【正文】 （2） （3） （4） 光電倍增管是利用 效應(yīng)制成的器件。（ ） 渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（ ） 壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（ ）（四）簡答和計(jì)算題 哪些傳感器可選作小位移傳感器？ 渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為什么？ 電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？ 電渦流傳感器能否測量塑料物體移動(dòng)的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測量了。（1） 用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；（2） 兩個(gè)線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說明如何接法。問：（1） 如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格／mV）在時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？第四章 信號調(diào)理、記錄和顯示（一）填空題 電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為 輸出的裝置。 在橋式測量電路中，根據(jù)工作時(shí)阻抗參與變化的 可將其分為半橋與全橋測量電路。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的 。 調(diào)頻是利用信號電壓的 控制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而 與信號電壓成正比。 RC低通濾波器中RC值愈 ，則上截止頻率愈低。工作時(shí)，則電橋輸出電壓（ ）。（1） （2） （3） （4） 調(diào)幅過程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號與載波信號 。（1）使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓 （2）使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫浚?）使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓? （4）使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?一選頻裝置，其幅—頻特性在區(qū)間近于平直，在區(qū)間急劇衰減，這叫 濾波器。（1） （2） （3） （4）（三）判斷對錯(cuò)題（用√或表示） 平衡純電阻交流電橋須同時(shí)調(diào)整電阻平衡與電容平衡。 （ ） 帶通濾波器的波形因數(shù)值越大，其頻率選擇性越好。 （ ）（四）簡答和計(jì)算題 何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？ 調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？ 抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？ 相關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。（1）求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。（2）畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。 為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有 、 和 。 如果一個(gè)信號的最高頻率為50Hz，為了防止在時(shí)域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于 Hz。∞時(shí)Rx(τ) 。 若某一信號的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號的均方值為= ，均方根值為xrms= 。 為信號的 沿頻率軸的分布，稱為 。（二）判斷對錯(cuò)題（用√或表示） 頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。（ ） 對于周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全避免柵欄效應(yīng)。（ ） 互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。（ ） 若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)一定為1。 求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。 試根據(jù)一個(gè)信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分。第六章 振動(dòng)測試（一）填空題 單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)，位移共振頻率 系統(tǒng)固有頻率，速度共振頻率 系統(tǒng)固有頻率，加速度共振頻率 系統(tǒng)固有頻率。 單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)，當(dāng)激振頻率 固有頻率時(shí)，質(zhì)量塊和殼體之間的相對運(yùn)動(dòng)和基礎(chǔ)振動(dòng)近于相等。 按所測的振動(dòng)性質(zhì)可將拾振器分為 和 。 壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式： 、和 。 相對法校準(zhǔn)傳感器時(shí)，經(jīng)國家計(jì)量等部門嚴(yán)格校準(zhǔn)過的傳感器起著“振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳遞”的作用，稱為 傳感器。（ ） 磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（ ） 壓電式加速度計(jì)的重量越輕，使用上限頻率越高，靈敏度越低。（ ） 低頻激振時(shí)，激振器的安裝固有頻率應(yīng)比激振頻率高3倍以上。（ ） 脈沖錘的錘頭越軟，則激勵(lì)的頻率范圍越大。（ ）（三）簡答和計(jì)算題 對單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)，分別寫出其位移頻響函數(shù)、速度頻響函數(shù)、加速度頻響函數(shù)。 對于壓電式加速度計(jì)，畫出其工作原理圖，并說明為什么其上限頻率取決于固有頻率？ 對于磁電式絕對速度計(jì)，畫出其工作原理圖，并說明為什么其下限頻率取決于固有頻率？ 如何用實(shí)頻曲線估計(jì)系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫圖說明。（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2）（三）√ √ ╳ ╳（四）略第四章 信號調(diào)理、處理和記錄（一）電壓或電流；激勵(lì)電壓；橋臂數(shù)；相乘，相乘；鑒頻；幅值，頻率；幅頻特性曲線降為最大值的倍時(shí)對應(yīng)的頻率為截止頻率；；，大；（二）（1）（1）（3）（2）（4）（三）√ ╳ ╳ √（四）略第五章 信號處理初步（一）概率密度函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)；帶通濾波法，傅立葉變換法；有限帶寬，；100；，0；相干函數(shù)；7；周期圖法；功率密度，能譜；時(shí)域，頻域；（二）╳；√；√；√；╳；╳；╳；（三），；2；同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)；信號的常值分量為其自相關(guān)函數(shù)均值的開方，周期成分與其自相關(guān)函數(shù)周期成分的頻率相同、幅值成比例關(guān)系；該系統(tǒng)的作用是使信號幅值不變、相位提前T；6；第六章 振動(dòng)的測試（一）小于，等于，大于；90；遠(yuǎn)大于；穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)激振，瞬態(tài)激振；相對式，絕對式；力傳感器，加速度計(jì)；電荷放大器，電壓放大器；固有頻率，阻尼比，振型；參考。2．滿足測試裝置不失真測試的頻域條件是幅頻特性為一常數(shù)和相頻特性與頻率成線性關(guān)系。4．信號當(dāng)時(shí)間尺度在壓縮時(shí)，則其頻帶變 寬 其幅值變 小 。6．電感式和電容式傳感器常采用差動(dòng)方式，不僅可提高靈敏度，且能改善或消除非線性。8．在調(diào)制解調(diào)技術(shù)中，將控制高頻振蕩的低頻信號稱為 調(diào)制波 ，載送低頻信號的高頻振蕩信號稱為 載波 ，將經(jīng)過調(diào)制過程所得的高頻振蕩波稱為 已調(diào)制波 。10．已知霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為20，若測得感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率為300Hz，則被測軸的轉(zhuǎn)速為 900r/min 。12. 頻率混疊是由于 采樣頻率過低 引起的，泄漏則是由于 信號截?cái)?所引起的。A非周期、離散 B非周期、連續(xù) C、周期、離散 D周期、連續(xù)2．按傳感器能量源分類，以下傳感器不屬于能量控制型的是（ C ）。 A 金屬 B 導(dǎo)磁 C 塑料 D 導(dǎo)電4．測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為（ D ）。A 時(shí)間上離散，幅值上連續(xù) B 時(shí)間、幅值上都離散C 時(shí)間上連續(xù)，幅值上量化 D 時(shí)間、幅值上都連續(xù)6．傳感器靈敏度越高，表示該傳感器（ B ）。A 相位 B 周期 C 振幅 D 頻率8．A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則其（ B ）。A B 1 C D 1/210．不能用于材料厚度的非接觸測量的傳感器為（ C ）。下圖為這些濾波器的幅頻特性，請分別標(biāo)注出來。（6分） (a) 帶通 (b) 高通 (c) 帶阻 (d) 低通 主要特征參數(shù)（任選4個(gè)）：(1) 截止頻率(2) 帶寬(3) 紋波幅度(4) 品質(zhì)因子(5) 倍頻程選擇性(6) 濾波器因數(shù)2．下圖為同一正弦信號分別用相同時(shí)寬的矩形窗和漢寧窗截?cái)嗪蟮玫降念l譜圖。（6分）0Fs/2頻率幅度0Fs/2幅度頻率 (a) 漢寧窗 (b) 矩形窗 答：矩形窗的特點(diǎn)：主瓣比較集中。漢寧窗的特點(diǎn)：主瓣較寬，旁瓣較低，衰減速度也較快。3. 一階系統(tǒng)受到一個(gè)階躍輸入的作用，在2秒時(shí)達(dá)到輸入最大值的20%，試求：測試系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)和當(dāng)輸出達(dá)到最大值的95%時(shí)，需多長時(shí)間？（6分）解： 當(dāng)輸出達(dá)到最大值的95%時(shí)，4．下圖為動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀工作框圖，請指出圖中A、B和C分別代表什么？并說明B和C在系統(tǒng)中的作用是什么？（6分）答：A 電橋 將電阻、電容、電感等參數(shù)變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出B 相敏檢波 解調(diào)C 低通濾波器 選取低頻信號，抑制或衰減掉其他不需要的成分三、計(jì)算題（共36分）1．（9分）求下圖周期性鋸齒波的傅立葉級數(shù)，并繪出其頻譜圖。解：均值均方值自相關(guān)函數(shù)自譜3．（9分）有一薄壁圓管式拉力傳感器如下圖所示。若受拉力作用，問：(1) 欲測量拉力的大小，應(yīng)如何正確組成電橋？請畫出相應(yīng)的電橋。因?yàn)椴此杀圈?，故RR4的應(yīng)變ε3=ε4=με1=300=904．（9分）一個(gè)電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑為4mm，1012F/m，試求：(1) 工作中，若傳感器參與工作的間隙變化量為2，電容變化量是多少？(2) 若測量電路的靈敏度為100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度為5格/mV，當(dāng)間隙變化量還為2，讀數(shù)儀表示值變化多少格？解：(1) 相對面積A=πr2=105m2由于兩極板間距變化引起的電容變化量為：(2) 儀表示值變化格數(shù)為：N=5100(?C)=5100103=三，一、填空題（30分，）1. 作為傳感器的核心部件，直接感受被測物理量并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換的元件稱為 敏感元件 。3. ，則該信號的3次諧波分量的頻率為 15 Hz。5. 若采樣頻率過低，不滿足采樣定理，則被采樣信號的頻譜會(huì)產(chǎn)生 頻混 現(xiàn)象。7. 衡量傳感器在同一工作條件下，對同一被測量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的不一致程度的指標(biāo)為 重復(fù)性 。9. 描述一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)是 時(shí)間常數(shù) ，其值越 小 ，則該系統(tǒng)頻帶越寬，響應(yīng)越快。11. 抗混濾波器是一種 低通 濾波器 ，其上限截止頻率與采樣頻率之間的關(guān)系應(yīng)滿足關(guān)系式 。13. 若窗函數(shù)的頻譜為，則時(shí)延窗函數(shù)的頻譜為 。二、選擇題（20分，每題1分）1. 描述傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)有 D 。A 均值 B 方差 C 均方值 D 概率密度函數(shù)3． 信號的時(shí)域描述與頻域描述通過 C 來建立關(guān)聯(lián)。A常數(shù) B 零 C零或常數(shù) D無法確定5. 如果隔振臺對低頻激勵(lì)起不了明顯的隔振作用，但對高頻激勵(lì)卻有很好的隔振作用，那么，隔振臺屬于 B 。A 量程 B靈敏度 C 精確度 D分辨力7． 已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為30，若測得感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率為300Hz，則被測軸的轉(zhuǎn)速為 D 。A B 1 C D 1/29． 對連續(xù)信號進(jìn)行采樣時(shí)，若信號的記錄時(shí)間不變，采樣頻率越高，則 C 。A 靜態(tài)力 B 溫度 C 速度 D 加速度與動(dòng)態(tài)力11．當(dāng)時(shí)，兩信號的互相關(guān)函數(shù)呈周期變化，說明兩信號必定 B 。A建立時(shí)間越短，頻率分辨率越低 B建立時(shí)間越長，頻率分辨率越低C建立時(shí)間越短，頻率分辨率越高 D建立時(shí)間越長，頻率分辨率越高13．若、分別為變極距型電容式傳感器極板間的初始極距和極距變化量，為極板面積，在的條件下，該電容傳感器靈敏度近似為 D 。A B C D 15． 測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測定方法包括階躍響應(yīng)試驗(yàn)和 A 試驗(yàn)。A周期矩形脈沖 B正弦函數(shù) C矩形窗函數(shù) D周期方波17．單位脈沖函數(shù)的采樣特性表達(dá)式為 A 。A應(yīng)變式傳感器 B電感式傳感器 C電容式傳感器 D壓電式傳感器19．可以實(shí)現(xiàn)非接觸振動(dòng)測量的傳感器為 B或者C 。A幅值調(diào)制 B幅值解調(diào) C頻率解調(diào) D濾波三、計(jì)算題（共30分）1．已知周期矩形脈沖信號的傅立葉級數(shù)展開式為：，其時(shí)域波形和頻譜如下圖所示。（10分）（1） 若ms，該周期矩形脈沖信號的帶寬為 4000 Hz，譜線