2015兵器实验技术试题

南京理工大学博士、硕士研究生考试

兵器实验技术 试题 时间2015.4. 姓名 学号 学院（系）机械工程学院

（说明：答案全部做在答题册上，试卷满分100分，考试时间120分钟，考试形式：闭卷）

考生注意：所有答案（包括填空题）按试题序号写在答题纸上，写在试卷上不给分

一、 根据你的理解，解释下列名词术语（每小题4分，共20分） 1） 传感器及智能传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

智能传感器是具有信息处理功能的传感器。

2） 压电式压力传感系统的准静态校准

就是利用类似于被测膛压波形，已知峰值及脉宽的半正弦压力脉冲对膛压测量系统进行校准。

3） 压电效应及逆压电效应

某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态

逆压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失。

4） 测量系统非线性的定义

非线性：通常也称为线性度，是指测量系统的实际输入输出特性曲线对于参考线性输入输出特性的接近或偏离程度，用实际输入－输出特性曲线对参考线性输入－输出特性曲线的最大偏差量与满量程的百分比来表示。

5） 压力静态校准中常用的“静重比较法”

以标准砝码的重力,通过已知直径和重量的活塞,作用于密闭的液压系统从而参数标准压 力得到静压输出,

二、 简答题

1. 简要说明产生动态误差的原因，并对动态误差进行定义；推导测量系统实现不失真测量

的基本条件。（8分）

2. 以应变筒式压力传感器为例，解释采用载波调幅式应变仪进行信号调理时，测量中如何

将压力信号转换为可记录的电压信号的过程。（8分）

3. 画出压电式传感器与电荷放大器相连的等效电路，并证明各元件的物理意义；推导电荷

放大器输出电压与传感器输出电荷Q的关系式。（8分）

4. 用磁电式传感器测量某型武器的自动机速度，试画出测量系统的等效电路图，并说明各

元件的物理意义；建立该系统的数学模型，并说明提高系统动态特性可采取的技术措施。（8分）

5. 线性时不变系统需满足叠加性、比例性及频率不变性等特性，根据你的理解，请解释何

为叠加性、比例性及频率不变性。（6分）

（1）叠加性与比例性 若 x1(t)→y1(t)；x2(t)→y2(t) 及

c1x1(t)→c1y1(t)；c2x2(t)→c2y2(t) 则

[c1x1(t)±c2x2(t)]→[c1y1(t)±c2y2(t)] （1-2） 式中，c1、c2为任意常数。

频率不变性

6. 常用电涡流位移传感器进行枪口、炮口等部件的振动测量，根据你的理解，请说明用电

涡流位移传感系统测量振动位移的基本原理。（6分）片95 铜球测压法和铜柱测压法的主要差别： ①测压元件不同。

铜球测压法的测压元件是一定直径的铜球（也有用铝球或铁球），使用前不进行预压，直接用压后高作为最大膛压的量度；铜柱测压法的测压元件是一定直径及长度的铜柱，使用前一般要进行预压，用其变形量作为最大膛压的量度。

②压力标定的方法不同。

铜球压力表的编制是在能产生模拟膛压曲线的半正弦压力波形的动态压力发生器（如落锤液压动标装置）上进行。而铜柱测压系统，我国采用的是静态标定体制。 7. 简要说明用静标铜柱测压与铜球测压的主要区别。（6分）p86

8. 画出压阻式加速度传感器的工作原理简图，建立惯性式加速度传感器的数学模型，并推

导惯性加速度传感器的幅频特性及相频特性函数关系式。（10分）

9. 在构建测量系统时，系统的灵敏度、分辨率、量程及动态特性是必须考虑的问题，根据

你的理解，以二阶测量系统为例，请阐述灵敏度、分辨率、量程、固有频率、等效刚度、等效质量间的相互关系。（6分）

10. 用热电偶测量某装置的温度，简述中间温度实验定律的基本内容，并说明该定律在实际

使用中有何应用。（6分） 中间温度定律

★某热电偶接点温度为T1和T2时的热电势为E1，接点温度为T2和T3时的热电势为E2，则当接点温度为T1和T3时的热电势为E1+E2。

★该定律的两点启发：

1）热电偶的分度都是在冷端为00C的条件下制定的，当冷端温度不是零度时，也可使用该分度表。

2）使用补偿线法

为使热电偶冷端温度保持不变，不受热源的影响，往往需要使冷端远离工作点，为了不使用过多的贵重的热电偶导线，往往采用价格低廉的导线来替代部分热电偶导线，如图。A’、 B’这就是补偿线法。要求补偿导线的热电性质与所用热电偶相同或相近。

11. 用压电式力传感器测量某机械装置的力，已知力传感器的电荷灵敏度为Sq?10.5PC/N，电荷放大器设定为10mv/机械单位，若电荷放大器输出为1500mv，请计算被测力的大小。（4分）

12. 在振动系统特性测量中，常用机械阻抗来描述系统的传递特性，请解释位移导纳及位移

阻抗的定义。（4分）

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