火箭发动机试验与测试技术复习题2013

火箭发动机试验与测量复习题

名词解释

①单端输入方式，

②双端输入方式，

③单极性信号，

④双极性信号，

⑤差模干扰，

⑥共模干扰，

⑦点火时差，

⑧点火延迟期，

⑨压电效应，

⑩多普勒效应，

⑾振动量，

⑿德拜长度

问答题：

⑴叙述火箭发动机试验的特点。

⑵如何评估传感器的测试精度。

⑶叙述火箭发动机地面试验的特点。

⑷给出典型火箭发动机实验测量示意图。

⑸测控系统干扰来源，并解释其意义。干扰的抑制技术有那些？

⑹叙述高精度固发试车台架的特点

⑺简述火箭发动机6分力测量原理

⑻简述被动引射试车台组成及工作原理

⑼与被动引射式高模试车台相比，叙述主动引射高模试车台的优点

⑽叙述扩压器的作用

⑾掌握发动机推力室试验准备阶段推进剂充填时间的测量方法。

⑿绘图说明振动测试系统的主要组成部分和振动传感器的主要指标要求。

⒀简述涡轮、涡街流量计的工作原理及测量方法。

⒁绘出量热探针的主要结构图，说明其工作原理、测量步骤和计算公式。

⒂绘出静电探针的伏安特性曲线，并对探针的不同工作区域做出说明。

⒃叙述热电偶的均质电路定律、中间金属定律、中间温度定律、标准电极定律。

⒄熟悉应变式位移传感器和差动变压器式位移传感器的工作原理。能够绘图说明两种应变式位移传感器的测量原理。

⒅涡轮泵试验内容主要包括哪些内容？

⒆热电偶冷端温度补偿主要有哪些方式？并解释

⒇低温温度高精度测量时需要注意的几个基本原则问题？

[21]发动机试验过程中自动器的控制程序包括几种类型？

[22]简述常用热电偶的材料和分类。

[23]激光多普勒测速的基本光路有几种，解释说明其特点。绘出参考光束系统简图。

无：

初始地址：使用板卡时，需要对卡上的一组寄存器进行操作，这组寄存器占用数个连续的地址，一般将其中最低的地址值定为此卡的初始地址，这个地址需使用卡上的拨码开关来设置

接触式测量：接触式测温是基于热平衡原理，即测温敏感元件(传感器)必须与被测介质接触，是两者处于平衡状态，具有同一温度。如水银温度计、热敏电阻、热电偶等。

1.图示典型固体火箭发动机推力与压强曲线，给出各特征点定义

推力与压强曲线特征点定义

?t0 —时间零点。指点火信号给出的时刻

?ti —发劢机工作时间起点。即压强升到设计的平均压力的5%时对应的时刻

?tbf —燃烧终了时刻。发劢机装药肉厚燃烧完了的时刻

?tb —燃烧时间。指装药肉厚燃烧时间即tbf不ti之间的时间间隔

?ta —工作时间。在p-t曲线上，taf不ti之间的时间间隔

?taf—工作终点时刻。一般规定压强下降到300KPa值对应的时刻

2.图示说明固体火箭发动机燃烧终了时刻的确定方法

1.双切线法

?角平分线不p-t曲线的交点

?DE中线不p-t曲线的交点

?切线交点对应的时刻

?2.特征值dp/dt法（计算机方法）

?dp/dt的值为一预估的常数或基亍试验内弹道曲线

某一规定下的变量

?3.二阶倒数法（计算机方法）

?dp/dt变化率最大点为燃尽时刻

备考答案

名词解释

①单端输入方式（最常用的接线方式）各路输入信号共用一个参考电位，即各路输入信号共地。地线比较稳定，抗干扰能力强，建议使用。

②双端输入方式---各路输入信号各自使用自己的参考电位，各路输入信号不共地。如信号来自不同的信号源，其参考电位（地线）略有差异，可考虑使用。信号容易受到抗干，加强抗干扰处理。

③单极性信号---输入信号相对于模拟地信号偏向一恻，如0~10V。

④双极性信号---输入信号相对于模拟地信号可高可低，如输入电压为-5~+5V。

⑤差模干扰---又称串模干扰，是指干扰信号使测量设备的一个输入端的电位相对另一个输入端的电位不同，即干扰信号与有用信号迭加在一起。

⑥共模干扰---共模干扰是相对公共电位基准点（通常是接地点）而言的，它在设备的两个输入端同时出现干扰，若设备的输入电路不对称，共模干扰就变成差模干扰而引入系统中。

⑦点火时差---从推进剂的一种组元进入燃烧室至推进剂点火有一个时差。造成这种时差的因素有两个：一个是由于推进剂的两个主阀门不可能绝对同时打开，以及主阀门后供应管路的管径、管长和流阻情况不同；二是起动程序要求两种组元必须分先后进入燃烧室(对于自燃推进剂会因着火延迟期造成时差，对于非自燃推进剂会因点火延迟期造成时差)。

⑧点火延迟期---指自燃推进剂两种组元从开始接触到着火这段时间。时差大小决定于推进剂的化学活性，其值一般在0.02-0.04s内。

⑨压电效应---某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。

⑩多普勒效应---相对运动体之间有电波传输时，其传输频率随瞬时相对距离的缩短和增大而相应增高和降低的现象。

⑾振动量---从狭义上说，通常把具有时间周期性的运动称为振动。从广义上说，任何一个物理量在某一数值附近作周期性的变化，都称为振动。振动量通常指反映振动的强弱程度的量，亦即指振动位移，振动速度和振动加速度的大小。这三者之间存在着确定的微分或积分关系。

⑿德拜长度---热等离子体中的电中性条件通常仅在很小尺度内因热电子的热运动而有所违背，该尺度以Debye长度表征，其数值与等离子体温度及带电粒子数密度有关。

Debye长度的计算公式为：

2

e

D

e

kT

e n

ε

λ=

，国际单位制中：

69.0e

D

e

T

n

λ=

问答题：

⑴叙述火箭发动机试验的特点

①复杂的综合技术、庞大的系统工程；如试验过程、设备、仪器、控制、数据测量、推进剂等。

②试验阶段工作量为“金字塔”型；

③需要复杂的高空环境模拟试验；

④测量系统规模庞大、结构复杂、测量精度高、数据量大；

⑤试验费用高，大于70%的总费用

⑥不安全因素多，危险性大；

⑵如何评估传感器的测试精度

用静态特性以及动态特性来表征传感器的性能。

静态特性有：静态特性曲线、量程、线性度（非线性、线性误差）、迟滞（滞后）、重复性（重复误差）、精度、灵敏度、阈值、分辨力（率）、漂移和过载能力。

动态特性：从时域与频域两个方面来分析：瞬时响应法、频率响应法

确定传感器精度等级一般用：a、分指标表示法，用重复性、非线性、迟滞的单项误差给出；b、综合表示法，用重复性、非线性、迟滞三项的综合指标来表示或者采用系统误差加随机误差（不确定度综合法）表示。

还有以工业上仪表的精度的定义给出精度。

⑶叙述火箭发动机地面试验的特点

①地面静态试验是除实际发射以外最复杂的大型试验

②地面试验是决定飞行成功的先决条件

③复杂的测试系统是整个金字塔的核心

④分析表明，在置信度一定时，试验次数随系统精度↗而↘

⑤系统总精度很大程度上受到传感器精度的制约

⑷给出典型火箭发动机实验测量示意图

⑸测控系统干扰来源，并解释其意义。干扰的抑制技术有那些？

测量和控制系统工作时，会受到系统内外的干扰，影响测量精度和系统可靠性；

干扰来源：1）电噪声；2）有用信号的串扰；

电噪声主要指自然噪声、人为噪声、电路噪声等以杂波形式干扰正常传递的测控信号；

有用信号的串扰指测控系统内部某一路信号或其他系统信号串入测量路中，造成测量结果不可信或控制失灵；

为了得到理想的测量信号，在测量系统中采用抗干扰措施是必要的，尤其是对微弱信号机动态参数的测量更为必要。干扰抑制技术主要有：屏蔽技术、接地技术、浮置技术、滤波技术。

⑹ 叙述高精度固发试车台架的特点

⑴动架和静架之间采用弹性元件连接，

⑵选用高精度的传感器，

⑶采用原位校准技术，

⑷使用高精度安装对准工具，

⑸设计为整体结构 ⑺ 简述火箭发动机6分力测量原理

6分力试车架利用刚体平衡原理，适当布置约束，以限制发动机的6个自由度（3个移动自由度和3个转动自由度），使之处于静定平衡状态。每一约束均由带传感器的测力组件来承担，通过挠性件将相互间的干扰减至最小。试车测得6个约束承受的6个分。根据6个分力的作用点和方向进行空间向量合成，求出推力向量大小、方向和作用点。 利用力的平衡关系可求出六个分力的设计载荷。

;cos sin ;cos sin 21;cos sin ;;;cos 454332316??

? ??+==??

? ??+=

=??

? ??+=+=H L F F F H L F F F H L F F Mg F γργγργγργγ L3－发动机质心C 与F4之间的距离（m ）

L4－发动机质心C 与F1之间的距离（m ）

H －试车架结构尺寸（m ） 当测量姿态控制力矩时，一般给定 F c 及L2 ，则可得;;;121;;1;;254232216H

L F F F H L F F F H L F F Mg F F c c c z ==??? ??+==??? ??+=+= Fc －发动机的侧向控制力（可能沿x 方向作用亦可能沿y 方向作用）

L2－发动机的侧向力作用点到xoy 平面间的距离。

⑻ 简述被动引射试车台组成及工作原理

组成：主要由试验舱、排气扩压器、扩压器堵盖、机械真空泵、补气系统、冷却系统等组成。

原理：被动引射高模试车台在进行高模试车时，试验舱内低压环境的获得是依靠发动机点火工作时，从喷管中排出的超声速燃气通过扩压器后，流速降低、压力增高而排入大气，在燃气排出的同时与来自试验舱的空气流混合而被一同携带排入大气，使试验舱在发动机的稳态工作期间内，维持一定的低压状态。

在扩压器正常运转期间，试验舱压力大小与发动机燃烧室压力及扩压器几何尺寸有关。

工作过程：① 当发动机与扩压器按要求安装后，将扩压器堵盖连接于扩压器出口端面。

②打开试验舱与真空泵相连的阀门、开启真空泵对试验舱进行抽空直至达到模拟高空点火所需的压力。

③ 拧下扩压器堵盖上的连接螺栓，打开扩压器冷却水供给系统，发动机按程序进行点火。

④ 点火后发动机排出的燃气冲开堵盖排入大气，在发动机工作至推进剂燃烧结束时，由于燃烧室压力下降，扩压器已不能正常运转，燃气将在外压作用下部分回流入试验舱。

⑤ 为了减少燃气回流造成的不利影响，在此时将位于试验舱后端的补气阀门打开，外部的空气迅速进入试验舱，使舱压与外部环境压力平衡。 ⑼ 与被动引射式高模试车台相比，叙述主动引射高模试车台的优点

① 模拟高度高。根据试验要求，配备适当能力的抽气系统可获得≧30km 的模拟高度，保证了发动机喷管面积比≦100的喷管在试车全过程中处于满流工作状态；

② 无回流冲击。 由于外加排气抽吸系统，可以保证在试验全程(从发动机点火到燃烧结束)中试验舱内压力稳定，回流冲击很小，甚至没有回流冲击，不会造成大面积比喷管或轻质可延伸出口锥结构的损坏并能精确测量发动机工作全程中的推力和总冲，推力测量的不确定度可以达到<0.5%；

③ 可进行摆动喷管的推力矢量控制试验。外加排气抽气系统后，排气扩压器的出口反压降低，扩压器的直径可以增大，满足了喷管在全轴摆动(摆角最大可达8°)下进行高模试验。从而考核摆动喷管的结构性能和动态性能，精确测量伺服系统的作动力和发动机的侧向分力； ④ 便于试后处理 可根据需要，在发动机工作结果后继续保持试验舱内的低压状态，以利于试验后的校准，提高测量精度； ⑤ 对环境保护有利 由于燃气经过喷水冷却，可使燃气中的有害成分和微粒大部分得以消除，使排气得到净化，减少环境污染； ⑥ 可进行较多项目的考核 由于试车台功能的增加，可以在一次试车中考核多个项目，从而减少研制过程中全尺寸发动机的试车数量。 ⑽ 叙述扩压器的作用

扩压器是发动机高模试验中不可缺少的设备。扩压器的作用：

① 是使在其中流动的超声速气流产生压力恢复(即增压)，到扩压器出口截面上气流静压恢复到当地大气压力，而后排放到大气中；

② 是利用发动机的燃气流抽吸试验舱内的空气，起到引射作用，从而达到保持喷管满流和维持试验舱内稳定的低气压环境的目的。 ⑾ 掌握发动机推力室试验准备阶段推进剂充填时间的测量方法。

充填时间：在主阀门前的整个推进剂供应系统充满推进剂并增压到一定值的情况下，从控制台发出打开主阀门指令，推进剂经管道进入发动机头部和身部夹层，直到推进剂由喷嘴喷出为止，这一过程所需要的时间，即为推进剂的充填时间。

通过计算和冷调试验，可以确定推进剂充填时间 用近似的方法评估填充时间。将填充过程中的变速流看成匀速流，根据管道流体的连续方程，这时工作介质填充容积为：t q V m

ρ=；在实际工作过中，需要将以为作冷调工制测得的填充时间换算成推进工质时的填充时间。如果用推进剂作冷调工制，填充容积为：

sc t tc tc t t t s sc t t

s t t t q V t q V ?=?=?=ρρρρ;;;;。

无论用水做工质还是用推进剂做工质，其填充时间的测量应包括两部分：控制台发出打开主阀门指令时间（此为填充的开始时间）t1；推进剂开始进入燃烧室的时间（此为填充的终止时间）t2。

T x 冰水

混合物

用压力传感器或电接触器感受喷嘴喷出工作介质的信号。

电接触器测量就是将电接触器安装在燃烧室的喷嘴上，当工作介质从喷嘴喷出时，电接触器的上铜片和下铜片2在工作介质的冲击下闭合，接通电路，时间t2。 用压力传感器测量填充时间是工作介质到达推力室头腔的时间。而用电接触器测量的填充时间是

工作介质达到燃烧室内的时间。两者比较，后者更接近实际情况。另外电接触其输出信号起跳明显，便于判断。

⑿ 绘图说明振动测试系统的主要组成部分和振动传感器的主要指标要求

① 振动测试系统组成 ② 测振传感器的主要性能指标要求：

⑴灵敏度高，且输出与输入之间成正确的比例关系，线性好；

⑵信噪比高，内部产生的噪声小，并有抗外部噪声干扰的能力；

⑶滞后、漂移误差小；

⑷动态范围大，功耗小；

⑸不因接入系统而使测量对象的振动状态受到明显影响；

⑹受被测量参数以外其它参数的影响小； ⑺复现性好，有互换性；

⑻抗蚀性好，能长时间使用； ⑼容易校准和维修。

⒆ 热电偶冷端温度补偿主要有哪些方式？

⑴0℃恒温法：将冷端至于0℃恒温器（冰水混合物）中，该方法精度很高，但维护麻烦，延长的热电偶使成本增加。一般在实验室用于校正标准热电偶等高精度温度测量。

⑵冷端温度实时测量修正法：计算机自动采集系统常采用实时测量冷端温度的方法，利用测得的温度对热电偶输出的热电势进行补偿，消除冷端温度不为0℃所带来的误差。当冷端温度Tn ≠0，而为某一恒定值时，所测得的热电势为E AB (T,T n )。由所使用的热电偶分度表可以查出热电势E AB (T n ,0)。将二者相加，即得到热电势E AB (T,0)的值，再查分度表就可以得到被测温度T 的值。

⑶补偿导线法：为使冷端远离热源，可用相同分度值的补偿导线延长热电偶，从而获得一个相对稳定的冷端温度。然后用中间温度定律求出热端温度，补偿导线相对便宜一些。补偿导线在一定温度范围内（0～100℃）要具有与所连接的热电偶相同的热电性能。不同的热电偶要配不同的导线，极性也不能接错。

⑷补偿电桥法是利用不平衡电桥(又称冷端补偿器)产生不平衡电压来自动补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化。当Tu ＝20℃时，电桥平衡；当Tu ≠20℃时，电桥的输出将不为零。如果电桥的输出Δu 满足(),20AB u u E T ?=,回路总电势为

⒀ 简述涡轮、涡街流量计的工作原理及测量方法

涡轮流量计：液体从入口处进入传感器，推动由轴承支撑的涡轮旋转，旋转角速度与通过的体积流量成正比。涡轮的旋转中心由安装在壳体上的前、后导流架确定，前、后导流架上装有若干片辐射状的整流板，以校正冲向涡轮的流体运动方向。将涡轮放在流体的管道中，利用电磁感应原理，由永久磁钢和感应线圈组成的信号发生器装在壳体外部，工作时其代表流量大小的电信号传送出去。通过测量转速就能确定对应的流量。

重复性好、滞后时间比较小、耐压力和适用温度范围宽、体积小安装方便。但是可能产生较大的系统误差，传感器敏感元件易受腐蚀，由于是测量体积流量的传感器需要与在附近安装密度计。

涡街流量计：将非线性形物体放置于流体中，在该物体的下游将交替形成漩涡，即先形成在物体的一侧，然后出现在物体的另外一侧，两排并行的漩涡称为卡门涡街，漩涡形成的频率与流速成一定关系，对于气体：Sr为雷诺数的一个函数，可以对漩涡发生器进行合理设计是雷诺数在宽范围保持恒定，使流速保持恒定，f就正比于流速v。

⒁绘出量热探针的主要结构图，说明其工作原理、测量步骤和计算公式。

工作原理：

（1）探针本身一般是用铜制成的，而其支承则是不锈钢的。

（2）来自高压水箱(压力高达55标准大气压)的冷却水，流进安装底座，流经不锈钢前支承和最外层冷却水通道，达到探针顶端，然后回流经过内层冷却水通道。

（3）两个不接地的铠装热电偶的热接点分别精确地安置在探针冷却水通道的进出口处。

（4）在中心管中精确对准“冷却水出口’热电偶处敷设一个热电偶热接点。

（5）一股稳定的取样气流从探针顶端流入中心管，流过上述中心管中的热电偶热接点，再通过气体取样管，最后流到一个或几个测量仪器中

测量步骤

(1)在进行这种独特的配衡测量时，气体取样管路中的阀门先是关闭着，以阻止高温气体进入探针，此时测量冷却水的温升及其流量。

(2)然后打开这个阀门，让取样气体流过探针，重复同样的测量，同时也测取探针出口处稳定取样气流的温度和流量。

计算方法：

：

配衡测量不仅消除了由于冷却外部传热所引起的误差，而且也消除了探针辐射加热所引起的误差。⒂绘出静电探针的伏安特性曲线，并对探针的不同工作区域做出说明

典型的静电探针伏－安特性曲线

V P (V)I /I m a x -20-1001020

00.2

0.4

0.6

0.8

1

根据探针尺寸和等离子体参数的不同，探针可以工作于不同的区域。在热等离子体的探针法诊断中，探针往往工作于λD<

该伏－安特性曲线可以分为三个区域，即区域1：当探针的负偏置电压的绝对值很大 (如VP = -15 V ) 时，电子完全不能到达探针表面，探针电流为离子饱和电流；

区域3：当探针相对当地等离子体为正偏置时，电子为探针所吸引并出现电子饱和电流。由于此时探针会取走巨大的电子电流，并扰动等离子体，因此这个区域并非实用的探针工作区。在本次实验中常常可以看到当在探针上加+30 V 的偏置电压时，在探针表面会溅射出电火花，对近壁处等离子体的流动产生很大的影响；

区域2为介于离子饱和电流与电子饱和电流之间的区域，在该区域内探针电流随偏置电压急剧变化。在本次实验中就是利用该区域内电子电流随偏置电压的变化来测量电子温度的。

⒃ 叙述热电偶的均质电路定律、中间金属定律、中间温度定律、标准电极定律 均质导体定律：用一种均质导体（或半导体）组成的闭合回路，不论导体长度和截面积如何，也不论温度分布如何，都不能产生热电势。 中间导体定律：当热电偶回路中接入其它导体时，只要该导体两端的温度保持相等，就不会对回路总热电势产生影响。因此可以在回路中接入测量仪表。 中间温度定律：对于同种热电偶，两端温度为T1、T3时产生的热电势为该热电偶两接点温度为T1、T2和T2、T3时所产生的热电势的代数和，T2为T1和T3之间的任一温度。 标准电极定律：已知两个导体A 、B 分别与另一导体C 组成的热电偶的热电势已知，则在相同接点温度下，由A 、B 电极组成的热电偶的热电势为：()()()322131,,,T T E T T E T T E AB AB AB +=。

⒄ 熟悉应变式位移传感器和差动变压器式位移传感器的工作原理。能够绘图说明两种应变式位移传感器的测量原理。

应变式线位移传感器按照受力方式不同分为斜块式和板簧式。

差动变压器式位移传感器工作原理：

由同心分布在线圈骨架上一初级线圈P，两个次

级线圈S1 和S2 组成，线圈组件内有一个可自由

移动的杆装衔铁（铁芯），当衔铁在线圈内移动时，

改变了空间的磁场分布,从而改变了初次级线圈之

间的互感量M，当初级线圈供给一定频率的交变电

压时，次级线圈就产生了感应电动势，随着铁芯的

位置不同，次级产生的感应电动势也不同，这样，

就将铁芯的位移量变成了电压信号输出。

⒅涡轮泵试验内容主要包括哪些内容？

⑴泵性能试验：泵的工作特性和气蚀特性

①泵工作特性性能试验

在不同转速下测量出相应的体积流量、压头和功率值。其次是保持泵的转速不变，改变泵出口管路系统的水力特性，即利用调节节流阀的开度或安装不同孔径的节流圈进行试验，得到不同的体积流量、压头和功率值。

②泵的汽蚀特性试验

泵发生汽蚀时，泵的压头和输出流量与泵入口处工作介质压力的函数关系称为泵的汽蚀特性。

⑵涡轮试验

确定涡轮功率Pt 与转速n 、涡轮喷嘴前的燃气总压Pp 的关系，并求出额定工作状况下涡轮的功率和效率。另外，通过试验还可检查涡轮设计和加工的质量，检查轴承和密封装置的可靠性，检查涡轮的强度、刚度和寿命。测试系统主要包括涡轮工质供应部分、涡轮转子、液压制动装置、轴承冷却油供应部分和测量系统。 ⑶燃气发生器试验

燃气发生器产生的燃气作为涡轮泵组合件的动力源.燃气可由单组元推进剂自身热分解产生，也可用双组元推进剂在燃气发生器内混合燃烧产生。

⑷ 涡轮泵联动试验

用涡轮代替驱动泵的电机，用泵代替液压制动器，用燃气发生器产生的燃气吹动涡轮,涡轮带动泵联动工作。 ⑸轴承和端面密封件的低温性能试验

它们是高速回转件和静止件之间的连接装置，要求在承受一定工作压力的情况下能正常地工作。 ⑹轴承低温性能试验

涡轮泵轴承在高转速、低温和重载荷的情况下工作，条件十分恶劣。因此，必须建立专用的轴承低温试验装置，并采用低温推进剂做工质进行试验。试验系统包括试验装置头部、动力和增速装置、润滑冷却系统、液氢供应系统和测量系统。

⒇ 低温温度高精度测量时需要注意的几个基本原则问题？

在使用低温推进剂的火箭发动机试车中，为了某种特殊目的，如为了获得涡轮泵效率，为了获得推进剂密度等，必须非常精确地测量一些部位的温度。因此，在温度测量中就必须采取一些特殊方法和考虑一些特殊问题。下面介绍低温温度高精度测量的几个基本原则问题。

1) 根据被测温度的变化范围正确选用温度传感器和测温系统。

2) 应注意各种不同类型的传感器和二次仪表的合理配接，避免造成系统误差。 3) 为避免因传感器的热电特性改变而造成粗大误差，必须注意对传感器做定期复校。

4) 对于热电偶测温系统，必须避免测温回路的附加热电势。

5) 把热电偶参考端置于独立的杜瓦瓶内，加清洁的水和冰屑搅拌混合，一小时后待热交换稳定时，用二级标准水银温度计监视，保证参考端为0±0.1oC 。

6) 当用插入式温度传感器(尤其是用TRT)测量管道内流动的低温介质温度时，必须尽量减少传感器的自热误差和轴向导热误差。

7) 对于热电阻温度传感器(尤其是PRT)，在安装前后及安装过程中必须避免使感温元件产生预应变。

8) 对于二次仪表，主要应考虑下列问题：使二次仪表的精度、线性和稳定性处于最佳状态；分辨率优于所测温度的电信号值的0.05％；正确选择采样速率；尽量减小电噪声。

9) 使用屏蔽和接地技术，提高测温系统的抗干扰能力。

10) 以上所讨论的内容是针对低温液体处于单相状态和稳态测温的情况。若低温液体是气相和液相两相状态或要求测量瞬变温度及过渡过程温度时，则必须考虑测温系统(特别是传感器)的动态特性问题。这主要是因为传感器有一定的热容而不能立即响应被测温度的变化，应尽量选用时间常数小的传感器；感温元件与被测对象的接触时间大于传感器时间常数的3倍。

[21] 发动机试验过程中自动器的控制程序包括几种类型？

⑴ 一般工作程序，主要用于发动机性能试车及单机长程试车 。

⑵ 分组工作程序，主要用于多机并联发动机试车称为分系统。

⑶ 分机工作程序，在有游动发动机(以下简称游机)参加试车时所用的程序。

⑷ 模拟飞行试验工作程序，在地面模拟火箭飞行过程中发动机的工作程序 。

⑸ 二次启动工作程序。

()()

,,20AB u AB E T T u E T +?=

[22] 简述常用热电偶的材料和分类。

热电偶是由两种不同的均质导体（或半导体）连接成一闭合回路而制成的温度计。

⑴按照热电极的材料可分为：难熔金属热电偶（如钨铼5－钨铼20等）；贵重金属热电偶（如铂铑30－铂铑6等）；廉价金属热电偶（如镍铬－镍硅等）；非金属热电偶（如石墨－碳化硅等）。

⑵按使用温度范围可分为：高温热电偶（如钨铼5－钨铼20，铂铑30－铂铑6等）；中温热电偶（如镍铬－镍硅等）；低温热电偶（如铜－康铜等）。

⑶按结构分为普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶等。

⑷按用途分为：标准热电偶和工业热电偶（如表面热电偶、快速热电偶、多点式热电偶等）。

⑸按工业标准化可分为：标准化热电偶和非标准化热电偶。非标准化热电偶多用于高温及超高温的测量。

[23] 激光多普勒测速的基本光路有几种，解释说明其特点。绘出参考光束系统简图。

激光多普勒测速的基本光路有三种基本模式，即双光束系统、参考光束系统和单光束双散射系统。

⑴双光束系统：它是两束入射光e

01、e

02

的散射光之间的外差，又叫双光束-双散射型光路或差动

光路，使近场相干。两束等强度的光聚焦在测量体上，测量体内产生固定的干涉条纹；也可以认为是两束入射光束被同一散射粒子散射的光在检测器处相干，因而也有人称为双光束系统是条纹型光路。

⑵参考光束系统：它是一束光的散射光与一个直接来自激光器的基准光束之间的外差，又成为基准光束系统。它是远场相干。如图，是参考光和信号光都过测量体，并使信号光的散射光沿参考光路的路程到达检测器混合，因而调整较前者方便些。两束相干光从测量体经过相同的光程到达光检测器，完全满足相干条件，改善了信号品质。

⑶单光束双散射光系统：它是

来自两个不方向的散射光之间的外

差，属单束光路。一束光路聚焦在

测量体上，从两个方向收集散射光，

这两束散射光外差得到速度信息。

如图所示，该光路对光能利用率太

低，实验时，环境要避光，故目前

应用较少。

激光多普勒测速的基本光路包括以下几个部分：⑴光源；⑵分光系统；⑶聚焦系统；⑷收集系统；⑸机械系统。

⑴光源；

⑵分光系统；双光束系统要求对光束等强度分光，参考光束要求对光束不等强度分光。这些要求都是分光系统来完成的。

【资料整理来源：陈轩、樊佩生、李芳燕、侯晓林】

《测试技术基础》期末试题及答案--

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 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三 _____________ ，谐波型，收敛性二 4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和准周期信号。 (二) 判断对错题(用"或x 表示) 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。 (v ) 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。 (v ) 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。 (x ) 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。 (x ) 5、 随机信号的频域描述为功率谱。 (v ) (三)简答和计算题 1、 求正弦信号 x(t) x o sin t 的绝对均值口 |x 和均方根值X rms 。 2、 求正弦信号 x(t) 2 x °sin( t )的均值 x ，均方值 x ，和概率密度函数3、 求指数函数 x(t) at Ae (a 0,t 0)的频谱。 cos 0t |t| T 4、 求被截断的余弦函数 x(t) 的傅立叶变换。 |t| T at 5、 求指数衰减振荡信号 x(t) e sin o t(a 0,t 0)的频谱。 第二章测试装置的基本特性 (一) 填空题 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y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t) A °x(t t 。)时，该系统能实现 此时，系统的频率特性为 H(j ) ______________ 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 (二) 选择题 1、 4 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 3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 Q,)和Q 2()，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 ________________ 2 Q 1( )Q 2() (1) Q 1( )Q 2( ) (2) Q 1( ) Q 2( ) (3) 1 2 (4) Q 1( ) Q 2() Q 1( ) Q 2() 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 (1)存在，但＜5% (3)在时间常数很小时存在 5、描述随机信号的时域特征参数有 均值x 、均方值 方差 6、对信号的双边谱而言，实频谱(幅频谱)总是 偶 对称，虚频谱(相频谱)总是 奇 对称。 1、某一阶系统的频率响应函数为 H(j ) 1/2 ____ ，幅值 y V 2/2 试求传递函数分别为 41 1.4 1 t ,输入信号x(t) sin ，则输出信号 2j 1 2 ，相位 -45 。 2 的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。 y(t)的频率为 123 n S 延时 _______ 测试。 4 _____ 。 2)存在，但＜1 (4)不存在

测试技术题目及答案

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_____。

《测试技术基础》期末试题及答案--

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 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点：离散的 ，谐波型 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和 准周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值x μ、均方值2x ψ，方差2 x σ；。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 偶 对称，虚频谱（相频谱）总是 奇 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。（ v ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ v ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ x ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ x ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ v ） （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 1/2 ，幅值=y √2/2 ，相位=φ -45 。 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。123 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 傅里叶级数展开式 、 和 傅里叶变换 。 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 延时 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 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题 1、 4 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 3 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 2 。 （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 4 。 （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 2 系统。 （1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶

2013现代检测技术复习题及答案

《现代检测技术》2013年复习提纲及答案 1. 系统误差有什么特点？请简要叙述如何判别和确定系统误差的方法。 答：系统误差是在相同条件下多次测量同一物理量时产生的误差，包括恒定系统误差和变值系统误差。恒定系统误差的绝对值和符号保持恒定，变值系统误差在条件改变时，按某一确定的规律变化。 判别和确定系统误差的方法有四种： 1） 实验对比法。该方法通过改变产生系统误差的条件进行测量，以发现系统误差，此法适用于发现固定的系统误差。 2） 剩余误差观察法。剩余误差为某测量值与测量平均值之差，根据测量数据的各个剩余误差大小和符号的变化规律，可以直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。这种方法主要适用于发现有规律变化的系统误差。 3） 不同公式计算标准误差比较法。对等精度测量，可以用不同公式计算标准误差，通过比较可发现系统误差。 4） 计算数据比较法。对同一量进行测量得到多组数据，通过计算数据比较，判断是否满足随机误差条件，以发现系统误差。 2. 等精度测量某电流10次，测量结果如下表所示，请判断其系统误差。 表 1 测量结果及计算表 2. 解：观察残差vi 的符号和数值，有明显的下降趋势，估计存在变值系统误差。利用马利科夫准则进行判断，因n 为偶数，取k=5，利用公式求:M i i i i i v v v M >>=--=-=∑∑==3.2)15.1(15.110 6 51 测量中存在累进性系统误差。 用阿卑－赫梅特准则判断，得：485.011 1 == ∑-=+n i i i v v A

求出均方根误差的平均值：076.0968.012 10 1 22 ≈=-=∑=i i n v σ 228.0076.0312=?≈-σn 显然21σ-> n A ,表明测量值中存在周期性系统误差。 3. 0.027F σμ ＝，在置信概率为0.99时，试说明显著性水平α的物理意义，并使用格罗布斯准则判断有无粗大误差。临界值见附表1。 答：设对电容量的多次测量是等精度独立测量，为了检验),...,2,1(n i x i =中是否存在粗大误差，将i x 按照大小顺序排列成顺序统计量)(i x ，即：85624371x x x x x x x x 、、、、、、、 按测量值的大小顺序排列得：8)8(1)1(,x x x x == 由格罗布斯公式导出了()()()() 481.1027 .004 .01188≈= -= =-= σ σ x x g x x g 显著性水平为01.099.011=-=-=p α， 22.2)01.0,8(0=g ，显然 )01.0,8(48.10)8()1(g g g <==，故测量数据中不存在粗大误差。 4. 什么叫光纤的数值孔径？如何计算。 答：（1）入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度α的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA = sin α）。 （2）数值孔径表达式2 221n n NA -= ，其中n1表示纤芯折射率，n2表示包层折射率，是 在阶跃光纤的条件下推导出来的，即认为纤芯区域的折射率是均匀的。但多模光纤目前大多 为渐变光纤，其纤芯区域中的折射率是渐变的。所以对应于的数值孔径叫做最大理论数值孔径NAt ，而在实际中却最常使用强度有效数值孔径NAe ，它们两者的关系为NAt=1.05NAe 5. 被测量对光波的调制有几种类型？简述其中四种光纤传感器的工作原理和特点。 答：（1）根据被测量对光波的调制方式可分为：1.光强调制型2.相位调制型3.偏振态调制型4.波长调制型5.光谱调制型 1） 光强调制型光纤传感器：利用光纤中光强的变化来探测外界物理量。特点：结构简单，被测对象十分广泛；但是由于光纤中的光强容易受光纤振动、弯曲等的影响，其抗干扰能力

传感器及测试技术复习题及答案

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)。

测试技术基础试题及答案1

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

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（ ）

2016年测试技术基础试题库综合版(带答案)

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。（ ）

工程测试技术试题及答案

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。

现代材料测试技术复习题及答案

. ... .. 现代材料测试技术复习 第一部分 填空题： 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种电磁波。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要稳定、强度大、光谱纯洁。 4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。 7、特征X射线产生的根本原因是原子层电子的跃迁。 8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。 9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。 10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的衰减。 11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。 12、光源单色化的方法：试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 名词解释 1、X-射线的衰减：当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X-射线的吸收。 2、短波限：电子一次碰撞中全部能量转化为光量子，此光量子的波长 3、吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大，称吸收限。吸收限：引起原子层电子跃迁的最低能量。 4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关 5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关 6、Ｘ射线：波长很短的电磁波 7、特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。 8、连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多色X射线。 9、荧光Ｘ射线：当入射的X射线光量子的能量足够大时，可以将原子层电子击出，被打掉了层的受激原子将发生外层电子向层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X射线 10、二次特征辐射：利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 11、Ka辐射：电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 12、相干辐射：X射线通过物质时在入射电场的作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线，称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，称为相干散射 13、非相干辐射：散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的 14、俄歇电子：原子中一个K层电子被激发出以后，L层的一个电子跃迁入K层填补空白，剩下的能量不是以辐射 15、原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f≤E)，称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果

工程测试技术基础复习题

工程测试技术基础复习题 选择题： 1、以下哪项不属于常用的弹性元件（D） A、弹簧管 B、薄膜式弹性元件 C、波纹管C、悬臂梁 2、滤波器对不同频率的信号有不同的作用，下列说法错误的是（A） A、在通带内使信号受到很大的衰减而不通过。 B、在通带与阻带之间的一段过滤带使信号受到不同程度的衰减。 C、在阻带内使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。 D、在通带内使信号受到很小的衰减而通过。 3、以下哪项指标不属于滤波器的特征频率（D） A、通带截止频率 B、阻带截止频率 C、转折频率 D、载波频率 4、关于传感器，下列说法不正确的是（B） A、传感器一般由敏感元件、转换元件以及其他辅助元件构成。 B、电容式传感器有变面积型和变极距型两种。 C、应变片式传感器是利用应变片电阻的应变效应制成的。 D、有些传感器中的敏感元件既是敏感元件又起转换元件的作用。 5、对测量控制电路的主要要求，一下说法不正确的是（C） A、测控电路应具有较高的精度。 B、测控电路应具有较好的动态性能。 C、测控电路只要能够保证“精、快、灵”就可以了。 D、测控电路应具有合适的输入与输出阻抗。 6、下列指标中，哪项不是滤波器的主要特性指标（C） A、特征频率 B、群时延函数 C、线性度 D、阻尼系数与品质因数 7、下列哪项不正确（B） A、有些半导体材料也可以制成电阻式应变片。 B、只有金属导体才能制成电阻式应变片。

C、当金属电阻丝受拉时，其长度和截面积都要发生变化，其阻值也发生变化 D、当金属电阻丝受拉时，其电阻率要发生变化，阻值也要发生变化。 8、单臂电桥的灵敏度为（D ） A、U B、U/2 C、U/3 D、U/4 9、下面属于光生伏特效应的光电元件是（A） Ａ、光敏晶体管Ｂ、光敏电阻 Ｃ、光电管Ｄ、光电倍增器 10、以下关于温度测量的说法中不正确的是（A） Ａ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于中低温度区测量，而热电阻用于高温度区测量。 Ｂ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于高温度区测量，而热电阻用于中低温度区测量。 Ｃ、采用热电偶测温必须考虑冷增温度补偿问题。 Ｄ、才用热电阻测温必须采用三线制接法。 11、在保持幅频特性单调变化的前提下，通带内特性最为平坦的逼近方法是（D） Ａ、贝塞尔逼近Ｂ、切比雪夫逼近 Ｃ、以上都不是Ｄ、巴特沃斯逼近 12、以下说法错误的一项是（B） Ａ、传感器的灵敏度越大越好Ｂ、传感器的灵敏度越小越好Ｃ、滤波器的灵敏度越小越好Ｄ、滤波器的灵敏度越小，容错能力越强 13、在采用应变片测量时，实现温度补偿的前提是（D） A、补偿片应该贴在与被测试件相同材质的材料上。 B、补偿片应该贴在与被测试件处于同一环境温度中。 C、补偿片应该为测量片的相邻桥臂上。 D、以上条件都需满足。 14、工业用热电阻一般采用（C） A、单线制 B、双线制 C、三线制 D、四线制 15、若允许通带内有一定的波动量，而要求频率特性比较接近矩形时，

测试技术复习题和答案

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。

测试技术基础考试复习题

测试技术基础 一、判断题: 1.传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（） 2.当输入信号)(t x一定时，系统的输出)(t H，而与该系统的物理模型 y将完全取决于传递函数) (s 无关。（） 3. 所有非周期信号都是能量信号。（） 4.所有周期信号都是功率信号。（） 5. 所有随机信号都是非周期信号。（） 6.非周期信号的频谱都是连续的。（） 7.非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（） 8.模拟信号的幅值一定是连续的。（） 9.瞬态信号是能量有限信号。（） 10.瞬态信号是时间轴上的零平均功率信号。（） 11.直流信号被截断后的频谱是连续的。（） 12.信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（） 13.各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（） 14.直流信号具有无限的频谱。（） 15.幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（） 16.频响函数反映了系统响应的稳态过程。（） 17.频响函数反映了系统响应的稳态过程。（） 18.传递函数不仅反映了系统的稳态过程，还反映了系统响应的过渡过程。（） 19.若x(t)是限带信号，在被截断后必成为无限带宽的函数。( ) 20.一阶系统中常用时间常数τ作为响应上升时间。（） 21.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。（） 22.测试系统的灵敏度越高测量性能越好。（） 23.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。（） 24.金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的尺寸变化产生的。（） 25.在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D转换器的位数无关。（） 26.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。（） 27.涡流传感器分为高频透射式和低频反射式两种类型。（） 28.涡流式传感器属于能量控制型传感器（） 29.涡流传感器属于有源传感器。（） 30.压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（） 31.压电传感器要求后接的负载必须有高输入阻抗。（） 32.磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（） 33.为使四臂交流电桥平衡，若两相邻臂接入二电阻，另外两相邻臂应接入性质相同的阻抗元件。（） 34.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。（） 35.使用电阻应变时，在半桥双臂各并联一片电阻应变片,可以提高灵敏度，这种做法正确。（） 36.在直流电桥中，只要满足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外两相邻桥臂阻值的乘积，则电桥一定处于平衡。( ) 37.平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。（） 38.若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的交流测量用桥的输出是调幅波。

汽车检测技术考试练习题及答案

《汽车检测技术》考试 练习题及参考答案 一、名词解释 1、汽车检测：主要是指汽车在不解体的情况下，应用现代检测技术，检查车辆技术状 况或工作能力的过程。P5中下 2、测量：就是将被检测量的量与具有计量单位的标准量时行比较，从而确定被测量的 量值的实验过程。P11上 3、汽车的外廓尺寸：是指车辆的长度、宽度和高度。车辆外廓尺寸不得超过或小于规定的外廓尺寸限界。P17下 4、纵向通过角：是指当分别切于静载车辆前后轮胎外缘且垂直于车辆纵向对称面的两 平面交于车体下部较低位置时，车轮外缘两切面之间所夹的最小锐角。P23上（也是指在汽车满载、静止时，在汽车侧视图上分别通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角。它表征汽车可无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。纵向通过角越大，汽车的通过性越好。） 5、传动系的总角间隙：在汽车使用过程中，传动系统因传递动力，且配合表面或啮合 零件间有相对滑移而产生磨损，从而使间隙增大，这些间隙都可以使相关零件间产生相对角位移或角间隙，其角间隙之和就是传动系统的总角间隙。P92最下 6、汽车制动性能：是指驾驶员控制车辆行驶，安全、有效地减速和停车，或长下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力。P128下 7、制动效能稳定性：是指汽车高速行驶、下长坡连续制动使制动鼓温度升高或汽车涉 水行驶时制动衬片浸水后，能够保持和迅速恢复到冷态制动时的能力。P132上&介电常数：是指物质作为电介质时的电容与它在真空时电容的比。介电常数是物质最基本的电化学特性之一，它反映了物质传递电能的能力。P67上 二、填空题 1、汽车检测技术是一门以现代数学、电子技术、控制论、可靠性理论和系统工 程学为理论基础的新兴学科。P1上 2、对在用汽车实行定期检测和及时维护修理，是保证在用汽车处于良好的技术状况 的有效管理制度，已为许多国家所采用。P4中下 3、车辆结构参数主要包括车辆外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、驾驶室 内部尺寸以及人机工程参数等。P17中下 4、汽车的轴距是指汽车在直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到 车辆纵向对称平面的两条垂线间的距离。P18中下 5、汽车后悬的长度取决于货厢的长度、轴距和轴荷分配情况，同时要保证车

测试技术基础_复习题

1．绘出测试系统的基本框图，简述各组成部分的功能。 试验装置：是被测对象处于预定状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门装置。 测量装置：把被测量通过传感器变成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，变成易于处理和记录的信号的装置。 数据处理装置：将被测装置输出的信号进一步处理，以排除干扰和噪声污染，并清楚的估计测量数据的可靠程度。 显示记录装置：将被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或者记录下来的装置。 1．什么是测试系统的静态传递特性？常用哪些量来表征？ 描述测试系统静态测量时的输入输出关系的方程、图形、参数等称为测试系统的静态传递特性。 常用的主要表征参数有：静态传递方程与定度曲线、灵敏度、线性度、回程误差、灵敏度阀、漂移等。 2．试述幅频谱密度函数A(f)和幅频特性函数A(f)两者之间的主要区别？ （1）对象不同，前者对象是信号；后者的对象是系统；（2）前者反映信号的组成，后者反映系统对输入信号不同频率成分的幅值的缩放能力（3）定义不同：处理方法各异：前者是对信号付氏变换的模，后者是输出的付氏变换与输入的付氏变换之比的模3．什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后又解调？ 把缓慢变化的信号变为频率适当的交流信号称为信号调制；把调制过的交流信号还原到原来的信号称为解调。调制的目的是为了便于信号的处理和放大。 2．何谓滤波器，滤波器分类、基本参数及其定义？ 概念：滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分；分类：低通、高通、带通、带阻滤波器；基本参数：文波幅度d；截止频率f c；带宽B和品质因数Q；倍频程选择性W；滤波器因数λ。 3．信号数字分析法的主要优点 精度高，工作稳定，速度快，动态范围宽，能够完成很多模拟分析方法无法实现的运算分析。 4．11.何谓泄漏？防止泄漏的方法如何？电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 泄露是指加窗（截断）信号的能量扩散到了理论上无穷宽的频带中去。 （1）选择适当的时窗函数（主瓣宽度要小，即带宽要窄；旁瓣高度与主瓣高度相比要小，且衰减要快）（2）增加窗长（3）对周期信号实行整周期截断；；电阻丝应变片的工作原理基于电阻的应变效应, 即导体材料产生机械变形时, 它的电阻值产生相应改变的现象。半导体式应变片的工作原理是基于电阻的应变效应, 对于半导体敏感栅来说, 由于形变效应影响甚微, 其应变效应主要为压阻效应。 4．选用传感器时要考虑哪些问题？ 首先必须在它的工作频率范围内满足不失真测试的条件，此外还需满足以下几点：一是适当的灵敏度，二是足够的精度，三是高度的可靠性，四是对被测对象的影响要小 5．绘出压电式传感器连接电荷放大器的等效电路图，证明电荷放大器可以避免连接电缆分布电容的影响。 q—传感器产生的电荷; gc 、gi 、gf—电缆的漏电导、放大器的输入电导、放大器的反馈电导; Ui、Uo —电路的输入电压、输出电压; Ca 、Cc 、Ci 、Cf—压电传感器的电容、连接电缆电容、输入电容和放大器的负反馈电容。 事实上gc 、gi 和gf 都是很小的。略去漏电导等的影响, 由图6. 30 的电路可得: Uo =- qA / [Ca + Cc + Ci - Cf ( A - 1)] 当运算放大器的开环增益很大时, 即A>> 1, 有ACf > > Ca + Cc + Ci 于是, 式( 6. 26) 可近似为Uo ≈- q /Cf 式( 6 . 27) 表明, 电荷放大器的输出电压与压电传感器的电荷成正比, 与电荷放 大器的负反馈电容成反比, 而与放大器的放大倍数的变化或电缆电容等均无关系。 6．下图是一种传感器的工作原理图，试问这是何种形式的传感器？用图中符号简述其工作原理。 电感式传感器(差动变压器式传感器)当初级绕组W加以激励电压ei 时, 根据变压器的工作原理, 在两个次级绕阻W1 和W2 中便会产生感应电势e1 和e2。如果工艺上保证变压器结构完全对称, 则当活动衔铁P处于初始平衡位置,必然会使两互感系数M1 =M2 。根据电磁感应原理,将有e1 =e2 。由于变压器两次级绕组反向串联, 因而eo=e1-e2=0, 即差动变压器输出电压为零。