2011测试技术复习提纲(部分答案)
由信息与信号的关系可知，信号是信息的 载体 。
可用数学关系式或图表精确描述的信号称为 确定 信号；反之，不
采用瞬态响应法和 频率响应 法来分析。接触式测温法是基于 热平衡 原理，非接触式测温法是基于 热辐射 原理。
x(t) 的频谱是X （f ）,y(t)的频谱是Y(f),若在频域内X(f)与Y(f)作相乘
运算，则对应在时域内x(t)与 y(t)应作__卷积___ 。 正弦信号的自相关函数是一个同频的 余弦 函数。
获得周期性时域信号的频谱用 傅里叶级数 的数学工具。
电磁屏蔽主要用来防止 高频 电磁场的影响。
时域是实奇函数的信号，其对应的频域函数是 虚奇 函数。
线性度越好的测试系统，测量范围越 大 。
衡量测试系统动态特性的重要指标是 、 、 等。
A/D 转换器是将__模拟____信号转换成____数字___信号的装置。
若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生__混叠
______现象。
中心频率能自动跟随某参考信号频率而变化的滤波器称为_跟踪_______滤
波器。
对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的____泄露_______现象。
声波是一定频率范围内的可以在弹性介质中传播的波，低于20Hz 的声波称为_____次声___波，高于20kHz 的声波称为__超声_____波。 电容式传感器是将 被测物理量 转换成电容量变化的一种 结构型 传感器，可分为变极距型 、 变面积型 、 变介电常数
型 。
x(t) 的频谱是X （f ）,y(t)的频谱是Y(f),若在频域内X(f)与Y(f)作相乘
运算，则对应在时域内x(t)与 y(t)应作_卷积____ 。
正弦信号的自相关函数是一个同频的 余弦 函数。
获得周期性时域信号的频谱用 的数学工具。。
电磁屏蔽主要用来防止 高频 电磁场的影响。
时域是实奇函数的信号，其对应的频域函数是 虚奇 函数。
传递函数)(s H 传递函数是测试装置动特性的复频域描述，它表达了系统
的 特性。 信号可分为确定信号和 随机信号 。
非周期信号可视为周期信号T 趋于 的信号。
线性度越好的测试系统，测量范围越 大 。
在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的
集合平均统计特性，则该过程叫_________
测试装置的灵敏度是该标定曲线的________.
热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的________和同一导体两端处于
不同温度时的________.
直流电桥中________接法的灵敏度最高。
交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的________相等，且相对桥臂阻抗的相角________相等。
光线记录仪的振动子的输入信号只能是________.
单位脉冲信号的幅值频谱是________.
半导体应变片的工作原理是基于________效应。
随机信号x（t）的均值定义为μ=________.
若稳定振动位移信号为x（t）=Asin（ωt+θ），则其稳定振动速度信号为v（t）=________，加速度信号的振幅为________.
用强迫振动法激励系统，当系统加速度幅值达到最大时，称为系统的________，此激振频率ωd与系统固有频率ω0之间的关系式为________.
正弦信号的均方根值与它的幅值比为________.
电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于________.
温度误差的线路补偿法是利用电桥的________实现的。
将被测量按一定的规律转换成可用来输出信号的器件或装置，称为。
传感器的分类方法，按信号变换特征可分型和型；按输出信号分类可分为式和式。
测试装置动态特性的测定方法可用法和法两种。确定一阶装置的动态参数主要是。而二阶装置的动态特性参数主要是和。
实现不失真测试，其测试装置应满足的条件是和。
非周期信号可视为周期信号T趋于的信号。
周期信号频谱图的特点是每条谱线只出现在的整数倍上，不存在非整数倍的频率分量。
应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径D=10cm，材料弹性模量E=205×109N/m2，用它称50吨重物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏度系数S=2，R=120Ω，则电阻变化值为
在测量的过程中，当输入量由小增大和由大减小时，对于同一输入量所得到的两个输出量却往往存在着差值，把在全测量范围内，最大的差值h称为
信号可分为_________两大类。
在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性，则该过程叫_________。
不能用确定的数学公式表达的信号是( )
A、复杂周期
B、瞬态
C、非周期
D、随机
电路中鉴频的作用是( )
A、使高频电压转变直流电压
B、使电感量转变成电压量
C、使频率变化转变电压变化
D、使频率转换成电流
当信号在时域中滞后t
后，则在频域相应( )
A、平移f
0 B、相移2πft
C、乘j2πf
D、除以j2πf
记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽( )
A、变窄，幅值压低
B、扩展，幅值压低
C、扩展，幅值增高
D、变窄，幅值增高
测试装置传递函数H（s）与（）有关。
A、输入量x（t）
B、输入点的位置
C、装置结构
D、输出量y（t）
压电式加速度计，希望其固有频率( )
A、尽量低些
B、在１２０ＨＺ左右
C、在４００ＨＺ左右
D、尽量高些
一选频装置，其幅频特性在f
1～f
2
之间受到极大衰减，而在０～f
1
及f
2
～∞
的这两段均是平直的，该选频装置是（）滤波器。
A、高通
B、低通
C、带通
D、带阻
当τ→∞时,信号x（t）的自相关函数Rx（τ）呈周期性变化,说明该信号( )。
A、为周期信号
B、含有周期成份
C、为离散信号
D、为非周期信号
各态历经随机过程必须是( )
A、平稳随机过程
B、连续的
C、集合平均统计特征随时间呈周期变化
D、非周期性的
第2页信号的时域与频域描述方法是依靠（）来确立彼此的关系。
A、拉氏变换
B、傅氏变换
C、卷积
D、相乘
调幅过程相当于频率的（）过程。
A、放大
B、缩小
C、转移
D、消失
数字信号的特征是（）。
A、时间上离散幅值上连续
B、时间上和幅值上都离散
C、时间上团结幅值上量化
D、时间上和幅值上都连续
周期信号的频谱是（）。
A、连续的
B、离散的
C、基频的实数倍数
非线性度是表示定度曲线____的程度。
A、接近真值
B、偏离其似合直线
C、正反行程不重合
数字信号处理中，采样频率f a与被测信号中最高频率成分f c的关系应为（）。
A、f a=fc
B、fa C、fa>2fc D、f a≈0 （）不属于测试系统的静特性。 A、灵敏度 B、线性度 C、回程误差 D、阻尼系数 滤波器的倍频程数n值越大，其品质因数Ｑ( )。 A、越高 B、越低 C、不变 调频波是( ) A、截波幅值随调制信号频率而变 B、截波幅值随调制信号幅值而变 C、截波频率随调制信号幅值而变 方波信号的谐波频率是基波频率的（）。 A、偶数倍 B、自然数倍 C、基数倍 D、小数倍 恒带宽滤波器的带宽Ｂ与其中心频率?0_______ A、比值为常数 B、无关 C、成正比 D、成反比 将应变片粘贴在不同的弹性元件上，可以实现对物理参数的测量。 A．位移 B．力C．无损探伤 D．面积测量 忽略质量的单自由度振动系统是系统。 A．零阶 B．一阶 C．二阶 D．高阶 一阶系统的动态特性参数是。 A．固有频率 B．线性度 C．时间常数 D．阻尼比 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值倍所经过的时间作为时间常数。 A．0.632 B．0.865 C．0.950 D．0.982 不属于测试系统的静特性。 A.灵敏度 B.线性度 C.回程误差 D. 阻尼系数 从时域上看，系统的输出是输入与该系统响应的卷积。 A.正弦 B.阶跃 C.脉冲 D.斜坡 为了提高直流电桥的灵敏度，可采取。 A.半桥双臂各串联一片应变片 B. 半桥双臂各并联一片应变片 C.提高电桥的供桥电压 D.增大应变片的初始电阻值。 调幅可看作是调制信号与载波信号的。 A.相加 B. 相乘 C. 相减 D.相除 如电桥的输入为高频余（正）弦波，则电桥输出为波。 A.调频 B.调相 C. 调幅 D 载波 计算题 某一阶压力传感器的时间常数为0.5秒，如果阶跃压力从25MPa降到5MPa，试求经过1秒和2秒后，压力传感器指示的压力各是多少？ 求指数函数 t Ae t xα- = )(（α>0，t≥0）傅立叶变换（频谱） 某一阶压力传感器的时间常数为1秒，如果阶跃压力从25MPa降到5MPa，试求经过2秒和4秒后，压力传感器指示的压力各是多少？ 解:同上 求指数函数2 () x t At =（α>0，t≥0）傅立叶变换（频谱）。 求图示周期信号x(t)的傅利叶级数。 解：把代入 一温度计，其时间常数为7秒。将其从20℃的空气中突然插入到100℃的热水中，问经过14秒后温度计指示的温度为多少 简答题 1、什么是信号的调制和解调？答：先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大，最后再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变信号，信号传输中的变换过程称为调制与解调 2、什么是传感器的静态特性？ 答：传感器在稳态下的输出－输入关系称为静态特性 3、噪声形成干扰必须具备哪些条件？ 答：噪声形成干扰必需具备三个条件，噪声源、对噪声敏感的接收电路和噪声源到接收电路之间的耦合通道。 4、什么是测试系统的基本组成部分？ 答：测量系统由三个部分组成：传感器、信号变换与处理模块、记录显示模块。 5、什么是功率信号？什么是能量信号？ 6、什么是平稳随机过程？ 答：平稳随机过程是统计特征参数不随时间变化而改变的随机过程。 7、测试系统不失真测量的时域条件？ 答：测试系统的输出y(t)与输入x(t)满足关系：y(t)=Ax(t-t0) 8、什么是各态历经随机过程？ 答：各态历经随机过程是平稳随机过程中任取一个样本函数，其时间平均参数与所有样本函数在某时刻的集合平均参数一致。 9、什么是测试系统的基本组成部分？ 答：测量系统由三个部分组成：传感器、信号变换与处理模块、记录显示模块。 综合题 测试工作的全过程包含着许多环节，请作出一般测试系统的大致框图并加以说明。 电涡流位移传感器与其它位移传感器比较，主要优点是什么？能否测量大位移？为什么？ 地下输油管道漏损位置的探测系统的工作原理图，请说明其工作原理。 机械加工表面粗糙度自相关分析的示意 被测工件相关分析 图，说明其工作原理。（15分） 答：触头将工件表面的凸凹不平度，通过电感式传感器转换为时间域信号，再经过相关分析得到自相关图形。这是一种随机信号中混杂着周期信号的波形，随机信号在原点处有较大相关性，随值增大而减小，此后呈现出周期性，这显示出造成表面粗糙度的原因中包含了某种周期因素。例如沿工件轴向，可能是走刀运动的周期性变化；沿工件切向，则可能是由于主轴回转振动的周期性变化等。 Chapter 1 1、信号的三种分类方法及其定义 （1）确定性信号与随机信号。若信号可表示为一个确定的时间函数，因而可确定其任何时刻的量值，这种信号称为确定性信号（分为周期信号，非周期信号）；随机信号是一种不能准确预测未来瞬时值，也无法用数学关系式来描述的信号。 （2）连续信号和离散信号。若信号数学表示式中的独立变量取值是连续的，为连续信号；若独立变量取离散值，为离散信号。 （3）能量信号和功率信号。电压信号x（t）加到电阻R上，其瞬时功率P（t）=x2（t）/R。把信号x（t）的平方x2（t）及其对时间的积分分别称为信号的功率和能量。 2、周期信号频谱的三个特点 （1）周期信号的频谱是离散的（2）每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数（3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。 3、傅里叶变换的性质（P30 表1-3） 时域 频域 δ（t）? 1 （单位瞬时脉冲）（均匀频谱密度函数） 1 ?δ（f）（幅值为1的直流量）在（f=0处有脉冲谱线） δ（t-t0）?e-j2πfto δ函数时移t0 （各频率成分分别相移2πfto 角） ej2πfot ?δ （f-f0） （复指数函数）（将δ（f）频移到f0） 正、余弦函数的频谱密度函数： 由sin2πf0t=j（e-j2πfot-ej2πfot）/2，cos2πf0t=（e-j2πfot+ej2πfot）/2，变换为sin2πf0t?j[δ（f+f0）-δ（f-f0）]/2,cos2πf0t? [δ（f+f0）+δ（f-f0）]/2 第 2 页 共 7 页 5、各态历经平稳随机过程定义及其性质 定义：平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间而变化的随机过程。 性质：当取样在时间轴上作任意平移时，随即过程的所有有限维分布函数是不变的。 6、随机信号的主要特征参数及其含义 参数：（1）均值、方差和均方值（2）概率密度函数（3）自相关函数（4）功率谱密度函数。 含义：均值μx 表示信号的常值分量，方差σx2描述随机信号的波动分量，均方值φ2描述随机信号的强度。概率密度函数表示信号幅值落在指定区间的概率。自相关函数，假如x(t)是某各态历经随机过程的一个样本记录，x （t+τ）是时移的样本，在任何t=ti 时刻，从两个样本上可以分别得到两个值x(ti ）和x （ti +τ），而且x(t) 和x （t+τ）具有相同的均值和标准差。功率谱密度函数，.对于具有连续频谱和有限平均功率的信号或噪声，表示其频谱分量的单位带宽功率的频率函数。 习题1-3求指函数x （t ）=Ae-at （a>0,t ≥0）的频谱。 解：指函数的频谱 x （t ）=X （f ）? ∞∞ -x （t ）e-j2πftdt=? ∞ Ae-ate-j2π ftdt=A/(a+j2πf) 习题1-6求指数衰减振荡函数x （t ）=e -at sinw 0t 的频谱。 解：指数衰减振荡函数的频谱x （t ）=X （f ）?∞ ∞-x （t ）e -j2πft dt=?∞ （e -at sin2πf 0t ）e -j2πft dt=?∞0 e -at 2j （e -j2πfot - e j2πfot ）e -j2π ft dt=2 j ( ） π（）π（fo -f j2a 1-fo f 2j a 1+++) Chapter 2 1、测试装置的静态特性参数有哪几个？各自的含义？ 参数及含义：(1)线性度，测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系（即理想直线关系）的偏离程度(2)灵敏度，单位输入变化引起的输出变化，通常使用理想直线的斜率作为测量装置的灵敏度值(3)回程误差（迟滞），描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性(4)分辨力， 引起测量装置的输出值产生一颗可察觉变化的最小输入量（被测量）变化值称为分辨力(5)零点漂移和灵敏度漂移，零点漂移是测量装置的输出零点偏离原始零点的距离；灵敏度漂移则是由于材料性质的变化引起的输入与输出的关系（斜率）的变化。总误差是零点漂移与灵敏度漂移只和。 2、传递函数的分母由什么决定？分子由什么决定？ 传递函数H （s ）=Y （s ）/X （s ），分母X （s ）取决于系统的结构。分母中s 的最高次幂n 代表系统微分方程的阶数。分子Y （s ）则和系统同外界之间的关系。如输入（激励）点的位置、输入方式、被测量及测点布置情况有关。 3、一阶系统的传递函数、频率响应函数、幅频特性和相频特性 传递函数：H （s ）=1/（τs+1），频响函数：H （w ）=1/（j τw+1），幅频特 性：A （w ）= 2 w 11 ） （τ+，ψ（w ）=-arctan （τw ），负号表 示输出信号滞后于输入信号。 4、二阶系统的传递函数、频率响应函数、幅频特性和相频特性 传递函数：2 n n 2 2 n s 2s s H ωξωω++=）（，频响函 数： n 2n j 2]- 1[1 H ωωξωωω+= ）（）（，幅频 特性： 2 n 222n 4]1[1 A ）（）（ ）（ωωξωωω++= ，相频特性： 2 n n -12-arctan ） （）（ ）（ωωωω ξωψ= 5、实现不失真测试的条件 设有一个测量装置，其输出y （t ）和输入x （t ）满足y （t ）=A0x （t-t0）， 信号部分 1 试判断下述结论的正误。 （1 ）凡频谱是离散的信号必然是周期信号。 （2 ）任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。（3 ）周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。 （4 ）周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。 （5 ）非周期性变化的信号就是随机信号。 （6 ）非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。（7 ）信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。 （8 ）各态历经随机过程是平稳随机过程。 （9 ）平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计持征。（10 ）两个周期比不等于有理数的周期信号之和是周期信号。 （11 ）所有随机信号都是非周期信号。 （12 ）所有周期信号都是功率信号。 （13 ）所有非周期信号都是能量信号。 （14 ）模拟信号的幅值一定是连续的。 （15 ）离散信号即就是数字信号。 2 对下述问题，选择正确答案填空。 （1 ）描述周期信号的数学工具是( ) 。 A. 相关函数 B. 傅氏级数 C. 拉氏变换 D. 傅氏变换 （2 ）描述非周期信号的数学工具是( ) 。 A. 三角函数 B. 拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数 （3 ）时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分( ) 。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定 （4 ）将时域信号进行时移，则频域信号将会( ) 。 A. 扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 （5 ）概率密度函数在( )域、相关函数是在( )域、功率谱密度函数是在( )域上来描述的随机信号 A. 时间 B. 空间 C. 幅值 D. 频率 3 指出题图3 所示的信号时域波形时刻与时刻频谱（幅值谱）有无变化，并说明原因。 2、离散信号的频谱是_连续_（连续/离散）信号。 5、如果一个信号的最高频率为60Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于_120_Hz 。 7、调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号_相乘__，使高频信号的幅值随被测信号的_频率变化_而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的_相乘__ 。 9、绘制周期信号)(t x 的单边频谱图，依据的数学表达式是_傅氏三角级数中的各项系数_， 而双边频谱图的依据数学表达式是_傅氏复指数级数中的各项系数。 11、单位脉冲函数0()t t δ-与在0t 点连续的模拟信号()f t 的下列积分：dt t t t f )()(0-? ∞ ∞ -δ= _ f （t0）_。这性质称为_积分筛选特性（抽样特性、筛选特性）。 12、某一阶系统的频率响应函数为1 21)(+= ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号 )(t y 的频率为=ω__ _1/2__，幅值=y __ =φ_ 0 45-__。 频率保持特性， 13、满足测试装置不失真测试的频域条件是_幅频特性为一常数和_相频特性与频率成线性 关系_。 14、根据载波受调制的参数不同，调制可分为_调幅_、__ 调频_、_调相 _。 15、常用滤波器的上、下截止频率1c f 、2c f 的定义为_ 幅频特性曲线降为最大值的1 倍 时对应的频率为截止频率_，其带宽B ＝ __21c c f f -___，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为_212c c f f =_。 16、若某一信号的自相关函数为)cos(ωτA ，则该信号的均方值为2 x ψ=_A ，均方根值为 x rms 17、RC 低通滤波器中RC 值愈_大_，则上截止频率愈低。 18、从时域看，系统的输出是其输入与该系统__脉冲响应函数__的卷积。 20、当被测信号不随时间而变化或相对观察时间而言其变化是极其缓慢的，此时的测试称为_静态测试 。 21、测试信号随时间而变化的测试称为__动态测试_____。 工程测试技术试题及答案 1. 2.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ） 越小，其频率响应特性越好。 3.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态 标定设备，能产生阶跃压力信号输出。 4.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长× 宽）和初始阻值表示。 5.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变 片电阻变化的因素有：应变片的灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。（因为：△R=KεR，K为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量） 6.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应， 其灵敏系数一般会减小。 7.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电 压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。 8.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥 路补偿法、应变片自补偿法。 9.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵 敏度具有理论上的非线性。 10.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原 理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以及水的液位的检测。 11.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为 变换电路，常出现零点残余电压现象，该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。 12.差动变压器式位移传感器是将被测位移量 的变化转换成线圈互感系数的变化，两个次级线圈要求反向串接。 13.电容传感器的转换电路包括：交流电桥、变 压器电桥、调频电路、运算放大器电路。14.压电式传感器是一种可逆型传感器，即可将 机械能转换为电能。也可反之实现逆向变换。 15.压电传感器中压电晶片的等效电路，可以看 作是一个电荷源与一个电容器的并联。 16.压电传感器测量电路常接电压或电荷放大 《无机材料测试技术》试卷（一） 得分阅卷人 一、名词解释（每题2分，共20分） 1．相干散射波长不变的散射,又称经典散射. 2． 系统消光由原子在晶胞中的位置不同而引起某些方向上衍射线的消失称为系统消光. 3．μm 4．粉晶衍射仪法利用X射线的电离效应及荧光效应，由辐射探测器（各种计数器）来测定记录衍射线的方向和强度。 5． 6．EPMA 电子探针工 7．几何像差透镜磁场几何上的缺陷所产生,包括球差、像散和畸变. 8．相位衬度像利用电子束相位变化由两束以上电子束相干成像 9． AES 10．DSC 差示扫面量热法 10．微商热重分析能记录TG曲线对温度或时间的一阶导数的一种技术，也即质量变化速率作为温度或时间的函数被连续记录下来。 得分阅卷人 二、填空题（每题4分，共20分） 1．吸收限的应用主要是：合理的选用滤波片材料害人辐射源的波长（即选阳极靶材料）以便获得优质的花样衍射。 。 2．影响衍射线强度的因子是：1.多重性因子2. 结构因子3.脚因子4.温度因 子5.吸收因子 。 3．透射电镜制备样品的方法主要有：直接法：粉末颗粒样品、超薄切片、直接薄膜样品间接法：一级复型、二级复型；半直接法：萃取复型 。 4．SEM的主要工作方式有：发射方式、反射方式、吸收方式、投射方式、俄歇电子方式、X射线方式、阴极发光方式、感应信号方式。 。 5．DTA中用参比物稀释试样的目的是： . j减少被测样品的数量 。 得分阅卷人 三、判断题（每题2分，共10分） 1.滤波片的K吸收限应大于或小于Kα和Kβ。 2.满足布拉格方程时，各晶面的散射线相互干涉加强形成衍射线。 3.当物平面与物镜后焦平面重合时，可看到形貌像。（√） 4. 原子序数Z越大的原子，其对入射电子的散射的弹性散射部分越小。（×） 5. TG曲线上基本不变的部分叫基线。 得分阅卷人 四、问答及计算题（每题10分，共50分） 1．简述特征X射线产生的机理？ 1.答：入射电子能量等于或大于物质原子中K层电子的结合能,将K层电子激发掉,外层电子会跃迁到K层空位,因外层电子能量高,多余的能量就会以X射线的形式辐射出来,两个能级之间的能量差是固定的,所以此能量也是固定,即其波长也是固定的。 1、求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得 到的稳态响应。 2、进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa，将它与增益 为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？ 解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即 3、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、和5s的正弦信号，问幅 值误差是多少？ 4、想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以，那么时间 常数应取为多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相位差是多少？ 5、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比 ξ=0.14，问使用该传感器做频率为400Hz的正弦测试时,其幅值比A(ω)和相角差φ(ω)各为多少? 6、一台精度等级为0.5级、量程围600～1200 C的温度传感器,它最大允许绝对误差是多少? 检验时某点的温度绝对误差是4 C,问此表是否合格? 7、若一阶传感器的时间常数为0.01s,传感器响应幅值误差在10%围,此时最高值为0.5,试求 此时输入信号和工作频率围? 8、某力传感器为一典型的二阶振荡系统,已知该传感器的自振频率=1000Hz,阻尼比ξ=0.7,试 求用它测量频率为600Hz的正弦交变力时,其输出与输入幅值比A(ω)和相位差φ(ω)各为多少? 9、一个理想测试系统，其幅频特性和相频特性应具有什么特点，并用频响特性曲线表示。解：理想测试系统中其幅频特性应为常数，相频特性应为直线(线性)。 一、选择题 1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的____2__倍. 2、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有__时域法_和__频域法_。 3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的__压电效应____。 4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___灵敏度___。 6、信息与信号二者间关系是___信息在信号之中___。 7、当两信号的互相关函数在t 0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t 0时，相关程度___最高__。 8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___被测量__越小。 9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取(有用信号) 10、时域信号的时移，则频谱变化为（ 相移 ） 11、 记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽(变窄，幅值增高) 12、 用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应(接近1/√2 ) 13、 对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为(A1＇sin （w1t+φ＇１）+A2＇sin （w2t+φ２＇）) 14、 概率密度函数提供了随机信号（沿幅值域分布）的信息 15、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是(电涡流式) 16、 只使在fe 1～fe 2间频率的信号通过，应采用（带通）滤波器 17、 在选用振子时，除了使阻尼比接近０.７外，应使被测正弦信号的最高频率fm(≤（０.５-０.６） )振动子的固有频率fn 18、 为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（电荷）放大器。 19、 当τ→∞时,信号x （t ）的自相关函数Rx （τ）呈周期性变化,说明该信号(含有周期成份)。 20、 正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息(丢失) 21、 不能用确定的数学公式表达的信号是（随机）信号。 22、 非线性度是表示定度曲线（偏离其拟合直线）的程度。 23、 自相关函数一定是（偶）函数。 24、 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用（相敏检波器）做为解调器。 25、 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的（2 ）倍 26、 压电式传感器前置放大器的主要作用是（把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出）。 27、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，___全桥___接法可以获得最大的输出。 28、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的是___将传感器的低阻抗输入变成高阻抗输出___。 29、幅值调制装置实质是一个乘法器 30、理想滤波器在通带内的幅频特性为常数 31．变极距型电容传感器的输出与输入，成（非线性）关系。 32．如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越大，则该窗函数的泄漏误差（越小）。 33．不能用涡流式传感器进行测量的是(非金属材料)。 34．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（C ）的频谱为X(f ＋f0）。 A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 0 2)(π 35．压电式传感器后面的放大器的主要功能为（阻抗变换和信号放大）。 36．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输 出电压（加大两倍） 二、判断题 测试技术复习资料200题 第1章 绪论 复习题 （一）填空 1．按传感器能量传递方式分类，属于能量转换型的传感器是（压电式传感器）。 2．压电式传感器属于（能量转换型传感器）。 3．利用光电效应的传感器属于（物性型）。 4．电参量式传感器又称为（能量控制型）传感器。 5．传感器开发有两方面的发展趋势：物理型传感器、（集成化和智能化）传感器的开发。 （二）名词解释 （三）简答题 1．测试技术的发展趋势是什么？ 答：测试技术的发展趋势是在不断提高灵敏度、精确度和可靠性的基础上，向小型化、非接触化、多功能化、智能化和网络化方向发展。 2．简述测试的过程和泛指的两个方面技术。 答：测试就是对信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。测试泛指测量和试验两个方面的技术，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。测试是主动的、涉及过程动态的、系统记录与分析的操作，并通过对被研究对象的试验数据作为重要依据。 第2章 测试系统的基本特性 复习题 （一）填空 1.描述测试系统静态特性指标的有精确度、灵敏度、非线性度、回程误差、重复性、分辨率、漂移、死区。 2.属于二阶测试系统动态性能指标参数的有系统无阻尼固有频率、系统阻尼率、系统的响应振荡频率、最大超调量（过冲量）。 3．表述测试系统在输入未发生变化而输出发生变化的参数是（漂移）。 4．非线性度是表示标定曲线（偏离拟合直线的程度）。 5．传感器的分辨率越好，表示传感器（能感知的输入变化量越小）。 6．测试系统能检测到的输入变化量越小，表示测试系统的（分辨力越好）。 7．用实验的办法获取系统的静态输入与输出之间关系曲线称为（标定曲线）。 8．用频率响应法测定系统的动态特性参数时，通常采用的输入信号是（正弦信号）。 9．传感器的组成部分中，直接感受被测量的是（敏感元件）。 n ωξd ωmax M 北京工业大学２００7—2００8学年第二学期 测量技术基础试卷(开卷) 班级学号姓名成绩 一、填空题（２5分，每空1分) 1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。 2．满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。３．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，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小。 5.当测量较小应变值时,应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度,且能改善或消除非线性。7．电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作,可分为低频透射式和高频反射式两种，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 调制波 ,载送低频信号的高频振荡信号称为 载波 ,将经过调制过程所得的高频振荡波称为 已调制波 。 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= 12 。 １０.已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20,若测得感应电动势的频率为3０0Hz ，则被测轴的转速为 900ｒ/min 。 1１. RC 低通滤波器中的ＲＣ值越大,则其上限截止频率越 小 。 1２． 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 所引起的。 二、选择题(１5分,每题1.5分) 1．离散、周期的时域信号频谱的特点是( C ）的。 A 非周期、离散? B 非周期、连续 C 、周期、离散 D 周期、连续 2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是( C )。 Ａ 电阻传感器? B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器 3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ Ｂ )材料制成。 A 金属 Ｂ 导磁 C 塑料 Ｄ 导电 4.测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为（ D )。 A 精度 B 灵敏度 C 精密度 Ｄ 分辨力 ５.数字信号的特征是( B ）。 A 时间上离散，幅值上连续 B 时间、幅值上都离散 C 时间上连续,幅值上量化 ? D 时间、幅值上都连续 工程测试技术试题及答案Last revision on 21 December 2020 复习总结 一、概念题 1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态 测试。如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。 2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。 3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。 4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。 5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及 补偿与修正技术。 6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性 度。 7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。 8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。 9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输 出。 10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。 11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏 度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。（因为：△R=KεR，K为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量） 12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。 13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到 最大灵敏度输出。 14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。 15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。 16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零 件以及水的液位的检测。 17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象， 该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。 复习总结 一、概念题 1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为 静态测试。如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。 2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。 3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。 4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。 5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术 以及补偿与修正技术。 6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线 性度。 7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。 8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。 9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号 输出。 10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。 11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的 灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。（因为：△R=KεR，K为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量） 12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。 13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以 得到最大灵敏度输出。 14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。 15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。 16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑 料零件以及水的液位的检测。 传感器与检测技术复习资料(总6页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 第一章 by YYZ 都是老师上课给的应该全都有了。 1.传感器是一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定 关系、便与应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。 2.传感器的组成：信号从敏感元件到转换元件转换电路。 3.敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理 量的元件。 4.转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成为电路参数。 5.转换电路：将电路参数接入转换电路，便可转换为电量输出。 6.误差的分类：系统误差（测量设备的缺陷），随机误差（满足正态分 布），粗大误差。 7.系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变， 按一定规律变化的误差称为系统误差。材料、零部件及工艺的缺陷，标准测量值，仪器刻度的标准，温度，压力会引起系统误差。 8.随机误差：绝对值和符号以不可预定的变化方式的误差。仪表中的转动部 件的间隙和摩擦，连接件的弹性形变可引起随机误差，随机误具有随机变量的一切特点。 9.粗大误差：超出规定条件下的预期的误差。粗大误差明显歪曲测量结果， 应该舍去不用。 10.精度：反映测量结果与真值接近度的值。 11.精度可分为准确度、精密度、精确度。 12.准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。 13.精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。 14.精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特 征可以用测量的不确定度（或极限误差）表示。 15.精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高， 则精密度和准确度都高。 检测技术—复习 1、石英晶体为例简述压电效应产生的原理 答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。 石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 2、如图所示变压器式传感器差分整流电路全波电压输出原理图，试分析其工作原理。 答：假设某瞬间载波为正半周，此时差动变压器两次级线圈的相位关系为a 正b 负、c 正d 负，则由上线圈供电的电流路径为a →1→2→9→11→4→3→b ，电容C 1两端的电压为U 24。同理，电容C 2两端的电压为U 68。差动变压器的输出电压为上述两电压的代数和。即 U 2= U 24-U 68 同理，当某瞬间为负半周时，即两次级线圈的相位关系为a 负b 正、c 负d 正，按上述类似的分析，可得差动变压器输出电压U 2的表达式仍为上式。 当衔铁在零位时，因为U 24=U 68，所以U 2=0；当衔铁在零位以上时，因为U 24> U 68，有U 2>0; 当衔铁在零位以下时，因为U 24< U 68，有U 2<0; 3、证明①（线性）电位器式传感器由于测量电路中负载电阻R L 带来的负载误差 ％％＝10011 1100U U U 0L 0L ??? ????+-?-= r)-mr(1δ，假设max x R R r =；L max R R m =。 4、试证明热电偶的中间导体定律 答：要证明本定律，只要证明E ABC （T,T 0）=E AB (T,T 0); 式一 所以有： 回路总电势为E ABC (T,T 0)=f AB (T)+f BC (T 0)+f CA (T 0) 式二 当T=T 0，总电势为零，故有E ABC (T,T 0)=f AB (T 0)+f AB (T 0)+f CA (T 0) 即f BC (T 0)+f CA (T 0)=- f AB (T ，T 0) 式三 式三代入式二得 E ABC (T,T 0)=f AB (T)- f AB (T 0)= E AB (T,T 0); 所以式一得证， 5、由热电偶工作原理可知，热电偶输出热电势和工作端与冷端的温差有关，在实际的测 量过程中，要对热电偶冷端温度进行处理，经常使用能自动补偿冷端温度波动的补偿电桥，如图所示，试分析此电路的工作原理 答：补偿电桥法是一种利用电桥输出电压抵消热电偶冷端温度变化的温度补偿方法，图中补偿电桥与热电偶冷端处在相同的温度环境下，其中1R 、2R 、3 R 用电阻温度系数极 小的锰铜丝绕制，且阻值相等，即 3 21R R R ==； t R 用铜导线绕制，作补偿电阻(2分)。 使用时，用延伸导线将热电偶冷端延伸至补偿电桥处，使补偿电桥与热电偶冷端感受同一温度 n T 。选择 3 210R R R R t ===，使电桥处于平衡状态，电桥输出ab U 为零(2分)； 各章节复习题(答案在后面) 第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来 传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特 点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而b ，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对 称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2 x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数?? ?≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为1 21 )(+= ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35 .1+s 和2 2 2 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统 的总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 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 -=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题 1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特 性为 。 （1） )()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）) ()() ()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4） )()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。 （1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。 （1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 。 （1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比 7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经 过的时间作为时间常数。 （1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 （三）判断对错题（用√或×表示） 1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz 的正弦信号，则 必然导致输出波形失真。（ ） 2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换 称为传递函数。（ ） 3、 当输入信号)(t x 一定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，而与该系 统的物理模型无关。（ ） 4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ ） 岩土工程测试与检测技术 名词解释6?4分=24分 简答（基本概念、方法）7?6分=42分 计算与论述 4个 34分 §1概念、系统选型精度高量程低，如何选择仪器 测试技术基本概念（线性度、灵敏度） 压电式、正弦式传感器的基本原理 稳定性、误差等选测试方法 §2 传感器：相关概念、分类、命名了解 （压电式如何标定、如何采用措施消除误差 正弦式原理（土压力计典型代表、相应计算） 正弦式基本概念及计算 §3 声波测试、声发射（课件） 声波测试基本原理 纵、横波概念、计算方法、 测桩完整性、裂缝测试等测试方法 新测裂缝测试反象 在岩体中测试应用：完整性指标凯瑟效应 §4载荷试验：静载荷试验（及基本原理） 拐点——判断桩的极限荷载 加载方法：终止加载的判断 判桩的极限荷载——拐点 承载力特征值与极限荷载的确定（曲线拐点） 桩基础检测、多根桩——求平均值——误差系数（<,均值——特征荷载；>，——查表修正）动测：应力波反射法曲线判定桩体缺陷的位置——计算 §5现场检测的常用特殊方法 边坡、 基坑、的安全监测监测： 地下洞室（多点位移计、收敛观测） 监测内容：｛锚杆检测、地表变形——大地水准测量、水平监测——原理、方法（基坑顶部、坑底） 项目选取 沉降观测、大地水准测量 深层水平位移的方法、原理了解 垂直监测 水平监测 测试系统元件的选取（参数） 锚杆无损检测 第一、二章测试技术基础知识、传感器 1.检测的基本概念： (1)检测与测量：检测是意义更为广泛的测量；测量是以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作。 (2)检测技术：包含测量和信号检测极为重要。 (3)测试系统的原理结构：被测对象的被测量传感器数据传输环节数据处理环节数据显示环节。 (4) 测量系统：由传感器（一次仪表）、中间变换和测量电路（二次仪表） 组成。 （5）显示和记录系统：它是将信号及其变化过程显示或记录（或存储）下来，是测试系统的输出环节。 2.传感器：指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。 3.组成：敏感元件、转换元件、测试电器 参数：a灵敏度：单位被测量引起的仪器输出值的变化。 b线性度：标定曲线与理想直线的接近程度。 c迟滞性：指输入逐渐增加到某一值与输入逐渐减小到同一输入值时的输出值不相等。（百科：指一系统的状态(主要多为物理系统)，不仅与当下系统的输入有关，更会因其过去输入过程之路径不同，而有不同的结果。） d分辨率：指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。 4.传感器的分类：（1）按变换原理分类：电阻式、电容式、压电式、钢弦式、光电式等；（2）按被测物理量分类：位移传感器、压力传感器、速度传感器。 5.传感器的命名： 6.（1）传感器的全称由“主题词+四级修饰语”组成。 7.一级修饰语——被测量（位移、压力、速度） 8.二级修饰语——转换原理（应变式、电阻式、电容式、压电式、钢弦式、光电式） 9.三级修饰语——特征描述（指务须强调的传感器结构、性能、材料特征及敏感元件等） 10.四级修饰语——主要的技术指标（如，量程、精度、灵敏度等） 11.（2）使用场合不同修饰语排序亦不同 12.a在有关传感器的统计表、图书检索及计算机文字处理等场合，命名顺序为正序“主题词+一级修饰语+二级修饰语+三级修饰语+四级修饰语”；（例，传感器、位移、应变式、100mm） 13.b在技术文件、产品说明书、学术论文、教材、书刊等的陈述句中，传感器名称采用反序为“四级修饰语+三级修饰语+二级修饰语+一级修饰语+主题词”（例，100mm应变计式位移传感器） 14.压电式传感器：是基于压电效应的传感器，其敏感材料由压电材料制成。原理：压电材料受力后表面产生电荷，电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出，从而达到检测目的装置。 15.优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 16.压电效应：指某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态的现象。 17.振弦式（钢弦式）传感器：敏感元件为一根金属丝弦。原理：将敏感元件与传感器受力部件连接固定，利用钢弦的自振频率与钢弦所受到的外加张力关系式测得各种物理量。 18.优点：结构简单可靠，传感器的设计、制造、安装和调试非常方便，且钢弦经过热处理后蠕变极小，零点稳定。 19.计算：书P15（2-12、2-13） 20.传感器的标定（率定）： 21.（1）定义：是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定度的过程，从而确定其输出量与输入量之间的对应关系，同时也确定不同使用条件下的误差关系。 22.（2）标定原因：由于传感器在制造上的误差，即使仪器相同，其输出特性曲线也不尽相同。尽管传感器在出厂前都作了标定，但传感器在运输、使用等过程中，内部元件和结构因外部环境影响和内部因素的变化，其输出特性也会有所变化，因此，必须在使用前或定期进行标定。 测试技术试题库 （一）填空题 1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来 2、传输的。这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。 3、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。 4、周期信号的频谱具有三个特点：， ，。 5、非周期信号包括信号和信号。 6、描述随机信号的时域特征参数有、、。 7、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。 8、某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω，幅值=y ，相位=φ。 9、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2 22 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。 10、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 -=时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 11、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。 12、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有关系为最佳。 13、属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。 14、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。 15、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用工作方式。 16、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：放大器和放大器，后接放大器时，可不受连接电缆长度的限制。 17、涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的效应。 18、磁电式速度计的灵敏度单位是。 19、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。机械工程测试技术基础复习提纲
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