2011工程硕士课程考试题

考试科目： 测试技术及数据采集与处理 （满分100分）

考生注意：所有答案按试题序号写在答题纸上，写在试卷上不给分

一、计算题（本题满分30分）

1、某二阶测量系统，无阻尼阻尼比0.1，无阻尼固有圆频率n400，试确定用该系统测量100HZ正弦力的幅值误差是多少？（5分）

2、用游标卡尺对某物体长度进行10次测量，测量值分别为：71.40mm、71.50mm、71.38mm、71.48mm、71.42mm、71.46mm、71.44mm、71.36mm、71.40mm、71.48mm。请给出该测量结果的报告。（5分）

3、有一电阻阻值R为120、灵敏度系数K=2.0、电阻温度系数

602.0106/0C、线膨胀系数11210/C的电阻应变片贴于线膨胀系数为

214.2106/0C的工件上，若工件在外力作用下产生应变量为200。试求

当温度改变10℃时，未采取温度补偿措施该应变片的电阻变化量为多少？（8分）

4、用镍铬-镍硅热电偶测某一物体温度。当冷端温度T0=30℃时，测得热电势为e(T,T0)=39.17mV。若冷端温度为-20℃时，测得的热电势应为多少？（5分）

[附：已知该热电偶有：

e(30,0)=1.2mV;e(-20,0)=-0.77mV;e(20,0)=0.8mV;e(-30,0)=-1.14mV]

5、求周期信号x(t)= 0.8cos20t+0.6cos(100t-π/4)通过传递函数为

H(S)10.005S1 的测量系统后所得的稳态响应

y(t)。（7分）

二、简答题（本题满分为70分）

1、请给出压电式传感器与电荷放大器相连的等效电路图，并写出电荷放大器的输出电压u0与传感器产生的电荷量Q及电荷放大器反馈电容Cf之间的关系。（6分）

2、简要说明何谓动态误差，并推导测量系统不失真测量的条件。（6分）

3、画图说明测量如图1中力F（t）的应变式测量系统（采用交流电桥）的

构成，并说明其中信号的转换过程。（8分）

F（t）

应变片R1、R2 F(t) 应变片R3、R4 R2（R4） t R1（R3） 0 图1 应变测力系统

4、画出惯性式加速度测振系统的物理模型，建立相应的坐标系并说明牵连运动及惯性运动的物理意义；导出惯性式加速度传感器的数学模型。（10分）

5、用热电阻测温时，热电阻的阻值一般可用电桥电路来测量，请解释在接线时为何采用“三线接法”而不用“二线接法”，请正确画出三线接桥电路。（5分） 6、磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么 ？磁头件与被测物体固紧时有何要求？（6分）

7. 某测量系统存在明显非线性，若用该系统测量某一参量时，我们可采用的技术措施有哪些？（4分）

8以典型二阶系统为例，已知二阶系统的工作微分方程为 d2ydy222y(t)nnnx(t) 2dtdt

试推导该系统的拉氏传递函数、频率响应函数、幅频函数、相频函数关系式；在二阶系统中我们常用到无阻尼固有圆频率n、有阻尼固有圆频率d、有阻尼共振幅圆频率r，请给出这三种圆频率之间的关系。（10分）

9.根据你所学知识设计三种工作原理不同的压力或加速度传感器。要求:1)画出所设计传感器的工作原理简图;2)用简洁的语言说明其工作原理3〕说明你设计的三种传感器各自的特点。（15分）