重要知識點：
實驗中拉壓應力測試系統：
拉力感測器、電橋盒、電橋、振盪器、放大器、相敏檢波器、濾波器、轉換和顯示電路、a/d轉換、訊號分析
應變片微應變
供橋電壓
電阻應變片及其相關計算
靈敏度及其計算
前置放大器，電荷放大器
電橋及接法及其靈敏度關係
電容感測器、壓電感測器
半導體應變片、磁電式感測器
感測器選用原則
一、判斷題
1.動態應變儀的標定電橋的輸出電壓是採用半橋接法工作的。（ ）
2.感測器的作用是用來實現由非電量到電量的轉換。（ ）
3.利用橋式電位差計測量熱電偶的熱電勢時要消耗熱電偶的能量。（ ）
4.漂移是由測試裝置內部的溫度變化和元器件效能的不穩定造成的 （ ）
5.傳遞函式表徵了乙個系統的傳遞特性，它與輸入量和初始條件有關 （ ）
6.一低通濾波器與一高通濾波器串聯即組成帶阻濾波器，併聯即組成帶通濾波器 （ ）
7.對於一階測試裝置，其時間常數越小，輸出的響應速度就越快。（ ）
8.調頻是利用訊號電壓的幅值控制乙個振盪器，振盪器輸出的是等幅波，但其振盪頻率偏移量和訊號電壓成正比 （ ）
9.慣性式壓電加速度感測器的輸出電荷正比於質量塊的加速度。（ ）
10.金屬電阻應變片是利用壓阻效應進行工作的。（ ）
1.╳ 2.√ 3.╳ 4.√ 5.╳ 6.╳ 7.√ 8.√ 9.╳ 10.╳
二 、填空題
1.測試裝置的靈敏度是該標定曲線的________.
2.直流電橋中________接法的靈敏度最高。
3.交流電橋的平衡條件是相對橋臂阻抗幅值的________相等，且相對橋臂阻抗的相角之和相等。
4.半導體應變片的工作原理是基於________效應。
5、典型的測試系統基本由三部分構成，即和 。
6、實際測試裝置的靜態特性主要指標是和回程誤差。
7、根據濾波器的選頻作用可將濾波器分為四類和 。
8、測量誤差可分為和三種，其中前者一般通過真正仔細地測試是可以避免的。
9、a/d轉換器是將_________訊號轉換成_________訊號的裝置。
10、感測器的過載能力是指感測器在不致引起規定效能指標永久改變的條件下，允許超過其的能力。
1、斜率2、全橋3、乘積4、壓阻5 、訊號的感測部分，訊號的調理，訊號的顯示6 、重複性，靈敏度，線性度 7 、低通，高通，帶通，帶阻8 、系統誤差，隨機誤差，粗大誤差9 、模擬，數字10、測量範圍
三 、單項選擇題
1.下列感測器可實現非接觸測量的是（ ）感測器。
a.壓電式加速度 b.電動式速度 c.電磁式速度 d.電阻應變式
2.壓電式感測器是屬於（ ）型感測器。
a 參量型 b 發電型 c 電感型 d 電容型
3.表示測量裝置的靜態輸入與輸出之間關係的實驗曲線稱為（ ）
a.理論直線 b.標定曲線 c.理論標定曲線 d.幅頻曲線
4.要使裝置的輸出波形形狀不失真，須使該輸出波形的各正弦分量的相位滯後（ ）
a.相等 b.與角頻率成反比
c.與角頻率無關 d.與角頻率成正比
5.使用數字頻率計測量訊號時，在（ ）情況下測周法比測頻法合理。
a.被測訊號頻率很低 b.被測訊號頻率很高
c.被測訊號頻率變化較大 d.被測訊號頻率恆定
6.低通濾波器的作用是（ ）。
a 濾除低頻訊號 b 交流變直流c 直流變交流 d 濾除高頻訊號
7.壓電式感測器是高阻抗感測器，要求前置放大器的輸入阻抗（ ）。
a 不變b 很低c 很大d 隨意
8.當電阻應變片式感測器拉伸時，該感測器電阻（ ）
a 變大 b 變小 c 不變 d 不定
9.為了能從調幅波中很好地恢復出原被測訊號，常用（ ）作為解調器。
a 鑑相器 b 鑒頻器c 整流器d 變壓器
10.當u形管壓差計的a端連通被測氣體，b端連通大氣壓，若a端液面高於b端，高度差為h，則該h代表 （ ）
a.被測氣體的真空度 b.被測氣體的真空度或負表壓
c.被測氣體的絕對壓 d.被測氣體的表壓
四、簡答題
1、電橋的作用是什麼？其有什麼特性？特性的具體應用有哪些？
2、簡述感測器選用原則。
31、答： 電橋的作用是將感測器轉換元件的輸出的電參量的變化轉換為電壓量的變化。（2分）
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。（2分），利用和差特性可以補償溫度和時間帶來的誤差。（2分）
2、答：靈敏度。感測器的靈敏度越高，可以感知越小的變化量，即被測量稍有微小變化時，感測器即有較大的輸出。但靈敏度越高，會減小感測器的測量範圍。
頻率響應特性。感測器的響應特性必須在所測頻率範圍內盡量保持不失真。但實際感測器的響應總有一延時，但延時越短越好。
穩定性。感測器的穩定性是經過長期使用以後，其輸出特性不發生變化的效能。影響感測器穩定性的因素是時間與環境。
精確度。感測器的精確度表示感測器的輸出與被測量的對應程度。因為感測器處於測試系統的輸入端，因此，感測器能否真實地反映被測量，對整個測試系統具有直接影響。
測量方法。感測器在實際測試條件下的工作方式，也是選用感測器時應考慮的重要因素。因為測量條件不同對感測器要求也不同。
線形範圍。感測器都有一定的線性範圍，**性範圍內輸出與輸入成比例關係。線性範圍愈寬，則表明感測器的工作量程愈大。為了保證測量的精確度，感測器必須**性區域內工作。
每一要點1分，未闡述扣0.5 分。
3、答：霍爾感測器，結合下圖指出霍爾效應：金屬或半導體薄片置於磁場中，當有電流流過時，在垂直於電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物理現象稱為霍爾效應。（2分）
圖（1分）
繪出如下感測器布置示意圖並說明其測量原理。（3分）
或者：或者：
電渦流感測器：結合下圖闡述渦流效應，
繪出如下感測器布置示意圖並說明其測量原理
1為金屬齒盤，2為電渦流感測器。
或者：光電感測器測量轉速
或者n=f/n指出式中n——轉速；f——脈衝頻率；n——圓盤開孔數。
指出1為光源，2為光電元件
或者為反射式光電元件
4、答：雜訊訊號的頻譜圖中顯示：主要頻率成分的頻率為：約21hz（2分）
軸1轉速3000r/min，轉動頻率為n1/60=50hz；軸2轉速n2=20/40*3000=1500 r/min，轉動頻率為n2/60=25hz；軸3轉速n3=18/21*1500=1285.7 r/min,轉動頻率為n3/60=21.4hz；軸4轉速n4=21/16*1285=1687 r/min，轉動頻率為n4/60=28hz。
（2分）
由於軸3的轉動頻率非常接近雜訊的主要頻率，故軸3是系統中主要的振動源。（2分）
、選用合適的非接觸式感測器測量發動機曲軸的轉速，畫出感測器布置示意圖並說明其測量原理。
五 、計算題
1、用乙個一階系統作100hz正弦訊號測量。如果要求限制振幅誤差在5%以內，則時間常數應取多少？（10分）
2、 已知變磁通式轉速感測器輸出電動勢的頻率f=72hz，測量齒盤的齒數z=36，求：
（1） 被測軸的轉速是每分鐘多少轉？ （5分）
（2） 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？（5分）
1、答2分)
(1分)
1分)2、答：（1）（3分）
（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±轉=±轉故其最大轉速誤差為±**/分）（3分）
一、單項選擇題
1.壓電式感測器是屬於（ ）型感測器。
a 參量型 b 發電型 c 電感型 d 電容型
2.低通濾波器的作用是（ ）。
a 濾除低頻訊號 b 濾除高頻訊號 c 直流變交流 d 交流變直流
3.當電阻應變片式感測器拉伸時，該感測器電阻（ ）。
a 變大 b 變小 c 不變 d 不定
4. 極距變化型電容式感測器，其靈敏度與極距（ ）。
a 成正比 b 平方成正比 c 成反比 d 平方成反比
5.乙個相鄰雙臂工作的測力電橋，如果將兩工作臂的乙個應變片均改為兩個應變片串聯，則電橋的輸出電壓（ ）。
a. 加大一倍 b. 減小一倍 c. 不變 d. 加大兩倍
6. 若電阻應變片的輸入訊號為正弦波，則以該應變片為工作臂的直流測量用橋的輸出是（ ）。
a. 直流訊號 b. 正弦波 c. 調幅波 d. 脈動波
7. 交流電橋的橋臂依次是z1 z2 z3 z4,其平衡條件是（ ）。
a. z1z2=z3z4 b. d.
8.用電渦流感測器探測金屬零件表面裂紋，則電渦流感測器是( )式的。
a. 互感和高頻反射 b. 自感和低頻投射
c. 互感和低頻投射 d. 自感和高頻反射
9.要使裝置的輸出波形形狀不失真，須使該輸出波形的各正弦分量的相位滯後（ ）
a.相等 b.與角頻率成反比 c.與角頻率無關 d.與角頻率成正比
10. 電容式感測器是將被測量的變化轉換成[ ]變化一種感測器
a.電容量 b.電感量 c.介電常數 d.距離
二、判斷題
１．所有週期訊號都是功率訊號。( )
２．電阻應變式感測器只用於測定結構的應力或應變。（ ）
汽車運用基礎複習指導書
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