1、 汽車測試基礎復習題集一、判斷題1、所有周期信號都是功率信號。(2、若傳感器的靈敏度為常數,則表明該傳感器的輸出、輸入關系為線性關系。( × 3、在數字信號處理過程中,量化誤差大小與A/D 轉換器的位數無關。( × 4、變面積型電容傳感器的靈敏度不為常數。( × 5、在直流電橋中,只要滿足任意兩相鄰橋臂的阻值之乘積等于另外兩相鄰橋臂阻值的乘積, 則電橋一定處于平衡。( × 6、渦流傳感器分為高頻透射式和低頻反射式兩種類型。( × 7、若電阻應變片的輸入信號為正弦波,則以該應變片為工作臂的交流測量用橋的輸出是調幅波。( 8、隨機信號是確定性信號。

2、( × 9、傳遞函數不僅反映了系統的穩態過程,還反映了系統響應的過渡過程。( 10、.為保證采樣后信號能真實保留模擬信號信息,信號采樣頻率至少與原信號中最高頻率相等。( × 1.非線性裝置的靈敏度就是該裝置靜態特性曲線上各點的斜率 ( 2.漂移是由測試裝置內部的溫度變化和元器件性能的不穩定造成的 ( 3.傳遞函數表征了一個系統的傳遞特性,它與輸入量和初始條件有關 (×4.對于穩定的常系數線性系統,若輸入為一正弦函數,則穩態時的輸出也是與輸入為同一頻率的正弦函數;輸出的幅值和相位角往往不等于輸入的幅值和相角 ( 5.一階系統幅頻特性為21(1(A w tw =+ 相

3、頻特性為 (arctan w tw = ( 6.一低通濾波器與一高通濾波器串聯即組成帶阻濾波器,并聯即組成帶通濾波器 (× 7.基于電磁感應原理,將被測物理量轉換為感應電動勢的傳感器稱為磁電式傳感器(8.調頻是利用信號電壓幅值控制一振蕩器,輸出的是等幅波,但其振蕩頻率偏移量和信號電壓成正比 ( 9.為保證采樣后信號能真實保留模擬信號信息,信號采樣頻率至少與原信號中最高頻率充分相等(× 10.測量誤差按照特性規律可分為絕對誤差和相對誤差 (×二 、填空題1、典型的測試系統基本由三方面夠成,即信號的傳感部分 、信號的調理 和信號的顯示 。2、實際測試裝置的靜態特性指標

4、主要以:重復性 、靈敏度 、線性度 和回程誤差 。3、根據濾波器的選頻作用可將濾波器分為四類:低通 、高通 、帶通 和帶阻 。4、測量誤差可分為 粗大誤差 、隨機誤差 、和 系統誤差 三種,其中前者一般通過真正仔細地測試是可以避免的。5、電橋是將 電參量 等參數的變化轉換為 電壓量 輸出的一種測量電路。1.信號按數學關系,可將信號分為: 確定性信號 和 隨機信號(或非確定性信號 。2.典型的測試系統基本由三方面夠成,即信號的傳感部分 、信號的調理 和信號的顯示 。3.實際測試裝置的靜態特性指標主要以:重復性 、靈敏度 、線性度 和回程誤差 。4.電路電橋有 直流電橋 和 交流電橋 兩種。5.根

5、據濾波器的選頻作用可將濾波器分為四類:低通 、高通 、帶通 和帶阻 。6.測量誤差可分為 粗大誤差 、隨機誤差 、和 系統誤差 三種,其中前者一般通過真正仔細地測試是可以避免的。7.電橋是將 電參量 等參數的變化轉換為 電壓量 輸出的一種測量電路。 1、 對傳感器進行動態 標定(或校準或測試 的主要目的是檢測傳感器的動態性能指標。2、 傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規定性能指標永久改變的條件下,允許超過 測量范圍 的能力。3、 傳感檢測系統目前正迅速地由模擬式、數字式,向 智能化 方向發展。4、 已知某傳感器的靈敏度為K 0,且靈敏度變化量為K 0,則該傳感器的靈敏度誤差計算公式為r s

6、 = (K 0/K 0×100% 。 5、 根據濾波器的選頻作用可將濾波器分為四類:低通 、高通 、帶通 和帶阻 。 6、 電容式壓力傳感器是變 極距(或間隙 型的。7、 電橋是將 電參量 等參數的變化轉換為 電壓量 輸出的一種測量電路。8、交流電橋各橋臂的復阻抗分別為Z 1,Z 2,Z 3,Z 4,各阻抗的相位角分別為1234、,若電橋平衡條件為Z 1/Z 4=Z 2/Z 3,那么相位平衡條件應為 1324+=+。單選題 1.下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是(CA.壓力B.力矩C.溫度D.厚度2.屬于傳感器動態特性指標的是( D A.重復性B.線性度C.靈敏度D.固有

7、頻率3.已知函數x(t的傅里葉變換為X(f,則函數y(t=2x(3t的傅里葉變換為( B A.2X(f3B.23X(f3C.23X(f D.2X(f4.測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為( B A.變極板面積型B.變極距型C.變介質型D.容柵型5.利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器,為使其靈敏度高、非線性誤差小( C A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片B.兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯C.兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片D.兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片6.影響壓電式加速度傳感器低頻響應能力的是( D A.電纜的安裝與固定方式B.電纜的長度C.前置放大器的輸出

8、阻抗D.前置放大器的輸入阻抗7.周期信號的自相關函數必為( A A.周期偶函數B.非周期偶函數C.周期奇函數D.非周期奇函數8.若模/數轉換器輸出二進制數的位數為10,最大輸入信號為 2.5V,則該轉換器能分辨出的最小輸入電壓信號為( B 三、簡答題1、電橋的作用是什么?其有什么特性?特性的具體應用有那些?答: 電橋的作用是將傳感器轉換元件的輸出的電參量的變化轉換為電壓量的變化。其具有和差特性,即只有相對兩臂有相同方向的變化量,相鄰兩臂有不同的方向的變化量,才能使輸出電壓有最大值。利用和差特性可以補償溫度和時間帶來的誤差。2、簡述傳感器選用原則。答:1靈敏度。傳感器的靈敏度越高,可以感知越小的

9、變化量,即被測量稍有微小變化時,傳感器即有較大的輸出。但靈敏度越高,會減小傳感器的測量范圍。2頻率響應特性。傳感器的響應特性必須在所測頻率范圍內盡量保持不失真。但實際傳感器的響應總有一延時,但延時越短越好。3穩定性。傳感器的穩定性是經過長期使用以后,其輸出特性不發生變化的性能。影響傳感器穩定性的因素是時間與環境。4精確度。傳感器的精確度表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。因為傳感器處于測試系統的輸入端,因此,傳感器能否真實地反映被測量,對整個測試系統具有直接影響。 5測量方法。傳感器在實際測試條件下的工作方式,也是選用傳感器時應考慮的重要因素。因為測量條件不同對傳感器要求也不同。6線形范圍。傳

10、感器都有一定的線性范圍,在線性范圍內輸出與輸入成比例關系。線性范圍愈寬,則表明傳感器的工作量程愈大。為了保證測量的精確度,傳感器必須在線性區域內工作。3、 圖 1為某一測試裝置的幅頻、相頻特性,當輸入信號為111(sin =x t A t 22sin +A t 時,輸出信號不失真;當輸入信號為21144(sin sin =+x t A t A t 時,輸出信號失真。上述說法正確嗎? 圖1答:由測試系統的不失真的條件應當是常數,相頻特性應當是線性關系。從圖中我們可以看出,此系統的幅頻特性不完全是一個常數,相頻特性不完全是線形關系。所以當輸入信號為111(sin =x t A t 22sin +A

11、 t 時,當此系統是線形系統,則輸出信號不會失真,當輸入信號為21144(sin sin =+x t A t A t 時,輸出信號失真。但是當系統不是線形系統,則不一定當輸入信號為111(sin =x t A t 22sin +A t 時,輸出信號不失真。因此這種說法不正確。4、何謂回歸分析的核心思想?回歸分析需要解決的問題是什么?答: 回歸分析的核心思想是最小二乘法原理。通過回歸分析解決三個問題:一是確定經驗公式的函數類型;二是確定函數中的各參數值;三是對經驗公式的精確度作出評價。 1.什么是測試裝置的靜態特性?靜態特性指標主要以什么來表征?答:測試裝置的靜態特性表示被測物理量的處于穩定狀態

12、,輸入和輸出都是不隨時間變化的常量。測試裝置的靜態特征指標主要以重復性、靈敏度、線性度和回程誤差來表征。 2.電阻應變片的種類及特點?答:電阻應變片主要分為金屬絲電阻應變片、金屬箔式電阻應變片、半導體應變片和薄膜應變片。 特點:金屬絲電阻應變片制作簡單,價格便宜。金屬箔式電阻應變片與金屬電阻絲應變片比較,箔式應變片線條均勻,電阻值偏差小,能提通過比較大的電流,并且便于大量生產。半導體應變片:主要優點是靈敏度高,機械滯后和橫向效應小。其缺點是靈敏度易受外載荷的影響,因而離散度大,溫度穩定比較差。薄膜應變片:靈敏度高,尺寸小,質量穩定,但制造工藝要求高。 3.何謂電橋靈敏度,其影響因素是什么?不同

13、電橋接法,其電橋靈敏度可為多少?答:電橋的靈敏度是輸出電壓與電橋的輸入的比值。其影響因素有電橋工作臂的多少有關,鐵絲與橋源的高低有關。 全橋的靈敏度S=1時,半橋為0.5S ,單臂電橋為0.25S 。 4. 畫出實際帶通濾波器的幅頻特性,并給出描述實際濾波器性能的基本參數? 主要參數有波動幅度、截止頻率、帶寬B 、品質因數(Q 值、倍頻程選擇性。 5.簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。答:傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容受電纜電容的影響。 傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。

14、6.電阻式應變片接入直流電阻電橋時常用哪幾種接法?其各自靈敏度與接法有什么關系?(畫出電橋簡圖予以說明。答:電阻式應變片接入直流電阻電橋時常用單臂電橋、半橋、全橋。靈敏度以全橋為最高,單臂電橋為最低。最好結合公式和圖示,給出具體比值。 7.結合圖示,說明霍耳傳感器的基本構造和原理。答:圖略,霍耳傳感器,霍耳元件半導體的垂直方向加有磁場,薄片的兩端有控制電流流過時,薄片的另兩端產生相應大小的霍耳電勢,即為霍耳效應。 8.什么是電阻式應變片的溫度特性?其輸出電阻值隨溫度而漂移的機理是什么?其常用溫度補償措施有哪些?答:電阻式應變片的輸出隨溫度變化而變化的特性即為溫度特性,其輸出電阻值隨溫度而漂移由

15、兩部分構成:電阻應變片自身隨溫度的漂移;被測件和電阻應變片隨溫度的線膨脹不一致而導致的虛假應變。其常用溫度補償措施有:添加溫度補償應變片,補償導線等。 9.什么是熱電偶?其基本定律有哪些?答:熱電偶為兩種不同導體首末相接,兩端溫度不一致時,導體內出現電勢差,形成電流。性質:可串入第三導體,可測量,電勢與溫度基本線性,可用補償導線,可測高溫等。 10. 隨機誤差的正態分布規律具有哪幾種特性? 答:單峰性、對稱性、有限性、抵償性。 四 、計算題1、用一個一階系統作100Hz 正弦信號測量。(1如果要求限制振幅誤差在5%以內,則時間常數應取多少?(2若用具有該時間常數的同一系統作50Hz 信號的測試

16、,此時的振幅誤差A 和相角差各是多少? 解:(1(%51112-+=As rad Hz f /62810022=000523.0=(2 若50Hz =fs rad Hz f /3145022= (987.0314000523.0(111122=+=+=A=-=-=314000523.0arctan(arctan (-9.13°2、以阻值100,靈敏度k=4的電阻應變片R1與阻值為120的固定電阻R2組成電路,供橋電壓為2V ,在下圖測試中應變片R1、R2的應變分別為+2000、-3000微應變。試求:(10分 1.R1,R2應變片電阻變化; 2.僅由彎矩引起的輸出電壓多大? 3.僅由

17、力引起的輸出電壓多大?由/R R K =可得:僅由彎矩引起的輸出電壓-=-=1.想用一個一階系統作120Hz 正弦信號的測試,如果求限制振幅誤差在5%以內,則時間常數應取多大?(%51112-+=As rad Hz f /6.75312022=000436.0=2.利用如下放大電路進行信號調理,如輸入120Hz 正弦信號,振幅為1mV, 相位為0度,R1為2000歐姆,R2為10000歐姆, 試計算輸出? R1R2uinuout彎矩M位R2R1彎矩M力Fuin=1 × sin uout= 3 (2 × × 120 × t + 0 -10000/2000

18、× 1 × sin R2 × uin = R1 (2 × × 120 × t + 0 = -5 × sin(2 × × 120 × t + 0 某加速度計輸入頻率為 1200Hz，振幅為 1，相位為 0 度的標準正弦信號，其靈敏度 S 為 1，加速度計固有頻率 f n 為 2000Hz，阻尼比 為 0.55，試計算其振幅誤差和相位差？ A( = S 1 n 2 + 4 2 n 2 2 A(2 × 1200 × = 1.09 A = 9% 2 ( = A( = arctan n

19、 2 = 45.88 1 n 1、 （1） （2） 解： （1） n = 已知變磁通式轉速傳感器輸出電動勢的頻率 f=72Hz，測量齒盤的齒數 Z=36，求： 被測軸的轉速是每分鐘多少轉？ 在上述情況下，如果計數裝置的讀數誤差為±1 個數字，其最大轉速誤差是多少？ 60f 60 × 72 = = 120( 轉 / 分） Z 36 1 1 1 轉=± 轉故其最大轉速誤差為± （轉/分） Z 36 36 （2）頻率計的計數裝置讀數誤差為±1 個數字，對應的角位移為± 2、 在內燃機轉速測量中，6 次等精度測量的數據如下表，請按萊依特準則表達內燃機轉速測量結果。 號 r/min） 1 3002 2 3003 3 2998 4 2999 5 2997 6 3001 （已知：測量列標準差： = 1 n 1 v i=1 ， n 2 i 萊依特準則：滿足式 vi = li L > 3 S = li 即為壞值。 算術平均值的標準誤差： n 1 n 1 答：由已知測量列標準差： = v i =1 n 2 i 及萊依特準則： 6/9 vi = li L > 3 ，經計算，再利用萊依特準則判定沒有壞值，利用算術平均值的標準誤差： S = n 等計算公 式，最終表述所測轉速。 五 、綜