测试原理与技术中国大学mooc网课答案-新全讯2网

1 测量的基础知识

1 测量的基础知识 单元测验

1、随机误差是没有规律的，但是通过统计平均，可以将其消除。

2、用米尺测一长度两次，分别为10.53 cm及10.54 cm，因此测量误差为0.01 cm。

3、水银温度计毛细管不均匀是系统误差。

4、用等臂天平称衡采取复称法是为了减少偶然误差，所以取左右两边所称得质量的平均值作为测量结果。

5、天平零点漂移是偶然误差

2 信号及其描述

2 信号及其描述 单元测验

1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

3、非周期信号的频谱一定是连续的。

4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

5、随机信号的频域描述为功率谱。

3 测量装置的基本特性

3 测量装置的基本特性 单元测验

1、正弦信号通过一阶系统后的输出幅值一定减小，相位一定滞后。

2、系统输出等于输入和系统的脉冲响应函数的乘积。

3、频率保持性是指任何测试装置的输出信号频率在任何时候总等于输入信号的频率。

4、用二阶系统作测量装置时，影响幅值测量误差大小的参数有灵敏度。

5、一传感器的灵敏度高，表示该传感器单位输入量引起的输出量大。

4 常用的传感器

4 常用的传感器 单元测验

1、压电式传感器使用电压放大器时，输出电压几乎不受连接电缆长度变化的影响。

2、电阻应变片的输入为应变。

3、电容传感器可实现非接触测量。

4、压阻式传感器和应变式传感器相比，两者都主要依靠改变电阻率和截面积而改变阻值大小。

5、霍尔式传感器是目前国内外应用最广的一种磁敏传感器之一，其工作原理为霍尔效应。

5 模拟信号的调理

5 模拟信号的调理 单元测验

1、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。

2、调幅波是载波与调制信号的叠加。

3、带通滤波器的波形因数值越大，其频率选择性越好。

4、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。

5、只使在fc1~fc2间频率信号通过，应采用带通滤波器。

6 数字信号处理概论

6 数字信号处理概论 单元测验

1、频率分辨力越高，则泄漏误差越小。

2、a/d转换器的位数越多，则量化误差越小。

3、对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。

4、窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。

5、周期信号的频谱是由无限多条离散谱线组成，每一条谱线代表一个谐波分量。

7 相关分析与功率谱分析

7 相关分析与功率谱分析 单元测验

1、互相关函数是偶实函数。

2、利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。

3、若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为1。

4、正弦信号的自相关函数保留其相位信息。

5、互相关函数是两个信号在频率域上的关系。

8 虚拟仪器技术

8 虚拟仪器技术 单元测验

1、在通用硬件平台确定后，虚拟仪器功能既可以由用户根据需要由应用软件来定义，也可由厂家定义好。

2、虚拟仪器的关键是软件——软件即仪器.

3、虚拟仪器主要由传感器，数据采集和控制板卡，分析软件和显示软件组成。

4、rs232串行接口和485接口都可以作为虚拟仪器的总线，实现虚拟仪器和计算机的通讯

5、利用gpib设备与计算机组成的虚拟仪器系统一般有串行联接、星型联接两种方法。

6、现代网络通讯方式，比如ethernet也可以用于虚拟仪器的通讯连接。

7、现场总线(field bus)也经常用作虚拟仪器的总线模块，其特点是可用于恶劣环境条件下、抗干扰能力很强。

9 位移测量

9 位移测量 单元测验

1、惯性导航中，就是通过测量载体的加速度，经过二次积分而求得载体的位移。

2、对于磁电式速度计的输出值进行二次积分可以得到载体的位移。

3、汽车的里程表，通过测量车轮转数再乘以周长而得到汽车的里程，就是一种典型的角位移和线位移的转换。

4、位移测量包括线位移测量和角位移测量。其测量一般包括直接位移测量（包括线位移和角位移），也可以通过测量速度、加速度之后，通过积分获得位移值。

5、通过位移传感器，将被测位移量的变化转换成电量（电压、电流、阻抗等）、流量、光通量、磁通量等的变化，从而可以实现位移的测量

6、旋转编码器、光电传感器、电涡流传感器、磁电传感器都可以实现转速类物理量的测量。

7、互感型差动变压器式传感器构成的位移测量装置不仅可以扩大测量范围，而且传感器的灵敏度也较高。

8、单螺旋管线圈型传感器、涡流式传感器、可变间距电容式传感器，激光微位移传感器，适用于较长位移测量。

9、单螺旋管线圈型传感器、涡流式传感器、可变间距电容式传感器，适用于较短位移测量

10、感应同步器、磁栅传感器的基本工作原理都是基于电磁感应原理。

11、感应同步器、磁栅传感器、光栅尺、激光干涉仪都是常用的测量精度高、测量范围大（可以达到米级）的位移传感器。

12、双频激光干涉仪基本原理是利用光的干涉原理和多卜勒效应，可以实现不受激光强度和空气温湿度变化的影响。

13、旋转变压器传感器本质上是输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系的变压器。

14、二进制循环码（格雷码）相比于标准二进制码盘，存在单值性误差。

15、单一增量型编码器无法实现旋转运动方向的辨识。

16、放射性同位素测厚仪和x射线测厚仪都是常用的穿透式测厚仪，放射源和检测器分别置于被测对象的上下方。

17、电容法可测量液体和粒状、粉末状材料的物面，其基本原理都是利用电容极板之间介电常数的变化来实现的。

18、如果被测物体由塑料制成，则无法使用电涡流传感器来实现被测物体位移的测量。

10 振动的测试

10 振动的测试 单元测验

1、压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。

2、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。

3、压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频率最低。

4、压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。

5、快速正弦扫描激振属于宽带激振法。

11 力、扭矩的测量

11 力、扭矩的测量 单元测验

1、力的测量方法可以归纳为利用力的静力效应和动力效应两种。

2、差动变压器、激光干涉等方法通过测定弹性体变形达到测力的目的，利用的是力的静力效应。

3、用已知质量的物体在重力场某处的重力来体现力值，利用的是力的静力效应。

4、应变片的布置和电桥组接，不仅可以消除温度变化，也可以消除复合载荷作用的影响。

5、温度补偿时，工作应变片、温度补偿片完全相同，放在完全相同温度场中，接在对边桥臂。

6、所谓的工作片温度补偿法，指的是轴向贴一片应变片，相同位置沿横向贴另一片，将两片接在相邻桥臂。

7、轴向拉伸(压缩)载荷下布片、接桥时，工作片在上、下表面对称粘贴，由加减特性可知，这样可以消除因加载偏心而造成的附加弯矩。

8、电容式力传感器其特点是结构简单，灵敏度高，动态响应快，广泛应用于静动态力测量。

9、压电式力传感器具有体积小，动态响应快的特点，但是也存在电荷泄漏，因此不适宜静态力的测量。

10、压磁式测力装置输出电势较大，甚至只需滤波整 流，无需放大处理。常用于大型轧钢机等大力测量。

11、压电式传感器使用电荷放大器时，输出电压几乎不受连接电缆长度变化的影响。

12、磁电感应式扭矩传感器和光电式扭矩传感器，都可以通过在转轴上固定两个齿轮（或者圆盘光栅），测量其所在横截面之间相对扭转角来获得扭矩测量值。

13、压力测量，一般可以通过弹性元件产生应变，其应变可以由应变片或微位移（或者偏转角）传感器及相应测量电路转换成电信号输出，得到压力测量值。

12 温度测量

12 温度测量 单元测验

1、热电偶测温过程中，即使冷端温度不是0℃，也可以通过冷端温度补偿获得测量结果，而且冷端补偿的精度不会影响热电偶测量误差。

2、用铂电阻温度传感器测温，采用3线制接线测量比2线制接线测量精度高.

3、热电偶回路中接入连接导线后，回路中的热电势等于原热电偶与连接导线的热电势之和

4、全辐射式温度计可以实现被测物体的非接触测温，但精确测量需要知道被测物体的黑度

5、膨胀式测温是基于物体受热时产生膨胀的原理，工质对象可以是液体、气体，也可以是固体。

6、双金属温度计抗振性好，读数方便，精度高，常用于各种一般性工业场合的温度测量仪表

7、热电偶利用了材料的热电效应，输出量为电势，可以直接驱动后续负载。

8、热电阻温度传感器包括金属热电阻和半导体热电阻，利用了电阻率却随温度升高而升高，来实现温度测量。

9、温敏二极管和温敏三极管都具有负的电压 — 温度关系，故呈现负温度系数。

10、能对被测物体热辐射能量进行检测，进而确定被测物体温度的仪表，通称为辐射式温度计，其中也包括红外成像测温仪。

11、光纤温度传感器既可以利用光的强度（吸收、热辐射）、波长（荧光）等与温度有关的信息作为测量信号，也可以利用光纤本身物理参数随温度变化的特性，来实现温度测量。前者灵敏度低，抗干扰能力强；后者灵敏度较高，对温度外的干扰（振动、应力）较为敏感，稳定性、精度受限。

12、基于声波在气体混合物内的传播速度是绝对温度的单值函数，可以实现超声波测温。

13、以颜色或现象变化来指示物体表面温度及温度分布，热敏颜料等适合于测量表面温度分布，使用方便，精确度也较好。

13 流量测量

13 流量测量 单元测验

1、流体的流量是指在短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比，该时间足够短以致可认为在此期间的流动是稳定的，则此流量又称瞬时流量。

2、体积流量和质量流量之间，可以通过瞬时流速和介质密度建立函数关系。

3、压差式流量计，其原理是流体流过通管道中的阻力件时产生的压力差与流量之间有确定关系，通过测量差压值求得流量

4、三孔探针测量时不转动也可确定气流的方向。

5、流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小来划分的，其精度等级通常在0.2—2之间。

6、流通管道中的流量计实际上是一个阻力件，流体在通过流量计时一定会不可避免的产生压力损失，故希望流量计的压力损失愈小愈好。

7、节流式流量计一般结构简单，无可动部件；可靠性较高；复现性能好；适应性较广，它适用于各种工况下的单相流体；但其前后需要较长直管段，且压力损失较大。

8、节流式流量计常用的节流装置包括各种形式的孔板、喷嘴、以及文丘里管等，取压方式广泛采用的是角接取压法，其次是法兰取压法。

9、转子流量计也是利用节流原理测量流体的流量，但它的差压值基本保持不变，是通过节流面积的变化反映流量的大小，故又称恒压降变截面流量计，适用于各种管径、中小流量和中低雷诺数的流量测量。

10、容积式流量计是直接根据排出体积进行流量累计的仪表，典型产品包括椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、伺服式容积流量计等。

11、速度式流量计的测量原理均基于与流体流速有关的各种物理现象，仪表的输出与流速有确定的关系，典型的速度式流量计包括：涡轮流量计、电磁流量计、超声流量计。

12、电磁流量计测量流量适用于具有导电性的液体和气体介质，不适用于含有颗粒、悬浮物等粉体的流量测量。

13、速度式流量计都具有精度高、测量范围广；耐高压，压力损失；对流量变化反应迅速，可测脉动流量；抗干扰能力强的特点

期末考试

期末考试 客观题

1、设间接测量量 z=x y，在测量x和y时是一对一对同时读数的，测量数据如下，试求z的标准差。 测量序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x读数 100 104 102 98 103 101 99 101 105 102 y读数 51 51 54 50 51 52 50 50 53 51
    a、2.551
    b、2.421
    c、3.120
    d、2.960

2、图示rc电路中，已知c=0.01μf，若ex的幅值为100，频率为10khz，并且输出端eg的相位滞后ex30°，求此时的r应为何值，输出电压幅值为多少？
    a、918ω, 86.6v
    b、1000ω, 86.6v
    c、918ω, 87v
    d、91.8ω, 87v

3、气象气球携带一种时间常数为τ=15s的一阶温度计、以5m/s的上升速度通过大气层。设温度按每升高30m下降0.15°c的规律变化，气球将温度和高度数据用无线电送回地面，在3000m处所记录的温度为-1°c，试问实际出现-1°c的真实高度测量值是多少？
    a、2925
    b、2930
    c、3075
    d、2975

4、试求传递函数分别为 的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度是
    a、123
    b、41
    c、1.5
    d、61.5

5、对一个线性系统激振，激振信号x(t)=10sin（4t＋30°），测得的响应信号为y(t)，y(t)与x(t)的相位差落后φ=30。将激振信号x(t)和响应信号y(t)进行互相关，所得信号的相关函数图形如图所示，求此响应y(t)。
    a、46.2sin4t
    b、92.4sin4t
    c、46.2cos4t
    d、92.4cos4t

6、测图示梁板的弯曲，已知力f垂直作用于板面且在其宽度中点。若已知所用电桥由振荡器供给电压ui，经调制的输出信号为，该调幅波中载波的频率为多大？且相应解调时的低通滤波器的通频带应如何选择？
    a、f=15000hz, 0~1khz
    b、f=3000hz, 0~2khz
    c、f=15000hz, 0~20khz
    d、f=30300hz, 0~1khz

7、以下几种测量位移传感器：可变气隙式电感式传感器、单螺旋管线圈型传感器、差动变压器式电感传感器、涡流式传感器、可变间距电容式传感器、激光位移传感器、光栅传感器，哪些适用于1~100毫米范围的较长位移测量？
    a、可变气隙式电感式传感器
    b、单螺旋管线圈型传感器
    c、差动变压器式电感传感器
    d、涡流式传感器
    e、可变间距电容式传感器
    f、激光位移传感器
    g、光栅传感器

8、以下几种测量位移传感器：可变气隙式电感式传感器、单螺旋管线圈型传感器、差动变压器式电感传感器、涡流式传感器、可变间距电容式传感器、激光位移传感器、光栅传感器，哪些适用于0~1毫米范围的短位移测量？
    a、可变气隙式电感式传感器
    b、单螺旋管线圈型传感器
    c、差动变压器式电感传感器
    d、涡流式传感器
    e、可变间距电容式传感器
    f、激光位移传感器
    g、光栅传感器

9、随机误差是没有规律的，但是通过统计平均，可以将其消除。

10、一个连续周期的时域信号, 其频谱也是连续周期的。

11、互感型差动变压器式传感器构成的位移测量装置不仅可以扩大测量范围，而且传感器的灵敏度也较高。

12、将1v的模拟信号电压用8位的a/d转换器进行量化，其最大的量化误差为±1/512 v。

13、频率为1000hz的周期性方波，经过截止频率为1000hz的理想低通滤波器后的输出为2000hz的正弦波。

14、恒带宽比滤波器组中各滤波器组具有相同的品质因数q。

15、信号数字化处理时一经截断，在频域内必然产生能量泄漏。

16、系统输出等于输入和系统的脉冲响应函数的乘积。

17、压电式传感器使用电压放大器时，输出电压几乎不受连接电缆长度变化的影响。

18、采样信号频域不发生混叠的条件是被采样信号必须是限带信号。

19、频率保持性是指任何测试装置的输出信号频率在任何时候总等于输入信号的频率。

20、数字信号的特征是时域和频域都是离散的。

21、正弦信号通过一阶系统后的输出幅值一定减小，相位一定滞后。

22、调制不失真条件载波信号频率应大于调制信号最高频率。

23、热电偶测温过程中，即使冷端温度不是0℃，也可以通过冷端温度补偿获得测量结果，而且冷端补偿的精度不会影响热电偶测量误差。

24、三孔探针测量时不转动也可确定气流的方向。

25、用铂电阻温度传感器测温，采用3线制接线测量比2线制接线测量精度高。

26、热电偶回路中接入连接导线后，回路中的热电势等于原热电偶与连接导线的热电势之和。

27、全辐射式温度计可以实现被测物体的非接触测温，但精确测量需要知道被测物体的黑度。

28、浮子流量计的刻度与被测流体的密度有关，与浮子的密度无关。

29、随机误差是没有规律的，但是通过统计平均，可以将其消除。

30、水银温度计毛细管不均匀是系统误差。

31、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

32、非周期信号的频谱一定是连续的。

33、正弦信号通过一阶系统后的输出幅值一定减小，相位一定滞后。

34、用二阶系统作测量装置时，影响幅值测量误差大小的参数有灵敏度。

35、系统输出等于输入和系统的脉冲响应函数的乘积。

36、电容传感器可实现非接触测量。

37、压阻式传感器和应变式传感器相比，两者都主要依靠改变电阻率和截面积而改变阻值大小。

38、霍尔式传感器是目前国内外应用最广的一种磁敏传感器之一，其工作原理为霍尔效应。

39、调幅波是载波与调制信号的叠加。

40、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。

41、周期信号的频谱是由无限多条离散谱线组成，每一条谱线代表一个谐波分量。

42、频率分辨力越高，则泄漏误差越小。

43、互相关函数是偶实函数。

44、正弦信号的自相关函数保留其相位信息。

45、压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。

46、惯性导航中，就是通过测量载体的加速度，经过二次积分而求得载体的位移。

47、双频激光干涉仪基本原理是利用光的干涉原理和多卜勒效应，可以实现不受激光强度和空气温湿度变化的影响。

48、如果被测物体由塑料制成，则无法使用电涡流传感器来实现被测物体位移的测量。

期末考试 主观题

1、简单分析比较三种常用接近开关传感器相互之间的优缺点：a)电容式；b)电感式；c)光电式；

2、欲检测某机床主轴（直径120毫米）转速，可采用哪些类型的传感器？请举二例并简要画示意图说明其基本工作原理。