四、簡(jiǎn)答題1、 差動(dòng)型變磁阻式電感傳感器在使用時(shí)常把兩個(gè)線圈接在電橋的兩個(gè)相鄰橋臂中，試問：此電橋需接入何種激勵(lì)電壓?高頻正弦電壓⑵該電橋的輸出電壓是何波形?高頻正弦波的幅值隨傳感器輸出波的變化而變化⑶輸出電壓的幅值與傳感器的什么量有關(guān)?靈敏度⑷輸出電壓大小能否反映被測(cè)量的方向，欲知被測(cè)量的方向，測(cè)量電路中應(yīng)帶有什么環(huán)節(jié)？不能，在測(cè)量電路之后接入差動(dòng)相敏檢波電路2、 在用應(yīng)變儀測(cè)量機(jī)構(gòu)的應(yīng)力，應(yīng)變時(shí)，如何消除由于溫度變化所產(chǎn)生的影響？利用電橋的和差特性，將兩片應(yīng)變片分別接到測(cè)量機(jī)構(gòu)的相對(duì)面上，并接入電橋中相鄰的橋臂上，使得由于溫度變化而導(dǎo)致的輸出電壓無(wú)用值相互抵消。3、 把一個(gè)變阻器式傳感器按如圖接線，它的輸入量是什么,輸出量是什么，在什么條件下，它的輸出量與輸入量之間有較好的線性關(guān)系？輸入量是被測(cè)量的位移。輸出量是電壓值。只有當(dāng)變阻器的最大電阻值與后接電路的輸入電阻比值趨于0時(shí)，它的輸出量與輸入量之間有較好的線性關(guān)系。4、 金屬電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別,各有何特點(diǎn)？前者是利用導(dǎo)體形變引起阻值變化，后者是利用半導(dǎo)體電阻率變化引起阻值變化。金屬電阻絲應(yīng)變片穩(wěn)定性和溫度特性好，但靈敏度系數(shù)小。半導(dǎo)體應(yīng)變片應(yīng)變靈敏度大;體積小;能制成具有一定應(yīng)變電阻的元件，但溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。5、 簡(jiǎn)述壓電效應(yīng)現(xiàn)象;石英晶體所產(chǎn)生的橫向和縱向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷聚集在哪里其大小分別如何計(jì)算？某些物質(zhì)在外力的作用下，不僅幾何尺寸發(fā)生了變化，而且內(nèi)部極化，某些表面上出現(xiàn)電荷，形成電場(chǎng)。當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)，這一現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)現(xiàn)象。石英晶體所產(chǎn)生的眾向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷聚集在與電軸(X)垂直的平面上，其大小為。石英晶體所產(chǎn)生的橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷聚集在與電軸(X)垂直的平面上，其大小為。a、b分別為晶x12體片的長(zhǎng)度和厚度。6、 什么是調(diào)制，調(diào)制的目的是什么，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅和解調(diào)？調(diào)制是指利用某種低頻信號(hào)來(lái)控制或改變一高頻振蕩信號(hào)的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程。信號(hào)調(diào)理的的目的是(1)實(shí)現(xiàn)緩變信號(hào)的傳輸，特別是遠(yuǎn)距離傳輸(2)提高信號(hào)傳輸中的抗干擾能力和信噪比對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅是將一個(gè)高頻載波信號(hào)與被測(cè)信號(hào)相乘，使得高頻信號(hào)的幅值隨被測(cè)信號(hào)的變化而變化?？墒褂猛浇庹{(diào)、相敏檢波的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。7、試用方框圖描述測(cè)試系統(tǒng)的組成，并簡(jiǎn)述測(cè)試工作的全過(guò)程。傳感器將被測(cè)物理量(如噪聲，溫度等)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析，顯示記錄裝置則測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)，提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置。8、 什么是負(fù)載效應(yīng),對(duì)于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負(fù)載效應(yīng)的措施有哪些？當(dāng)一個(gè)裝置聯(lián)接到另一裝置上時(shí)，由于發(fā)生能量交換而使前裝置的聯(lián)接處甚至整個(gè)裝置的狀態(tài)和輸出都將發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為負(fù)載效應(yīng)。對(duì)于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負(fù)載效應(yīng)的辦法有：(1)提高后續(xù)環(huán)節(jié)(負(fù)載)的輸入阻抗;(2)在原來(lái)兩個(gè)相聯(lián)接的環(huán)節(jié)之中，插入高輸入阻抗、低輸出阻抗的放大器，以便一方面減小從前環(huán)節(jié)吸取能量，另一方面在承受后一環(huán)節(jié)(負(fù)載)后又能減小電壓輸出的變化，從而減輕負(fù)載效應(yīng)；(3)使用反饋或零點(diǎn)測(cè)量原理，使后面環(huán)節(jié)幾乎不從前環(huán)節(jié)吸取能量。9、 試說(shuō)明二階測(cè)試系統(tǒng)的阻尼度大多采用的原因。在0.6~0.79阻尼比在這個(gè)范圍內(nèi)可提高系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，以及工作的范圍更大些。10、 簡(jiǎn)述渦流式傳感器的工作原理，它有哪些特點(diǎn)？把一個(gè)線圈放到一塊金屬導(dǎo)體板附近，相距為6,當(dāng)線圈通以高頻交流電流i時(shí)，便產(chǎn)生磁通e，此交變磁通通過(guò)鄰近的金屬板，金屬板上便產(chǎn)生閉合的感應(yīng)電流ii，即渦電流，渦電流也會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)ei，根據(jù)楞次定律，渦電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)ei與線圈的磁場(chǎng)e變化方向相反，ei總是抵抗e的變化，由于渦電流磁場(chǎng)的作用，使原線圈的等效阻抗z發(fā)生變化，變化程度與6有關(guān)。11、 何謂壓電效應(yīng)?壓電式傳感器對(duì)測(cè)量電路有何特殊要求?為什么？某些物質(zhì)在外力的作用下，不僅幾何尺寸發(fā)生了變化，而且內(nèi)部極化，某些表面上出現(xiàn)電荷，形成電場(chǎng)。當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)，這一性質(zhì)稱為壓電效應(yīng)。壓電式傳感器的測(cè)量電路必須有高輸RC入阻抗并在輸入端并聯(lián)一定的電容Ci以加大時(shí)間常數(shù)。主要是為了在測(cè)量動(dòng)態(tài)量時(shí)，獲得一定的0輸出電壓并實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量。12、 將霍爾元件置于磁場(chǎng)B中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。五、計(jì)算分析題1、 試用相關(guān)分析的知識(shí)說(shuō)明如何確定深埋在地下的輸油管裂損的位置。裂損處可視作向兩側(cè)傳播聲響的聲源，在兩側(cè)管道上分別安置傳感器1和傳感器2,并將兩傳感器信號(hào)輸出端接到相關(guān)分析儀器上。因?yàn)榉胖脗鞲衅鞯膬牲c(diǎn)距裂損處不等遠(yuǎn)，則漏油的音響傳至兩傳感器就有時(shí)差，在互相關(guān)圖上處有最大值，這個(gè)就是時(shí)差。由就可確定裂損處到兩傳感器中點(diǎn)的距離為音響在管道中的傳播速度。2、 簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，并說(shuō)明如圖所示利用霍爾傳感器是如何測(cè)位移的、求周期信號(hào)x(t)=0.6cos(10t+30)+0.3cos(100t-60)通過(guò)傳遞函數(shù)為H(s)=1/(0.005s+1)的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。(10分)解:根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加特性以及同頻率特性，可設(shè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)函數(shù)y(t)=0.6A(10)cos(10t+30°+叩(10)+0.3A(100)cos(100t-60°+叩(100))由H(s)=1/(0.005s+1)可得H(jw)=1/(j0.005w+1)，貝UA(w)=1/V(0.005W+1)=-arctan(0.005w)，故^A(10)=(10)、A(100)=叩(100)

4、 有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問，在下列情況下，是否可提高靈敏度說(shuō)明為什么,(11分)1)半橋相鄰雙臂各串聯(lián)一片； 2)半橋相鄰雙臂各并聯(lián)一片。5、 試用相關(guān)分析的知識(shí)說(shuō)明如何測(cè)量熱軋鋼帶的運(yùn)動(dòng)速度。(10分)鋼帶表面的反射光經(jīng)透鏡聚焦在相距為d的兩光電池上，當(dāng)鋼帶上某一不反射點(diǎn)處經(jīng)過(guò)透鏡時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致反射光強(qiáng)度的波動(dòng)，再經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換為電信號(hào)在進(jìn)行相關(guān)處理。由于兩光電池有間距，故反射光強(qiáng)度的波動(dòng)有時(shí)差，由互相關(guān)圖上可得處有最大值，這個(gè)就是時(shí)差，則該鋼帶的運(yùn)動(dòng)速度。6、 用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為0.35s的一階測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)量周期分別為5s、1s、2s的正弦信號(hào)，求測(cè)量的幅值誤差各是多少？一階系統(tǒng)的響應(yīng)函數(shù)為A(3)=V((j3)2+1)，故其測(cè)量的幅值誤差為,(w)-11x100%=|11V(rw)2+1)|x100%.w=2n/T代入值可得7、已知電阻應(yīng)變儀交流電橋的電橋電源為，輸入信號(hào)x(t)的幅值譜如圖所示。電橋輸出信號(hào)經(jīng)相敏檢波、低通濾波后輸出。試分別畫出電橋輸出信號(hào)、相敏檢波輸出信號(hào)和低通濾波器輸出信號(hào)幅值譜Xm(jf)、Xe(jf)、Xf(jf)o8、如圖為一存在質(zhì)量不平衡的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，大齒輪為輸入軸，轉(zhuǎn)速為500r/min，大、中、