发展史及发展趋势。 自古以来,测试技术就渗透于人们的生产活动和日常生活中,如我国西汉初的侯风地动仪用来测量地震方位;东汉阳嘉元年日晷是利用日影计时,1664年发明的机械计算机,以及后来的电子管,晶体管,集成电路,使测试技术向着智能化、网络化的方向发展。测试技术将向以下方向发展:新型传感技术,测试系统智能化技术,虚拟仪器技术,网络化仪器技术。 4. 试举例说明测试技术离不开实验环节。 从测试的概念看,测试包含“测量”与“试验”。“试验”—为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性活动。例如:机床主轴径向跳动测试,它包括测量过程:确定径向跳动具体量值。试验过程:机床主轴径向跳动超标否,如果不通过实验就看不出是否超标。 5. 试说出在本科阶段“测试技术”的学习中,学习了哪些知识? 信号的基本概念,测试系统的基本概念,传感器的基本类型,信号处理的基本知识,机械工程量测试系统介绍 第1讲思考题 1. 解释术语——信息、消息、信号。 信息:它是事物运动的状态和方式,是用来消除不确定性的东西,它本身不具有能量。有可以识别、转化、传输的特性和存储性、共享性、永不枯竭性。 消息:由文字、符号、数字或语音构成的序列,消息是信息的外壳,信息是消息的内核。信息一定含于消息之中,但消息不一定有信息。 信号:传输信息的载体,它蕴涵着信息,它本身具有能量。 2. 宇宙三要素是什么? 物质、能量和信息 3. 现代科学技术中三大支柱是什么?信息科学的主体结构是什么?信息技术包括哪些技术? 信息科学与材料科学、能量科学三者成为当代科学技术的主要支柱。信息科学的主体结构是信息论、控制论、系统论,人工智能是三者的综合利用。信息技术包括测试技术、通信技术和计算机技术 4. 试说明测试系统是一种广义通讯系统。 首先,广义通信系统是指适合于所有信息流通的系统。比较其模型和测试系统的模型,如下图:

现代测试技术 期末绝对习题

补充习题: 1、有一个电容测微仪,两极板介质为空气,其圆形极板半径r = 4 mm,工作初始间隙δ=0.2 mm,已知 ε0=8.58×10-12F/m,ε=1,问: 1)、工作时,如果传感器与工件的间隙变化量Δδ=1μm时,电容变化量是多少? 2)、如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF,读数仪表的灵敏度S2=5格/mV,在Δδ=1μm时,读数仪表的指示值变化多少格? 2、应变片的计算:已知试件尺寸如图,试件材料为45#钢,E=2.0×10+7N/cm2,应变片电阻R=120Ω,K=2.0, 康铜电阻丝的电阻温度系数α=-50×10-6/℃,温度线膨胀系数β2=15×10-6/℃,45#钢的温度线膨胀系数β-6/℃。求: 1=11×10 (1)、不考虑温度的影响,当P=10吨时,求电阻应变片的电阻相对变化量ΔR/R和绝对变化量ΔR。 (2)、当P=0,环境温度在-20℃变到+20℃时,求电阻应变片的相对变化量ΔR/R和绝对变化量ΔR。 3、脱粒机滚筒轴上,沿与轴线方向成45o方向贴一应变片,在工作时应变片的阻值从120Ω增加到120.006Ω, 试问滚筒轴所承受的工作扭矩是多少?已知轴的直径为40mm,E=2.1×10+6kg/cm2,μ=0.3,应变片 4、如图所示,在左端固定的悬臂梁的右端部,沿X-X轴,Y-Y轴,Z-Z轴分别作用有P x、P y、P z三个力,且P x、 P y可沿Z-Z轴方向在端部稍向内(图的左部)移动,现欲同时测此三个力,应如何布片和接桥。

5、已知条件如图,试件为45号钢,E=2.0×10+7N/cm2,应变片的电阻为R1=R2=120欧,K=2.0, 由 .281Ω,ΔR2=-0.281Ω的电阻变化,求P=? 6、如图所示,弹性元件为钢材,E=2.0×10+5N/mm2,贴片处的断面积为400mm2,泊松比μ=0.3,R1= R2=R3=R4=120欧,K=2.0,力P=50000N,求电桥的输出电压UBD=? Ω 7、图示为圆轴销,其端部受有一力P,轴上贴有两应变片R1=R2=120Ω,K=2.0,两片之间的距离L=100mm,圆轴 直径d=20 mm,E=2.0×10+5N/mm2,若测得半桥的指示应变为2000με。 求:(1)画出测量电路,写出输出电压式。 (2)计算P力的大小。

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