测试技术综合复习题

测金属材料表层和内部缺陷，对线圈的供电频率分别有什么要求，为什么？ 答：厚度，表面温度，速度，应力

21） 可用电涡流传感器、磁阻传感器和霍尔传感器检测缆车钢丝绳断绳或金属平板中的裂纹吗？为什么？若可以，画出检测框图，并比较它们的检测效果。

答：可以

22） 如果矩形波与三角波都是以1000Hz变化的波形，如果要求误差都不超过10%，选择的放大器通带何不同？如果采用相同的示波器显示，哪个的误差大？为什么？

23） 在油气或石油勘察中，通常要通过爆破对地壳进行激励，分析其原因？若用检波器获取激励回波信号，则深层和浅层资源所对应的检波频率哪个高？为什么？

24） 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。

25） 下图是一种传感器的工作原理图，试问这是何种形式的传感器？用图中的符号简述其工作原理。

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图 1 传感器工作原理图

26） 简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因？常用的前置放大器有哪两种？各有什么特点？

答：：因压电式传感器的输出电阻很大、电荷量很小；普通放大器输入电阻较小，不能直接放大；阻抗变换器具有输入阻抗高，输出阻抗小。 电荷放大器具有输入阻抗高，输出电压与压电式传感器电荷成正比、与反馈电容成反比；与电缆分布电容无关；电压放大器具有电路简单，成本低，压电式传感器须与电缆配套使用。

27） 已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源y(t)?cos2?f0t和输入信号x(t)的幅值谱如图所示。电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱Xm(f)、 Xe(f)、 Xf(f)。

28） 已知电阻应变仪交流电桥的输入信号x(t)和电桥电源y(t)的波形如图所示。电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。试画出电桥输出信号xm(t)、相敏检波输出信号xe(t)和低通滤波器输出信号xf(t)。

29） 若用光线示波器来记录图一所示的方波信号，可否选用固有频率为400Hz为FC6-400型振动子? 并说明理由。(提示：要较完整地记录一信号，必须保证其前十次谐波的幅值误差小于5％。)

x(t)A2.5-A57.510t(ms)

30）

直流电桥平衡条件是什么？交流电桥平衡条件是什么？画出平衡电桥的工作

原理图，并简述平衡电桥的工作原理。试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需调电容平衡的原因？

答：直流电桥平衡条件：R1*R3=R2R4 交流电桥平衡条件：

?Z01Z03?Z02Z04 ???1??3??2??4

现有电阻R1和R2，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，试画出

能满足电桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为ui，输出为uo）。

31） 有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？

32） 差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：（1）此电桥需接入何种激励电压？答：高频正弦电压

（2）该电桥的输出电压是何波形？答：高频正弦波的幅值随传感器输出波的变化而变化

（3）输出电压的幅值与传感器的什么量有关？答：灵敏度

（4）输出电压大小能否反映被测量的方向？欲知被测量的方向，测量电路中应带有什么环节? 答：不能，在测量电路之后接入差动相敏检波电路

33） 什么是调制，调制的目的是什么，如何实现对信号进行调幅和解调？调幅波的

解调方法有哪几种？若要将测试数据分别从高铁站和卫星发送到省信息处理中心，分别采用什么调制方式？为什么？并比较它们的优缺点。若要在省信息处理中心将数据还原，分别采用什么解调方式？阐述其实现过程。

若要从高铁站发送到省信息处理中心，采用调幅，从卫星发送到省信息处理中心，采用调频。

调频比调幅抗干扰能力强 调频波比调幅波频带宽 调频制功率利用率大于调幅制

34） 数字信号处理的一般步骤是什么？哪些步骤会带来误差，如何尽可能减少相应误差？并说明其原因。说明为什么信号截断后必然会引起泄漏误差？及信号的时域采样是如何引起信号频谱的周期延展及频率混叠的？

答：信号数字化可以分为三步：1）等距采样，实现信号离散化；2）数值量化，用有限精度表达采样值；3） AD转换，对量化值进行二进制编码。 前两步有误差，应减小采样间距，提高量化精度。

信号截断以后产生的能量泄漏现象是必然的，因为窗函数w(t)是一个频带无限的函数，所以即使原信号x(t)是限带宽信号，而在截断以后也必然成为无限带宽的函数，即信号在频域的能量与分布被扩展了

时域采样就是把信号与周期单位脉冲序列相乘，对应在频域就是两个信号频谱的卷积。由于周期单位脉冲序列的频谱也是一个周期脉冲序列，根据脉冲函数的卷积特性，采样信号的频谱是把原信号的频谱移至脉冲发生处，又由于脉冲序列的周期性，所以导致采样后信号的频谱产生周期延展。（6分） 当采样频率fs小于信号频率fc的两倍，则原信号的频谱在移至脉冲序列发生处的时候，相互之间会产生交叠，从而产生频率混叠

35） 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？

36） 简述什么是光电导效应？光生伏特效应？外光电效应？这些光电效应的典型光电器件各自有哪些？

37） 画出利用热电偶测量两点间温度差的线路图，并解释其工作原理。

38） 什么是霍尔效应? 霍尔电动势与哪些因素有关？如何提高霍尔传感器的灵敏度? 试对图1利用霍尔式传感器实现转速测量进行解释。