【正文】 當(dāng)傳感器承受軸向的振動加速度時，由于膜片及晶片質(zhì)量造成慣性力的作用，壓電晶片將感受加速度而產(chǎn)生電荷，由于補(bǔ)償質(zhì)量塊使補(bǔ)償壓電晶片組產(chǎn)生的電荷的極性和測量壓電晶片組因振動而產(chǎn)生的電荷極性相反，適當(dāng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償質(zhì)量，將使他們相互抵消。 20 6.（ 10 分）22220ωω4ωω1)ω(???????????????????????????nnkA? 當(dāng) ?? ，系統(tǒng)存在共振 , 共振 (角 )頻率 nnr 1 41 4021 2 ??? 由于 0kA ?)0( 、 000021 kA .)ω( r ? 、 09540580 kA . )ω.( n ? , )(?A? 的變化不超過 5%。（ 10 分） 7．（ a）畫圖說明應(yīng)變筒式測壓傳感器是如何進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)模浚?5分） （ b）簡述壓電式測壓傳感器是如何實現(xiàn)加速度補(bǔ)償?shù)?？?5分） 19 一、判斷題：（共 10 分，每題 1 分） 1.╳ 2. ╳ 3. √ 4. ╳ 5.╳ 6. √ 7. √ 8. ╳ 9. ╳ 10. ╳ 二、選擇題：（共 20 分，每題 2 分） 1. a 2. a 3. c 4. a 5. b 6. b 7. b 8. c 9. d 10. a 三、綜合題（ 70 分） 1.（ 10 分）歷程：壓力 (力、位移、加速度 ....)信號 → 彈性敏感元件 → 應(yīng)變信號 → 應(yīng)變片 →電阻（變化） 信號 → 電橋電路 →電壓（流） 信號 → 放大電路 → 便于記錄（采集）的電壓（流） 信號 → 記錄 （采集）設(shè)備 2.（ 12 分）簡化的熱電偶測溫系統(tǒng)： 微分方程： )()( 0 txktydtdy ??? , 其中 hSmc?? ,m 為偶節(jié)點質(zhì)量， c 為偶節(jié)點比熱， h 為偶節(jié)點導(dǎo)熱系數(shù)， S 為偶節(jié)點表面積； 0k 為熱電系數(shù)， )(tx 為待測溫度， )(ty 為輸出熱電勢。（ 8分） 4． 欲測量某回路中一標(biāo)稱值為 10??（ 95%）電阻器的功率損耗 P,可采用兩種方法進(jìn)行，一是只測電阻器兩端的電壓 V,然后用公式 P=V 2/R計算功率損耗；二是分別測量電阻器兩端的電壓 V和流過電阻器的電流 I,由公式 P=VI計算電阻器上的功率損耗。 ； b. 壓電晶體的壓電系數(shù)； c. 測量等效電路的時間常數(shù) ： 21xxy?,則 y 的標(biāo)準(zhǔn)誤差 yσ 為（ ）。 ； ； ； 5. 對于阻尼率小于 的二階線性測量系統(tǒng)，阻尼率越小，其工作頻帶（ ）。 （ ） 二．選擇題（共 20 分，每題 2 分） 1. 對連續(xù)時間信號進(jìn)行離散采樣時，若采樣的時間區(qū)間不變，采樣頻率越高，（ ）。 （ ） 。 （ ） ，但其靜態(tài)測量結(jié)果也可能存在很大的誤差。對于二階系統(tǒng)應(yīng)使,1 ??? ???n ，這樣H? 增大，不失真測量的范圍變大。任一時刻，一個系統(tǒng)中只應(yīng)有一個控者。當(dāng)有壓力作用時，應(yīng)變片感受筒的周向應(yīng)變。 ②輸出阻抗要小，以達(dá)到阻抗變換的目的，一般采用射極輸出。 ?? jjH 1)( ?? ,若輸入周期信號 x(t)=2Cos10t+(100t300),試求其響應(yīng) y(t).(7分 ) 8．何為動態(tài)誤差？為了減少動態(tài) 誤差，在一、二階測量系統(tǒng)中可采取哪些相應(yīng)的措施？（ 8分） 15 答案： 一、判斷題：（ 10 分） 1.╳ 2. ∨ 3. √ 4. ╳ 5. ╳ 6. ╳ 7. ╳ 8. √ 9. √ 10. ╳ 二、選擇題：（ 20 分） 2. b 3. a 4. c 6. d 7. d 8. b 三、 1.（ 6 分）串聯(lián)的作用： ①使兩線圈的輸出疊加，提高系統(tǒng)靈敏度 ②當(dāng)永磁體有彈跳時，保證其與兩線圈的距離和相等，可以消除彈跳引起的誤差。 ； ； ； d. 電壓式 7．某間接測量的函數(shù)式為 y=a0x1x2, 則 y的標(biāo)準(zhǔn)誤差為（ ） （式中 ? x1 、 ? x2 分別為直接測量量值x x2的標(biāo)準(zhǔn)誤差） .a. 212221 )( xxy ??? ?? ； b. 212 2210 )( xxy a ??? ?? ； c. 212 22221210 )( xxy xxa ??? ?? ； d. 2121222 2210 )( xxy xxa ??? ?? 8．金屬絲應(yīng)變片在測量某一構(gòu)件的應(yīng)變時，其電阻的相對變化主要由（ ）引起的。 c. fn=50Hz、ξ = 。（ ） 10．將信號截斷，就不可避免地引起頻譜混疊。 測量大應(yīng)變時，應(yīng)選用靈敏度低的半導(dǎo)體應(yīng)變片。（ ） 2． 一臺儀器的重復(fù)性很好，但測得的結(jié)果并不準(zhǔn)確，這是由于存在系統(tǒng)誤差的緣故。 )()()( * txtxt ??? )()( txkty ??? ? 對于一階應(yīng)減小時間常數(shù) ? 使 H? 增大，無失真測量的范圍更廣。這種傳感器的固有頻率的筒式的高。 ④輸入電容 Ci要小，以提高靈敏度。 ： 2222 dtdymkydtdycdt ydm ???? 1)(2 ????SkcSkmkmsH 222 )(1)(???kckmkmA??????? ?? 21kctg)(????kmar c ??? 固有圓頻率 mkn ?? ， 系統(tǒng)共振圓頻率 nr ??? 221?? 。（ 8分） 3． 壓電測壓傳感器與電壓放大器相接時，為能測量靜態(tài)壓力信號（防止靜電泄漏），從放大器本身出發(fā)應(yīng)采取哪些措施？（ 8分） 4． 應(yīng)變筒式測壓傳感器與應(yīng)變管式測壓傳感器主要有哪些區(qū)別？（ 6分） 5． 有一電阻阻值為 R=120Ω ,靈敏系數(shù) k=，其電阻溫度系數(shù)α = 106/ 0C,線膨脹系數(shù)β 1=12106/0C的的電阻應(yīng)變片貼于線膨脹系數(shù)為β 2= 106/0C的工件上，若工件在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)變量為 200με，試問： 1） 當(dāng)溫度改變 40C時，如果未采取溫度補(bǔ)償措施，電阻變化量為多少？ 2） 由于溫度影響會產(chǎn)生多大的相對誤差？（ 8分） 10 6． 掛接在 IEEE488接口總線上的器件按它們的作用不同可分為講者，聽者，控者三類器件，分 別解釋何為講者器件，聽者器件，控者器件，在 該總線上三者之間的關(guān)系有何規(guī)定？（ 6分） 7． 簡述在“振動子幅頻特性測定”實驗中你采取何種措施來實現(xiàn)改變阻尼率β值的，其取值大小與β的定性關(guān)系是什么？（ 6分） 8． 設(shè)某科研項目中需測定一設(shè)備的油缸壓力，已知該壓力最大值小于 300MP,壓力持續(xù)時間為 6— 8ms,用你所學(xué)知識組建兩種類型的電測壓力系統(tǒng)，要求：根據(jù)所選傳感器真確選用二次 儀表及三次儀表，并簡要說明各部分的功能。 ； ； ； 6．（ ）傳感器是根據(jù)敏感元件材料本身的物理性質(zhì)變化而工作的。 b. fn=1000Hz、β = 。（ ） 8．接觸式測溫是基于熱平衡原理進(jìn)行的，非接觸式測溫是基于熱輻射原理進(jìn)行的（ ） 9．同一材料構(gòu)成的熱電偶，即使兩端點溫度不等，也不會形成熱電勢。（ ） 4．對一個具有有限頻譜（ 0?fc）的連續(xù)