機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)試題及答案三

（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用/或X表示）1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。（）2、信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含相同的信息量。（）3、非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)的。（）4、非周期信號(hào)幅頻譜與周期信號(hào)幅值譜的量綱一樣。（）5、隨機(jī)信號(hào)的頻域描述為功率譜。（）（二）1、"；2、"；3、X；4、X；5、"；1、一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測(cè)試”條件，若用它傳輸一個(gè)1000Hz的正弦信號(hào)，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。（）2、在線性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉TOC\o"1-5"\h\z氏變換稱為傳遞函數(shù)。（）3、當(dāng)輸入信號(hào)x（t）一定時(shí)，系統(tǒng)的輸出火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(wú)關(guān)。（）4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。（）5、測(cè)量裝置的靈敏度越高，其測(cè)量范圍就越大。（）6、幅頻特性是指響應(yīng)與激勵(lì)信號(hào)的振幅比與頻率的關(guān)系。（）（三）X"""XX（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用"或X表示）1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測(cè)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(jì)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。（）（三）""XX（二）選擇題1、不屬于測(cè)試系統(tǒng)的靜特性。（1）靈敏度（2）線性度（3）回程誤差（芻阻尼系數(shù)2、從時(shí)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何）和Q何），則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系統(tǒng)，12Q1Q1(?)Q2(?)(4)Q1(?)+Q2(?)（1）Q1（?）Q2（?）（2）Q1（?）+Q2（?）（3）Q］（w）-Q2（?）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(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在（4）不存在5、忽略質(zhì)量的單自由度振動(dòng)系統(tǒng)是系統(tǒng)。（1）零階（2）一階（芝二階（4）高階6、一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是。（1）固有頻率（2）線性度⑶時(shí)間常數(shù)（4）阻尼比

7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)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(guò)的時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。（1）（2）（3）（4）（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）（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(shí)現(xiàn)信號(hào)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43、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)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2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3。（1）長(zhǎng)度（2）截面積（3）電阻率（4）高通6、壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變化，將會(huì)引起傳感器的3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(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是4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5變化時(shí)，其靈敏度S與5之間的關(guān)系是:S=4。，、1，、一，、，、（1）k（2）k5（3）k5-2（4）-k5-259、光電倍增管是利用2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（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2）第四章信號(hào)調(diào)理、記錄和顯示（二）選擇題1、設(shè)有一電路，R是工作橋臂，R，R，R是固定電阻，且R=R=R=R。12341234工作時(shí)R—R+2AR，則電橋輸出電壓e*（）。e為電橋的電源電111y0壓。(1)AR——1e4R(1)AR——1e4R01(2)AR——e2R01(3)AR——eR01(4)2、調(diào)幅過(guò)程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)2AReR013、（1）相乘（2）相除（3）相加（4）相減4、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?（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?）使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?、一選頻裝置，其幅一頻特性在f*區(qū)間近于平直，在fT0區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。22（1）低通（2）高通（3）帶通（4）帶阻6、一帶通濾波器，其中心頻率是匕，-3dB帶寬是B,則濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q等于。（1）f0+B（2）f0-B（3）f0B（4）fjB第五章信號(hào)處理初步（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用"或X表示）1、頻率分辨力越高，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(duì)于周期信號(hào)，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(hào)所引起的誤差越小。（）5、互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)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。（）（二）1、X；2、"；3、"；4、"；5、X；6、X；7、X;第六章振動(dòng)測(cè)試（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用"或X表示）1、壓電式加速度計(jì)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(jì)手持探針?lè)y(cè)振時(shí)，加速度計(jì)的使用上限頻率最低。（）4、壓電式加速度計(jì)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(duì)式拾振器。（）6、低頻激振時(shí)，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(lì)的頻率范圍越大。（）9、在振動(dòng)測(cè)試中，測(cè)得的激勵(lì)和響應(yīng)之間的相位差包括了測(cè)試系統(tǒng)中所有儀器的相移。（）絕對(duì)式；6、力傳感器，加速度計(jì)；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、X；2、X；3、"；4、"；5、X；6、"；7、"；8、X；9、"；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）不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是4信號(hào)。A復(fù)雜周期B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程必須。A連續(xù)B統(tǒng)計(jì)特征與時(shí)間無(wú)關(guān)C各態(tài)歷經(jīng)D統(tǒng)計(jì)特征等于時(shí)間平均一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是3。A固有頻率B阻尼比C時(shí)間常數(shù)D靈敏度系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時(shí)，對(duì)于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)數(shù)值不同的輸出量之間的最大差值稱為。A回程誤差B絕對(duì)誤差C相對(duì)誤差D非線性誤差電阻應(yīng)變片的輸入為2。A力B應(yīng)變C速度D加速度DBCAB6—10DBDBD用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。A傳遞函數(shù)B互相關(guān)函數(shù)C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù)為使電纜的長(zhǎng)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積分在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)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電渦流式信號(hào)分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號(hào)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＜1C在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在D不存在三、判斷題(用/或X表示，在正確的題目對(duì)應(yīng)的括號(hào)里填/，反之填X，每題1分，共10分)()非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。()傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。()調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。()渦流傳感器屬于有源傳感器。()滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測(cè)量。()窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。()恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。()隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。()壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。()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。四、簡(jiǎn)答題(每題5分，共30分)已知周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為竺[sin①t+1sin3ot+1sin5①t+兀Io3o50試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說(shuō)明其頻譜特點(diǎn)。二階測(cè)試裝置的兩個(gè)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是什么為了實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試，如何確定其取值范圍何謂不失真測(cè)試實(shí)現(xiàn)測(cè)試不失真的測(cè)試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何信號(hào)的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)為什么在動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕測(cè)得兩個(gè)同頻正弦信號(hào)的相關(guān)函數(shù)波形如圖1，問(wèn)：圖1（1）這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是互相關(guān)函數(shù)為什么（2）從波形中可以獲得信號(hào)的哪些信息五、計(jì)算題（共14分）（6分）已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為H(①)=—1—,式中t=0.05s1+j如當(dāng)輸入信號(hào)為x（t）=0.6cos（60t）+0.5cos（100t-45）時(shí)，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出（4分）有一信號(hào)x（t）=Acos（①t+甲），初始相角中為一隨機(jī)變量；試求1）求其自相關(guān)函數(shù)；2）確定其均值和方差。（4分）以阻值R=120Q，靈敏度S=2.5的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V,并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?0003時(shí)，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓六、應(yīng)用題（共16分）（6分）某車床加工外圓表面時(shí)，表面振紋主要是由主軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪不平衡慣性力使主軸箱振動(dòng)所引起，實(shí)驗(yàn)測(cè)得振紋的頻譜如圖2（a）所示，主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)示意圖如圖2（b）所示，傳動(dòng)軸1、11和主軸III上的齒輪齒數(shù)分別為Z/30,Z2=40,Z3=20,Z4=50,傳動(dòng)軸I的轉(zhuǎn)速為n】=2000轉(zhuǎn)/分（根據(jù)傳動(dòng)比計(jì)算可知：傳動(dòng)軸II的轉(zhuǎn)速為n2=1500轉(zhuǎn)/分，主軸III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(duì)加工表面的振紋影響較大為什么(a)(b)圖2（10分）欲測(cè)試圖3（a）所示簡(jiǎn)直梁的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)（固有頻率和阻尼比），（1）請(qǐng)從現(xiàn)有設(shè)備中選擇，并用框圖表示測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成，簡(jiǎn)述測(cè)試過(guò)程；（2）測(cè)得該梁的幅頻特性曲線如圖3（b）所示，根據(jù)該曲線如何確定簡(jiǎn)直梁的動(dòng)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(jì)、壓電式力傳感器、磁電式速度計(jì)、電阻應(yīng)變片、電荷放大器、功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、激振器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、顯示設(shè)備）5虐圖3(a)圖3（b）一、選擇題（每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分）1—5DBCAB6—10DBDBD二、判斷題（每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分）1—5XVXVV6—10"X"X"三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.（5分）弘r5JAL__0皿3^,5-:0盤(pán)2分頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減性3分（每答對(duì)一個(gè)得1分）2.（5分）固有頻率(①)和阻尼比化)3分(每答對(duì)一個(gè)得分)n為了實(shí)現(xiàn)不失真，阻尼比(&)取值~;工作頻率取值小于等于①n2分(每答對(duì)一個(gè)得1分)TOC\o"1-5"\h\z(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(cè)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(cuò)誤不得分。實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的測(cè)試裝置的幅頻特性為A(3)=A0=常數(shù)分相頻特性為6(3)=—t0&分或者用文字表述，表述正確同樣得分。(5分)電壓幅值調(diào)理(或者放大)1分濾波(或者濾去高頻)2分隔離直流分量(或者隔直)1分如原信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)(或者解調(diào))1分(5分)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋(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(gè)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。(5分)互相關(guān)函數(shù)，因?yàn)槭欠瞧娣桥己瘮?shù)。2分頻率信息：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(gè)正弦波振幅乘積的一半1分四、計(jì)算題(共14分)(6分)x(t)=0.6cos(60t)+0.5cos(100t-45。)令氣(t)=0.6cos(60t)，x2(t)=0.5cos(100t-45。)根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性A(w)=1/，中(①)=-tan(TW)U\：1+(T①)2由氣=60，可以得到:A(氣)=:1=0.3161分中(①)=-arctg(t①)=-arctg(0.05x60)=-71.565。1分

y^(t)=0.6x0.316cos(60t-71.565。)=0.1896cos(60t-71.565。)由w=100，可以得到：曲2)=-1+(0.05x100)2=0.1961分中(w)=-arctg(tw)=一arctg(0.05x100)=-78.69。1分2y2(t)=0.196x0.5cos(100t-45。-78.69。)=0.098cos(100t-123.69。)由線性系統(tǒng)的疊加性可得y(t)=y1(t)+y2(t)=0.1896cos(60t-71.565。)+0.098cos(100t-123.69。)2分1分1分1分(4分)自相關(guān)函數(shù)：R(t)=limTjTx(t)-x(t+t)dt=limL\TAcos(wt+中)-Acos[w(t+t)+中)]dtT0A2/、—cos(wt)均值：r=J2x(t)dt=J2Acos(wt+甲)dt=0xT-&T-T0202方差:=-1』1分1分1分方差:=-1』9[x(t)一旦]dt=A-21分3.(4分)AR

u=—,u單臂：1ARu4R0=4&u0=4x2.5x1000x10-6x4=2.5x10-3V分分2.雙臂：AR

u=—.uARuR0=1S&u=1x2.5x1000分分2.雙臂：AR

u=—.uARuR0TOC\o"1-5"\h\z202五、應(yīng)用題（共16分）1.（6分）轉(zhuǎn)動(dòng)軸I的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：2000/60=；1分轉(zhuǎn)動(dòng)軸II的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：1500/60=25HZ；1分轉(zhuǎn)動(dòng)軸III的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：600/60=10HZ；1分與實(shí)驗(yàn)測(cè)得振紋的頻譜圖比較可知軸II上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響最大。3分（10分）（1）（6分）測(cè)試系統(tǒng)組成框圖：（4分）測(cè)試過(guò)程（2分）：信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)由功率放大器放大后傳送給激振器，激振器通過(guò)壓電式力傳感器對(duì)簡(jiǎn)支梁激振；壓電力傳感器拾取激振力信號(hào)，壓電加速度傳感器拾取振動(dòng)信號(hào)，分別經(jīng)電荷放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最后由顯示設(shè)備顯示頻率響應(yīng)函數(shù)。（2）（4分）幅頻特性峰值（2）（4分）幅頻特性峰值A(chǔ)0對(duì)應(yīng)的頻率為簡(jiǎn)支梁的固有頻率w；2分半功率點(diǎn)（或者率分別為氣、w2；阻尼比如下方法估計(jì):要求能在圖中正確表示，否則酌情扣分。二、判斷題（每題1分，共10分）將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行壓縮，同樣則該信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生壓縮變化。（）金屬電阻應(yīng)變片在測(cè)量某一構(gòu)件應(yīng)變時(shí)，其電阻的相對(duì)變化主要是由導(dǎo)體電阻率的變化所引起。（）由于H（s）=Y（s）/X（s），即將X（s）減小時(shí)，H（s）將增大，因此H（s）和輸入有關(guān)。（）信號(hào)在時(shí)域上波形有所變化，必然引起頻譜的相應(yīng)變化。（）一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小越好。（）成）=不屬于周期信號(hào)。（）信號(hào)的頻域描述是以時(shí)間為獨(dú)立變量的描述方法。（）變極距型電容傳感器中，輸入輸出之間是線性的關(guān)系。（）傳遞函數(shù)表征了系統(tǒng)的固有特性，并反映了物理結(jié)構(gòu)，因此，凡傳遞函數(shù)相同的系統(tǒng)，其物理結(jié)構(gòu)相同。（）若兩信號(hào)是同頻率的周期信號(hào)，當(dāng)兩信號(hào)的頻率相同時(shí)，兩信號(hào)相關(guān)。（）二、判斷（10）二、判斷題（每題2分，共10分）判斷下列論點(diǎn)是否正確，正確的寫(xiě)對(duì)〃，錯(cuò)誤的寫(xiě)“錯(cuò)”1、所有周期信號(hào)都是功率信號(hào)；2、離散信號(hào)即就是數(shù)字信號(hào)；3、信號(hào)的頻域描述能直觀地反映信號(hào)瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的情況；4、磁電式傳感器的工作原理是利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)；5、兩信號(hào)不同頻率相關(guān)，同頻不相關(guān)；二、判斷題（每題2分，共10分）1、對(duì)2、錯(cuò)3、錯(cuò)、4、錯(cuò)5、錯(cuò)一、選擇題（每題2分，共16分）1、周期信號(hào)的頻譜是（）；a、連續(xù)的b、離散的c、周期的d、非周期的2、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性在復(fù)數(shù)域可用（）來(lái)描述；A、傳遞函數(shù)b、頻率函數(shù)c、脈沖響應(yīng)函數(shù)d、傅立葉變換3、交流電橋除了調(diào)電阻平衡以外，還要調(diào)（）平衡；a、電感b、電壓c、電容d、壓力4、（）傳感器的工作原理是利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)；a、磁電式b、壓電式c、電阻式d、電感式5、在調(diào)制過(guò)程中，控制高頻振蕩的低頻信號(hào)為（）；a、載波b、調(diào)制信號(hào)c、已載波d、已調(diào)制信號(hào)6、帶通濾波器可由（）濾波器和高通濾波器串聯(lián)而成；a、低通b、高通c、帶通d、帶阻7、濾波器的頻率分辨力主要由其（）決定；a、品質(zhì)因子b、截止頻率c、濾波器因數(shù)d、帶寬8、信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為（）函數(shù).a、偶b、奇c、遞減d、遞增一、選擇題（每題2分，共16分）1、b2、b3、c4、b5、b6、a7、d8、a一、選擇題（每題2分，共16分）1、周期信號(hào)的頻譜是（）a、離散的b、連續(xù)的c、周期的d、非周期的2、信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為（）函數(shù)a、偶b、奇c、遞減d遞增3、帶通濾波器可由（）濾波器和高通濾波器串聯(lián)而成；a、帶阻b、帶通c、高通d、低通4、（）傳感器的工作原理是利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)a、磁電式b、壓電式c、電阻式d、電感式5、在調(diào)制過(guò)程中，控制高頻振蕩的低頻信號(hào)為（）；a、載波b、已調(diào)制信號(hào)c、已載波d、調(diào)制信號(hào)6、濾波器的頻率分辨力主要由其（）決定；a、品質(zhì)因子b、截止頻率c、帶寬d、濾波器因數(shù)7、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性在復(fù)數(shù)域可用（）來(lái)描述；a傳遞函數(shù)b、傅立葉變換c、脈沖響應(yīng)函數(shù)d、頻率函數(shù)8、信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為（）函數(shù)。a、遞減b、遞增c、偶d、奇一、選擇題（每題2分，共16分）1、a2、a3、d4、b5、d6、c7、d8、c二、判斷題（每題1分，共10分）將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展，同樣則該信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生壓縮變化。（）金屬半導(dǎo)體應(yīng)變片在測(cè)量某一構(gòu)件應(yīng)變時(shí)，其電阻的相對(duì)變化主要是由半導(dǎo)體幾何尺寸的變化所引起。（）由于H（s）=Y（s）/X（s）,即將X（s）減小時(shí)，H（s）將增大，可見(jiàn)H（s）和輸入有關(guān)。（）信號(hào)在時(shí)域上波形有所變化，不一定會(huì)引起頻譜的相應(yīng)變化。（）一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越大越好。（）知=眥3+泗如屬于準(zhǔn)周期信號(hào)，是周期信號(hào)的特例。（）信號(hào)的時(shí)域描述是以頻率為獨(dú)立變量的描述方法。（）變極距型電容傳感器中，輸入輸出之間是非線性的關(guān)系。（）傳遞函數(shù)表征了系統(tǒng)的固有特性，并反映了物理結(jié)構(gòu)，因此，凡傳遞函數(shù)相同的系統(tǒng)，其物理結(jié)構(gòu)相同。（）若兩信號(hào)是同頻率的周期信號(hào)，當(dāng)兩信號(hào)的頻率不相同時(shí)，兩信號(hào)也可能相關(guān)。（）二、判斷（1X10）二、判斷題（每題2分，共10分）判斷下列論點(diǎn)是否正確，正確的寫(xiě)對(duì)〃，錯(cuò)誤的寫(xiě)“錯(cuò)”1、測(cè)試裝置的靈敏度定義為單位輸出變化所引起的輸入變化。2、兩信號(hào)同頻率相關(guān)，不同頻不相關(guān)；3、直流電橋的和差特性是電阻值變化：相鄰相反，相對(duì)相同4、信號(hào)的時(shí)域描述能直觀地反映信號(hào)瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的情況；5、實(shí)際濾波器的品質(zhì)因子越小，則濾波器的選擇性越好。二、判斷題（每題2分，共10分）1、錯(cuò)2、對(duì)3、錯(cuò)4、對(duì)5、錯(cuò)三、問(wèn)答題（共30分，每題10分）1、選用傳感器的基本原則是什么2、什么是調(diào)制和解調(diào)其作用是什么3、簡(jiǎn)述信號(hào)不失真條件。（1）靈敏度（2）響應(yīng)特性（3）線性范圍（4）穩(wěn)定性（5）精確度（6）測(cè)量方式等調(diào)制：就是使一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一個(gè)信號(hào)的控制下而發(fā)生變化的過(guò)程。解調(diào)：從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。作用：調(diào)制的目的：使緩變信號(hào)便于放大和輸出。解調(diào)的目的：恢復(fù)原信號(hào)。3、答：對(duì)一個(gè)測(cè)試裝置，其輸出y(t)和輸入x(t)滿足y(t)=A0x(t-T0)。式中A。、t0均為常量。則H(加)=Aoe「朋，即實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的基本條件為A(3)=A0=常數(shù)，6(3)=-T034、說(shuō)明測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。(10分)5、說(shuō)明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)(10分)3、簡(jiǎn)述自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)的主要性質(zhì)。(10分)4、傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。中間轉(zhuǎn)換電路(信號(hào)調(diào)理電路)：作用是將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理(如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等)顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。5、答：相同之處在于：都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)s+XEs,其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)s是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，XEs是由電阻率的變化引起的阻值變化。不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R^(1+2H)s，S^1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以dR/R=XEs，S^XE。各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。6、自相關(guān)1)偶函數(shù)2)尹;-彼金J睥武+廿，3)R(im)t七氏fL4)當(dāng)時(shí)，Rx()的值最大，并等于信號(hào)的均方值X25)同頻率，丟失相位信息?；ハ嚓P(guān)1)冉冉*靖(日)織/尸叫氣,，2)同頻相關(guān)，不同頻不相關(guān)。7、簡(jiǎn)述調(diào)幅波的特點(diǎn)。(10分)7、特點(diǎn)有：當(dāng)調(diào)制信號(hào)x(t)>0時(shí)，調(diào)幅波xm(t)與載波y(t)同頻同相，其幅值的大小與x(t)的大小有關(guān)；x(t)y(t)當(dāng)x(t)<0時(shí)，xm(t)與載波y(t)同頻反相，其幅值大小仍與x(t)的大小有關(guān)；調(diào)幅波是一高頻，但其包洛線和調(diào)制信號(hào)x(t)相似，其副值受x(t)變化的影響，y(t)的頻率越高，即波形越寬，相似程度越好。3、交流電橋達(dá)到平衡時(shí)必須滿足的條件是什么如何來(lái)實(shí)現(xiàn)交流電橋的平衡4、簡(jiǎn)要說(shuō)明如何求解測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述的3個(gè)函數(shù)，它們之間有何內(nèi)在關(guān)系5、以二階系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，并簡(jiǎn)要說(shuō)出二階系統(tǒng)的特性。3、答：兩個(gè)條件：相對(duì)兩臂阻抗之模的乘機(jī)應(yīng)相等，并且它們的阻抗角之和也必須相等。實(shí)現(xiàn)：電阻平衡，電容平衡。4、答：對(duì)系統(tǒng)的微分方程做拉氏變換，傳遞函數(shù)為輸出和輸入的拉氏變換之商，另拉氏變換中的a=0即可求得頻率響應(yīng)函數(shù)，對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行拉氏反變換就可求得脈沖響應(yīng)函數(shù)。它們之間的關(guān)系分別是拉氏變換對(duì)和傅立葉變換對(duì)關(guān)系。5、答：一般步驟：1)對(duì)系統(tǒng)建模，2)求拉氏變換3)求傳遞函數(shù)4)求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性；6)畫(huà)相應(yīng)的圖形并分析改進(jìn)之。二階系統(tǒng)圖形有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)它進(jìn)行討論，并考慮最左最右的趨勢(shì)。3、簡(jiǎn)述信號(hào)不失真條件。4、測(cè)試裝置2個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)后的頻率響應(yīng)函數(shù)與它的2個(gè)組成之間的關(guān)系是什么為什么所有的系統(tǒng)都可以由一階和二階系統(tǒng)來(lái)組成5、按一階系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，并簡(jiǎn)要說(shuō)出一階系統(tǒng)的特性。3、答：對(duì)一個(gè)測(cè)試裝置，其輸出y(t)和輸入x(t)滿足y(t)=A0x(t-T0)。式中A0、t0均為常量。則H(川)=Ao^「朋，即實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的基本條件為A(3)=A0=常數(shù)，6(3)=-T034、測(cè)試裝置2個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)后的頻率響應(yīng)函數(shù)是它的2個(gè)組成頻率響應(yīng)函數(shù)之積。根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，任何多項(xiàng)式相除都可以化簡(jiǎn)為一次式和二次式組合而組成。故所有的系統(tǒng)都可以由一階和二階系統(tǒng)來(lái)組成。5、答：一般步驟：1)對(duì)系統(tǒng)建模，2)求拉氏變換3)求傳遞函數(shù)4)求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性；6)畫(huà)相應(yīng)的圖形并分析改進(jìn)之。一階系統(tǒng)圖形有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)它進(jìn)行討論，并分析最左最右的趨勢(shì)。2、周期信號(hào)的頻譜具有哪三個(gè)特點(diǎn)，并簡(jiǎn)要加以說(shuō)明。3、理想的不失真測(cè)試系統(tǒng)的要求是什么請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明。4、直流電橋的和差特性是什么，請(qǐng)簡(jiǎn)要加以說(shuō)明。2、答：1)離散性。周期信號(hào)的頻譜是離散的；諧波性。每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，基波頻率是諸分量頻率的公約數(shù)；收斂性。工程中常見(jiàn)的周期信號(hào)，其諧波幅值總的趨勢(shì)是隨諧波次數(shù)的增高而減小的。3、答：理想的不失真測(cè)試系統(tǒng)的要求:A(f)-const,。(/)=-2功。記不失真0測(cè)試系統(tǒng)的輸入為x(t)，輸出為y(t)不失真，即輸出y(t頊可放大S倍和延時(shí)‘0時(shí)刻,即應(yīng)對(duì)y(t)=&(t-to)該式左、右分別作傅氏變換，H(f)==Se-/o2兀有：r(f)=SX(f)e-盼兀即：'X(f)o4、答：相鄰相同，相對(duì)相反。輸出電壓最大。4、測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述有哪三種，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明它們?cè)鯓佑?jì)算、各自優(yōu)點(diǎn)及之間的關(guān)系。4、答：傳遞函數(shù)由常微分方程的拉氏變換得到、頻率響應(yīng)函數(shù)由其傅立葉變換得到、脈沖響應(yīng)函數(shù)由單位脈沖的拉氏變化得到。傳遞函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)是一對(duì)拉氏變化對(duì)，頻率響應(yīng)函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)是一對(duì)傅立葉變化對(duì)。各有優(yōu)點(diǎn)。四、計(jì)算題(共40分)1、試計(jì)算一階低通4、答：相鄰相同，相對(duì)相反。輸出電壓最大。4、測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述有哪三種，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明它們?cè)鯓佑?jì)算、各自優(yōu)點(diǎn)及之間的關(guān)系。4、答：傳遞函數(shù)由常微分方程的拉氏變換得到、頻率響應(yīng)函數(shù)由其傅立葉變換得到、脈沖響應(yīng)函數(shù)由單位脈沖的拉氏變化得到。傳遞函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)是一對(duì)拉氏變化對(duì)，頻率響應(yīng)函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)是一對(duì)傅立葉變化對(duì)。各有優(yōu)點(diǎn)。四、計(jì)算題(共40分)1、試計(jì)算一階低通RC濾波器的頻率特性函數(shù)，并推導(dǎo)出濾波器的截止頻率。(10分)2、已知信號(hào)x(t)=e-t(t>0)，⑴求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。⑵求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx(T)。(12分)3、一電容傳感器，其圓形極板r=4mm，工作初始間隙60=0.3mm，工作時(shí)如果傳感器的工作間隙變化△6=±2um，求電容的變化量。如果測(cè)量電路靈敏度S1=100mv/pF，讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格/mv，在A5=±2um時(shí)，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格(e0=X10-12F/m)(12分)四.計(jì)算題(40)1.t空+y(t)=x(t)一階系統(tǒng)微分方程為dt'兩邊拉氏變換得tsY(s)+Y(s)=Z(s)(ts+1)Y(s)=Z(s)，z(S)—1+ts11h(加)=?-A(^)=?'J/1+加Tv'1+(如)2甲(rn)=-tg-i(ot)2.x(f)=j8x(t)e-j2Kftdt=1[e(-j2Kf-1)]y1+j2寸18=01+j2nf則Ix(f)|=1vi+4兀2f24(f)=-arctg(2兀f)⑵Rx(T)=f00x(t)x(t+T)dt=j8e-te-(t+t)dt=eyjoe-2tdt=2e-『3.解：(1)?「S=坐=-耍A5620=X10-9F/m.?.當(dāng)A6=±2Hm時(shí)，Ac=SA6=X10-9F/mX(土2X10-6m)=-+X10-15F(2)讀取儀表的變化格數(shù)為：*2*10-15X1012S1S2=X10-3X100X5*2=10(格)H(j①)=———1、試證明一階線性測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為1+j3‘并推倒出它的幅頻特性和相頻特性的表達(dá)式。(10分)2、已知信號(hào)x(t)=e-at(t>0),⑴求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。⑵求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx(T)。(12分)3、二階系統(tǒng)的阻尼比E=,求3=3n時(shí)的幅值誤差和相位誤差，如果使幅值誤差不大于10%，應(yīng)取多大阻尼比。(12分)t空+y(t)=x(t)1.一階系統(tǒng)微分方程為dt,兩邊拉氏變換得tsY(s)+Y(s)=Z(s)，(ts+1)Y(s)=Z(s)H(s)=11+ts11平(Q)=-tg-1(OT)H(加)=?-A(w)=平(Q)=-tg-1(OT)x(①)=j+8x(t)e-jstdt=j+8e-at-e-加-dt=--^―-e-(a+0)tj+8a+萌1a+叨a-萌a2+①2-①a+①21a2—①2/①、|x(①)|=』=.中(①)=tg-1a^-=tg-1(-)\(a2+①2)2■，:a2+①2aaa2—①2

幅值誤差3.解：對(duì)于二階系統(tǒng)：當(dāng)w=wn時(shí)，A(w)=1/2Z,①i(w)=-90。，=[A(w)-1]X100%=150%Am于10%，則IA(w)-1幅值誤差=[A(w)-1]X100%=150%Am于10%，則IA(w)-1〔mV,阻尼比應(yīng)在~之間選取。即VA(w)W1/2ZW,...1/WZW1/,1、已知RC低通濾波器的R=1KQ,C=1MF,當(dāng)輸入信號(hào)Ux=100sin1000t時(shí)，求輸出信號(hào)Uy。(7分)4、(1)在下圖中寫(xiě)出動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個(gè)電路環(huán)節(jié)。(2)如被測(cè)量x(t)=sinst,載波y(t)=sin63t,畫(huà)出各環(huán)節(jié)信號(hào)的波形圖。15分)1.解：..?低通濾波器的截止頻率W=2兀f=2?！?-