測試技術與信息處理試題題庫

測量技術根底試題

一、填空題〔25分，每空1分〕

1.時間常數(shù)t是二階傳感器動態(tài)特性參數(shù)，時間常數(shù)t越小，響應越快，響應曲線越接近

于輸入階躍曲線。

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

系。

3.電荷放大器常用做壓曳傳感器的后續(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。

4.信號當時間尺度在壓縮時，那么其頻帶變塞其幅值變小。

5.當測量較小應變值時，應選用電阻反變效應工作的應變片，而測量大應變值時，應選用

壓阻效應工作的應變片,后者應變片阻值的相對變化主要由材料曳膽鎏的相對變化來決

定。

6.電感式和電容式傳感器常采用差動方式，不僅可提高靈敏度,且能改善或消除非線性。

7.電渦流傳感器是利用金蜃材料的電渦流效應工作，可分為低頻透射式和高頻反射式兩

種，其中前者常用于材料厚度的測量。

8.在調制解調技術中，將控制高頻振蕩的低頻信號稱為調制波,載送低頻信號的高頻振蕩

信號稱為皿，將經(jīng)過調制過程所得的高頻振蕩波稱為已調制波。

9.x(/)=12sinm,必)為單位脈沖函數(shù)，那么積分「力=12。

10.霍爾式轉速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為20,假設測得感應電動勢的頻率為300Hz,那

么被測軸的轉速為900r/mino

H.RC低通濾波器中的RC值越大，那么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,泄漏那么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、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控制型的是〔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.變磁通感應式傳感器在測量軸的轉速時，其齒盤應采用〔B〕材料制成。

A金屬B導磁C塑料D導電

4.測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為〔D〕。

A精度B靈敏度C精密度D分辨力

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)表示各諧波分量的〔C〕。

A相位B周期C振幅D頻率

8.A/D轉換器的位數(shù)越多，那么其〔B〕。

A分辨力越低B轉換精度越高C轉換速度越快D轉換時間越短

9.濾波器的-3dB頻率指輸出信號幅值為輸入信號幅值的〔C〕時所對應的截止頻率。

AV2B1CV2/2D1/2

10.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.根據(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。以下圖為

這些濾波器的幅頻特性，請分別標注出來。并列出4個實際濾波器的主要特征參數(shù)?！?分〕

(a)帶通(b)高通(c)超凡(d)低通

主栗特征參數(shù)〔任選4個〕：

(1)截止頻率

(2)帶寬

(3)紋波幅度

(4)品質因子

(5)倍頻程選擇性

(6)濾波器因數(shù)

2.以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采用以上哪個窗函數(shù)得到的，并說出這兩種窗函數(shù)的主要特點。〔6分〕

(a)漢寧窗(b)矩形窗

答：

矩形窗的特點：主瓣比擬集中。但旁瓣較高，并有負旁瓣，導致變換中帶進了高頻干擾和

泄漏，甚至出現(xiàn)負譜現(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，使得頻率分辨力下

降。

3.一階系統(tǒng)受到一個階躍輸入的作用，在2秒時到達輸入最大值的20%,試求：測試系統(tǒng)

的時間常數(shù)和當輸出到達最大值的95%時，需多長時間？〔6分〕

----

解：舉=1—er=1—er=20%

燉）

當輸出到達最大值的95%時，f=1—er=l-e9=95%

Wi）

4.以下圖為動態(tài)應變儀工作框圖，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)變化轉換為電壓或電流輸出

B相敏檢波解調

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〕

L〔9分〕求以下圖周期性鋸齒波=的傅立葉級數(shù)，并繪出其頻譜圖。

解:a”=0

2.〔9分〕求周期余弦信號九。）=Acos函的均值、均方值、自相關函數(shù)和自譜。

解:均值〃x=&/：x（加T：Ac。如d=0

均方值%=Hm1f\2(r>=1￡(Acos^)2dZ=在;(1+cos癡)d"%

自相關函數(shù)4二lim，「+r)dr=—TA2cos函.cosco(t+=-coscoT

T->oo/Jo丁Jo2

自譜Sx(g)=2%忸(口—)+b(@+C0Q)]

3.〔9分〕有一薄壁圓管式拉力傳感器如以下圖所示。其彈性元件材料的泊松比為0.3,電

阻應變片打、為、凡和《阻值相同，且靈敏系數(shù)均為2,應變片貼片位置如下圖。假設受

拉力P作用，問：

(1)欲測量拉力尸的大小，應如何正確組成電橋？請畫出相應的電橋。

(2)當供橋電壓q=2V,J=邑=300眼時，輸出電壓e。是多少〔1蘆=IxlO"〕?

電容變化量是多少？

(2)假設測量電路的靈敏度為100mV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度為5格/mV,當間隙變化量

還為2pm,讀數(shù)儀表示值變化多少格？

解：(1)相對面積A=ra*2=5.027xl0-5m2

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=5xl00x(-AC)=5xl00x9.85xl(y3=4.9格

測試技術根底試題

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行轉換的元件稱為敏感元件。

2.在1為0情況下，自相關函數(shù)值到達最大值。

3.某周期信號的周期為0.2s,那么該信號的3次諧波分量的頻率為15Hz。

4.周期信號的頻譜具有離散性,諧波性和衰減性。

5.假設采樣頻率過低，不滿足采樣定理，那么被采樣信號的頻譜會產(chǎn)生頻混現(xiàn)象。

6.在外力作用下，金屬應變式傳感器主栗產(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，對同一被測量進行屢次連續(xù)測量所得結果之間的不一

致程度的指標為重復性O

8.電感式和電容式傳感器常采用空動結構來提高其靈敏度，改善非線性誤差。

9.描述一階系統(tǒng)動態(tài)特性的參數(shù)是時間常數(shù),其值越小，那么該系統(tǒng)頻帶越寬，響應越

快。

10.當壓電式傳感器使用曳苞放大器，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/，之間的關系應滿

足關系式2f,〈卻

12.某信號的自相關函數(shù)為&?)=100cosg7,那么該信號的均值為上，均方根值為10。

13.假設窗函數(shù)收⑺的頻譜為W(o)=Tsinc(^),那么時延窗函數(shù)例/-o)的頻譜為

Tslnc(￥)0-3。。比照可以發(fā)現(xiàn)，時延窗函數(shù)的幔值遒與原窗函數(shù)的對應量相同。

二、選擇題〔20分，每題1分〕

1.描述傳感器靜態(tài)特性的指標有D。

A幅頻特性B穩(wěn)定時間C動態(tài)范圍D線性度

2.以下統(tǒng)計參數(shù)中，用以描述隨機信號波動范圍的參數(shù)為日。

A均值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Q來建立關聯(lián)。

A拉氏變換B卷積C傅立葉變換D相乘

4.理想濾波器在通帶內的幅頻特性為A。

A常數(shù)B零C零或常數(shù)D無法確定

5.如果隔振臺對低頻鼓勵起不了明顯的隔振作用，但對高頻鼓勵卻有很好的隔振作用，那

么，隔振臺屬于豈。

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能力，稱為“。

A量程B靈敏度C精確度D分辨力

7.變磁通式轉速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為30,假設測得感應電動勢的頻率為300Hz,那

么被測軸的轉速為Do

A300轉/分B480轉/分C900轉/分D600轉/分

8.濾波器的-3dB截止頻率指信號幅值衰減為輸入幅值Q對應的頻率。

AVIBICV2/2D1/2

9.對連續(xù)信號進行采樣時，假設信號的記錄時間不變，采樣頻率越高，那么C。

A泄漏誤差越大B頻率混疊越嚴重

C采樣點數(shù)越多D頻域分辨率越低

10.壓電式傳感器目前多用于測量D。

A靜態(tài)力B溫度C速度D加速度與動態(tài)力

11.當7-8時，兩信號的互相關函數(shù)呈周期變化，說明兩信號必定2_。

A為周期信號B含有同頻率的周期成分

C為非周期信號D含有不同頻率的周期成分

12.濾波器的帶寬越小，表示該濾波器D。

A建立時間越短，頻率分辨率越低B建立時間越長，頻率分辨率越低

C建立時間越短，頻率分辨率越高D建立時間越長，頻率分辨率越高

13.假設金、A3分別為變極距型電容式傳感器極板間的初始極距和極距變化量，S為極板

面積，在AS<<1的條件下，該電容傳感器靈敏度近似為D。

A.竺B.gC.aD.4

△3、號瓦

14.假設瞬變信號x⑺的頻譜為X(7),那么信號ax(4)(其中a、b均為正實常數(shù))的頻譜為

Ao

A@X(￡)B坊(工)

bbab

C-X(ADqX(E)

aaba

15.測試系統(tǒng)動態(tài)特性的測定方法包括階躍響應試驗和區(qū)試驗。

A頻率響應B脈沖響應C傳遞函數(shù)D任意輸入響應

16.以下Q的頻譜為連續(xù)頻譜。

A周期矩形脈沖B正弦函數(shù)C矩形窗函數(shù)D周期方波

17.單位脈沖函數(shù)的采樣特性表達式為人。

A[(t-10)dt=x(t0)Bx(t)*-t)-x(t-t)

'—0000

D5(。ol

18.屬于物性型傳感器為2。

A應變式傳感器B電感式傳感器C電容式傳感器D壓電式傳感器

19.可以實現(xiàn)非接觸振動測量的傳感器為B或者C。

A應變式傳感器B電感式傳感器C電容式傳感器D壓電式傳感器

20.動態(tài)電阻應變儀中相敏檢波電路的作用是豈。

A幅值調制B幅值解調C頻率解調D濾波

三、計算題〔共30分〕

1.周期矩形脈沖信號的傅立葉級數(shù)展開式為：x?)=二￡sinc(")一如，其時域波形和

T“=—ooT

頻譜如以下圖所示。其中周期矩形脈沖的周期為T,脈沖寬度為7?！?0分〕

(1)假設r=0.25ms,T=lms,該周期矩形脈沖信號的帶寬為4000Hz.譜線間隔為

1000Hz。

(2)假設矩形脈沖幅度和寬度丁保持不變，周期變?yōu)門=2ms時，其帶寬為4000Hz、譜

線間隔為500Hz,頻譜最大幅度為0.125。

2.假設栗求100Hz正弦信號通過某一階濾波器后，幅值誤差小于5%,問該一階濾波器的

時間常數(shù)最大為多少？120Hz正弦信號通過該濾波器后，幅值誤差為多少？(6分)

解：濾波器作為一階系統(tǒng)，有

W)=^-和囚(/)|=口/L、2M

zs+l[l+(r2^f)]v

對于同一頻率f,工越大，測量誤差越大，令f=100Hz,測量誤差小于5%,即

■⑺>0.95,求出7<5.23*10弋

所以該濾波器的時間常數(shù)最大取為r=5.23XKF4。

120Hz正弦信號通過該濾波器時，W|H(/)|=0.93028,即幅值誤差為6.972%。

3.某等截面梁〔泊松比為0.3〕受單向拉力F作用，將靈敏系數(shù)為2.4的四個應變片粘貼

在梁上，如以下圖所示。（1）請利用粘貼的四片應變片組成全橋〔繪制電橋圖〕，實現(xiàn)拉力

F的測量。（2）假設供橋電壓為8V,應變片Ri和R3產(chǎn)生應變?yōu)?50的flpi￡=IxlO-6X問

電橋輸出電壓是多少？（8分）

解:

4.利用壓電式傳感器組成加速度測量系統(tǒng)。其中壓電式傳感器的靈敏度S叩=9.00Pc/g,它

與靈敏度為S*=0005V/Pc的電荷放大器聯(lián)接后，接到靈敏度為Sxv=20mm/V的示波器

上顯示。試畫出該加速度測量系統(tǒng)的方框圖，并計算系統(tǒng)總靈敏度S?！?分〕

解:

被測物體被測物體—?被測物體―?被測物體

四.分析以內“L/U刀〕

§

1.何為系統(tǒng)不失真測試條件？根據(jù)右圖所示二階系統(tǒng)的*_，

幅頻特性和相頻特性曲線，說明如何選擇二階系統(tǒng)動態(tài)特

性參數(shù)及工作頻帶？〔6分〕

解：不失真測試條件：幅頻特性為一常數(shù)，相頻特性與頻

-180

率成線性的關系。

對于一個二階系統(tǒng)來說，在衛(wèi)＜0.3的范圍內，系統(tǒng)的幅頻特0.40.60.81

①。

性接近一條直線，其幅值變化不超過10%,但從相頻曲線上看，曲線隨阻尼比的不同劇烈變化。其中當

4接近于零時相位為零，此時可以認為是不失真的。而當J在Q6~68范圍內時，相頻曲線可以近似認

為是一條起自坐標系原點的斜線。

2.周期信號的傅立葉級數(shù)表達式的物理含義為：周期信號可以分解成眾多具有不同頻率的

諧波信號,該周期信號可以利用傅立葉級數(shù)中的某幾項之和逼近。以下圖為周期方波在不

材料

〔1〕該種傳感器是何種傳感器？

〔2〕圖中分別測量的是哪些非電量？

〔3〕總結該種傳感器的兩個優(yōu)點。

[a）⑻(c)

答：11）渦流傳感器

⑵⑸測轉速，[b）測材料的厚度，⑹計數(shù)

[3）結構簡單，使用方便，非接觸測量等優(yōu)點

4.某位移傳感器的位移測量值右側表所列，其擬合直線為y=-2.2+6.8x,試問:

此擬合直線能否滿足線性誤差小于5%的要求？（4分）y/mmx/mV

答：根據(jù)已有擬合直線，計算當x取不同值時，對應的y值00.00

101.85

及誤差為：

203.45

當尤時，對應誤差為

=0y=—2.22+6.8%=—2.2,-2.2304.92

當x=1.85時，j=-2.22+6.8%=10.38,對應誤差為0.38406.22

507.37

當x=3.45時，y=—2.22+6.8%=21.26,對應誤差為0.26

當x=4.92時，y=-2.22+6.8%=31.256,對應誤差為1.256

當x=6.22時，y=—2.22+6.8%=40.096,對應誤差為0.096

當x=17.37時，j=-2.22+6.8%=47.916,對應誤差為-2.084

所以，最大誤差出現(xiàn)在當x=0時，此時誤差A4ax=-2.2

IA￡Ioo

線性誤差為2=」^X1OO%=士X1OO%=4.4%<5%,故此擬合直線能滿足線性誤差

Y50

小于5%的要求。

測試技術試題庫

（一）填空題

1、測試的根本任務是獲取有用的信息，而信息總是蘊涵在某些物理量之中，并依靠它們來2、傳輸?shù)摹?/p>

這些物理量就是，其中目前應用最廣泛的是電信號。

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、周期信號的頻譜具有三個特點：，，。

5、非周期信號包括信號和信號。

6、描述隨機信號的時域特征參數(shù)有、、。

7、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。

8、某一階系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)為8（）。）=---，輸入信號x?）=sin!，那么輸出信號y?）的頻

2/0+12

率為①二,幅值y=,相位。=。

2

9、試求傳遞函數(shù)分別為———和工~也------的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。

3.5s+0.51+1do1+

為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有、和。

10、當測試系統(tǒng)的輸出y⑺與輸入x⑺之間的關系為y⑺=&x?—o）時，該系統(tǒng)能實現(xiàn)測試。此時，

系統(tǒng)的頻率特性為“（/。）=。

11、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的越小。

12、一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應該具有關系為最正確。

13、屬于能量控制型的傳感器有等，屬于能量轉換型的傳感器有等〔每個至少舉例兩個）。

14、金屬電阻應變片與半導體應變片的物理根底的區(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。

15、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，實際應用

時常常采用工作方式。

16、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。

17、泯流式傳感器的變換原理是利用了金屬導體在交流磁場中的效應。

18、磁電式速度計的靈敏度單位是。

19、壓電式傳感器是利用某些物質的而工作的。

20、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉化為輸出的裝置。

21、在橋式測量電路中，按照的性質，電橋可分為直流和交流電橋。

22、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。

23、調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

幅波可以看作是載波與調制波的。

24、調頻波的解調又稱為。

25、調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。

26、常用濾波器的上、下截止頻率/人2的定義為,其帶寬8=，假設為倍頻程濾波器Ai與02的

關系為。

27、RC低通濾波器中RC值愈，那么上截止頻率愈低。

28、為提高靈敏度，磁記錄儀重放磁頭的線圈匝數(shù)應，為補償其微分特性，重放放大器應采用。

29、驅動振動子轉動的動力是由被記錄信號電流通過振動子線圈所產(chǎn)生的。

為了識別信號類型，常用的信號分析方法有、和。

為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有、和。

30、在數(shù)字信號處理中，為防止頻率混疊，應使被采樣的模擬信號成為，還應使采樣頻率滿足采樣定理

即。

31、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，采樣頻率應該大于

Hz=

32、假設x（t）是均值為4為零的寬帶隨機信號其自相關函數(shù)T=0時RKT）,1-8時艮（?。?/p>

33、用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。

34、假設某一信號的自相關函數(shù)為ACOS@7）,那么該信號的均方值為〃，=,均方根值為Xms=。

35、最常用的功率譜估計方法為。

36、邑（7）為信號的沿頻率軸的分布，|X（7）/稱為。

37、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。

38、為了識別信號類型，常用的信號分析方法有、和。

39、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有、和。

40、在數(shù)字信號處理中，為防止頻率混疊，應使被采樣的模擬信號成為，還應使采樣頻率滿足采樣定理

即。

41、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，采樣頻率應該大于

Hzo

42、假設x（t）是均值為&為零的寬帶隨機信號其自相關函數(shù)T=0時R,（T）,1一8時兄（1）。

43、用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。

44、假設某一信號的自相關函數(shù)為ACOS@7）,那么該信號的均方值為〃/=,均方根值為*生=。

45、最常用的功率譜估計方法為。

46、J⑺為信號的沿頻率軸的分布，|X（7）「稱為。

47、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）選擇題

1、不屬于測試系統(tǒng)的靜特性。

11）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Qi（。）和Q（。），那么兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為。

[1）0（。）。2（。）[2）（3）~~（4）。1（。）一。2（。）

4、一階系統(tǒng)的階躍響應中，超調量。

〔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。

11）固有頻率[2）線性度（3）時間常數(shù)（4〕阻尼比

7、用階躍響應法求一階裝置的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值到達穩(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

8、電阻應變片的輸入為。

[1）力〔2）應變[3）速度（4〕加速度

9、結構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（2）體積大小13）結構參數(shù)[4）電阻值

10、不能用渦流式傳感器進行測量的是。

11）位移（2）材質鑒別（3）探傷[4）非金屬材料

11、變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成關系。

⑴非線性⑵線性⑶反比⑷平方

12、半導體式應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

13、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)

14、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影響的是傳感器。

11）電容式12）壓電式[3）電阻式[4）電渦流式

15、自感型可變磁阻式傳感器，當氣隙3變化時，其靈敏度S與b之間的關系是：S=o

[1）k-〔2）k3[3）kS-2[4）-kS-2

§

16、光電倍增管是利用效應制成的器件。

11）內光電〔2〕外光電13）光生伏特（4）阻擋層

17、光敏元件中是直接輸出電壓的。

11）光敏電阻[2）光電阻[3）光敏晶體管（4）光導纖維

18、設有一電路，凡是工作橋臂，眉,&，&是固定電阻，且&=%=4=4。工作時

KfK+2AR1，那么電橋輸出電壓外?！玻殡姌虻碾娫措妷?。

A凡,、AR12AR

⑴----ea⑵一L⑶--⑷}

相°2R]&

19、調幅過程相當于在時域中將調制信號與載波信號。（1）相乘（2〕相除[3）相加（4）

相減

20、電路中鑒頻器的作用是。

11）使高頻電壓轉變成直流電壓[2）使電感量轉變?yōu)殡妷毫?/p>

[3）使頻率變化轉變?yōu)殡妷鹤兓?）使頻率轉變?yōu)殡娏?/p>

21、一選頻裝置，其幅一頻特性在人—00區(qū)間近于平直，在人-區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。

[1）低通（2）高通（3）帶通[4）帶阻

22、一帶通濾波器，其中心頻率是%,-3dB帶寬是8,那么濾波器的品質因數(shù)。等于。

[1）f0+B⑵f0-B⑶fQB⑷f0/B

23、為測量和記錄200%的正弦信號，最好選用型號的振動子比擬適宜。

⑴FC6-120（2）FC6—120A（3）FC6—400⑷FC6—1200

24、為了改善重放磁頭的電壓輸出信號，應后續(xù)電路。

[1）放大[2）微分放大[3）積分放大（4）頻率調制

25、記錄一基頻為f的方波信號，應選用固有頻率/?f的光線示波器振動子。

[1）=⑵>2[3）>10⑷?0.5

26、伺服式記錄儀的特點是。

[1）記錄緩變信號幅值準確性高[2）記錄緩變信號幅值準確性低

[3）記錄中頻信號幅值準確性高[4）記錄高頻信號準確性高

27、在選用振動子時，除了使阻尼比接近0.7外，應使被測正弦信號的最高頻率力振動子的固有頻率

工。

⑴=⑵>2倍⑶<（0.5-0.6）倍⑷<0.1倍

（三）判斷對錯題（用J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?！玻?/p>

3、非周期信號的頻譜一定是連續(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?！玻?/p>

6、一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，假設用它傳輸一個1000Hz的正弦信號，那么必然導致輸出

波形失真。

7、在線性時不變系統(tǒng)中，當初始條件為零時，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)。［)

8、當輸入信號x?)一定時，系統(tǒng)的輸出y?)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。O

9、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。()

10、測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大?！?

11、幅頻特性是指響應與鼓勵信號的振幅比與頻率的關系。()

12、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。()

13、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器1)

14、壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。()

15、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。()

16、平衡純電阻交流電橋須同時調整電阻平衡與電容平衡。()

17、調幅波是載波與調制信號的疊加。()

18、帶通濾波器的波形因數(shù)/值越大，其頻率選擇性越好。〔〕

19、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。〔)

20、頻率分辨力越高，那么泄漏誤差越小。〔)

21、A/D轉換器的位數(shù)越多，那么量化誤差越小?！?

22、對于周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全防止柵欄效應?！?

23、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。1)

互相關函數(shù)是偶實函數(shù)。［)

24、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)的頻率響應函數(shù)。()

25、假設系統(tǒng)是完全線性的，那么輸入-輸出的相干函數(shù)一定為1。1)

26、頻率分辨力越高，那么泄漏誤差越小。1)

A/D轉換器的位數(shù)越多，那么量化誤差越小?！?

27、對于周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全防止柵欄效應?！?

28、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。()

29、互相關函數(shù)是偶實函數(shù)。［)

30、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)的頻率響應函數(shù)。()

31、假設系統(tǒng)是完全線性的，那么輸入-輸出的相干函數(shù)一定為1。1)

(四)簡答和計算題

1、求正弦信號x(t)=x0sina)t的絕對均值口岡和均方根值x?。

2、求正弦信號x?)=/sin(or+9)的均值〃*,均方值〃；，和概率密度函數(shù)p(x)。

3、求指數(shù)函數(shù)%?)=40-0'(。>0/。0)的頻譜。

cos。"\t\<T

4、求被截斷的余弦函數(shù)x?)=°的傅立葉變換。

[o|r|>r

a,

5、求指數(shù)衰減振蕩信號X(r)=e-sin?0Z(?>0,t>0)的頻譜。

6、什么叫系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關系？

7、測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些？

8、測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是什么？

9、某測試裝置為一線性時不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為"(s)=——-——□求其對周期信號

0.005s+1

x(t)=0.5cosl0z+0.2cos(100z-45°)的穩(wěn)態(tài)響應y(t)。

10、將信號COSa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)過程在內的輸出y?)

1+zs

的表達式。

11、哪些傳感器可選作小位移傳感器？

12、渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比擬，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？

13、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？

14、電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？假設能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應采

取什么措施改良，就可以用電渦流傳感器測量了。

15壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結構上有何不同，為什么？

16、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構并簡要說明其作用原理；

12)兩個線圈通常應該接在什么電路中？用圖說明如何接法。

17、某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑廠=4(相機)，工作初始極板間距離為=0.3(〃zm),

介質為空氣。問：

(1)如果極板間距離變化量AS=土1(〃機)，電容的變化量AC是多少？

(2)如果測量電路的靈敏度占=100(根V/pF),讀數(shù)儀表的靈敏度左2=5〔格/mV)在

AS=±1（〃加）時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？

18、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應滿足什么條件？交流電橋應滿足什么條件？

19、調幅波的解調方法有哪幾種？

20、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？

21、相關濾波器的的根本原理是什么？舉例說明其工程應用。

22、以阻值R=12QQ,靈敏度S=2的電阻絲應變片與阻值為12QQ的固定電阻組成電橋，23、供橋

電壓匕=3V,假設其負載電阻為無窮大，應變片的應變￡=2000〃￡。

（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

24、假設x?）為調制信號，y（/）=cos2在/為載波，，⑺為調幅波〔如下圖〕

11）利用傅里葉變換性質說明調幅過程的原理。

[2）畫出載波與調幅波的雙邊頻譜圖。

25、信號X（r）=4+A]cos（卯+91）+A?sin（g/+92），求信號的自相關函數(shù)&⑺，并畫出自功率

譜5式。）〔雙邊幅值譜）。

26、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關函數(shù)。

27、相關濾波器的根本原理是什么？舉例說明其工程應用。

28、試根據(jù)一個信號的自相關函數(shù)圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分。

29、某一系統(tǒng)的輸入信號為x（t）,假設輸出y（t）與輸入x（t）相同，輸入的自相關函數(shù)Rr（r）和輸入一輸出

的互相關函數(shù)R盯?）之間的關系為R?）=&?+T）,試說明該系統(tǒng)起什么作用？

30、應用巴塞伐爾定理求「sinc?⑺水的積分值。

J—00

31、信號x?）=&+Acos（。/+0）+4sin（02/+°2），求信號的自相關函數(shù)&.（「），并畫出自功率

譜邑（⑼〔雙邊幅值譜）。

32、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關函數(shù)。

33、相關濾波器的根本原理是什么？舉例說明其工程應用。

34試根據(jù)一個信號的自相關函數(shù)圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分。

35某一系統(tǒng)的輸入信號為x（t）,假設輸出y（t）與輸入x（t）相同，輸入的自相關函數(shù)尺式「）和輸入一輸出的

互相關函數(shù)%>?）之間的關系為&?）=&（7+T）,試說明該系統(tǒng)起什么作用？

36應用巴塞伐爾定理求fsin。2(。旅的積分值。

J—00

測試技術模擬考試題(5)

一、填空題(每空2分，共50分)

1、周期信號的頻譜是1—頻譜，各頻率成分是基頻的—倍。信號越光滑，高次諧波

的幅值衰減3,雙邊譜的幅值為單邊譜幅值的4。

2、權函數(shù)在數(shù)學定義式上是傳遞函數(shù)的^,在物理意義上是系統(tǒng)的1—o

3、信號可以在多個域來描述信號，比方I—,8,9—,10—域。

4、系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)測試不失真的頻率響應特性滿足宜—，12—或蟲—o

5、二階振蕩系統(tǒng)的單位脈沖響應曲線是幅值呈14—變化趨勢的15—o

6、自相關函數(shù)是芯—(奇或偶)函數(shù)，其最大值發(fā)生在丁=17—時刻，當時延趨于無

窮大時，周期信號的自相關函數(shù)仍然是同

18的旦____o

7、相敏檢波通過比擬20和21的22來判別信號的極性。

8、二階系統(tǒng)的固有頻率越高，可測器范圍越大。

9、壓電傳感器的前置放大器的主要作用是羽—和次—0

二、分析問答題(共24分)

1、試用圖形和文字說明為什么信號截斷后必然會引起泄漏誤差。(12分〕

2、分析周期信號x(t)=0.5sinl0t+0.2cos(100t-萬為通過一個傳遞函數(shù)為H(s)=l/(0.005s+l)

的系統(tǒng)后所得的穩(wěn)態(tài)響應。(12分)

三、計算題(共26分)

1、某信號的自相關函數(shù)為尺m=100COS3。T,計算該信號的平均功率和標準差(10分〕。

2、用一個固有頻率為1200HZ和阻尼比為0.7的振動子去測量幅值為1、頻率為600Hz均

值為0的偶函數(shù)方波信號，試分析測量結果，并計算輸出信號的一次諧波分量。1注：二階

系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

22

(^>n/S+2f3"S+3〃2,頻率響應函數(shù)為

2

A[3[=1/V[1-13/3丁了+(2&Gj/GJn)

@13)=-arctg{(2f3/3J/[1-13/3J2]})o[16分)

模擬試卷〔五)參考答案

一、每題1分，共25分

1、連續(xù)

2、頻寬

3、無窮小

4、壓縮

5、卷積

6、拉氏逆變換

7、單位脈沖響應函數(shù)

8、微分方程

9、傳遞函數(shù)

10、頻率響應函數(shù)

11、權函數(shù)

12、幅值

13、時延

14、傅立葉變換

15、傅立葉變換

16、復數(shù)比

17、敏感元件

18、轉換

19、電壓靈敏度

20、電荷靈敏度

21、電壓靈敏度

22、調幅波（或者已調波）

23、載波

24、相位

25、自功率譜密度函數(shù)

二、共24分

1、（每圖3分共12分〕

答.

采樣信號的頻譜是把原信號的頻譜移至脈沖發(fā)生處，又由于脈沖序列的周期性，所以導致

采樣后信號的頻譜產(chǎn)生周期延展。（6分〕

當采樣頻率fi小于信號頻率fc的兩倍，那么原信號的頻譜在移至脈沖序列發(fā)生處的時候,

相互之間會產(chǎn)生交疊，從而產(chǎn)生頻率混疊。［6分）

三、（共26分〕

1、（10分）

答：因為Rx（0）=九2="+JJ2

其中九2就是信號的平均功率，而%2是信號的方差，其正平方根仁是信號的標準差。

而Rx（0）=100cos3oX0=100cos0=100

所以信號的平均功率為100。（5分）

又因為信號的平均值等于0,所以標準差

o=V100=10o（5分）

2、(16分)

答：振動子是個二階系統(tǒng)，根據(jù)給出的固有頻率，可知其動態(tài)測試不失真的頻率范圍是

3WO.5~0.63n=600HZ~720HZ。

周期方波信號由無窮多個奇數(shù)次諧波分量組成，基波頻率是600HZ,滿足振動子的動態(tài)

測試不失真范圍，三次諧波分量的頻率是18仞族，包括其他高次諧波分量，都超出了

振動子的動態(tài)測試不失真范圍。[6分)

二階系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)為:____________________

A〔3〕=1/J[1-(3/3J2了+(2ga)/%)?

小[3)=-arctg{(23/3J/[1-(3/3J2]}

周期方波信號的一次諧波分量是幅值為4/萬，頻率為6仞成;相位為〃的余弦信號，

A(co)=1/V[1-(600/1200)'Y+(2X0.7X600/1200)2

=1/VO.5625+0.49=0.9754

6(3)=-arctg{(2X0.7X600/1200)/[1-(600/1200)2]}

=-arctg(0.7/0.75)=-43.025

所以輸出信號的一次諧波分量的幅值Y滿足

)/〔4/")=0.9754所以Y=l.24(5分)

輸出信號的一次諧波分量的相位◎滿足

①-0=-43.02S所以①=-43.025(5分)

所以輸出信號的一次諧波分量

y=1.24cos(3770t~43.02ff)

一、判斷題(此題共10分，對那么打“V”，不對那么打“義”)

1.壓電傳感器的電壓靈敏度及電荷靈敏度不受外電路的影響。()

2.將傳感器做成差動式可以提高靈敏度、改善非線性、實現(xiàn)某些補償。()

3.壓電式傳感器在后接電荷放大器時，可根本消除電纜電容的影響，而且可以實現(xiàn)對變化緩慢的被測

量的測量。()

4.只要保證兩組相對橋臂阻抗大小之積相等這一條件，就可使直流電橋及交流電橋到達平衡。

()

5.磁電式傳感器由于存在運動局部，因此不能用于高頻測量。()

6.測量小應變時，應選用靈敏度高的金屬應變片；測量大應變時，應選用靈敏度低的半導體應變片。

()

7.由于霍爾式傳感器輸出的霍爾電勢與控制電流及所處的磁場強度的乘積成正比，因此可用作乘法器。

()

8.壓電式傳感器的電荷靈敏度與外電路(連接電纜、前置放大器)無關，電壓靈敏度那么受外電路的

影響。()

9.用差動變壓器式電感傳感器測量位移時，直接根據(jù)其輸出就能區(qū)分被測位移的正負極性。

10.半導體應變片的靈敏度比金屬應變片高，線性和穩(wěn)定性也比后者好。（）

11.差動螺管式自感傳感器與差動變壓器式互感傳感器的結構相似，都是把被測位移的變化轉換成輸出

電壓的變化。（）

12.由于線圈可以做得比擬輕巧，因此動圈式磁電傳感器可以用來測量變化比擬快的被測量，而動鐵式

磁