测试技术试卷--样题

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1、…………………………………………装…………………………订…………………………线…………………………………………济南大学2010～2011学年第2学期课程考试试卷（A卷）课程测试技术授课教师宋方臻、苏东宁、邵海燕、马玉真考试时间2011年6月15日考试班级学号姓名题号一二三四五六总分得分得分阅卷人一、分析题（共25分）如图1所示，由电容传感器、电容测微仪、测微台架组成的位移测量系统中，电容传感器的测量范围如图2所示，请回答以下问题：图1电容测量系统组成图2电容传感器的测量范围（1）根据电容传感器与被测表面的相对位置关系，说明电容传感器的测量方式。答：（2）写出电容

2、传感器的电容与极距h的关系，说明传感器的测量范围与量程。答：（3）在h由50um到150um变化的过程中，将电容传感器的电容随位移（或极距）变化的关系在下图中绘出(定性表示)，并说明该传感器的输出与输入之间是否具有线性关系，灵敏度是否为常数？……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………50h(um)C(F)7090130110150答：（4）电容测微仪即是电容传感器的测量放大电路，其输出为电压信号。根据学习的理论知识，说明可能采取的测量电路，画出电路简图，并写出系统的输出电压与被测位移量之间的关系式。答

3、：（5）在h由50um到150um变化的过程中，将测微仪的输出电压（以直流形式表示）随位移（或极距）变化的关系在下图中绘出(定性表示)，并说明该测量系统的输出与输入之间是否具有线性关系？…………………………………………装…………………………订…………………………线…………………………………………50h(um)V(mV)7090130110150答：得分阅卷人二、计算题（共25分）如图所示，在一个悬臂梁上、下表面各粘贴了两个阻值为、灵敏度的金属电阻应变片，当在梁的末端施加一个恒定的力F时，梁发生应变。其主视图和俯视图如图3所示。其中，R1与R3在上表面，R2与R4在下

4、表面。FR1，3R2,4图3悬臂梁的结构简图（1）将以上四个应变片接成全桥电桥，假设直流供桥电源为5V，并假设负载电阻无穷大，当应变片的应变为时，求出此时电桥的输出电压，并画出直流电桥的电路图。解：……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………（2）某同学将上面的两个应变片串联相接作为一个桥臂的电阻，下面的两个应变片串联相接作为相邻的一个桥臂的电阻，其余两个桥臂接固定电阻，阻值为，从而形成半桥电路，画图表示该电桥，并计算分析其灵敏度与第一小题中的灵敏度有什么不同？解：…………………………………………装……

5、……………………订…………………………线…………………………………………（3）若用图3中的电阻应变片接成交流电桥的全桥，并在悬臂梁的末端加交变激振力，采用交流激励电压，当应变片的应变为时，求电桥输出电压。解：（4）按照要求在下图中画出激励电压、应变、电桥输出三个信号的频谱。0f/HzU0i(f)0f/HzΣ(f)0f/HzUyi(f)……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………（5）若对以上交流电桥的输出进行同步解调，则需要与的信号相乘，解调后，若采用一理想滤波器进行滤波，那么该滤波器的截止频率至少为。

6、得分阅卷人三、实验题（共25分）（1）如图4所示，用手持脉冲锤敲击悬臂梁产生脉冲激励。激振力的幅值由脉冲锤上的力传感器与电荷放大器测出。加速度传感器，电荷放大器测量梁的响应。力信号和响应信号同时送到信号处理设备，经处理后便获得所需的数据，用来测量悬臂梁的动态特性。加速度计实验梁脉冲锤电荷放大器（带积分）电荷放大器信号处理设备图4脉冲激振实验框图同样，稳态正弦激振的实验框图如图5所示，也可以用来测量悬臂梁的加速度计悬臂梁激振器功率放大器信号发生器稳压电源阻抗变换器六线测振仪动态特性。图5稳态正弦激振实验框图根据图5的实验过程和图4的理论分析，详细说明两种测量方法是如何

7、获取悬臂梁的动态特性参数的？…………………………………………装…………………………订…………………………线…………………………………………答：（2）在图5的测量过程中，保持激振力恒定，由低频段向高频段逐次改变激振频率，可以得到悬臂梁的一阶、二阶、三阶共振波形，若各阶固有频率约为30Hz、180Hz、500Hz，在以下坐标图中画出波形的大概变化规律。0f/HzUi(f)30180500……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………（3）在图5的实验装置中，若信号发生器产生的正弦信号的频率、幅值稳定，但初