标准答案传感器与测试技术2010试卷(a)

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1、装海事大学试卷2009—2010学年第二学期期末考试《传感器与测试技术》（A卷）订线标准答案和评分标准一、填空题（15分，每空0.5分，答对30个空格得15分）请将正确答案写在相应空格。1、基准是用来保存、复现计量单位的计量器具。基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。2、按误差的统计特征来分，误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差。一般,粗大误差可以剔岀。3、能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输岀信号的器件或装置称作传感器，它通常由墩感元件和转换元件组成。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

2、化量之比称为」敏度。5、在规定条件下，对一个恒定的输入在规定吋间内的输出变化称为点漂,而在标称范围最低值处的点漂,称为零点漂移。6、对于一个物理系统，系统的输出信号在时间上一般滞后于输入信号,这种在时间上的不同步现象及其严重程度是由系统的相频特性所决定的。7、若周期信号x（t）的周期为T,则其基频为1/T。8、电阻应变式传感器的作用是把材料的应变（变形）转换成电阻的相对变化。9、机械振动是指物体在平衡（或平均）位置附近所作的往复运动。10、描述振动强烈程度的量主要有峰值、有效值和平均值,振动烈度实质是速度的有效值。11、惯性式振动传感器（

3、k・m・c系统）具有二阶环节的频响特性。12、电容式传感器根据测量原理可分为三种类型：变间隙型、变面积型和和变介电常数型。二、简答题(6小题，每小题5分，共30分〉请将正确答案写在相应小题空白处。1、Fourier变换的主要思想是什么？答：把复杂的时域波形，经FT分解成若干单一的谐波分量来研究，从而获得信号的频率结构以及各谐波幅值和相位信息。2、静态测量和动态测量的区别？答：静态测量特点是被测量值可以认为是恒定的；动态测量特点是被测量值是随时间而变化的。3、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量振动。已知：加速度计灵敏度为0.5pC/(ms-

4、2),电荷放大器灵敏度为50mV/pC,当机器达到最大加速度值相应的输出电压幅值为2V。试求该机器的最大振动加速度？答：=0.5pC/(ms-2)x50mV/pC=25mV/(ms'2)=0.025V/(ms'2)AuSg=—ba—=80ms'2%4、试说明一阶系统中时间常数丫越小越好的原因？答：一阶系统中时间常数丫越小，系统响应越快，且满足于测试不失真条件的频带也越宽。5、振动传感器不同的安装方式对测量有何影响？答：对于不同安装方式的振动传感器，当其I古1有频率越高时，其满足线性变化的频率范围越大，即所能测量的振动频率范圉越宽。值表示什

5、么物理含义，请说明？（5分）t（单位：s）6、如图所示为悬臂梁自由振动后并趋于稳定（静态）的动载应变信号（左图为时域波形,右图为其幅频曲线），简述如何在时域波形和幅频曲线上分别求该载荷信号的平均值（即静载应力），并在图上分别以线段和原点标注示意。幅频曲线中圆点所标注的数悬臂梁动载应变幅频谱图:

6、X

7、（10-6）（b-rrrf=8.20

8、X

9、=0.75III01020304050f(单位：Hz)答：在吋域波形中对趋于平稳的数据段求平均值就得到其平均应力值（静载应力），在幅频谱图中零频率分量对应的值便是静载应力的值。幅频曲线中圆圈所标注的峰值

10、表示该悬臂梁振动的固有频率为8.20Hz,在采样时间内的平均振幅为0.75,平均振幅体现出了该振动的能量大小。三、综合题（10+10+15+10+10,共55分〉请将正确答案写在相应小题空白处。A(co)=0(e)=一arctan(zzy)一阶环节的传递函数:Jl+g)21、用时间常数t为0.0025s的一阶测量装置（如图所示）进行周期信号测量。若将幅度误差限制在5%以下，（1）试求所能测量的最高频率为多少？（5分）（2）此时的相位差是多少？（5分）解：由题意得A•A^co)—A'7"0%"%“*(心0.950

11、7J1+(q)“(2)T二0.0025(3)a)=17tf(4)由(1)(2)(3)(4)式得：⑵=131.475(1/〃/)・・・f=20.925Hz0(co)=-arctan(T69)=-arctan(0.0025x2x^x20.925)=-18.1952、假设能满足实现不失真测量条件的某一测量装置，在x=5sin(1007it)的输入信号激励卜,其输出信号为y=10sin(1007rt-7c/10),问：(1)该测量装置输出滞后于信号输入的时间为多少？(5分)(2)当输入信号为x=2sin(4007rt)时，该装置输岀信号的幅值和相

12、位为多少？(5分)解：该装置满足实现不失真测量条件，即输出y(t)和x(t)的关系为y(t)=Aox(t-to)y(t)=10sin[100^(Z-iooo)]•••Ao=10/5=2to=l