答:广义上,采集和表达被测量;狭义上,与标准量的比较(或者叫用标准量表示被测量)。 X...。
答:广义上,采集和表达被测量;狭义上,与标准量的比较(或者叫用标准量表示被测量)。
X=xN,X表示测量结果,x表示度量数字,N表示测量标准。前提是被测量被定义且测量标准有协议。
答:①将输入信号x(t)分解为许多宽度为△τ的窄脉冲面积之和,窄脉冲可当作为单位冲激信号,冲击强度可以看作窄脉冲的面积。
答:周期信号:①周期信号的频谱是离散的;②周期信号的谱线仅仅出现在基波及各次谐波频率处;③幅值谱中各频率分量的幅值随频率升高而减小,频率越高,幅值越小。
答:①对称性;②线性性;③尺度变换性;④奇偶性;⑤时移性;⑥频移性;⑦卷积;⑧时域微分和积分;⑨频域微分和积分
答:采样频率过低(采样频率低于两倍的信号频率),采样间隔过大,则系列的离散时间序列不可以真正反映原始信号的波形特征,出现频率混淆现象,又称混叠。
解决方法:①采样频率要大于信号频率成分中最高频率的两倍;②信号中最高频率成分要小于奈奎斯特频率;③采用低通滤波器,过滤掉频率高于奈奎斯特频率的信号。
答:泄露效应:在作DFT(离散傅里叶变换)运算时必须对无限长的时域信号进行截断,使之变成有限长的信号,以便计算机处理。截断就等于在时域上将采样信号乘以一个矩形窗函数w(t),经过截断处理后信号x(t)也会变成无限带宽的函数,这样的信号便会沿着频率轴展开来。截断处理在时域上与窗函数相乘,在频域上卷积,由于sinc函数的旁瓣和主瓣的固有特点,使得频谱变成一主瓣外加诸如旁瓣连续谱的形式,能量上看理解为泄露效应
答:被分析的信号经过离散傅里叶变换之后得到的N根谱线/T的整数倍的频率点上才有各个频率成分,在离散谱线之间的频谱图形得不到显示,不知道精确的值。若信号某频率成分等于1/T的整数倍,即与输出的频率采样点重合,则被精确显示出来,反之不显示,这种效应称为栅栏效应。
两根谱线之间的距离△f叫做频率分辨率,谱线间距越小,则说明分辨率越高,被栅栏效应漏掉的频率成分便越少。
答:本质上利用了WN因子的周期性和对称性,将DFT分割为短序列的DFT的线性组合,达到整体降低运算量的目的。
也叫线性定常系统,是用于表达指线性系统输入输出关系的微分方程的参数均为常熟,即常微分方程,这样的系统叫时不变系统。
一阶:灵敏度和时间常数。灵敏度(静态增益)K通过静态标定获得;时间常数一般是是加一个阶跃信号,求取系统达到稳定值的63.2%时的时间,作为时间常数。或者采用频率相应法。
二阶:灵敏度,阻尼比和固有频率。灵敏度(静态增益)K通过静态标定获得;阻尼比和固有频率能用阶跃响应法测得,就是施加阶跃响应,依据输出响应曲线(输出特性)可以求的各参数。或者采用频率相应法。
答:传递函数能够表示激励后的一段过渡过程,但是频率响应函数只能表示稳态输出,不能反应过度过程。
答:指幅值为常数,相位为0;工业上一般根据要求,可以适当放宽一类条件,比如对相位要求高的测试可以放宽放大倍数条件。
答:指电路系统中后级与前级相连时由于后级阻抗的影响造成系统阻抗发生明显的变化的一种效应。
答:将被测量进行转换,转换成容易被观察或操作的物理量,实现这种转换的叫做传感器。
敏感元件指直接感受被测物理量并对其进行转换的元件,而传感器是由敏感元件及相关辅助元件组成的整个装置。
答:电阻式传感器将被测量转变为电阻的变化。利用导体的参数(长度,电阻率和截面积)会导致电阻值变化的原理设计的,改变其中一个值就能线.什么是滑动触点式变阻器?它的工作原理是什么?有何优点?
答:通过滑动触点改变电阻丝长度从而改变电阻值大小,进而将这种变化值转换成电流或电压的变化值。
答:金属丝受拉或受压时,金属丝长度和截面积会发生明显的变化,且电阻丝电阻率也发生明显的变化(压阻效应),导线阻值变化。通常可大致分为粘贴式和非粘贴式
4.简述半导体应变片工作原理,半导体电阻值与什么有关?该应变片缺点是什么?
答:半导体材料有压阻效应,沿着某一方向受力时阻值会发生明显的变化。(外力作用下,半晶体导体原子点阵排列规律发生明显的变化,导致载流子迁移率和载流子浓度变化,进而影响电阻率变化)
补偿办法:①采用补偿应变片;②使用专门的,具有固有温度补偿功能的应变片。
答:纯金属和大多数合金电阻率随着温度增加而增加,有正的温度系数,利用此原理制作金属电阻温度计。
答:是一种半导体温度传感器,具有很大的负温度特性,且特性曲线是非线性的。灵敏度较高但稳定性不是很强。
答:电感式传感器:利用电磁感应原理,将被测的非电量转换成电磁线圈的自感或者互感量变化的装置。
自感式传感器:把被测量的变化转变为自感的变化,再通过一定的转换电路转换成电压或电流输出。
答:电容式传感器采用电容器作为传感元件,将不同物理量的变化转换为电容量的变化。
2.电容传感器测出的电容变化很小,需要加放大器,有哪些常见的放大器电路?
答:压电传感器是一种有源传感器,利用材料的压电效应制成的传感器。压电效应指材料受外力时,表面会产生电荷,从而能够测量被测量。
工作原理:压电效应;施加压力,压电晶片上产生电荷,然后用金属膜将电荷集中到两极,形成一个电容器,外力持续作用时,电荷不变,电荷可以测量,从而电容可以测量,最后推导测量结果。但是这样会有误差,因为测量手段可能会从信号源吸取能量,产生误差。
答:第一,压电加速度传感器:测振。特点:输出电压大,体积小,固有频率高。
工作原理:电磁感应定律,磁通变化率与磁场强度、磁阻、线圈运动速度有关,改变其中一个因素,都会改变线圈的感应电动势
①为实现不失真测量,幅频特性应为常值。当ω/ωn1以后,幅频特性曲线随ω/ωn 的增加而趋向于1,这一区域便是传感器的使用频率范围。
②当ς=0.707时,其趋于常值的速度最快,因此一般都会采用ς=0.6~0.7的阻尼比,从而可有效地压低使用频率的下限。
④引进阻尼虽然改善了谐振频率附近接收灵敏度曲线的平坦度,但阻尼也增加了相移。
⑤ 当测量频率大于谐振频率时,若输入与输出信号的各频率成分相移值近似为180°时,亦即此时传感器对输入信号起着一个倒相器的作用,则可认为测量结果是不失真的。
⑦速度传感器的固有频率ωn是一个重要的参数,它决定了传感器所测量的频率下限。为扩展传感器的工作频率范围,设计中应使做得尽可能低
答:线圈磁铁不动,由运动的导体运动来影响磁路的磁阻,从而引起磁场强弱变化,使线圈产生感应电动势。可拿来测量转速,振动,偏心量。
答:将铁磁材料置于磁场中,形状和尺寸发生明显的变化,这种在外磁场作用下材料发生机械变化的现象称为磁致伸缩效应。
工作原理:光量转化为电量,非电量转化为光量再转化为电量。工作基础是光电效应,又分为外光电效应,内光电效应,光生伏打效应。
答:光照作用下,物体内电子从物体表面逸出的现象叫做外光电效应,实质是能量形势转变,光辐射能转化为电磁能。爱因斯坦方程式为:hv=1/2mv2+A
答:光照下,物体内部原子吸收能量释放电子,这些电子任然留在内部,使导电性能发生变化。
光敏电阻特点:灵敏度较高,光谱响应范围宽,可以从紫外一直到红外,且体积小,性能稳定。
答:在光照下能使物体产生一定方向上的电动势的现象称为光生伏打效应。基于光电伏打效应的器件有光电池,也是有源器件。
答:当气敏元件表面吸附有被测气体时,其电导率会发生明显的变化,是一种气电转换元件。
工作机理:当半导体气敏元件表面吸附气体分子时,由于二者相互接收电子能力不同,会产生正离子负离子吸附,引起表面能带弯曲,使电导率发生变化
答:是一种固态集成元件,核心部分是电荷耦合器件(CCD)。CCD由电容器件组成,具有光生电荷,积蓄和转移电荷的功能。由于电容排列整齐,尺寸与位置十分准确,具有光电转换和位置检测功能。
答:属于半导体磁敏传感器,由多种半导体混合而来,具有霍尔效应。霍尔效应的产生是由于磁场中洛伦兹力作用的结果
霍尔元件灵敏度:它表示霍尔元件在单位磁感应强度B和单位控制电流之下的霍尔电势的大小
答:光从光密介质射向光疏介质,当入射角大于临界角,产生全反射,反射光不离开光密介质,在光密介质中循环反射,将光纤从始端传向末端,并且以等于入射角的出射角传输射出光纤。
④抗拉强度:挠性大,抗拉强度大的光纤不仅强度高,可挠性好,环境适应性强。
答:优点:①不受磁场干扰;②光纤导光性能好且耐高温;③绝缘性能好;④光纤细而柔软;⑤防爆,耐腐蚀,耐水性好
答:微机电系统,定义为:若将传感器,信号处理器和执行器以微型化的结构形式集成为一个完整系统,而对该系统具有敏感,决定,反映的能力,则称这个系统为微机电系统。
特性:①微型化;②零件大多为二维扁平化零件(缩小空间);③材料基本为半导体材料,也用塑料;④机械和电子被集成为相对独立的子系统
答:隧道效应传感器是一种高灵敏度的微型传感器,对位移变化的灵敏度在500Hz频率下可达到0.000047nm。
隧道效应:与扫描隧道显微镜原理相同,在探针电极与检测电极间施加一偏置电压,而探针与检测电极距离接近纳米级时,电子便会穿过两电极的势垒,形成隧道电流。
答:同:二者电路结构相似异:激励电源不一样,一个是交流一个是直流,且直流电桥桥臂只能用电阻
交流平衡条件:相对桥臂阻抗模乘积相等,阻抗角的和相等(要同时满足幅值和阻抗两个条件)
答:调制是指利用某种信号(低频)来控制改变另一个高频振荡信号的参数(幅值,相位,频率)。解调是指从已调制波信号中恢复出原有低频调制信号的过程
答:低通,高通,带通,带阻。各自分别通一定的频率。高通可以由低通做负反馈回路获得,带通可以由带阻做负反馈回路获得,反之亦然。
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