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机械工程测试技术期末考试预测题一、选择题（6小题、共12分）A、B1.传感器的选择2.测量斜拉桥绳索的变形情况？3.金属探测器适合哪种传感器4.测量液位，多触摸屏，指纹识别技术二、判断题（6小题、共6分）A、B……、……三、名词解释（共8个 A卷4个，B卷4个）传感器的原理1.应变效应（电阻应变式传感器）电阻式答：金属应变片的电阻公式；电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。插图12.电涡流效应（电涡流式传感器）电感式答：金属导体在交变磁场中，或在磁场中运动，都会在导体内产生感应电流，此电流在导体内是闭合的（呈涡旋状）故称电涡流，该效应称为电涡流效应。在金属板一侧的线圈中通以高频激励电流时线圈周围空间便产生高频磁场力，该磁场作用于金属板，由于集肤效应，高频磁场不能透过一定厚度的金属板，而仅作用于表面的薄层内，并在这薄层内产生电涡流I2，又会产生交变磁场Φ2对线圈的反作用（减弱原线圈Φ1），从而导致线圈阻抗发生变化插图2☆感应电流产生磁场，产生磁场下边的Φ1对Φ削减，上面进行衰减，衰减的程度与距离有关，Φ减小，i也减小，阻抗减小。3.霍尔效应（霍尔传感器）答：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，改变磁场和电流，电动势将发生变化。这种物理现象称为霍尔效应。4.热电效应（热电式传感器）答：将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。热电偶工作的两个必要条件：两电极的材料不同；两接点的温度不同。5.外光电效应答：光照时物体内的电子从物体表面逸出的现象。光子的电磁能产生动能。主要器件：光电管、光电倍增管光电管的基本特性：光照特性：通常指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系。伏安特性：在一定的光照射下，对光电管的阴极所加电压与阳极所产生的电流之间的关系。6.内光电效应答：半导体材料受到光照时会产生电子-空穴对,使其导电性能增强,光线愈强，阻值愈低，这种光照后电阻率发生变化的现象,称为内光电效应。没有电子逸出，光照后，吸收了能量，电阻率发生了变化。主要器件：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管7.光生伏特效应答：光生伏特效应指半导体材料P-N结受到光照后产生一定方向的电动势的效应。以可见光作光源的光电池（太阳能电池）是常用的光生伏特型器件。8.压电效应答：某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。只适合做动态测量。四、论述题（共10个 A卷5个，B卷5个）信号的分类1.（1）周期信号频谱的特点？A离散型：周期信号的频谱只在频率等于零、基波和基波整数倍的离散频率上出现，而谱线是离散的，故周期信号的频谱是离散频谱。谐波性：每根谱线代表一个谐波分量，谱线之间的间隔等于基频的整数倍，各次谐波的频率都是基频w0的整数倍。收敛性：每根谱线的高度与对应谐波的幅值成正比例，而且随谐波次数的增高而降低，并最终趋于零。（2）非周期信号频谱的特点？B连续性：非周期信号的频谱是连续的，这是与周期信号频谱的最大区别。谐波性：非周期信号也可以分解为许多不同频率的谐波（正弦、余弦）分量之和，但它包含了从0到∞的所有的频率成分（个别点除外）。收敛性：非周期信号的幅值频谱从总体变化趋势上看具有收敛性，即谐波的频率越高，其幅值密度就越小。5.（1）（2）传感器的选用原则？选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。（3）采样定理的内容？为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。fs＞ 2 fmax五、综合题3.