測試技術(shù)章節(jié)習(xí)題附答案

1、各章節(jié)習(xí)題（后附答案）第一章信號及其描述（一）填空題1、 測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸?shù)?。這些物理量就是，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。2、信號的時域描述，以為獨立變量；而信號的頻域描述，以為獨立變量。3、周期信號的頻譜具有三個特點：，。4、非周期信號包括信號和信號。5、描述隨機信號的時域特征參數(shù)有、。6、 對信號的雙邊譜而 b,實頻譜（幅頻譜）總是對稱，虛頻譜（相頻譜）總是對稱。（二）判斷對錯題（用/或X表示）1、 各態(tài)歷經(jīng)隨機過程一定是平穩(wěn)隨機過程。（）2、 信號的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。（）3、 非周期信號的頻譜一定是連續(xù)的

2、。（）4、 非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。（）5、 隨機信號的頻域描述為功率譜。（）（三）簡答和計算題1、 求正弦信號X（t）=X0SinCOt的絕對均值|x|和均方根值乂亦。22、求正弦信號x（t） = x0sm（ot十平）的均值七，均萬值Vx，和概率笞度函數(shù)p（x）。3、求指數(shù)函數(shù)x（t） = Ae項（a A 0,t芝0）的頻譜。cos%t111< T4、求被截斷的余弦函數(shù) x（t）=，的傅立葉變換。L°|tRT、 一一_2t 一.-._ 一5、求指數(shù)最減振湯信號x（t）=esin與°t（a >0,t芝0）的頻譜。第二章測試裝置的基本特性（一）

3、填空題1、2、1，、一t ，人,某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為H（j）=，輸入信號x（t）=sin,則輸出2j，12信號y（t）的頻率為缶=，幅值y =，相位巾=。,241 n試求傳遞函數(shù)分別為 3 5；：0 5和-一的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)3、4、5、6、的總靈敏度。為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有、和。當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出y（t）與輸入x（t）之間的關(guān)系為y（t） = A（）x（t -姑）時，該系統(tǒng)能實現(xiàn)測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為H （jco ）=。傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的越小。一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有關(guān)系為最佳。（二）選擇題1、不屬于測試系統(tǒng)

4、的靜特性。（1）靈敏度（2）線性度（3）回程誤差（4）阻尼系數(shù)2、從時域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng)響應(yīng)的卷積。（1）正弦（2）階躍（3）脈沖（4）斜坡3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為 Q©）和。2何），則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為。Q1( )Q2()、一，、(1) Q1 (切)。2(切)(2) Q傍)+Q2©) (3) (4) Q1 ()一。2倒)4、Q1 () Q2C)一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量。（1）存在，但5% （2）存在，但1（3）在時間常數(shù)很小時存在（4）不存在5、忽略質(zhì)量的單自由度振動系統(tǒng)是系統(tǒng)。（1）零階（2） 一階（3）二階（4）高階6、一階系統(tǒng)的

5、動態(tài)特性參數(shù)是。（1）固有頻率（2）線性度 （3）時間常數(shù)（4）阻尼比7、 用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達到穩(wěn)態(tài)值倍所經(jīng)過的時間 作為時間常數(shù)。（1）0.632（2） 0.865（3） 0.950（4） 0.982（二）判斷對錯題（用/或 表ZK）1、 一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸一個1000Hz的正弦信號，則 必然導(dǎo)致輸出波形失真。（）2、在線性時不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱為傳遞函數(shù)。（）3、 當(dāng)輸入信號x（t） 一定時，系統(tǒng)的輸出y（t）將完全取決于傳遞函數(shù) H（s）,而與該系 統(tǒng)的物理模型無關(guān)。（）4、 傳遞函

6、數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。（）5、 測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大。（）6、 幅頻特性是指響應(yīng)與激勵信號的振幅比與頻率的關(guān)系。（）(四) 簡答和計算題1、什么叫系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系?2、測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些?3、測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是什么?4、某測試裝置為一線性時不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為H(s)=。求其對周期信0.005s 1號 x(t) =0.5cos10t +0.2cos(100t 45)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng) y(t)。15、將信號cosot輸入一個傳遞函數(shù)為 H (s)=的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程1 s在內(nèi)的輸出y(t)的表達

7、式。第三章常用傳感器（一）填空題1、屬于能量控制型的傳感器有等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有等（每個至少舉例兩個）2、 金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)別在于：前者利用引起的電阻變化, 后者利用變化引起的電阻變化。3、 為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的 影響，實際應(yīng)用時常常采用工作方式。4、 壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式：放大器和放大器，后接放 大器時，可不受連接電纜長度的限制。5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場中的效應(yīng)。6、磁電式速度計的靈敏度單位是。7、壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的而工作的。（二）選擇題1、

8、電阻應(yīng)變片的輸入為。（1）力（2）應(yīng)變（3）速度（4）加速度2、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠的變化實現(xiàn)信號變換的。（1）本身物理性質(zhì)（2）體積大?。?）結(jié)構(gòu)參數(shù)（4）電阻值3、不能用渦流式傳感器進行測量的是。（1）位移（2）材質(zhì)鑒別（3）探傷（4）非金屬材料4、變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成關(guān)系。（1）非線性（2）線性（3）反比（4）平方5、半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是。（1）長度（2）截面積（3）電阻率（4）高通6、壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的產(chǎn)生變化。（1）固有頻率（2）阻尼比（3）靈敏度（4）壓電常數(shù)7、在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，而且

9、不受油污等介質(zhì)影響的是傳感器。（1）電容式（2）壓電式（3）電阻式（4）電渦流式8、 自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙6變化時，其靈敏度S與6之間的關(guān)系是：S=。122（1） k= （2） k& （3） k5（4） kSd9、光電倍增管是利用效應(yīng)制成的器件。（1）內(nèi)光電（2）外光電（3）光生伏特（4）阻擋層（三）判斷對錯題（用/或>< 表ZK）1、 滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（）2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（）3、 壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）4、 磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（）（四）簡答和計算題1、哪些傳感器可選

10、作小位移傳感器？2、渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為什么？3、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量?4、電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？若能測量理由是什么？不能測量理 由是什么？應(yīng)采取什么措施改進，就可以用電渦流傳感器測量了。5、壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么?6、試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。(1) 用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；(2) 兩個線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說明如何接法7、某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4(mm),工作

11、初始極板間距離后0 =°.3(mm),介質(zhì)為空氣。問：(1) 如果極板間距離變化量 A6 =±1(Pm),電容的變化量 AC是多少？(2) 如果測量電路的靈敏度 ki =1°°(mV/pF),讀數(shù)儀表的靈敏度 k2=5(格/mV)在A5 =±1(Pm)時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？第四章信號調(diào)理、記錄和顯示(一) 填空題1、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為輸出的裝置。2、在橋式測量電路中，按照的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。3、在橋式測量電路中，根據(jù)工作時阻抗參與變化的可將其分為半橋與全橋測量電路。4、 調(diào)幅是指一個高頻的正(余)弦信

12、號與被測信號，使高頻信號的幅值隨被測信號的 而變化。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的。5、調(diào)頻波的解調(diào)又稱為。6、 調(diào)頻是利用信號電壓的控制一個振蕩器，使其輸出為等幅波，而與信號電壓成正比。7、 常用濾波器的上、下截止頻率 fci、fc2的定義為，其帶寬B =，若為倍頻程濾波器fc1與f C2的關(guān)系為。8、RC低通濾波器中RC值愈，則上截止頻率愈低。設(shè)有一電路，R是工作橋臂，R2, R3, 工作時Rt R +2AR,則電橋輸出電壓一、R5、識1R1(1) eo (2) eo (3) eo (4)4R12R1R1(二) 選擇題1、R4是固定電阻，且Ri = &=R3=R4。ey &am

13、p; ()。e0為電橋的電源電壓。2 RieoRi2、調(diào)幅過程相當(dāng)于在時域中將調(diào)制信號與載波信號。(1)相乘(2)相除(3)相加(4)相減3、電路中鑒頻器的作用是。(1)使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓(2)使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫?3) 使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?4)使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?、 一選頻裝置，其幅一頻特性在f2T8區(qū)間近于平直，在f?T 0區(qū)間急劇衰減，這 叫濾波器。(1)低通(2)高通(3)帶通(4)帶阻5、 一帶通濾波器，其中心頻率是 f0 , -3dB帶寬是B，則濾波器的品質(zhì)因數(shù) Q等于。(1)f°+B(2)f°B(3)f°B(4)f°/B(三) 判

14、斷對錯題(用/或>< 表ZK)1、 平衡純電阻交流電橋須同時調(diào)整電阻平衡與電容平衡。()2、 調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。()3、 帶通濾波器的波形因數(shù) 九值越大，其頻率選擇性越好。()4、 將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。()(四) 簡答和計算題1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？2、調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種?3、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定?4、相關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用5、以阻值R =120Q，靈敏度S = 2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻組成電橋，

15、供橋電壓V0 =3，若其負載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變 & =2000卜谷。(1) 求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。(2) 求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度6、若x(t)為調(diào)制信號，y(t) =cos2Tif0t為載波，Xm(t)為調(diào)幅波(如圖所示)(1) 利用傅里葉變換性質(zhì)說明調(diào)幅過程的原理。(2) 畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。第五章信號處理初步(一) 填空題1、為了識別信號類型，常用的信號分析方法有、和。2、 為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有、和。3、在數(shù)字信號處理中，為避免頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號成為，還應(yīng)使采樣頻 率滿足米樣定理即。4、 如果一個信號的最高頻率

16、為50Hz,為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于Hz。5、 若x(t)是均值為ux為零的寬帶隨機信號其自相關(guān)函數(shù)r =0時R(c ) , ct8時 R( T )。6、用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。7、 若某一信號的自相關(guān)函數(shù)為 Acos®7 ),則該信號的均方值為 Wx2=,均方根值為Xrms=o8、最常用的功率譜估計方法為。- 2 .9、 Sx(f)為信號的沿頻率軸的分布，|X(f)|稱為。10、巴塞伐爾定理表示在中計算的信號總能量，等于在中計算的信號總能量。(二) 判斷對錯題(用/或>< 表ZK)1、 頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。

17、()2、 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。()3、 對于周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全避免柵欄效應(yīng)。()4、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。()5、 互相關(guān)函數(shù)是偶實函數(shù)。()6、 利用系統(tǒng)輸入x(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。()7、 若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入-輸出的相干函數(shù)一定為1。()(三) 簡答和計算題1、已知信號 x(t) = A0+A cosQt+g)十丹sin (2t +中2)，求信號的自相關(guān)函數(shù)Rx(=)，并畫出自功率譜 Sx停)(雙邊幅值譜)。2、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)3、

18、相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用4、試根據(jù)一個信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分5、某一系統(tǒng)的輸入信號為 x(t),若輸出y(t)與輸入x(t)相同，輸入的自相關(guān)函數(shù)Rx。)和輸入一輸出的互相關(guān)函數(shù)Rxy)之間的關(guān)系為Rx0) = Rx(T+T)，試說明該系統(tǒng)起什么作用？6、應(yīng)用巴塞伐爾定理求 接in c2(t)dt的積分值。第六章振動測試(一)填空題1、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，位移共振頻率系統(tǒng)固有頻率， 速度共振頻率系統(tǒng)固有頻率，加速度共振頻率系統(tǒng)固有頻率。2、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，在相位共振處位移始終落后于激振力度

19、。3、 單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)運動所引起的受迫振動，當(dāng)激振頻率固有頻率時，質(zhì)量塊和殼體之間 的相對運動和基礎(chǔ)振動近于相等。4、激勵方式分為，。5、按所測的振動性質(zhì)可將拾振器分為和。6、阻抗頭的前端是，后面是測量激振點響應(yīng)的。7、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式： 、和。8、機械系統(tǒng)的主要振動參數(shù)是，和。9、 相對法校準(zhǔn)傳感器時，經(jīng)國家計量等部門嚴(yán)格校準(zhǔn)過的傳感器起著“振動標(biāo)準(zhǔn)傳遞”的 作用，稱為傳感器。（二）判斷對錯題（用/或X表示）1、 壓電式加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）2、 磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（）3、 壓電式加速度計手持探針法測振時，加

20、速度計的使用上限頻率最低。（）4、 壓電式加速度計的重量越輕，使用上限頻率越高，靈敏度越低。（）5、 渦流位移傳感器屬于絕對式拾振器。（）6、 低頻激振時，激振器的安裝固有頻率應(yīng)比激振頻率高3倍以上。（）7、 快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（）8、 脈沖錘的錘頭越軟，則激勵的頻率范圍越大。（）9、 振動測試中，測得的激勵和響應(yīng)之間的相位差包括了測試系統(tǒng)中所有儀器的相移。（）（三）簡答和計算題1、對單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，分別寫出其位移頻響函數(shù)、 速度頻響函數(shù)、加速度頻響函數(shù)。2、對單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)位移所引起的受迫振動，分別寫出其相對位移頻響函數(shù)、絕對位移頻響函數(shù)。3、對于壓電

21、式加速度計， 畫出其工作原理圖,并說明為什么其上限頻率取決于固有頻率?4、對于磁電式絕對速度計，畫出其工作原理圖，并說明為什么其下限頻率取決于固有頻 率？5、如何用實頻曲線估計系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫圖說明。參考答案第一章信號及其描述（一）1、信號；2、時間（t）,頻率（f）; 3、離散性，諧波性，收斂性；4、準(zhǔn)周期，瞬態(tài)22非周期；5、均值匕，均方值甲x，方差ox ； 6、偶，奇;（二）1; 2、v7; 3、X; 4、X; 5、2xo）1、一0 jix0;2、0 ,22X0二 x0cos（ t :）a j2：f；4、T sinc（2兀f +e0）T ）+T sinC（2兀f cc0）T ）；-022 一 22a - 4二 f -，0 j 4 二 fa第二章測試裝置的基本特性(一)1、1/2,1/72,-45；2、123;3、傅立葉變換法，濾波器法；4、A°e咽° 5、被測量；6、線性；(二) (4) (3) (2) (4) (2) (3) (1)(三) X V V V X X(四) 略第三章常用傳感器(一)1、電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁電；阻率變化；3、差動；4、電荷，電壓，電荷;2、金屬絲的幾何變形，半導(dǎo)體材料的電5、渦電流；6、mv / (m/s) ; 7、壓電效應(yīng)。(二) (2) (3) (4) (2)