数为??8.85?10?12F/m，极板间的覆盖面积S=0. 004m2，求： （1）初始电容量C0；
（2）当??/?0≤1时，灵敏度K的表达式。
?S8.85?10?12?0.004??17.7pF 解：（1）C0??3?02?10（2）当??/?0≤1时，K??S/?02
测试与传感技术标准预测试卷（二）
一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题的列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力的量为（ B ） A.线性度 B.灵敏度 C.重复性 D.稳定性 2.测量液面高度的电容式液位计属于何种电容位移传感器（ C ）
A.变极距型 B.变极板面积型 C.变介质型 D.变气隙型 3.变气隙型位移传感器的自感L与气隙厚度?的关系是（ A ）
A.非线性关系 B.线性关系 C.对称关系 D.互补关系 4.金属电阻应变片受力会产生电阻值的变化，其主要原因是（ D ） A.压阻效应 B.压磁效应 C.压电效应 D.电阻丝的几何尺寸变化 5.固体半导体摄像机所使用的固体摄像元件为（ D ） A. LCD B. LED C. CBD D.CCD
6.将毫伏表接人热电偶回路中，只要保证两个结点温度一致，就能正确测出热电动势而不影响热电偶的输出，这一现象利用了热电偶的.（ C ）
A.中间温度定律 B.参考电极定律 C.中间导体定律 D.中间介质定律 7.模/数转换器的分辨率以输出二进制数的位数表示，如模/数转换器的输出为十位，最大 输入信号为5V，则转换器的输出能分辨出输入的电压信号为（ C ）
A. 2/510V B. 510/2 V C. 5/210V D. 210/5 V 8.在采样过程中，必须遵循采样定理，即满足（ C ）
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A.fs?2fH B.fs＜2fH C.fs＞2fH D.fs＝fH 9.半导体应变片的工作原理是基于 （A ）
A.压阻效应 B.热电效应 C.压电效应 D.压磁效应 10.属于发电型的测力传感器有（D ）
A.电阻应变式 B.电感式 C.电容式 D.压磁式 11. 测试系统的传递函数和（B ）
A：具体测试系统的物理结构有关B：具体测试系统的物理结构无关 C：输入信号有关D：输出信号有关 12.信号x(t)和y(t)的互相关函数表示为（C ）
A. ?x(?) B.Rx(?) C. Rxy(?) D.?xy(?)
二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
13.互感式位移传感器是将被测位移量的变化转换成互感系数的变化，其基本结构原理与常 用变压器类似，故称其为 变压器 式位移传感器。
14.涡流式位移传感器是利用电涡流效应将被测量变换为传感器线圈变化阻抗Z 的一种装置。
15.在某些晶体的极化方向施加外电场，晶体本身将产生机械变形，当外电场撤去后，变形也随之消失，这种物理现象称 逆压电 效应。
16.电桥在测量时，由于是利用了电桥的不平衡输出反映被测量的变化情况，因此，测量前电桥的输出应调为 零 。
17.光栅位移传感器的辨向电路中，用于辨向的两路信号其相位差多取为 90度 。
18.为了提高自感位移传感器的精度和灵敏度，增大特性的线性度，实际用的传感器大部分都做成 差动 式。
19.当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，在其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，当外力去掉后，又恢复到不带电状态，这种物理现象称为 正压电效应 。
20.压电式压力传感器适于测动态力和冲击力，但不适于测 静态力 。 21.热电型红外敏感元件将被测物体发出的红外线作为热源，接收其热能后产生
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热电效应而变成 电信号 。
22. 临界 温度系数热敏电阻的特点是在临界温度附近电阻有急剧变化，因此不适于较，温度范围内的测量。
23.有源滤波器由运算放大器和 RC网络 组成。
24. 振动测试时，如果用白噪声作为信号源，它所提供的信号是 完全随机的 ，因此白噪声的自相关函数为0。
三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分） 25.简述现代测试系统的特点。 智能化、经济性、网络化 176页 26.简述长光栅位移传感器的工作原理。
答:若光栅栅距为W，两个相邻莫尔条纹的间距为BH，则有BH=W/?。根据莫尔条纹的性质，当两个光栅沿刻线垂直方向作相对移动时，莫尔条纹相对栅外不动点沿着近似垂直的运动方向移动，光栅移动一个栅距W，莫尔条纹移动一个条纹间距BH，光栅运动方向改变，莫尔条纹的运动方向也作相应改变；莫尔条纹的光强度随条纹移动按正弦规律变化。因此，可根据莫尔条纹移动的条纹数和方向，测出光栅移动的距离和方向。
27.什么叫调制，什么叫解调，调制分为哪些种类？
调制是指利用低频信号（缓变信号）对高频信号的某特征量（幅值、频率或相位）进行控制或改变，使该特征参量随着缓变信号的规律变化。解调是指从已调制波中不失真地恢复原有的低频调制信号的过程。调制分为三种：调幅、调频和调相。 28.写出信号x(t)的自相关函数Rx(?)的定义式，其中时延量为说明?，并说明自相关函数描述了信号的哪些特征？ 信号x?t?的自相关函数Rx???定义为
Rx????lim1Tx?t?x?t???dt
T??T?0式中 τ — 时延量。 自相关函数Rx???的性质：
1）当时延τ =0时，信号的自相关函数就是信号的均方值?x2。 2）Rx?0??Rx???，自相关函数在τ =0处取峰值。 3）Rx????Rx????。
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4）周期信号的自相关函数必呈周期性。 29.简述压电式加速度传感器的工作原理和特点。 60页，193页
压电加速度传感器实质上是一个惯性力传感器。在压电晶片K上，放有质量块M。在测振动时，将传感器与被测物体固定在一起，当被测物体振动时，作用在压电晶体上的力F=Ma。当质量一定时，压电晶体上产生的电荷与加速度a成正比，即q=DF=DMa。因此，测得加速度传感器输出的电荷便可知加速度的大小。 具有灵敏度高、结构紧凑、坚固性好、动态特性好等优点。 30.简述A/D转换系统的组成及各个环节的功能。
答：将模拟量转换成与之相应的数字量的装置称为模/数转换器。模/数转换包括三个步骤⑴采样；从随时间连续变化的信号转换为在时间上是离散的信号，称时域采样；⑵量化；在幅值上转换为量化信号，称幅值量化；⑶编码，把连续信号变成离散的时间序列。
四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）
31.用四片灵敏度系数K=2，初始电阻值均为120?金属丝应变片组成全桥，供桥直流电压为4V，当?R1???R2??R3???R4，且电桥输出电压U0 = 6mV时， 求：
（1）应变片的应变值；（2）应变片的电阻变化值?R1。
Ui?R1?R2?R3?R4(???) 4RRRRU?R?R ?i?41?Ui?1?Ui?k?
4RR解：（1）U0?∴6?10?3?4?2?
??7.5?10?4
（2）∵?R1/R?k??1.5?10?3 ∴?R1?1.5?10?3?120?0.18?
32.设有一组合复杂信号，系由频率分别为44Hz、342Hz、250Hz、300Hz的同相正弦波叠加而成，求该信号的周期。
解：∵合成信号的频率是各组成信号频率的最大公约数
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