测试技术习题(8)

华北科技学院毕业设计（论文）

例15.图示为二级RC电路串联构成的四端网络。试求该四端网络的总传递函数：H(s)?Uo(s)Ui(s)。并讨论负载效

应问题。

解：由图示可以看出，前一级RC电路的传递函数为

H1(s)?1T1s?1??????(T1?R1C1)

后级RC电路的传递函数为

H2(s)?1T2s?1??????(T2?R2C2)

当串联连接后，后级RC电路成为前一级RC电路的负载，它们之间将产生负载效应。所以电路总传递函数不能简单地把两级传递函数相乘获得。

H(s)?Uo(s)Ui(s)??H1(s)???H2(s)???

根据图示电路，可列写以下微分方程：

ui?

1C12?(i1?i2)dt?R1i11C2

1C1?(i?i1)dt?R2i2??idt??e20在零初始条件下，对上述方程取拉氏变换后得：

Ui(s)?1C1s1C1s[I1(s)?I2(s)]?R1I1(s)?1C2

[I2(s)?I1(s)]?R2I2(s)?I2(s)??Uo(s)消去中间变量I1(s) 和I2(s) 得：

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Uo(s)

Ui(s)?1(R1C1s?1)(R2C2s?1)?R1C2s1(T1s?1)(T2s?1)?T3s

H(s)?讨论：（1）传递函数分母中的R1C2s(T3s)项，是两级RC电路串联后相互影响而产生的负载效应的结果。 （2）若前级RC电路的输入量是无负载的，或者说，假设负载阻抗为无穷大是则有：

H(s)?Uo(s)Ui(s)?1(T1s?1)(T2s?1)

（3）只要在两级RC电路中间设置一隔离放大器（如下图），就可以得到无负载效应的传递函数。（隔离放大器通常由运放电路组成，运放具有很高的输入阻抗。）这时的传递函数为

Uo(s)Ui(s)?1T1s?1?K?1T2s?1?K(T1s?1)?T2s?1?

第三章习题

一、选择题

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1.电涡流式传感器是利用（ ）材料的电涡流效应工作的。 A.金属导电 B.半导体 C.非金属 D.PVF2

2.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（ ）。 A.电压放大器 B. 电荷放大器 C.前置放大器 3.磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一个（ ）。 A. 一阶环节 B.二阶环节 C.比例环节

4. 磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应（ ）其固有频率。 A.远高于 B.远低于 b C.等于

5.随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将（ ）。 A.相应减小 B.比例增加 C.保持不变 6. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高（ ）。 A.电压灵敏度 B.电荷灵敏度 C.电压和电荷灵敏度 7.调频式电涡流传感器的解调电路是（ ）。 A.整流电路 B.相敏检波电路 C.鉴频器

8. 压电式加速度传感器的工作频率应该（ ）其固有频率。 A.远高于 B. .等于 C远低于 9.下列传感器中（ ）是基于压阻效应的。 A.金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻

10.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（ ）成正比。 A.位移 B.速度 C.加速度

11.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（ ）的表面上产生电荷量。 A.机械轴 B.电轴 C.光轴 12.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（ ）。 A.大得多 B.相接近 C.小得多 13.光敏晶体管的工作原理是基于（ ）效应。 A.外光电 B.内光电 C.光生电动势 14.一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（ ）。 A.较宽 B.较窄 C.不确定

15.金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（ ）来决定的。

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A.贴片位置的温度变化 B. 电阻丝几何尺寸的变化 C.电阻丝材料的电阻率变化

16.电容式传感器中，灵敏度最高的是（ ） 。 A.面积变化型 B.介质变化型 C.极距变化型

17. 极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为（ ） A.电容量微小影响灵敏度

B.灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线形误差 C.非接触测量

18.高频反射式涡流传感器是基于（ ）和（ ）的效应来实现信号的感受和变化的。 A.涡电流 B.纵向 C.横向 D.集肤

19.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为（ ）效应。 A.压电 B.压阻 C.压磁 D.逆压电

20.下列传感器中，能量控制型传感器是（ ）和（ ），能量转换型传感器是（ ）和（ ）。 A.光电式 B.应变片 C.电容式 D.压电式 二、填空题

1.可用于实现非接触式测量的传感器有＿＿＿和＿＿＿等。 2.电阻应变片的灵敏度 表达式为S?变片来说S=＿＿＿。

3.具有＿＿＿的材料称为压电材料，常用的压电材料有＿＿＿和＿＿＿。

4.当测量较小应变值时应选用＿＿＿效应工作的应变片，而测量大应变值时应选用＿＿＿效应工作的应变片。 5.电容器的电容量C?dR/Rdl/l?1?2???E，对于金属应变片来说：S=＿＿＿，而对于半导体应

?0?A?，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：＿＿＿。

6. 极距变化型的电容传感器存在着非线形度，为了改善非线形度及提高传感器的灵敏度，通常采用＿＿＿的形式。 7.差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应＿＿＿。

8. 差动变压器式传感器工作时，如果铁芯做一定频率的往复运动时，其输出电压是＿＿＿波。 9.光电元件中常用的有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。

10.不同的光电元件对于不同波长的光源，其灵敏度是＿＿＿。

11.发电式传感器有＿＿＿、＿＿＿等，而参量式的传感器主要是＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿等。 12.压电传感器在使用＿＿＿放大器时，其输出电压几乎不手电缆长度变化的影响。

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13.超声波探头是利用压电片的＿＿＿效应工作的。

14.动劝磁电式振动传感器，输出感应电势e与线圈运动的＿＿＿成正比，如在测量电路中接入＿＿＿电路和＿＿＿电路时，则可用来测量振动的位移和加速度。

15.压电传感器中的压电片并联时可提高＿＿＿灵敏度，后接＿＿＿放大器。而串联时可提高＿＿＿灵敏度，应后接＿＿＿放大器。

16.电阻应变片的电阻相对变化率是与＿＿＿成正比的。

17.压电传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度的改变，测量系统的＿＿＿也将凡是变化。 18.电容式传感器有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿3种类型，其中＿＿＿型的灵敏度最高。 19.霍尔元件是利用半导体元件的＿＿＿特性工作的。

21. 按光纤的作用不同，光纤传感器可分为＿＿＿和＿＿＿两种类型。

参考答案

一、选择题

1.A 2.B 3.B 4.A 5.C 6.B 7.C 8.C 9.B 10.B 11.B 12.C 13.B 14.A 15.B 16.C 17.B 18.A19.D 20.B；C；A；D 二、填空题 1.涡流式；电容式 2.S?1?2?;S??E

3.压电效应；石英晶体；压电陶瓷 4.压阻效应；应变效应

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