測試技術(shù)考試試題庫(帶答案)

1、精選文檔測試技術(shù)考試試題庫（帶答案）一，學(xué)院 班級 姓名 學(xué)號 題號一二三四五六總分得分 一、填空（每空1份，共20分）1 測試技術(shù)的基本任務(wù)是 。2 從時域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng) 的卷積。3 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。4 假如一個信號的最高頻率為50Hz，為了防止在時域采樣過程中消滅混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)當(dāng)大于 Hz。5 在橋式測量電路中，依據(jù)其 的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與溝通電橋。6 金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)分在于：前者利用 引起的電阻變化，后者利用 變化引起的電阻變化。 7 壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 而工作的。8 帶通濾波器

2、的上下限截止頻率為fc2、fc1，其帶寬B = ；若其帶寬為1/3倍頻程則fc2 = fc1。9 屬于能量把握型的傳感器有 、 等。10 依據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為 、 、 。11 相關(guān)濾波的工作原理是 。12 測試裝置的動態(tài)特性可以用 函數(shù)、 函數(shù)和 函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。二、選擇題（把正確答案前的字母填在空格上，每題1分，共10分）1 不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號是 信號。 A 簡單周期 B 非周期 C 瞬態(tài) D 隨機2 平穩(wěn)隨機過程必需 。 A 連續(xù) B統(tǒng)計特征與時間無關(guān) C 各態(tài)歷經(jīng) D 統(tǒng)計特征等于時間平均3 一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是 。A 固有頻率 B 阻尼比 C 時間常數(shù)

3、 D 靈敏度4 系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時，對于同一個輸入量所得到的兩個數(shù)值不同的輸出量之間的最大差值稱為 。A 回程誤差 B 確定誤差 C 相對誤差 D 非線性誤差5 電阻應(yīng)變片的輸入為 。A 力 B 應(yīng)變 C 速度 D 加速度6 用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。A 傳遞函數(shù) B 相互關(guān)函數(shù) C 互譜密度函數(shù) D 相干函數(shù)7 為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用 放大器。A 電壓 B 電荷 C 微分 D 積分8 在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量而且不受油污等介質(zhì)影響的 是 傳感器。A 電容式 B 壓電式 C 電阻式 D 電渦流式9 信號分析設(shè)備可

4、分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號的頻率，可將磁帶 ，也可達(dá)到分析的目的。 A 重放速度放快 B 重放速度放慢 C 重放速度不變 D 多放幾次10. 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量 。 A 存在，但<5 B 存在，但<1 C 在時間常數(shù)很小時存在 D 不存在三、推斷題（用或×表示，在正確的題目對應(yīng)的括號里填，反之填 ×，每題1分，共10分）1 （ ）非周期信號的頻譜是連續(xù)的。2 （ ）傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。3 （ ）調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。4 （ ）渦流傳感器屬于有源傳感器。5 （ ）滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測量。6 （ ）窗函

5、數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。7 （ ）恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。8 （ ）隨機激振屬于寬帶激振法。9 （ ）壓電式加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。10.（ ）若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)肯定為1。四、簡答題（每題5分，共30分）1 已知周期方波的傅立葉級數(shù)開放式為 試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說明其頻譜特點。2 二階測試裝置的兩個動態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實現(xiàn)不失真測試，如何確定其取值范圍？ 3 何謂不失真測試？實現(xiàn)測試不失真的測試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何？4 信號的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？ 5 為什么在動態(tài)電阻應(yīng)變儀上除了設(shè)

6、有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕？6 測得兩個同頻正弦信號的相關(guān)函數(shù)波形如圖1，問：圖1（1） 這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是相互關(guān)函數(shù)？為什么？（2） 從波形中可以獲得信號的哪些信息？五、計算題（共14分）1 （6分）已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為， 式中 當(dāng)輸入信號為時，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出2 （4分）有一信號，初始相角為一隨機變量；試求 1）求其自相關(guān)函數(shù)；2）確定其均值和方差。3 （4分）以阻值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓六、 應(yīng)用題（共16分）1. （6分）某車床加工外

7、圓表面時，表面振紋主要是由主軸箱轉(zhuǎn)動軸上齒輪不平衡慣性力使主軸箱振動所引起，試驗測得振紋的頻譜如圖2（a）所示，主軸箱內(nèi)的傳動示意圖如圖2(b)所示，傳動軸、和主軸上的齒輪齒數(shù)分別為Z1 = 30, Z2 = 40, Z3=20, Z4=50, 傳動軸的轉(zhuǎn)速為 n1 = 2000轉(zhuǎn)/分（依據(jù)傳動比計算可知：傳動軸的轉(zhuǎn)速為 n2 = 1500轉(zhuǎn)/分，主軸的轉(zhuǎn)速為 n2 = 600轉(zhuǎn)/分），試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對加工表面的振紋影響較大？為什么？（a） (b)圖22. （10分）欲測試圖3(a)所示簡直梁的動態(tài)特性參數(shù)（固有頻率和阻尼比），（1）請從現(xiàn)有設(shè)備中選擇，并用框圖表示測試系統(tǒng)構(gòu)成

8、，簡述測試過程；（2）測得該梁的幅頻特性曲線如圖3（b）所示，依據(jù)該曲線如何確定簡直梁的動態(tài)特性參數(shù)（給出原理、公式并在圖中表示）（現(xiàn)有設(shè)備： 壓電式加速度計、 壓電式力傳感器、磁電式速度計、電阻應(yīng)變片、電荷放大器、功率放大器、信號發(fā)生器、激振器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、顯示設(shè)備）圖3 (a)圖3 (b)xx高校200X200X學(xué)年第一學(xué)期傳感器與測試技術(shù)期末考試試卷參考答案學(xué)院 _ 班級 _ 考試班級 _一、 填空( 每空1分，答對得分，答錯不得分，共20分)1 獵取有用的信息2 脈沖響應(yīng)函數(shù)3 時間()、頻率或4 100Hz5 激勵電壓（或工作電壓或橋壓或電源）6 導(dǎo)體機械形變、半導(dǎo)體電阻率的（

9、或半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)）7 壓電效應(yīng)8 、（或1.26）9 電阻式傳感器、渦電流傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器等，答對任何兩個均得2分10 調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相11 同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測原理12 傳遞、頻率響應(yīng)、脈沖響應(yīng)二、 選擇題（每題1分，答對得分，答錯不得分，共10分）15 D B C A B 610 D B D B D三、 推斷題（每題1分，答對得分，答錯不得分，共10分） 15 ×× 610 ××四、 簡答題（每題5分，共30分） 1（5分） 2分頻譜特點：離散性、諧波性、遞減性 3分(每答對一個得1分) 2（5分）固有頻率()和阻尼比()

10、 3分(每答對一個得1.5分)為了實現(xiàn)不失真,阻尼比()取值0.6 0.8; 工作頻率取值小于等于0.58 2分(每答對一個得1分) 3. （5分）輸出y(t)與輸入x(t)滿足關(guān)系y(t)=A0x(t-t0), 其中A0和t0為常數(shù),則為不失真測試。 2分或者用文字描述上述關(guān)系，描述正確2分，不完整1分，錯誤不得分。實現(xiàn)不失真測試的測試裝置的 幅頻特性為 A()= A0 = 常數(shù) 1.5分 相頻特性為 ()= 1.5分 或者用文字表述，表述正確同樣得分。 4. （5分）（1）電壓幅值調(diào)理（或者放大） 1分（2）濾波（或者濾去高頻） 2分（3）隔離直流重量（或者隔直） 1分（4）如原信號進(jìn)行調(diào)

11、制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)（或者解調(diào)） 1分 5. （5分）動態(tài)電阻應(yīng)變儀接受的是純電阻溝通電橋（1分），即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線間存在分布電容（1分），相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡（3分）。 5分其它的表述酌情給分。 6. （5分） （1）相互關(guān)函數(shù)，由于是非奇非偶函數(shù)。 2分 （2）頻率信息：正弦波形的頻率與此波形頻率相同 1分 相位信息：兩正弦波形之間的相位差就是此波形中的初相位 1分 幅值信息：此波形的振幅是兩個正弦波振幅乘積的一半 1分五、 計算題（共14分）1. （6分） 令， 依據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性， 由，可以得到： 1分 1分

12、由，可以得到： 1分 1分 由線性系統(tǒng)的疊加性可得 2分 2.（4分） 自相關(guān)函數(shù)： 1分 = = 1分 均值：=0 1分 方差： 1分 3. （4分）單臂：V 2分 雙臂：V 2分六、 應(yīng)用題（共16分）1. （6分）轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動頻率為：2000/60=33.3HZ； 1分 轉(zhuǎn)動軸II的轉(zhuǎn)動頻率為：1500/60=25HZ； 1分轉(zhuǎn)動軸III的轉(zhuǎn)動頻率為：600/60=10HZ； 1分與試驗測得振紋的頻譜圖比較可知軸II上的齒輪不平衡量對加工表面的振紋影響最大。 3分2（10分）（1）（6分）測試系統(tǒng)組成框圖：（4分）測試過程（2分）：信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號由功率放大器放大后傳送給激振器，激

13、振器通過壓電式力傳感器對簡支梁激振；壓電力傳感器拾取激振力信號，壓電加速度傳感器拾取振動信號，分別經(jīng)電荷放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最終由顯示設(shè)備顯示頻率響應(yīng)函數(shù)。 幅頻特性峰值對應(yīng)的頻率為簡支梁的固有頻率；2分 半功率點（或者或者0.707）對應(yīng)的頻率分別為、；阻尼比如下方法估量： 2分 要求能在圖中正確表示，否則酌情扣分。 （2）（4分）復(fù)習(xí)題第一章 信號及其描述（一）填空題1、 測試的基本任務(wù)是獵取有用的信息，而信息總是蘊涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸?shù)摹＿@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、

14、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、 對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 對稱。（二）推斷對錯題（用或×表示）1、 各態(tài)歷經(jīng)隨機過程肯定是平穩(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、 非周期信號的頻譜肯定是連續(xù)的。（ ）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、 求正弦信號的確定均值|x|和均方根值xrms。2、 求正弦信號的均值，均方值，和概率密度函數(shù)

15、p(x)。3、 求指數(shù)函數(shù)的頻譜。4、 求被截斷的余弦函數(shù)的傅立葉變換。5、 求指數(shù)衰減振蕩信號的頻譜。其次章 測試裝置的基本特性（一）填空題1、 某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號，則輸出信號的頻率為 ，幅值 ，相位 。2、 試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。3、 為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有 、 和 。4、 當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系為時，該系統(tǒng)能實現(xiàn) 測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為 。5、 傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的 越小。6、 一個抱負(fù)的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)當(dāng)具有 關(guān)系為最佳。（二）選擇題1、 不屬于測試系統(tǒng)的靜特性

16、。（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)的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為 。（1） （2） （3）（4）4、 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、 忽視質(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

17、的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達(dá)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（三）推斷對錯題（用或×表示）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，則必定導(dǎo)致輸出波形失真。（ ）2、 在線性時不變系統(tǒng)中，當(dāng)時始條件為零時，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)輸入信號肯定時，系統(tǒng)的輸出將完全取決于傳遞函數(shù)，而與該系統(tǒng)的物理模型無關(guān)。（ ）4、 傳遞函數(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)

18、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。求其對周期信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。5、 將信號輸入一個傳遞函數(shù)為的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在內(nèi)的輸出的表達(dá)式。第三章 常用傳感器（一）填空題1、 屬于能量把握型的傳感器有 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)分在于：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

19、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)用時經(jīng)常接受 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)體在溝通磁場中的 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、 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）體積大小 （3）結(jié)構(gòu)參數(shù) （4）電阻值3、 不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量

20、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)氣隙變化時，其靈敏度與之間的關(guān)系

21、是： 。（1） （2） （3） （4）9、 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）推斷對錯題（用或×表示）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把握型傳感器（ ）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、

22、 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)實行什么措施改進(jìn)，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)當(dāng)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，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問：（1） 假如極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2） 假如測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格mV）在時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？第四章 信號

23、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，依據(jù) 的性質(zhì)，電橋可分為直流和溝通電橋。3、 在橋式測量電路中，依據(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 把握一個振蕩器，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、的定義為 ，其帶寬 ，若為倍頻程濾波器與的關(guān)系為 。8、 RC低通濾波器中RC值愈 ，則上截

24、止頻率愈低。（二）選擇題1、 設(shè)有一電路，是工作橋臂，是固定電阻，且。工作時，則電橋輸出電壓（ ）。為電橋的電源電壓。（1） （2） （3） （4）2、 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)殡妷毫浚?）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，其幅頻特性在區(qū)間近于平直，在區(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，-3dB帶寬是，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)等于 。（1） （2）

25、（3） （4）（三）推斷對錯題（用或×表示）1、 平衡純電阻溝通電橋須同時調(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)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？溝通電橋應(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，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋

26、，供橋電壓，若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變。（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、 若為調(diào)制信號，為載波，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，為避開頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號成為 ，還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即 。4、 假如一個信號的最高頻率為50Hz，為了防止在時域采樣過程中消滅混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)當(dāng)大于 Hz。

27、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)=0時Rx() ，®時Rx() 。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，則該信號的均方值為= ，均方根值為xrms= 。8、 最常用的功率譜估量方法為 。9、 為信號的 沿頻率軸的分布，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）推斷對錯題（用或×表示）1、 頻率辨別力越高，則泄漏誤差越小。（ ）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，可完全避開柵欄效應(yīng)。（ ）4、 窗函數(shù)頻譜的

28、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、 相互關(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)肯定為1。（ ）（三）簡答和計算題1、 已知信號，求信號的自相關(guān)函數(shù)，并畫出自功率譜（雙邊幅值譜）。2、 求頻率相同的單位方波和正弦波的相互關(guān)函數(shù)。3、 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、 試依據(jù)一個信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，爭辯如何確定該信號中的常值重量和周期成分。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

29、相關(guān)函數(shù)和輸入輸出的相互關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為，試說明該系統(tǒng)起什么作用？6、 應(yīng)用巴塞伐爾定理求的積分值。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。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

30、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）推斷對錯題（用或×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確定式拾振器。（ ）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。（

31、）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、 在振動測試中，測得的激勵和響應(yīng)之間的相位差包括了測試系統(tǒng)中全部儀器的相移。（ ）（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)、確定位移頻響函數(shù)。3、 對于壓電式加速度計，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、 對于磁電式確定速度計，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、 如何用實頻曲線估量系統(tǒng)的固有頻率

32、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)非周期；5、均值，均方值，方差；6、偶，奇；（二）1、；2、；3、；4、；5、；（三）1、，；2、0，；3、；4、； 5、；其次章 測試裝置的基本特性（一）1、1/2，；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、；5、被測量；6、線性；（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）（三） （四）略第三章 常用傳感器（一）1、電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁電；2、金屬絲的幾何變形，半導(dǎo)體材料的電阻率變化；3、差動；4、電荷，電壓，電荷；5、渦電流；6、mv

33、 / (m/s)；7、壓電效應(yīng)。（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2）（三） （四）略第四章 信號調(diào)理、處理和記錄（一）1、電壓或電流；2、激勵電壓；3、橋臂數(shù)；4、相乘，相乘；5、鑒頻；6、幅值，頻率；7、幅頻特性曲線降為最大值的倍時對應(yīng)的頻率為截止頻率；，8、大；（二）（1）（1）（3）（2）（4）（三） （四）略第五章 信號處理初步（一）1、概率密度函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)；2、帶通濾波法，傅立葉變換法；3、有限帶寬，；4、100；5、，0；6、相干函數(shù)；7、；8、周期圖法；9、功率密度，能譜；10、時域，頻域；（二）1、；2、；3、；4、；5、；6、；7、；（三）1、，

34、；2、；3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)；4、信號的常值重量為其自相關(guān)函數(shù)均值的開方，周期成分與其自相關(guān)函數(shù)周期成分的頻率相同、幅值成比例關(guān)系；5、該系統(tǒng)的作用是使信號幅值不變、相位提前T；6、；第六章 振動的測試（一）1、小于，等于，大于；2、90；3、遠(yuǎn)大于；4、穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機激振，瞬態(tài)激振；5、相對式，確定式；6、力傳感器，加速度計；7、電荷放大器，電壓放大器；8、固有頻率，阻尼比，振型；9、參考。（二）1、；2、；3、；4、；5、；6、；7、；8、；9、；（三）略二，一、填空題（25分，每空1分）1時間常數(shù)是 一 階傳感器動態(tài)特性參數(shù)，時間常數(shù)越 小 ，響應(yīng)越快，響應(yīng)曲線越接近于輸入階躍

35、曲線。2滿足測試裝置不失真測試的頻域條件是幅頻特性為一常數(shù)和相頻特性與頻率成線性關(guān)系。3電荷放大器常用做壓電傳感器的后續(xù)放大電路，該放大器的輸出電壓與傳感器產(chǎn)生的電荷量成正比，與電纜引線所形成的分布電容無關(guān)。4信號當(dāng)時間尺度在壓縮時，則其頻帶變 寬 其幅值變 小 。5當(dāng)測量較小應(yīng)變值時，應(yīng)選用電阻應(yīng)變效應(yīng)工作的應(yīng)變片，而測量大應(yīng)變值時，應(yīng)選用壓阻效應(yīng)工作的應(yīng)變片，后者應(yīng)變片阻值的相對變化主要由材料電阻率的相對變化來打算。6電感式和電容式傳感器常接受差動方式，不僅可提高靈敏度，且能改善或消退非線性。7. 電渦流傳感器是利用 金屬 材料的電渦流效應(yīng)工作，可分為低頻 透射 式和高頻 反射 式兩種，其

36、中前者常用于材料厚度的測量。8在調(diào)制解調(diào)技術(shù)中，將把握高頻振蕩的低頻信號稱為 調(diào)制波 ，載送低頻信號的高頻振蕩信號稱為 載波 ，將經(jīng)過調(diào)制過程所得的高頻振蕩波稱為 已調(diào)制波 。9已知，為單位脈沖函數(shù)，則積分= 12 。10已知霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為20，若測得感應(yīng)電動勢的頻率為300Hz，則被測軸的轉(zhuǎn)速為 900r/min 。11. RC低通濾波器中的RC值越大，則其上限截止頻率越 小 。12. 頻率混疊是由于 采樣頻率過低 引起的，泄漏則是由于 信號截斷 所引起的。二、選擇題（15分，每題1.5分）1離散、周期的時域信號頻譜的特點是（ C ）的。A非周期、離散B非周期、連續(xù) C、

37、周期、離散 D周期、連續(xù)2按傳感器能量源分類，以下傳感器不屬于能量把握型的是（ C ）。A 電阻傳感器B 電感傳感器 C 光電傳感器 D 電容傳感器3變磁通感應(yīng)式傳感器在測量軸的轉(zhuǎn)速時，其齒盤應(yīng)接受（ B ）材料制成。 A 金屬 B 導(dǎo)磁 C 塑料 D 導(dǎo)電4測試裝置能檢測輸入信號的最小變化力量，稱為（ D ）。A 精度 B 靈敏度 C 精密度 D 辨別力5數(shù)字信號的特征是（ B ）。A 時間上離散，幅值上連續(xù)B 時間、幅值上都離散C 時間上連續(xù)，幅值上量化D 時間、幅值上都連續(xù)6傳感器靈敏度越高，表示該傳感器（ B ）。A 工作頻帶越寬 B 單位輸入引起的輸出量越大C 線性范圍越寬 D 允許

38、的輸入量越大7周期信號傅立葉級數(shù)中的各項系數(shù)表示各諧波重量的（ C ）。A 相位 B 周期 C 振幅 D 頻率8A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則其（ B ）。A 辨別力越低 B 轉(zhuǎn)換精度越高 C 轉(zhuǎn)換速度越快 D 轉(zhuǎn)換時間越短9濾波器的-3dB頻率指輸出信號幅值為輸入信號幅值的（ C ）時所對應(yīng)的截止頻率。A B 1 C D 1/210不能用于材料厚度的非接觸測量的傳感器為（ C ）。A 渦流式 B 電容式 C 壓電式 D 光電式三、簡答題（24分）1依據(jù)濾波器的選頻作用，一般將濾波器分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器。下圖為這些濾波器的幅頻特性，請分別標(biāo)注出來。并列出4個實際濾波器的主要特征參數(shù)。（

39、6分） (a) 帶通 (b) 高通 (c) 帶阻 (d) 低通 主要特征參數(shù)（任選4個）：(1) 截止頻率(2) 帶寬(3) 紋波幅度(4) 品質(zhì)因子(5) 倍頻程選擇性(6) 濾波器因數(shù)2下圖為同一正弦信號分別用相同時寬的矩形窗和漢寧窗截斷后得到的頻譜圖。請指出下面二個頻譜圖分別接受以上哪個窗函數(shù)得到的，并說出這兩種窗函數(shù)的主要特點。（6分）0Fs/2頻率幅度0Fs/2幅度頻率 (a) 漢寧窗 (b) 矩形窗 答：矩形窗的特點：主瓣比較集中。但旁瓣較高，并有負(fù)旁瓣，導(dǎo)致變換中帶進(jìn)了高頻干擾和泄漏，甚至消滅負(fù)譜現(xiàn)象。漢寧窗的特點：主瓣較寬，旁瓣較低，衰減速度也較快。但帶寬加寬，使得頻率辨別力下

40、降。3. 一階系統(tǒng)受到一個階躍輸入的作用，在2秒時達(dá)到輸入最大值的20%，試求：測試系統(tǒng)的時間常數(shù)和當(dāng)輸出達(dá)到最大值的95%時，需多長時間？（6分）解： 當(dāng)輸出達(dá)到最大值的95%時，4下圖為動態(tài)應(yīng)變儀工作框圖，請指出圖中A、B和C分別代表什么？并說明B和C在系統(tǒng)中的作用是什么？（6分）答：A 電橋 將電阻、電容、電感等參數(shù)變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出B 相敏檢波 解調(diào)C 低通濾波器 選取低頻信號，抑制或衰減掉其他不需要的成分三、計算題（共36分）1（9分）求下圖周期性鋸齒波的傅立葉級數(shù)，并繪出其頻譜圖。tT/2-T/21-10x(t)解： 2（9分）求周期余弦信號的均值、均方值、自相關(guān)函數(shù)和自譜。

41、解：均值均方值自相關(guān)函數(shù)自譜3（9分）有一薄壁圓管式拉力傳感器如下圖所示。已知其彈性元件材料的泊松比為0.3，電阻應(yīng)變片和阻值相同，且靈敏系數(shù)均為2，應(yīng)變片貼片位置如圖所示。若受拉力作用，問：(1) 欲測量拉力的大小，應(yīng)如何正確組成電橋？請畫出相應(yīng)的電橋。(2) 當(dāng)供橋電壓，時，輸出電壓是多少（）？ 解：(1) 為了測量力P大小，測試電橋應(yīng)如下圖所示連接：(2) 設(shè)R1、R2、R3、R4應(yīng)變分別為1，2，3，4。由于泊松比=0.3，故R3、R4的應(yīng)變3=4=-1=-0.3×300=-904（9分）一個電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑為4mm，工作初始間隙0.3mm，介電常數(shù)為8.8

42、5×10-12F/m，試求：(1) 工作中，若傳感器參與工作的間隙變化量為2，電容變化量是多少？(2) 若測量電路的靈敏度為100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度為5格/mV，當(dāng)間隙變化量還為2，讀數(shù)儀表示值變化多少格？解：(1) 相對面積A=r2=5.027×10-5m2由于兩極板間距變化引起的電容變化量為：(2) 儀表示值變化格數(shù)為：N=5×100×(-C)=5×100×9.85×10-3=4.9格三，一、填空題（30分，每空1.5分）1. 作為傳感器的核心部件，直接感受被測物理量并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換的元件稱為 敏感元件 。2.

43、在為 0 狀況下，自相關(guān)函數(shù)值達(dá)到最大值。3. 已知某周期信號的周期為0.2s，則該信號的3次諧波重量的頻率為 15 Hz。4. 周期信號的頻譜具有 離散 性， 諧波 性和衰減性。5. 若采樣頻率過低，不滿足采樣定理，則被采樣信號的頻譜會產(chǎn)生 頻混 現(xiàn)象。6. 在外力作用下，金屬應(yīng)變式傳感器主要產(chǎn)生幾何尺寸變化，而壓阻式傳感器主要是 電阻率 發(fā)生變化，兩者都引起 電阻值 發(fā)生變化。7. 衡量傳感器在同一工作條件下，對同一被測量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的不全都程度的指標(biāo)為 重復(fù)性 。8. 電感式和電容式傳感器常接受 差動 結(jié)構(gòu)來提高其靈敏度，改善 非線性誤差 。9. 描述一階系統(tǒng)動態(tài)特性的參

44、數(shù)是 時間常數(shù) ，其值越 小 ，則該系統(tǒng)頻帶越寬，響應(yīng)越快。10. 當(dāng)壓電式傳感器使用 電荷 放大器，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。11. 抗混濾波器是一種 低通 濾波器 ，其上限截止頻率與采樣頻率之間的關(guān)系應(yīng)滿足關(guān)系式 。12. 某信號的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號的均值為 0 ，均方根值為 10 。13. 若窗函數(shù)的頻譜為，則時延窗函數(shù)的頻譜為 。對比可以發(fā)覺，時延窗函數(shù)的 幅值譜 與原窗函數(shù)的對應(yīng)量相同。二、選擇題（20分，每題1分）1. 描述傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)有 D 。A幅頻特性 B穩(wěn)定時間 C動態(tài)范圍 D線性度2. 下列統(tǒng)計參數(shù)中，用以描述隨機信號波動范圍的參數(shù)為 B 。A 均

45、值 B 方差 C 均方值 D 概率密度函數(shù)3 信號的時域描述與頻域描述通過 C 來建立關(guān)聯(lián)。A 拉氏變換 B 卷積 C 傅立葉變換 D 相乘4抱負(fù)濾波器在通帶內(nèi)的幅頻特性為 A 。A常數(shù) B 零 C零或常數(shù) D無法確定5. 假如隔振臺對低頻激勵起不了明顯的隔振作用，但對高頻激勵卻有很好的隔振作用，那么，隔振臺屬于 B 。A 高通濾波器 B 低通濾波器 C 帶通濾波器 D 帶阻濾波器6 測試裝置能檢測輸入信號的最小變化力量，稱為 D 。A 量程 B靈敏度 C 精確度 D辨別力7 已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為30，若測得感應(yīng)電動勢的頻率為300Hz，則被測軸的轉(zhuǎn)速為 D 。A 300轉(zhuǎn)/分 B 480轉(zhuǎn)/分 C 900轉(zhuǎn)/分 D 600轉(zhuǎn)/分8 濾波器的-3dB截止頻率指信號幅值衰減為輸入幅值 C 對應(yīng)的頻率。A B 1 C D 1/29 對連續(xù)信號進(jìn)行采樣時，若信號的記錄時間不變，采樣頻率越高，則 C 。A 泄漏誤差越大 B 頻率混疊越嚴(yán)峻C 采樣點數(shù)越多 D 頻域辨別率越低10壓電式傳感器目前多