汽车测试基础复习资料2013(答案)

第1页共1页汽车测试基础复习大纲第1章绪论1.测量与测试含义是否是一样？2.测试系统原理框图第2章信号分析1.信号一般有哪几种分类方法？各分为哪几类？请简要说明。2.周期信号和非周期信号的频谱图各有什么特点？3.简要说明随机信号的主要特征参数以及它们的数学表达式。第3章测试装置1.测试系统的基本构成。2.测量装置有哪些静态特性指标；何谓测试系统的动态特性？3.测试系统的传递函数。4.测试系统的频响函数定义及其物理意义。5.简述不失真测量的基本条件。6.对于二阶装置，设计时为何要取阻尼比ζ=0.6～0.8？第4章常用传感器及其测量电路1.常用传感器的分类,以及每种传感器的基本工作原理、结构、测量电路与使用特点，并举例加以说明。2.传感器的选用原则。传感器的灵敏度与精确度越高越好么，为什么？3.哪些传感器可以用作小位移传感器？4.差动式传感器的特点及应用范围。5.磁电式(光电式)传感器的类型及在汽车测试中的典型应用实例。6.电感传感器(自感型)的灵敏度与哪些因素有关，要提高灵敏度可采取那些措施？采取这些措施会带来什么后果？7.电容传感器、电感传感器、电阻应变片传感器的测量电路有何异同？8.电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何根据具体情况选用？9.何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测量那些物理量？请举出三个例子说明？10.什么叫电涡流效应？概述电涡流式传感器的基本结构与工作原理。11.以变气隙式自感传感器位移为例，分析、比较传感器差动与非差动式的灵敏度。第2页共25页12.有一批涡轮机叶片，需要检测是否有裂纹，请列举出两种以上方法，并简述所用传感器工作原理。13.设计利用霍尔元件测量转速的装置，并说明其原理。第5章信号处理1.什么是调制和解调，调制和解调的作用是什么?2.交流电桥可作为哪些传感器的测量电路?3.常用的调幅（调频）电路有哪些?相应的解调电路是什么?4.低通、高通、带通及带阻滤波器各有什么特点?它们的频率特性函数的关系是什么，画出它们的理想幅频特性图?5.试用一阶RC低通滤波器和RC高通滤波器构成RC带阻滤波器，画出其电路图。6.调幅波是否可以看做是载波与调制信号的叠加，为什么？7．什么是滤波器的品质因数？它与滤波器频率分辨力有何关系？8.调频信号与调幅信号有何相同之处？有何不同之处？第6章测量误差分析1.什么是误差，简要说明误差的来源；相对误差和绝对误差如何定义。2.简要说明系统误差的分类，如何消除。3.间接测量的结果应如何分析误差。第7章静态、动态测试数据处理1.简述动态测试数据的分类。2.回归分析想解决的问题是什么？依据是什么？重要知识点：实验中拉压应力测试系统：拉力传感器、电桥盒、电桥、振荡器、放大器、相敏检波器、滤波器、转换和显示电路、A/D转换、信号分析应变片/RRK微应变供桥电压第3页共25页电阻应变片及其相关计算灵敏度及其计算前置放大器，电荷放大器电桥及接法及其灵敏度关系电容传感器、压电传感器半导体应变片、磁电式传感器传感器选用原则复习题集一、判断题1.动态应变仪的标定电桥的输出电压是采用半桥接法工作的。（×）2.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。（√）3.利用桥式电位差计测量热电偶的热电势时要消耗热电偶的能量。（×）4.漂移是由测试装置内部的温度变化和元器件性能的不稳定造成的（√）5.传递函数表征了一个系统的传递特性，它与输入量和初始条件有关（×）6.一低通滤波器与一高通滤波器串联即组成带阻滤波器，并联即组成带通滤波器（×）7.对于一阶测试装置，其时间常数越小，输出的响应速度就越快。（√）8.调频是利用信号电压的幅值控制一个振荡器，振荡器输出的是等幅波，但其振荡频率偏移量和信号电压成正比（√）9.惯性式压电加速度传感器的输出电荷正比于质量块的加速度。（×）10.金属电阻应变片是利用压阻效应进行工作的。（×）二、填空题1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的__斜率______.2.直流电桥中_全桥__接法的灵敏度最高。第4页共25页3.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的_乘积__相等，且相对桥臂阻抗的相角之和相等。4.半导体应变片的工作原理是基于_压阻_效应。5、典型的测试系统基本由三方面够成，即信号的传感部分、信号的调理和信号的显示。6、实际测试装置的静态特性主要指标是：重复性、灵敏度、线性度和回程误差。7、根据滤波器的选频作用可将滤波器分为四类：低通、高通、带通和带阻。8、测量误差可分为粗大误差、随机误差、和系统误差三种，其中前者一般通过真正仔细地测试是可以避免的。9、A/D转换器是将___模拟___信号转换成__数字__信号的装置。10、传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过其测量范围的能力。三、单项选择题1.下列传感器可实现非接触测量的是（C）传感器。A.压电式加速度B.电动式速度C.电磁式速度D.电阻应变式2.压电式传感器是属于（B）型传感器。A参量型B发电型C电感型D电容型3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为（B）A.理论直线B.标定曲线C.理论标定曲线D.幅频曲线4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后（D）A.相等B.与角频率成反比C.与角频率无关D.与角频率成正比5.使用数字频率计测量信号时，在（A）情况下测周法比测频法合理。A.被测信号频率很低B.被测信号频率很高C.被测信号频率变化较大D.被测信号频率恒定6.低通滤波器的作用是（D）。A滤除低频信号B交流变直流C直流变交流D滤除高频信号7.压电式传感器是高阻抗传感器，要求前置放大器的输入阻抗（C）。第5页共25页A不变B很低C很大D随意8.当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（A）A变大B变小C不变D不定9.为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，常用（C）作为解调器。A鉴相器B鉴频器C整流器D变压器10.当U形管压差计的a端连通被测气体，b端连通大气压，若a端液面高于b端，高度差为h，则该h代表（B）A.被测气体的真空度B.被测气体的真空度或负表压C.被测气体的绝对压D.被测气体的表压四、简答题1、电桥的作用是什么？其有什么特性？特性的具体应用有哪些？答:电桥的作用是将传感器转换元件的输出的电参量的变化转换为电压量的变化。其具有和差特性，即只有相对两臂有相同方向的变化量，相邻两臂有不同的方向的变化量，才能使输出电压有最大值。利用和差特性可以补偿温度和时间带来的误差。2、简述传感器选用原则。答:○1灵敏度。传感器的灵敏度越高，可以感知越小的变化量，即被测量稍有微小变化时，传感器即有较大的输出。但灵敏度越高，会减小传感器的测量范围。○2频率响应特性。传感器的响应特性必须在所测频率范围内尽量保持不失真。但实际传感器的响应总有一延时，但延时越短越好。○3稳定性。传感器的稳定性是经过长期使用以后，其输出特性不发生变化的性能。影响传感器稳定性的因素是时间与环境。○4精确度。传感器的精确度表示传感器的输出与被测量的对应程度。因为传感器处于测试系统的输入端，因此，传感器能否真实地反映被测量，对整个测试系统具有直接影响。○5测量方法。传感器在实际测试条件下的工作方式，也是选用传感器时应考虑的重要因素。因为测量条件不同对传感器要求也不同。○6线形范围。传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输出与输入成比例关系。线性范围愈宽，则表明传感器的工作量程愈大。为了保证测量的精确度，传感器必须在线性区域内工作。3、选用合适的非接触式传感器测量发动机曲轴的转速，画出传感器布置示意图并说明其测量原理。第6页共25页答：霍尔传感器，结合下图指出霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。（2分）图（1分）绘出如下传感器布置示意图并说明其测量原理。（3分）或者：或者：第7页共25页电涡流传感器：结合下图阐述涡流效应，绘出如下传感器布置示意图并说明其测量原理1为金属齿盘，2为电涡流传感器。或者：光电传感器测量转速或者n=f/N指出式中n——转速；f——脉冲频率；N——圆盘开孔数。第8页共25页指出1为光源，2为光电元件或者为反射式光电元件五、计算题1、用一个一阶系统作100Hz正弦信号测量。如果要求限制振幅误差在5%以内，则时间常数应取多少？（10分）%51112AsradHzf/62810022000523.02、已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求：（1）被测轴的转速是每分钟多少转？（5分）（2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？（5分）解：（1）nfZ60607236120(/转分）（2）频率计的计数装置读数误差为±1个数字，对应的角位移为±1Z转=±136转故其最大转速误差为±136（转/分）一、单项选择题1.压电式传感器是属于（B）型传感器。A参量型B发电型C电感型D电容型2.低通滤波器的作用是（B）。A滤除低频信号B滤除高频信号C直流变交流D交流变直流3.当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（A）。A变大B变小C不变D不定第9页共25页4.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（D）。A成正比B平方成正比C成反比D平方成反比5.一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（C）。A.加大一倍B.减小一倍C.不变D.加大两倍6.若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的直流测量用桥的输出是（C）。A.直流信号B.正弦波C.调幅波D.脉动波7.交流电桥的桥臂依次是Z1Z2Z3Z4,其平衡条件是（D）。A.Z1Z2=Z3Z4B.|1||3||2||4|ZZZZC.Z1Z3=Z2Z4D.1324ZZZZ8.用电涡流传感器探测金属零件表面裂纹，则电涡流传感器是(D)式的。A.互感和高频反射B.自感和低频投射C.互感和低频投射D.自感和高频反射9.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后（D）A.相等B.与角频率成反比C.与角频率无关D.与角频率成正比10.电容式传感器是将被测量的变化转换成[A]变化一种传感器A.电容量B.电感量C.介电常数D.距离二、判断题１．所有周期信号都是功率信号。(√)２．电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。（×）３．频响函数反映了系统响应的稳态过程。（√）4．直流信号具有无限的频谱。（×）5．半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。（√）6．压电式传感器不一定要配接前置放大器。（×）7．若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。（×）8．在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D转换器的位数无关。（×）9．变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。（×）10．随机信号是确定性信号。（×）三、填空题1．一个完整的测试系统应包括：传感器、信息调节器以及显示及储存装置。2．传感器包括敏感元件和辅助元件两部分。3.系统实现动态测试不失真的频率响应特性满足幅频特性为常数，相频特性为线性关系或相频特性为零时，幅频特性仍为常数。4．测量结果通常可用数字、图形和经验公式三种方式表达，其中经验公式便于用数学分析方法进一步进行理论研究。5．电桥是将电阻，电容，电感等参数的变化转换为电流或电压输出的一种测量电路。6．测试技术包含了__测量技术___和_试验技术_两方面内容。四．问答题第10页共25页1.何谓电桥灵敏度，其影响因素是什么？不同电桥接法，其电桥灵敏度可为多少？答：电桥的灵敏度是输出电压与电桥的输入的比值。其影响因素有电桥工作臂的多少有关，铁丝与桥源的高低有关。全桥的灵敏度S=1时，半桥为0.5S，单臂电桥为0.25S。2.为什么许多传感器多做成差动式？试述本书中那些传感器常采用差动式接法。1）差动式接法的优点是可以提高传感器灵敏度1倍，大大