【正文】 2020 年碩士研究生入學(xué)考試試題（ A） 試題代碼： 421 試題名稱：測試與傳感器技術(shù) 第 1 頁 共 2 頁 一、簡答題 （每小題 6 分，共 60 分） 一般測試系統(tǒng)由哪三部分組成？各有什么功能？ 周期信號(hào)的頻譜與瞬變信號(hào)的頻譜有何不同？舉例說明？ 測試系統(tǒng)（裝置）的靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有哪些？請給出定義。 自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)的定義式及物理意義是什么？ 在電阻應(yīng)變測量中，作為溫度補(bǔ)償片的作用是什么？對其有何要求？ 壓電式超聲波傳感器常常既作為發(fā)聲器又 作為接收器，試說明其工作原理。 為了提高壓電式傳感器的靈敏度，通常可對壓電元件做何種連接？連接之后的參數(shù)有何變化？使用特性如何？ 模擬量光電檢測系統(tǒng)有哪些應(yīng)用形式？ 熱敏電阻有三種不同的溫度系數(shù)，試說明其意義。 為了保證熱電偶正常工作，電極和結(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足的條件是什么？ 二、論述題 （ 每小題 8 分，共 40 分） 說明信號(hào)的頻帶寬度和系統(tǒng)的通頻帶的意義及其兩者之間的關(guān)系。 根據(jù)矩形單位脈沖函數(shù)的頻譜簡述脈沖寬度對頻譜的影響（附圖說明）。 試分析一階系統(tǒng)對于單位階躍信號(hào)的響應(yīng)及其特點(diǎn)。 電阻應(yīng)變式傳感器由哪些基本部分組成？各有什么功能？ 直流電橋和交流電橋的平衡條件各是什么？有什么不同？ 三、計(jì)算題 （第 1 題 20 分，第 3 題各 15分，共 50 分） 等截面懸臂梁在力 P和彎矩 M分別作用下產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)棣?P=10000 106， ε M=1000 106，電橋電阻 R1=R2=R3=R4=R=120Ω，靈敏度系數(shù) K=2，供橋電壓 US=12V。求： ①△ RP=？，△ RM=？ ②力和彎矩同時(shí)作用，采用雙臂電橋工作，測彎除拉且可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償時(shí)，如何布片組橋？畫出布片圖和電橋圖并計(jì)算輸出 電壓。 ③力和彎矩同時(shí)作用，采用雙臂電橋工作，測拉除彎，如何布片組橋？畫出布片圖和電橋圖并計(jì)算輸出電壓。能否實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償？ 答案必須寫在答題紙上，寫在試題或草稿紙上不給分。 試題代碼： 421 試題名稱：測試與傳感器技術(shù)（ A） 第 2 頁 共 2 頁 M M T = 0 . 0 1 1 +1 第 1題圖 第 2題圖 試作出第 2題圖示周期方波信 號(hào)的頻譜圖。 一階測試裝置的時(shí)間常數(shù)為 ,用來測量周期為 和 1s,幅值為 1 的正弦信號(hào) ,試計(jì)算輸出幅值大小。 答案必須寫在答題紙上，寫在試題或草稿紙上不給分。 江蘇大學(xué) 2020 年碩士研究生入學(xué)考試測試技術(shù)試題 20200510 18:27:24 來源：萬學(xué)網(wǎng)校 考試科目：測試技術(shù) 考生注意：答案必須寫在答題 紙上，寫在試題及草稿紙上無效 ! 一 .名詞解釋 (每題 分，共 20 分 ) 圖像傳感器 傳感器 二 .填空題 (每空 分，共 30 分 ) ，稱為 ( )。 ，按信號(hào)變換特征可 ( )型和 ( )型 。按輸出信號(hào)分類可分為 ( )式和 ( )式。 特性的測定方法可 用 ( )法和 ( )法兩種。確定一階裝置的動(dòng)態(tài)參數(shù)主要是 ( )。而二階裝置的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)主要是 ( )和 ( )。 ，其測試裝置應(yīng)滿足的條件是 ( )和 ( )。 ( )的纖芯和 折射率較 ( )的包層組成。 T 趨于 ( )的 信號(hào)。 ( )的整數(shù)倍上，不存在非整數(shù)倍的頻率分量。 ( )， ( )， ( )等。 比ζ =— ，幅值誤差不超過 5%的情況下工作下限頻率可擴(kuò)展到ω /ω n=( )。 三 .選擇題 (可能是單項(xiàng)或多項(xiàng)選擇，每題 2 分，共 10 分 ) ，可以實(shí)現(xiàn)對 ( )物理參數(shù)的測量。 第 2 頁 ，其齒輪應(yīng)該用 ( )材料制成。 測量位移時(shí)，符合非接觸測量的是 ( )傳感器 式 ( )。 ( )函數(shù)。 四 .計(jì)算題 (每題 10 分，共 40 分，需要使用計(jì)算器 ) ，應(yīng)變片電阻 R=120Ω，靈敏系數(shù) Sg=2,接入電橋的一個(gè)橋臂，若電橋由 6V直流電源供電，測得 電橋輸出電壓為 6mV，求 該點(diǎn)沿應(yīng)變片敏感方向的應(yīng)變和應(yīng)力。 (構(gòu)件的彈性 模量 E=20*1010Pa。 ) 2. 石英晶體壓電式傳感器面積為 1cm2，厚度為 1mm，固定在兩金屬極之間用來測量通過晶體兩面力的 ，材料的彈性模量是 9*1010Pa，電荷靈敏度為 2pc/N，相對介電常數(shù)是 εr=5，真空介電常數(shù)ε 0=*10— 12F/m， 1cm2 材料相對兩面間電阻 Ra=1014Ω，一個(gè) 20PF的電容和一個(gè) 100MΩ的電阻與極板并聯(lián)。若所加力 F=(103t)N，求兩極板間電壓峰 峰值。 的固有頻率 f0=20KHz，阻尼比ζ =，若要求 傳感器的輸出誤差小于 3%，試確定該傳感器的工作頻率范圍。 (Hanning)函數(shù)ω (t)的頻譜函數(shù)，并畫出對應(yīng)的頻譜圖。 1/2[1+cos(2π t/T)] | t | ω (t)= 0 | t |≥ T/2 五 .問答題 (每題 7 分，共 35 分 ) 測量位移與其他位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么 ?渦流傳感器能否測量大位移量 ?為什么 ? 。 。 第 3 頁 ，工作原理和應(yīng)用的異同點(diǎn)。 。 六 . 綜合題 (每題 分，共 15 分 ) ，說明工作原理并導(dǎo)出 轉(zhuǎn)速計(jì)算關(guān)系式。 ，畫出系統(tǒng)框圖 (或示意圖 )，說明所選用傳感器的名稱，各組成環(huán)節(jié)的作用，測試系統(tǒng)的特點(diǎn)和關(guān)鍵所在。 (在下列各題任選一個(gè) ) 1) 2 噸稱重系統(tǒng) 。 2) 2m 物位測量系統(tǒng) 。 3) 物體表面或形狀測量系統(tǒng) 。 4) 振動(dòng)監(jiān)控系 統(tǒng)。 資料來源 : 原文已完。下文為附加論文，如不需要，下載后可以編輯刪除，謝謝！ 轟燃對建筑室內(nèi)火災(zāi)滅火救援的影響 【摘 要】：在室內(nèi)轟燃研究理論基礎(chǔ)上，簡要介紹了轟燃的定義和轟燃判據(jù)，并結(jié)合建筑火災(zāi)實(shí)際情況，分析了因轟燃引起的室內(nèi)火災(zāi)中滅火救援難點(diǎn)問題，根據(jù)轟燃的特點(diǎn)，提出了應(yīng)對此類火災(zāi)的滅火救援對策，為消防部隊(duì)處置室內(nèi)轟燃火災(zāi)提供參考。 【關(guān)鍵詞】：消防； 建筑火災(zāi)； 轟燃； 滅火救援 一、引 言 轟燃是室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展過程中的一種特殊燃燒現(xiàn)象。室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后，若具備合適的燃料和通風(fēng)條件，就可能發(fā)生轟燃。轟燃一旦發(fā)生，室內(nèi)所有可燃物會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)同時(shí)全面著火，室內(nèi)整個(gè)空間都充滿火焰，可燃物燃燒速率和室內(nèi)溫度急劇上升，并且室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量有毒煙氣，氧氣濃度也隨之急劇下降。這些都會(huì)使室內(nèi)人員受到嚴(yán)重威脅，也給消防滅火救援帶來極大困難。國內(nèi)外發(fā)生的很多建筑火災(zāi)事故中，轟燃就是造成嚴(yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的元兇，如新疆克拉瑪依友誼館火災(zāi)、洛陽東都商廈火災(zāi)、吉林 中百商廈火災(zāi)、英國布拉德福市足球場火災(zāi)和皇家十字地鐵車站火災(zāi)。因此，結(jié)合轟燃的特點(diǎn)和危害性，分析轟燃對建筑火災(zāi)中滅火救援工作造成的難點(diǎn)問題，有針對性的加強(qiáng)對室內(nèi)火災(zāi)的控制，對于提高消防部隊(duì)滅火救援工作效率具有重要意義。 二、轟燃及相關(guān)研究 （一）轟燃定義 NFPA 921 中轟燃定義為：室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展的一個(gè)過渡階段，熱輻射作用下的所有可燃物在轟燃時(shí)幾乎同時(shí)著火，火焰迅速在室內(nèi)所有物體傳播蔓延，室內(nèi)形成一片火海。轟燃的發(fā)生是火災(zāi)失控發(fā)展的危險(xiǎn)信號(hào)，產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈺?huì)對建筑結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響，強(qiáng)大的破壞 力往往造成惡性死傷事故和巨大財(cái)產(chǎn)損失，極易造成群死群傷事故與巨額財(cái)產(chǎn)損失，也是火災(zāi)即將向臨近區(qū)域蔓延的重要標(biāo)志。 目前對轟燃還沒有統(tǒng)一的定義，比較常用的三種：（ 1）室內(nèi)火災(zāi)由局部火向大火的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變完成后，室內(nèi)所有可燃物表面都開始燃燒；（ 2）室內(nèi)燃燒由燃料控制向通風(fēng)控制的轉(zhuǎn)變；（ 3）在室內(nèi)頂棚下方積聚的未燃?xì)怏w或蒸氣突然著火而造成火焰迅速擴(kuò)展。 （二）轟燃判據(jù)及預(yù)測 室內(nèi)火災(zāi)是一種受限空間內(nèi)的燃燒，是建筑火災(zāi)的主要形式，將發(fā)生轟燃的條件量化為可以測量或計(jì)算的物理量是一件極為困難的事情?，F(xiàn)在應(yīng)用最 多的三個(gè)轟燃判據(jù)為：（ 1）室內(nèi)接近頂棚熱煙氣溫度超過 600℃ ；（ 2）室內(nèi)地板平面輻射熱通量超過 20 kW/m2；（ 3）通風(fēng)口有火焰噴出。以上判據(jù)都源于火災(zāi)實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，雖然具有一定局限性，但可以作為判定轟燃的參考標(biāo)準(zhǔn)。 對轟燃的預(yù)測方法，不同的研究者提出了不同的溫度和熱通量判據(jù)。 、 McCaffrey、 Quintiere、 Harkleroad、 Thomas 等分別提出了基于熱釋放速率預(yù)測轟燃的經(jīng)驗(yàn)公式。此外，武警學(xué)院陳愛平教授將內(nèi)襯材料的熱慣性因素引入考慮，基于 McCaffrey 的方法 提出了轟燃綜合預(yù)測法； 等建議采用臨界轟燃燃燒速率預(yù)測轟燃； . Quintiere 等提出采用臨界轟燃燃料面積預(yù)測轟燃； 根據(jù)經(jīng)典熱爆炸和非線性熱動(dòng)力學(xué)理論溫度微分方程特征值預(yù)測轟燃等。這些預(yù)測方法的實(shí)用性和精確性還有待改進(jìn)。 三、轟燃對室內(nèi)火災(zāi)滅火救援的影響 （一）轟燃時(shí)間預(yù)測困難，影響滅火救援決策 消防部隊(duì)在轟燃前到達(dá)現(xiàn)場，如果未及時(shí)預(yù)測和偵察到轟燃，急劇升高的溫度和噴出火焰會(huì)對消防隊(duì)員造成傷害。消防官兵到火場后，沒有人能夠準(zhǔn)確預(yù)測是否會(huì)發(fā)生轟燃和什么 時(shí)候發(fā)生轟燃。有些火災(zāi)，消防員內(nèi)攻進(jìn)入室內(nèi)的瞬間就可能被卷入火海中，而有些火災(zāi)，在滅火救援進(jìn)行過程中突然轟燃，也有的至滅火戰(zhàn)斗結(jié)束也不發(fā)生轟燃。如何在火場快速判斷轟燃發(fā)生的可能性及時(shí)間，仍是一線消防指揮員的一個(gè)難題。而目前對轟燃的預(yù)測研究多限于學(xué)術(shù)理論方面，并沒有便于在滅火救援現(xiàn)場操作的轟燃預(yù)測儀器或技術(shù)手段。指揮員只能依靠個(gè)人積累的滅火經(jīng)驗(yàn)，對轟燃的感官印象及火情偵查情況進(jìn)行初略判斷，容易導(dǎo)致現(xiàn)場決策低效率、低質(zhì)量，甚至做出錯(cuò)誤的決策，造成不必要的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。 （二）火場溫度高，滅火進(jìn)攻困難 室內(nèi)發(fā)生轟燃后，火勢突然猛漲，進(jìn)入全面燃燒階段，產(chǎn)生的高溫能達(dá)到 1000℃ 左右。有關(guān)研究表明，對于沒有任何保護(hù)的皮膚，只要暴露在 137160℃ 的環(huán)境中就會(huì)造成嚴(yán)重傷害。撲救建筑火災(zāi)最有效的滅火措施是內(nèi)攻，而轟燃產(chǎn)生如此的高溫會(huì)對消防員產(chǎn)生強(qiáng)烈的烘烤，加上可能從門窗噴出的火焰和高溫?zé)煔猓狸?duì)員很難近距離滅火，內(nèi)攻更加危險(xiǎn)、艱難。如滅火中水槍掩護(hù)不充分，個(gè)人防護(hù)不周全，還會(huì)危及消防員人身安全。同時(shí)由于轟燃中可燃物不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生大量有毒濃煙和氣體，降低了火場能見度，更加難以發(fā)現(xiàn)較隱蔽的火勢威脅，影響了滅 火效率。 （三）室內(nèi)充滿煙氣，搜索救援難度大 轟燃發(fā)生前，大量積聚的濃煙和高溫會(huì)迫使消防員將身子放低，彎腰或匍匐前進(jìn)，在搜索被困人員時(shí)行動(dòng)不便，效率低下。此外，室內(nèi)積聚的濃煙具有較強(qiáng)的減光性，室內(nèi)能見度很低，對偵查和搜救非常不利，受困人員也無法自行安全疏散，消防員也有誤入危險(xiǎn)區(qū)域和迷路的危險(xiǎn)。轟燃后轉(zhuǎn)為全面燃燒，燃燒更為猛烈，無法深入開展室內(nèi)救援，而由于燃燒速率急劇增長，因燃料不充分燃燒會(huì)產(chǎn)生大量有毒氣體如： CO、 H2S、 HCL、 SO2 等，導(dǎo)致被困人員中毒、窒息，消防滅火救援時(shí)間更加緊迫，人員疏散更 加困難。 （四）建筑受高溫烘烤，結(jié)構(gòu)有倒塌危險(xiǎn) 室內(nèi)轟燃發(fā)生后，釋熱速