222c2c1222c2c1機械工程試技術(shù)根底程試題二一、填空每空1，共20分〕1.信號可分為

確定性信

和機信號

兩大類。2.確定性信號可分為周期信號非周期信號兩類，前者的頻譜特點是離散的。后者的頻譜特點是連續(xù)的。3.信號的有效值又稱為均方根值有效值的平方稱為均方值它描述測試信號的強〔信號的平均功率〕4.繪周號x〔t譜依數(shù)表達傅氏三角中各數(shù)〔

aab,nnn

等圖的據(jù)數(shù)傅級數(shù)的各項系數(shù)〔

c,cn

１、周期信號的頻譜是離散的，而非周期信號的頻譜是

連續(xù)

的。２、均方值Ψ2

表示的是信號的強度，它及均值μ、方差σ2

的關(guān)系是

=H+óxxx

。３、測試信號調(diào)理電路主要有４、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有

電橋、放、調(diào)制解調(diào)電路非線性度靈敏度、回程誤差。５、靈敏度表示系統(tǒng)輸出及輸入之間的比值，是定度曲線的

斜率。６、傳感器按信號變換特性可分為

組合型、體化型。７、當(dāng)Δó〈ó

0

時，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S于

定位。８、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合最大值。９、信號分析的過程主要包括：信號分析信號處理。

相鄰相反相對一樣

的變化，才能使輸出有10、系統(tǒng)動態(tài)特性時域可用應(yīng)函數(shù)來描述。

傳遞函數(shù)

來描述，在復(fù)數(shù)域可用頻率函數(shù)

來描述，在頻域可用—脈沖響11高輸入阻抗測量放大電路具有高的共模抑制比，即對共模信號有抑制作用，對差模

信號有放大作用。12、動態(tài)應(yīng)變儀上時設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在

分布電容。13、壓控振蕩器的出電壓是方波信號，其頻率及輸入的制電壓成線性關(guān)系。14、調(diào)頻波的解調(diào)稱鑒頻，其解調(diào)電路稱為

鑒頻器。15、濾波器的通頻寬和響應(yīng)時間成反比

關(guān)系。16、濾波器的頻率辨力主要由其

帶寬

決定。17、對于理想濾波，濾波器因數(shù)λ＝串聯(lián)。18、帶通濾波器可低通濾波器〔f〕高通濾波器〔f〕

而成〔f>f19、測試系統(tǒng)的線度和滯后度是由系統(tǒng)

誤差引起的；而重復(fù)性誤差是由

隨機

誤差引起的。1試技術(shù)的根本任務(wù)是〔獲取有用的息〕1時域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入及該系統(tǒng)〔沖響應(yīng)函數(shù)卷積。2號的時域描述，以時間()為獨立變量；而信號的頻域描述，以〔頻率f或(

為獨立變量。3果一個信號的最高頻率為50Hz為了止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象采頻率應(yīng)該大于

100Hz。4在橋式測量電路中，根據(jù)其〔鼓勵電壓〔或工作電壓或橋壓或電源〕的性質(zhì)，可將其分為直流電橋及交流電橋。5屬電阻應(yīng)變片半導(dǎo)應(yīng)變片的主要區(qū)別在于：者利用〔導(dǎo)體機械形變〕引起的電阻變化，后者利用〔半導(dǎo)體電阻率的〔或半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)〕變化引起的電阻變化。

ff6電式傳感器是利用某些物質(zhì)的〔壓電效應(yīng)〕工作的。7通濾波器的上下限截止頻率為fc、fc，其帶寬B=

〔

f

2

f

〕；假設(shè)其帶寬為1/3倍頻程那么〔fc

fc8于能量控制型的傳感器有〔電阻式傳感器、渦電流感器、電容式傳感器、電感式傳感器等〕等。9據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為(調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相)。10相關(guān)濾波的工作原理是

同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/頻檢測原)。11測試裝置的動態(tài)特性可以用(傳遞函,率響應(yīng)函,脈沖響應(yīng)進展數(shù)學(xué)描述。2一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是(時間常數(shù)〕。3系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時，對于同一個輸入量所得到的兩個數(shù)值不同的輸出量之間的最大差值稱為〔回程誤差4阻應(yīng)變片的輸入為〔應(yīng)變5(干函數(shù)用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。6使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用電荷)放大器。7測量位移的傳感器中，符合非接觸測量而且不受油污等介質(zhì)影響的是電渦流式)傳感器。8號分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號的頻率可將磁帶重放速度放慢)也可到達分析的目的。1.在相關(guān)分析中，相關(guān)函數(shù)

Rx

，保存了原信號x〔t的幅值及頻率信，喪失相位息，互相關(guān)函數(shù)

R(

)

那么保存了幅值、頻率、相位差信息。2.信號的自相關(guān)函數(shù)的定義式是

)

=＿＿互相關(guān)函數(shù)的定義式是

R(

=＿＿。limT

1

T

x(t)

;limT

1

T

x(t)t

3.自相關(guān)函數(shù)

Rx

是一個周期函數(shù)么原信號是一個頻率的周期信號而自相關(guān)函數(shù)

Rx

是一個脈沖信號時，那么原信號將是帶寬隨機噪聲或白噪聲。

，那么該信號的均方值

=100。同頻檢測相關(guān)濾波和信號成分類別的識別應(yīng)用。S(f)

反映信號的頻域構(gòu)造，由于它反映的是

f)

的平方，因此其頻域構(gòu)造特征更為明顯。7.在同頻檢測技術(shù)，兩信號的頻率的相關(guān)關(guān)系可用同頻一定相關(guān)、相一定同頻進展概括。低通器混疊率率ff。sc

f

為采樣頻率低引起，泄漏那么是由于信號截斷引起的。

，為了防止發(fā)生混疊，時域中采樣間隔應(yīng)小于(t)

〔式中為常數(shù)〕那其互相關(guān)函數(shù)

±1。

2Et2Et12.頻不同的兩個正弦信號，其互相關(guān)函數(shù)

R(

)

=0。13.同率的正弦信號和余弦信號，其互相關(guān)函數(shù)

R(

=0。14

(f)

.

(f)y

分別為系統(tǒng)輸入和輸出的自譜H〔f〕為系統(tǒng)的頻響函數(shù)，那么它們間的關(guān)系式滿：

(f)y

=＿＿。如果

S(f)

是它們的互，么

()

=＿＿＿。()(f);H()(f)xτ=0時信號的自相關(guān)函數(shù)值為最大值，它也等于信號x〔t〕的均方值

2x

。16.自相關(guān)函數(shù)能將淹沒在噪聲中的周期信號提取出來，頻率保持不變，而喪失了相位息。17采定理的表達式是＿＿＿目的是為了防止信號在頻域內(nèi)發(fā)生混疊現(xiàn)象疊發(fā)生在＿＿＿頻率處。f

s

f

;f

s

/18.巴塞伐爾說明信號在時域中計算的總能量等于在頻域中計算的總能量，其數(shù)學(xué)表達式為＿＿＿。

x

2

(t)

(f)df

整周期截斷，這是獲得準(zhǔn)確頻譜的先決條件。20.信經(jīng)截斷后，其帶寬將變?yōu)闊o限寬，因此無論采樣頻率多高，將不可防止地發(fā)生混疊而導(dǎo)致誤差。1.交流供橋的應(yīng)變儀電橋，在壓應(yīng)變時，假設(shè)已調(diào)涉及載波一樣，那么在拉應(yīng)變時，已調(diào)涉及載波

反相，而可利用相位跳變作比擬基準(zhǔn)進展相敏檢波。的電橋，當(dāng)單臂輸入調(diào)制信號0時，其輸出調(diào)幅撥的幅值為＿＿＿，頻率＿＿＿相位＿＿＿。4E

0

0

;

;

(t)

為正時及波同相位，

(t

為負時及波反相位靈敏度，改善非線形進展溫度補償。4.為了補償溫度變給應(yīng)變測量帶來的誤差，工作應(yīng)變片及溫度補償應(yīng)變片應(yīng)接在相鄰橋上。幅值攜帶信號信息，而調(diào)頻信號那么由載波的頻率帶信號信息。調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相種類型，將調(diào)制高頻振蕩的緩變信號稱為制波，載送緩變信的高頻振蕩稱為載波經(jīng)調(diào)制后的高頻振蕩波稱為已調(diào)波。頻率搬移程，調(diào)幅裝置實際上是一個乘法器，典型的調(diào)幅置是電橋。相敏檢波，調(diào)頻波的解調(diào)器是鑒頻器。9.調(diào)幅波經(jīng)過相敏波后，既能恢復(fù)信號電壓的幅值，又反映其極性。10.建濾波器正確工作狀態(tài)所需的上升時間**濾波器的帶寬B成正比，它們的乘積取值在為好。選擇性和響應(yīng)速度求是相互矛盾的。12.RC通濾波器中的RC越大，那么其上限頻帶窄λ=1理想的濾波器的λ=1。f

及上、下截止頻率間的關(guān)系是

f

0

f

c

f

c2

。

的正弦波信號，應(yīng)使用低通濾波器，其上截頻率應(yīng)為

17.帶濾波器的通帶越窄，那么其選擇性越好但對于已定帶寬的濾波器，過長的測量時間是不必要。18.用下三種濾波器組分別鄰接成譜分析儀倍頻程濾波器頻程濾波器〕1/3倍頻程濾波器。假設(shè)覆蓋頻率范圍一定，那么＿＿＿頻率分辨率最高。；A高通濾波器，而分電路實際上是一種低通濾波器。20.振子電路電阻匹配的目的從測量路來看是希望輸出功率最大從振動子本身角度來看是為了獲得適宜的阻率使ξ。ξ=0.7時，并且記錄正弦信號的頻率不大于固有頻率的倍時，記錄信號的幅值誤差將不大于因相移所產(chǎn)生的時差近似為＿線形。

5%

。22.為光線示波器的振子到達最正確阻尼，低頻振子采用磁阻尼，高頻振子采用油阻尼23.光示波器記錄f=500Hz的方波信號時，考慮五次諧波成分，記錄誤差不大于5時，那么應(yīng)選用振動子的固有頻率為5000Hz振動子。磁頭、放大器磁帶及走帶機構(gòu)組成。光線示波器由振動子及磁系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)、機械系統(tǒng)電氣系。5kHz，磁帶記錄儀的使用頻率范圍是1MHz，X—Y函數(shù)記錄儀的使用頻率范10Hz渦流式和電容式。2.電阻應(yīng)變片的靈敏度表達式為

dR/dll

，對于金屬應(yīng)變片來說S=＿＿＿，而對于半導(dǎo)體應(yīng)變片來說S=＿＿。

壓電效應(yīng)材料稱為壓電材料，常用的壓電材料有石英晶體和壓電陶瓷。壓阻效應(yīng)工作的應(yīng)變片，而測量大應(yīng)變值時應(yīng)選用應(yīng)變應(yīng)工作的應(yīng)變片。

，極距變化型的電容傳感器其靈敏度表達式為：＿＿＿。

d0

6.極距變化型的電容傳感器存在著非線形度為了改善非線形度及提高傳感器的靈敏度通常采用動連接形式。反相串接8.差動變壓器式傳感器工作時，如果鐵芯做一定頻率的往復(fù)運動時，其輸出電壓是調(diào)幅。光敏電阻光敏晶體管和光池10.不的光電元件對于不同波長的光源，其靈敏度是不一樣的磁電式、壓電式，而參量式的傳感器主要是電阻、電容電感等。電荷放大器時，其輸出電壓幾乎不手電纜長度變化的影響。逆壓電效應(yīng)工作的。14.動磁電式振動傳感器輸出感應(yīng)電勢及圈運動的速度正比如在測量電路中接入積電路和微分路時，那么可用來測量振動的位移和加速度。電荷靈敏度，后接電壓大器。而串聯(lián)時可提高電壓靈敏度，后接電壓放大器。應(yīng)變值ε正比的。17.壓傳感器在使用電壓前置放大器時，連接電纜長度的改變，測量系統(tǒng)的靈敏度也將但凡變。面積、極距介質(zhì)3種型，其中極距型的靈敏度高。磁敏特性霍爾效應(yīng)〕特工作的。5.按光纖的作用不同，光纖傳感器可分為功能型和傳光型種類型。1.一個理想的測試置應(yīng)具有單站值的、確定的輸出—輸入關(guān)系靜態(tài)特性和動態(tài)性。靈敏度、非線形度和回程誤差

b000b000，最大位移為1mm其動態(tài)線形范圍是。微分方程傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)等。6.測試裝置的構(gòu)造數(shù)是不隨時間而變化的系統(tǒng)，那么稱為定?！矔r不變〕統(tǒng)。假設(shè)其輸入、輸出呈線形關(guān)系時，那么稱為線形系統(tǒng)。線形疊加和頻率保持性8.測試裝置在穩(wěn)態(tài)，其輸出信號的變化量

及其輸入信號的變化量之值，稱為靈敏度，如果它們之間的量綱一致，那么又可稱為放大倍數(shù)。傳遞函數(shù)δ〔t的響應(yīng)，稱為脈沖響應(yīng)函數(shù)記h〔t〕的傅氏變換就是裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)。幅頻特性常數(shù)和相頻特性為線形。12.為求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是越響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法。微分方程述，在頻域中用頻率響應(yīng)函數(shù)描述。靜態(tài)靈敏、固有頻率和阻尼率15.輸信號x〕=30cos

這時一階裝置的Aω〕=0.87

°，那么該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達式是：y°〕。時間常數(shù)，原那么上希望它越小越好。0.5

。18.輸x〔t出〔t置的脈沖響應(yīng)函數(shù)h〔t們?nèi)咧g的關(guān)系是卷積關(guān)系

y()(t)(t)

。19.測裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為H〔jω么｜H〔jω〕｜表示的是輸出及輸入的幅值比幅頻特性，∠H〔jω〕表示的是輸出及輸入的相位差〔相頻特性它們都是頻率函數(shù)。20.信

6sin3t

τ的一階裝置該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出幅A=3滯后

。τ=5s溫度計，插入一個以15℃/min速度線形降溫的烘內(nèi)，經(jīng)半分鐘后取出，溫度計指示值為90℃這時，烘箱內(nèi)的實際溫度應(yīng)為℃。6.周期信號的傅氏三角級數(shù)中的n是從+開的。傅氏復(fù)指數(shù)級數(shù)中的是從–∞到+展開的。7.周期信號〔t的傅氏三角級數(shù)展開式中：表示余弦分量幅值，表示正弦分量幅值，

a

表示直流分量

A

n

表示n次諧波量的幅值，

n

表示n次諧波量的相位,

表示n諧波分量角頻率。四、簡答〔每題5，共30分〕1．周

期

方

波

的

傅

立

葉

級

數(shù)

展

開

式

為x(t)

tsintsint試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說明其頻譜特點。

頻譜特點：離散性、諧波性、遞減性2．二階測試裝置的兩個動態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實現(xiàn)不失真測試，如何確定其取值范圍？固有頻率()阻尼比()

為了實現(xiàn)不失真尼比(

3．何謂不失真測試？實現(xiàn)測試不失真的測試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何？輸出y(t)及入x(t)滿關(guān)系y(t)=Ax(t-t),實現(xiàn)不失真測試的測試裝置的

其中A和t常數(shù),那么為不失真測試幅頻特性為A(ωA=常數(shù)

相頻特性為

φω

4．信號的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？〔1電壓幅值調(diào)理〔或者放大〕〔2濾波〔或者濾去高頻〕〔3隔離直流分量〔或者隔直〕〔4如原信號進展調(diào)制，那么應(yīng)先進展解調(diào)〔或者解調(diào)〕5．為什么在動態(tài)電阻應(yīng)變儀上除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外還設(shè)有電容平衡旋鈕動態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋，即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線間存在分布電容，相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡。6．測得兩個同頻正弦信號的相關(guān)函數(shù)波形如圖問：圖（1）（2）

這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是互相關(guān)函數(shù)？為什么？從波形中可以獲得信號的哪些信息？答互相關(guān)函數(shù)，因為是非奇非偶函數(shù)。頻率信息：正弦波形的頻率及此波形頻率一樣相位信息：兩正弦波形之間的相位差就是此波形中的初相位幅值信息：此波形的振幅是兩個正弦波振幅乘積的一半7.信號分析和處理需遵循的原那么有哪幾點？①各環(huán)節(jié)的輸入量及輸出量之間應(yīng)保持一一對應(yīng)的關(guān)系，并盡量不失真；②盡可能減小或消除各種干擾。

ii8.周期信號的頻譜有哪幾個特點？①周期信號的頻譜是離散的②每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，基波頻率是各分量頻率的公約數(shù)③各頻率分量的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角工程中常見的周期信號其諧波幅值總的趨勢是隨諧波次數(shù)的增高而減小的。因此，在頻譜分析中沒必要取那些次數(shù)過高的諧波分量9.什么是調(diào)制和解？為什么要調(diào)制？〔5分〕所謂調(diào)制，就是在調(diào)制信號〔測試信號〕的控制下，使載波信號〔工作信號〕的某些參數(shù)〔如幅值、頻率、相位〕發(fā)生變化的過程。解調(diào)，就是從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號的過程一般的被測量，如力、位移、應(yīng)變等，經(jīng)傳感器檢測變換后，常常是一些緩變的電信號。經(jīng)過調(diào)制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調(diào)制波抗干擾能力強，也便于傳輸。10.在械工程中常見的有哪些參數(shù)的測量？常見的參數(shù)測量有：應(yīng)力的測量；應(yīng)變的測量；扭矩的測量、振動信號的測量；聲強測量；聲發(fā)射測量；位移的測量；流量的測量；壓力的測量等。11.現(xiàn)電阻

1

和

2

，電感和電容C連結(jié)成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件鼓勵為

u

i

，輸出為

o

答：正確的接橋方法如下圖電橋的平衡條件是：

jwL1

1LjwC12.有在使用電阻應(yīng)變片時，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，在半橋上各串聯(lián)一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？〔5〕1uuo2不能提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為：22RR當(dāng)量橋臂各串聯(lián)電阻應(yīng)變片時，其電阻的相對變化量為即仍然沒有發(fā)生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接時

uoi

。13.測按測量值獲得的方法進展分類有哪些？〔6直接測量—指無需經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計算直接通過測量儀器得到被測值得測量度直接測量和不

RTRT等精度直接測量間接測量——指在直接測量值的根底上，根據(jù)函數(shù)關(guān)系，計算被測量的量值的測量；組合測量——指將直接測量或間接測量及被測量值之間按關(guān)系組合成一組方〔函數(shù)關(guān)系解方程組得到被測值得方法。14.重性誤差和遲滯誤差有何區(qū)別答：重復(fù)性是指測試裝置在輸入按同一方向做全量程連續(xù)屢次變動時，所得特性曲線不一致的程度。一般來說正行程的最大重復(fù)性偏差為

max1

，反行程的最大重復(fù)性偏差為

max

，重復(fù)性誤差取這兩個最大偏差中的較大者，再以滿量程輸出rmax100%y

fs

的百分?jǐn)?shù)表示。即遲滯是測試裝置在正反行程中輸入輸出曲線的不重合程度。即rH

y

100%

式中，

max

是正反行程間，對于同一輸入雖的最大差值。15.試達信號的采樣和截斷的過程是怎樣實現(xiàn)的，結(jié)果如何？答：采樣就是對時間歷程

x(t

進展等時間距離的信號“摘取〞，以便于計算機的存儲和計算分析而由因為計算機只能對有限長的信號進展處理，所以，必須截斷過長的信號時間歷程

x(t

進展截斷，即對信號加窗。所加窗寬為的矩形窗函數(shù)

t)

，其傅里葉變換

W(f)

是一個無限帶寬的

函數(shù)采用矩形窗函數(shù)

t)

截斷采樣信號，就是將采樣信號

x(t(t

，乘以時域有限寬矩形窗函數(shù)

t)

；其時域和頻域數(shù)學(xué)描述為()(t)w()

Xf)f)(f)16.下分是一種波器的頻線特，說各的工作征答：①低通濾波器

0ff

之間為通頻帶，

ff

的頻率成分極大地衰減；②高通濾波器ff

之間為通頻帶，

ff

的頻率成分極大地衰減；

③帶通濾波器④帶阻濾波器

ffff

之間為通頻帶，其它的頻率成分極大地衰減；之間為阻帶頻率，其它的頻率成分通頻帶。17.電式傳感器包括哪幾種，各自的工作原理如何？答：包括電阻式、電感式、電容式三種。電阻式傳感器工作原理：把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種裝置；電感式傳感器工作原理：把被測量如位移轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置；電容式傳感器工作原理：把被測物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置。18.用傳感器的原那么是什么？答:根本原那么是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)及被測信號的性質(zhì)相匹配。靜態(tài)特性方面：a應(yīng)使被測量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)b傳感器的分辨率〔力〕從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測量要求的分辨率〔力〕c、滿足實際要的條件下，精度不宜過高。19.么是測試？說明測試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成局部的作用。答：測試是測量和試驗的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測量過程，也是獲取信息的過程?！?測量對象〔2〕傳感器：在試系統(tǒng)和被測試對象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測量并將其轉(zhuǎn)換成電信號。是測試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件?！?中間轉(zhuǎn)換電路〔信號調(diào)理電路用是將傳感器的輸出信號進展傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。〔4〕信號處理單：它是以計算機為核心對中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號作進一步地處理〔如：計算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲存等〕〔5顯示、記錄局部：作用是輸出測試結(jié)果。20.明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點，各有何優(yōu)點？答：一樣之處在于：都是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)ε+λE中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)ε是由幾何寸變化引起的阻值變化，λE是由電阻率的變化引起的阻值變化。不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以≈(1+2H)≈1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以ελE。各自的優(yōu)點分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的倍。23.金電阻絲應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何特點？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。導(dǎo)體應(yīng)變片應(yīng)變靈敏度大；體積?。荒苤瞥删哂幸欢☉?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。21．什么是負載效？對于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負載效應(yīng)的措施有哪些？當(dāng)一個裝置聯(lián)接到另一裝置上時，由于發(fā)生能量交換而使前裝置的聯(lián)接處甚至整個裝置的狀態(tài)和輸出都將發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為負載效應(yīng)。對于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負載效應(yīng)的方法有

高后續(xù)環(huán)節(jié)(負載)的輸入阻抗；(2)在原來兩個相聯(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)〔負載〕后又能減小電壓輸出的變化，從而減輕負載效應(yīng)；(3)使用反應(yīng)或點測量原理，使后面環(huán)節(jié)幾乎不從前環(huán)節(jié)吸取能量。24.簡壓電效應(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，某些外表上出現(xiàn)電荷，形成電場。當(dāng)外力去掉時，又重新回到原來的狀態(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)qqd?F產(chǎn)生的電荷x集在及電軸(X)垂直的平面上，其大小為。石英晶體所產(chǎn)生的橫向壓q電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷聚集在及電軸(X)垂直的平面上，其大小為q?F?ab。a、b分別12為晶體片的長度和厚度。22.謂壓電效應(yīng)壓電式傳感器對測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，某些外表上出現(xiàn)電荷，形成電場。當(dāng)外力去掉時，又重新回到原來的狀態(tài)，這一性質(zhì)稱為壓電效應(yīng)。壓電式傳感器的測量電路必須有高輸入阻抗并在輸入端并聯(lián)一定的電容以加時間常數(shù)

0

C

。主要是為了在測量動態(tài)量時，獲得一定的輸出電壓并實現(xiàn)不失真測量。25.在應(yīng)變儀測量機構(gòu)的應(yīng)力，應(yīng)變時，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)變片分別接到測量機構(gòu)的相對面上，并接入電橋中相鄰的橋臂上，使得由于溫度變化而導(dǎo)致的輸出電壓無用值相互抵消。26.試方框圖描述測試系統(tǒng)的組成，并簡述測試工作的全過程。傳感器將被測物理量噪聲度等)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對接收到的電信號用硬件電路進展分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進展號分析，顯示記錄裝置那么測量結(jié)果顯示出來，提供應(yīng)觀察者或其它自動控制裝置。五、計算題共14分〕1．低通濾波器的頻響應(yīng)函數(shù)為H

11j

，

式中

0.05s當(dāng)輸入信號為

x(

0.645

時，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出

)解：

x()

0.6cos(60t)t

1(0.05100)1(0.05100)令

x

(t0.6t)，(t)0.5cos(1002根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性

1

1

，

tan(60，可以得到：()(0.0560)

2

)arctg(1(t)t71.5650.1896cos(60t1100，可以得到：)2arctg100)2(t)0.196t450.098cos(100由線性系統(tǒng)的疊加性可得(tyt)(t)t0.098cos(100123.69122．有一信號

x(tcos(

)

，初始相角

為一隨機變量；試求

1〕求其自相關(guān)函數(shù)；2〕定其均值和方差。解：自相關(guān)函數(shù)：

(lim()T

)=

lim

T

cos(cos[t

)

=

2

)均值：

1

t)

=

1

方差：

x

2

0

T2T2

[x(t)]dtx

3．以阻值

R

靈敏度2.5

的電阻絲應(yīng)變片及阻值固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V并假定負載電阻無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓解臂

11S2.5100044

V雙臂：

S2.5100022

V4.求如下圖三角脈信號的頻譜。

txt)txttcosntxt)txttcosn(nx(t)A0T/2解：一個周期內(nèi)的表達式為：

txt)2At

022

〔2因為

x(t

為偶函數(shù)，所以

b

，

〔1aa

12

////

2/24A12A0T2224/28A12()2

(osn2[((n

A0

nn2,4,6

〔2x(出此得的三角函數(shù)形式傅里葉級數(shù)展開為xt)atnt000nn次諧波分量的幅值4A2nnn22〔1n次諧波分量的相位bnarctannan〔1x(畫出的頻譜如下圖。

4A2

n

1ntnT

〔1

5.對稱方波的波形如下圖。求傅里葉級數(shù)的三角形式展開，并畫出頻譜。a0解可知正負交替的周期信號流分量為：0〔1于期的一半

，將此代入式可得E

sin1

Esin；b2

〔3因此，對稱方波的傅立葉級數(shù)三角函數(shù)形式為：ft)

21n2t(costtwt2

)

〔2

iiiiiiiiiiii