工程測試答案

1、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)摹＿@些物理量就是信號，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。2、 信號的時域描述，以 時間(t) 為獨立變量；而信號的頻域描述，以頻率（f）為獨立變量。3、 周期信號的頻譜具有三個特點： 離散性 ，諧波性 ，收斂性。4、 非周期信號包括 準(zhǔn)周期 信號和 瞬態(tài)非周期 信號。5、 描述隨機信號的時域特征參數(shù)有均值，均方值，方差6、 對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是偶對稱，虛頻譜（相頻譜）總是奇對稱。（三）簡答和計算題1、 求正弦信號的絕對均值|x|和均方根值xrms。2、 求正弦

2、信號的均值，均方值，和概率密度函數(shù)p(x)。3、 求指數(shù)函數(shù)的頻譜。單邊指數(shù)衰減信號頻譜圖f|X(f)|A/a0(f)f0/2-/24、 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方法一，直接根據(jù)傅里葉變換定義來求。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；（三）1、，；2、0，；3、；4、； 5、；第二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1/2，幅值，相位。2、 為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有

3、傅里葉變換法和濾波器法。3、 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。4、 傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的被測量越小。5、 一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有線性關(guān)系為最佳。（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)的輸出的表達式。答案:（一）1、1/2，；2、123；3、

4、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）（四）略第三章 常用傳感器（一）填空題1、 屬于能量控制型的傳感器有 電阻、電感、電容、渦流 等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有 壓電、磁電 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 金屬絲的幾何變形 引起的電阻變化，后者利用 半導(dǎo)體材料的電阻率 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 差動 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： 電荷 放大器

5、和 電壓 放大器，后接 電荷 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 渦電流 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 壓電效應(yīng) 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

6、）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（四）簡答和計算題1、

7、 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、 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

8、極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問：（1） 如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度，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？第三章（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 / (m/s)；7、壓電效應(yīng)。（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2）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 電壓或電流 輸出的裝置。2、 在橋式測量電路中，按照 激勵電壓 的性質(zhì)，電橋可分為直

9、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 橋臂數(shù) 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 相乘 ，使高頻信號的幅值隨被測信號的 變化 而變化。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的 相乘 。5、 調(diào)頻波的解調(diào)又稱為 鑒頻 。6、 調(diào)頻是利用信號電壓的 幅值 控制一個振蕩器，使其輸出為等幅波，而 頻率 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 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 ，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 大 ，則上截止頻率愈低。（四）簡答和計算題1、 何謂電橋

10、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，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，若其負載電阻為無窮大，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。第四章 信號調(diào)理、處理和記錄（一）1、電壓或電流；2、激勵電壓

11、；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）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概率密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)。2、 為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有帶通濾波法、 和傅立葉變換法。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有限帶寬，還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即。4、 如果一個信號的最高頻率為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100Hz。5、 若x(t)是均值為ux為零的寬帶隨機信號其自相

12、關(guān)函數(shù)=0時Rx()，®時Rx() 0 。6、 相干函數(shù)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、 最常用的功率譜估計方法為周期圖法。9、 為信號的功率密度沿頻率軸的分布，稱為能譜。10、 巴塞伐爾定理表示在時域中計算的信號總能量，等于在頻域中計算的信號總能量。（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互相關(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

13、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)和輸入輸出的互相關(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；（三）1、，；2、；3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)；4、信號的常值分量為其自相關(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、習(xí)

14、題答案2-2 用一個時間常數(shù)為0.35s的一階裝置去測量周期分別為1s、2s和5s的正弦信號，問穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值誤差將是多少？解：設(shè)一階系統(tǒng)，T是輸入的正弦信號的周期穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相對幅值誤差，將已知周期代入得2-3 求周期信號x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t45°)通過傳遞函數(shù)為H(s)=1/(0.005s+1)的裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解：，該裝置是一線性定常系統(tǒng)，設(shè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為y(t)，根據(jù)線性定常系統(tǒng)的頻率保持性、比例性和疊加性得到y(tǒng)(t)=y01cos(10t+j1)+y02cos(100t45°+j2)其中，所以穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為3-4 有一電阻應(yīng)變片（見圖3-84），其靈敏度Sg2，R120W。設(shè)工作時其應(yīng)變?yōu)?000me，問DR？設(shè)將此應(yīng)變片接成如圖所示的電路，試求：1）無應(yīng)變時電流表示值；2）有應(yīng)變時電流表示值；3）電流表指示值相對變化量；4）試分析這個變量能否從表中讀出？圖3-84 題3-4圖1.5V解：根據(jù)應(yīng)變效應(yīng)表達式DR/R=Sge得DR=Sge R=2´1000´10-6´120=0.24W1）I1=1.5/R=1.5/12