13-14(1)机电工程测试技术考卷A卷答案
南昌航空大学2013—2014学年第二学期期末考试
课程名称： 机电工程测试技术 闭卷 A 卷答案
一、单项选择题（本题共16小题，其中1-14小题各1分，15、
16小题各2分，共18分）
1、动态力传感器中，两片压电片多采用 接法，可增大输出电荷量。 【 B 】
A .串联
B .并联
C .既串联又并联
D .不确定
2、电容式传感器是 的传感器。 【 D 】
A .接触式
B .非接触式
C .结构型
D .物性型
3、下列传感器中_______是基于应变效应的 【 A 】
A.金属应变片
B.半导体应变片
C.压敏电阻
D.压电传感器
4、不能用涡流式传感器进行测量的是 。 【 D 】 A.位移 B.材质鉴别 C. 探伤 D.非金属材料
5、为使电缆长短不影响压电式传感器的灵敏度应选用 的放大器。 【 B 】 A.电压 B.电荷 C.微分 D.积分
6、 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。 【 D 】 A.差动变压器式 B.变间隙电容式 C.变面积式 D.热电偶
7、直流电桥中，通常 接法灵敏度最高。 【 C 】 A.半桥单臂 B.半桥双臂 C.全桥 D.无法确定
8、测量弯曲应变时，通常在构件上下表面对称布置4片应变片，若在同载荷下单臂测量电桥输出为A 、上下各取1应变片接成邻臂半桥的输出为2A ，则取4应变片构成全桥时的输出可能是 。 【 A 】 A. 4A 或0； B. 3A 或0； C. 3A 或A ； D. 2A 或0
9、压电式传感器后面的放大器的主要功能为
。 【 C 】 A.阻抗变换 B.信号放大 C. 阻抗变换和信号放大 D.不确定
10、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。
【 C 】
班级------------------- 学号--------------
姓名----------------- 重修标记
A. 长度
B. 截面积
C. 电阻率
D. 高通
11、提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作范围。【 A 】
A.频率
B.阻尼
C.相位
D.幅值
12、静态力传感器中，两片压电片多采用接法，可增大输出电荷量。【A 】
A. 串联
B. 并联
C. 既串联又并联
D.不知道
13、准周期信号的频谱是。【B 】
A.离散谱；
B.连续谱；
C.δ函数；
D.采样函数
14、不属于周期信号的频谱特点。【D 】
A.离散性
B.谐波性
C.衰减性
D.周期性
15. 高频反射式涡流传感器是基于______和______的效应来实现信号的感受和变化的【AD】
A.涡流
B.纵向
C.横向
D.趋肤
16. 两个正弦信号间存在下列关系：同频______相关，不同频______相关【AC 】
A.一定
B.不一定
C.一定不
二、填空题（请把答案填写在题内所留空白横线上，每空1分，
共24分）
1. 周期信号可分为简单和_ 复杂周期信号__两类，周期信号可分为准周期信号和
_ 瞬态信号 __两类。
2. 时域描述: 以时间为独立变量，能反映信号幅值随时间变化的关系。频域描述: 以
频率为独立变量，能反映信号的各个频率成分的幅值和相位的特征。
3. 自相关：信号此时与彼时的依赖关系；互相关：此信号与彼信号的依赖关系
4. 满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为常数和相频特性为线形。
5. 电容器的电容量0A
C
εε
δ
=，面积变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：
δ
ε
ε
=
C。
6. 按光纤的作用不同，光纤传感器可分为传感型和传输型两种类型。
7. 自相关分析可检测淹没于随机噪声信号中的周期成分。
8. 超声波探头的接收极是利用压电片的逆压电效应工作的，发射极是利用压电片的压电
效应工作的。
9.电感式传感器中，变气隙式自感传感器灵敏度最大、变面积式次之，螺线管式
最小，螺线管式应用最广。
10. 周期性信号4sin1.5t+2sin2.5t的周期为4π。
三、简答题（本大题分3小题，每小题6分，共18分）
1. 电阻应变片的电桥电路中温度补偿片的工作条件？ 解：①补偿片不受载荷作用； 2分
②与工作片处于同一温度场； 2分 ③接在相邻桥臂上。 2分 2. 什么是压阻效应？
压阻效应：半导体材料由于受力而使材料的电阻率发生改变的现象。
（三个黑体字为关键字，给出一个即得2分）
3. 数值孔径NA 的计算公式？并做简要推导说明 解：22210
0n -n n 1sin NA =
=θ （公式3分，推导说明3分）
四、计算题（本大题分3小题，共30分）
1、（10分）已知如图所示电感传感器铁心的相对导磁系数为104，空气的相对导磁系数为1，
真空中的磁导率m /H 1047
0-?=πμ，试对下述情况计算该传感器的输出电感：
（1）气隙为0时 （2）气隙为2mm 时
解：（1）
1
374H 109.7603.0002.0045.003.001.0045.003.0015.0016
.02104101--?=?
?? ???+?+????=
πm R
mH 521H 521.010
9.762003
22==?==m R W L （2）137
3H 104.715003
.0015.0104002
.02109.76--?=????+?=πm R mH 6.5H 0056.0104.71502003
22==?==m R W L 2、（10分）一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径mm r 4=，工作初始间隙mm 3.0=δ。 (1)工作时，如果传感器与工作的间隙变化量m μδ1±=?时，电容变化量是多少?
(2)如果测量电路的灵敏度pF mV S /1001=，读数仪表的灵敏度mV S /52格=，在m μδ1±=?时，读数仪表的指示值变化多少格？
解：（1）电容为：
其灵敏度为：200δεεδS C K r =??= 9
22121094.40003
.0004.01085.81--?=????=πK δ
??=
C K ? δ??=?K C 6
91011094.4--???=pF 31094.4-?= （2）变化的格数n 为：格47.21094.451003
21=???=?=-C S S n 3、（10分）图示为镍铬-镍硅热电偶分度表及测温电路，A 、B 为热电极，A '、B ' 为为(Cu )
铜导线；已知接线盒 1 的温度为40 0
C ，接线盒 2 的温度为20 0
C 。当 Ux=31.05mV 时，确
解：E AB （t ，0?C ）=E AB （t ，40?C ）+E AB （40?C ，0?C ） （2分）
E AB （t ，40?C ）= 3mV 05.1,查表得：E AB
（40?C ，0?C ）=1.61mV
E AB （t ，0?C ）mV mV 66.3205.3161.1==＋ （2分） 查表在780℃到790℃之间应用插值法可得：785=t ℃ （2分） 五、分析作图题（本大题分1小题，共10分）
1.（10分）试计算信号0)()(2>=-t e
t x t
的频谱，并绘制其幅频图。
2
2
)2(0
)2(0
22221)()(ωωωωωωωω+-=+-====∞
+∞
-+-∞
----∞
∞
--???j e j dt
e dt
e e dt
e t x X t
j t j t j t t j
2
2
21)(ω
ω+=
X 0.5 2分
1分 2分
1分
1分 2分
1分