测试技术模拟题 (2).doc

1 测试技术模拟考试题 1 一 是非题 对的打一 是非题 对的打 错的打 错的打 每题 每题2 2分 共分 共2020分 分 所有周期信号都是功率信号 电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变 频响函数反映了系统响应的稳态过程 稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试 直流信号具有无限的频谱 半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等 极性相反 压电式传感器不一定要配接前置放大器 若传感器的灵敏度为常数 则表明该传感器的输出 输入关系为线性关 系 在数字信号处理过程中 量化误差大小与 A D 转换器的位数无关 10 变间歇式差动变压器是一种电容式传感器 二 选择题二 选择题 每题 每题2 2分 共分 共2020分 分 1 提高二阶系统的固有频率 可以扩大系统的工作 范围 A 频率 B 阻尼 C 相位 D 幅值 2 设时域信号 x t 的频谱为 X f 则时域信号 的频谱为 X f fo A B C D 3 如果系统的权函数为 h t 系统的输入 x t 为单位脉冲函数 此时系 统输出 y t 为 A h t x t B x t C h t D 无法确定 4 若一选频滤波器的幅频特性是 在 fc 间接近常数 在 fc 0之间急剧 衰减 该滤波器为 滤波器 A 低通 B 高通 C 带通 D 带阻 5 一个相邻双臂工作的测力电桥 如果将两工作臂的一个应变片均改为两 个应变片串联 则电桥的输出电压 A 加大一倍 B 减小一倍 C 不变 D 加大两倍 6 输入 x t 和输出 y t 的相干函数的取值在 和 之间 可能是 A 有外界噪声干扰 B 系统是非线性的 C 输出 y t 是输入 x t 和其它输入的综合输出 D 以上三种 7 若电阻应变片的输入信号为正弦波 则以该应变片为工作臂的直流测量 用桥的输出是 A 直流信号 B 正弦波 C 调幅波 D 脉动波 2 8 记录0 200Hz 的正弦信号 宜采用固有频率为 Hz 的振动子较合适 A 120 B 400 C 1200 D 2500 9 在时域中计算的信号总能量 等于在频域中计算的信号 A 自功率谱积分 B 平均功率 C 总功率 D 互功率谱积分 周期信号截断后的频谱必是 的 A 连续 B 离散 C 连续非周期 D 离散周期 三 三 分析问答题分析问答题 共 分共 分 1 已知信号 试绘制信号的实频谱 虚频谱和单 边幅频谱 双边幅频谱及双边相频谱 1010分分 已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源和输入信号 x t 的幅值谱如图所示 电桥输出信号经相敏检波 低通滤波后输出 试分别 画出电桥输出信号 相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱 Xm f Xe f Xf f 分 3 若用光线示波器来记录图一所示的方波信号 可否选用 FC6 400型振动 子 并说明理由 注 该振动子的固有频率为400Hz 1010分分 四 计算题四 计算题 共 共3 3 分 分 用一阶测量仪器测量100Hz 的正弦信号 如果要求振幅的测量误差小 于5 问仪器的时间常数 T 的取值范围 若用该仪器测50Hz 的正弦信号 相应的振幅误差和相位滞后是多少 1010分 分 2试求正弦信号和基频与之相同的周期方波信号 y t 的互相关 函数 1010分 分 3 某信号的时域表达式如下 3 问 1 该信号属于哪类信号 周期或非周期 试画出波形图 4 4分分 2 当该信号通过一理想带通滤波器 该滤波器的 A 1 带宽 B 80Hz 中心频率 f0 50Hz 画出该滤波器输出波形的幅频谱 3 3分分 并 求出滤波器输出波形的平均值为多少 已知该信号基频 f0 50Hz 3 3 分分 模拟试卷 一 参考答案 一 一 是非题是非题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二 选择题二 选择题 1 A 2 C 3 C 4 B 5 C 6 D 7 B 8 B 9 C 10 A 三 问答题三 问答题 20 20 分分 1 2 2 3 3 答 不能选用 因该方波信号是一个由多频率成分叠加而成的复杂 周期信号 周期为 5ms 则其基频为 要较完整Hzf200005 0 1 0 地记录该信号 必须保证其前十次谐波的幅值误差小于 5 即需满足 得 而 FC6 400 型振动子的固有58 0 1020010 0 nn ff f Hzfn3448 频率 远小于要求的 3448Hz 仅仅只有构成该方波的一次谐Hzfn400 4 波 200Hz 可以满足不失真的记录要求 其余各次谐波记录时都会产生 很大的幅值误差 故不能选用 FC6 400 型振动子来进行记录 四 计算题 四 计算题 3030 分 分 1 一阶装置 仍有 1 1 Ts sH 212 2 1 1 fT fH 同一 越大 越小 今 100Hz 测量误差小于 5 即 求 f T fHf95 0 fH 出秒用该仪器测 50Hz 的正弦信号 有 4 1023 5 T 9868 0 fH 即振幅误差是 1 32 相位滞后是 32 9 2 arg Tftgf 32 9 2 可只求一个周期的 xy R 0 1 T xyyx RRy t x tdt T 0 0 1 sin T y ttdt T 0 0 02 00 0 2 00 11 sin sin T T tdttdt TT 0 0 20 0200 11 cos cos 22 T T tt 0 2 cos 1 周期信号 锯齿波 图略 2 输出的幅频特性为 3 平均值 a0 5 A A f Hz 10050 0 测试技术模拟考试题 2 一 是非题 对的打一 是非题 对的打 错的打 错的打 每题 每题2 2分 共分 共2020分 分 1 离散信号是数字信号 2 若 x t 是限带信号 在被截断后必成为无限带宽的函数 3 傅立叶变换只适用于非周期信号 不适用于周期信号 测试系统的灵敏度越高测量性能越好 频响函数同时反映了系统响应的稳态过程和过渡过程 一阶系统中常用时间常数 作为响应上升时间 涡流传感器分为高频透射式和低频反射式两种类型 压电传感器要求后接的负载必须有高输入阻抗 在直流电桥中 只要满足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外 两相邻桥臂阻值的乘积 则电桥一定处于平衡 设带通滤波器的上 下截止频率分别为和 则一倍频程滤波器 有 二 选择题二 选择题 每题 每题2 2分 共分 共2020分 分 1 周期信号截断后的频谱必是 的 A 连续 B 离散 C 连续非周期 D 离散周期 2 设时域信号 x t 的频谱为 X f 则时域信号 的频谱为 X f fo A B C D 3 设信号 x t 的自功率谱密度函数为常数 则其自相关函数为 A 常数 B 脉冲函数 C 正弦函数 D 零 6 4 设各态历经随机过程 x t 的均值为 x 标准差为 x 则其自相关函数 Rx 的最大值为 A x2 B x2 x2 C x x D x2 5 交流电桥的桥臂依次是 Z1 Z2 Z3 Z4 其平衡条件是 A Z1Z2 Z3Z4 B C Z1Z3 Z2Z4 D 6 相干函数的取值在 范围内 A 0与 B 0与1 C 1与1 D 与 7 同频 同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为 信号 A 正弦 B 同频正弦 C 方波 D 同频余弦 8 记录0 200Hz 的正弦信号 宜采用固有频率为 Hz 的振动子较合适 A 120 B 400 C 1200 D 2500 9 若电阻应变片的输入信号为正弦波 则以该应变片为工作臂的交流测量 用桥的输出是 A 直流信号 B 正弦波 C 调幅波 D 脉动波 10 二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线中 幅值最高处的频率 A 等于系统固有频率 B 大于系统固有频率 C 小于系统固有频率 D 与系统固有频率无确定关系 三 三 分析问答题分析问答题 共 分共 分 1 已知信号 试绘制信号的实频谱 虚频谱和单 边幅频谱 双边幅频谱及双边相频谱 1010分分 已知电阻应变仪交流电桥的输入信号 x t 和电桥电源 y t 的波形如图 所示 电桥输出信号经相敏检波 低通滤波后输出 试画出电桥输出信号 xm t 相敏检波输出信号 xe t 和低通滤波器输出信号 xf t 1010分 分 3 若用光线示波器来记录图一所示的方波信号 可否选用 FC6 400型振动 7 子 并说明理由 注 该振动子的固有频率为400Hz 1010分分 四 计算题四 计算题 共 共3 分 分 已知 RC 低通滤波器 1k 1 F 试 1 确定该滤波器的 4 4分分 2 输入信号 求输出信号 分 分 已知信号的自相关函数 试确定该信号的自功率谱 及自谱图 分 分 3 某信号的时域表达式如下 问 1 该信号属于哪类信号 周期或非周期 试画出波形图 分分 2 当该信号通过一理想带通滤波器 该滤波器的 A 1 带 宽 B 80Hz 中心频率 f0 50Hz 画出该滤波器输出波形的幅频谱 分 分 并求出滤波器输出波形的平均值为多少 已知该信号基频 f0 50Hz 分 分 模拟试卷 二 参考答案 8 一 一 是非题是非题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二 二 选择题选择题 1 A 2 C 3 B 4 B 5 D 6 B 7 D 8 B 9 C 10 A 三 三 分析题分析题 1 2 3 答 不能选用 因该方波信号是一个由多频率成分叠加而成的复杂 周期信号 周期为 5ms 则其基频为 要较完整Hzf200005 0 1 0 地记录该信号 必须保证其前十次谐波的幅值误差小于 5 即需满足 得 而 FC6 400 型振动子的固有58 0 1020010 0 nn ff f Hzfn3448 频率 远小于要求的 3448Hz 仅仅只有构成该方波的一次Hzfn400 谐波 200Hz 可以满足不失真的记录要求 其余各次谐波记录时都会产生 很大的幅值误差 故不能选用 FC6 400 型振动子来进行记录 四 四 计算题计算题 1 解 1 S1001 0 101 1 1 3 RC S SH fj jfH 21 1 9 farctgf f fA2 41 1 222 2 500 2 100 f 4 2 2 1010 500 41 1 fA 1001000sin 1 0 1001000sin 1010100 1001 500 2 4 0 ttU arctgf 2 解 的傅里叶变换 可知 x R 0 00 2 x x Sfffff 其自功率谱图是两个强度为的脉冲 2 0 x A 4A f Hz 10050 0 3 1 周期信号 方波图 见教材 2 输出的幅频特性为 3 平均值 a0 0 10 11 测试技术模拟考试题 3 一 是非题 对的打一 是非题 对的打 错的打 错的打 每题 每题2 2分 共分 共2020分 分 1 非周期信号的频谱一定是离散的 2 瞬态信号是能量有限信号 3 直流信号被截断后的频谱是连续的 4 频响函数同时反映了系统响应的稳态过程和过渡过程 5 变面积型电容传感器的灵敏度不为常数 6 在直流电桥中 只要满足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外两相邻 桥臂阻值的乘积 则电桥一定处于平衡 7 若电阻应变片的输入信号为正弦波 则以该应变片为工作臂的交流测量 用桥的输出是调幅波 8 选择好的窗函数对信号进行截取 可以达到能量不泄漏的目的 9 设信号 x t 的自功率谱密度函数为常数 则 x t 的自相关函数为常数 10 同频 同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为同频余弦信号 二 选择题二 选择题 每题 每题2 2分 共分 共2020分 分 1 周期信号截断后的频谱必是 的 A 连续 B 离散 C 连续非周期 D 离散周期 2 如果系统的权函数为 h t 系统的输入 x t 为单位脉冲函数 此时系统 输出 y t 为 A h t x t B x t C h t D 无法确定 3 设各态历经随机过程 x t 的均值为 x 标准差为 x 则其自相关函数 Rx 的最大值为 A x2 B x2 x2 C x x D x2 4 一个相邻双臂工作的测力电桥 如果将两工作臂的一个应变片均改为两 个应变片并联 则电桥的输出电压 A 加大一倍 B 减小一倍 C 不变 D 加大两倍 5 用电涡流传感器探测金属零件表面裂纹 则电涡流传感器是 式的 A 互感和高频反射 B 自感和低频投射 C 互感和低频投射 D 自感和高频反射 6 设时域信号 x t 的频谱为 X f 则时域信号 的频谱为 X f f0 A B C D 7 压电式传感器后面的放大器的主要功能为 A 阻抗变换 B 信号放大 C 阻抗变换和信号放大 D 不确定 12 8 提高二阶系统的固有频率 可以扩大系统的工作 范围 A 频率 B 阻尼 C 相位 D 幅值 9 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 A 长度 B 截面积 C 电阻率 D 高通 10 二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线中 幅值最高处的频率 A 等于系统固有频率 B 大于系统固有频率 C 小于系统固有频率 D 与系统固有频率无确定关系 三 三 分析问答题分析问答题 共 分共 分 1 绘制信号的实频谱 虚频谱 双边幅频谱及双边相 频谱 10分分 已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源和输入信号 x t 的幅 值谱如图所示 电桥输出信号经相敏检波输出 试画出电桥输出信号 xm t 相敏检波输出信号 xe t 及其幅值谱 Xm jf Xe jf 设信号 x t 的频率为 f1 f0大于 f1 10分 分 3 若用光线示波器来记录图一所示的方波信号 可否选用 FC6 400型振动 子 并说明理由 注 该振动子的固有频率为400Hz 10分分 四 计算题四 计算题 共 共3 分 分 用时间常数为0 5s 的一阶装置进行测量 若被测参数按正弦规律变化 若要求装置指示值的幅值误差小于5 问被测参数变化的最高频率是多少 如果被测参数的周期是2s 和5s 问幅值误差是多少 10分 分 已知信号的自相关函数 试确定该信号的自功率谱 及自谱图 10分 分 13 0 3 某信号的时域表达式如下 问 1 该信号属于哪类信号 周期或非周期 2分分 2 当该信号通过一理想恒带宽带通滤波器 该滤波器的 A 1 带宽 B 80Hz 中心频率 f0 50Hz 画出该滤波器输出波形的幅频谱 4分分 并 求出滤波器输出波形的平均值为多少 已知该信号基频 f0 50Hz 4分分 模拟试卷 三 参考答案 一 是非题一 是非题 每题每题 2 2 分 共分 共 2020 分分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二 选择题二 选择题 每题每题 2 2 分 共分 共 2020 分分 1 A 2 C 3 B 4 C 5 D 6 C 7 C 8 A 9 C 10 A 三 问答题三 问答题 20 分分 1 每图每图 2 5 分 共分 共 10 分分 4 A 0 0 Re 0 0 0 Im 0 0 0 Cn 0 0 0 0 6 6 n a 实频图 d 双边相频图 b 虚频图 c 双边幅频图 4 A 2 A 2 A 4 3A 4 3A 4 A 0 0 Re 0 0 0 Im 0 0 0 Cn 0 0 0 0 6 6 n a 实频图 d 双边相频图 b 虚频图 c 双边幅频图 4 A 2 A 2 A 4 3A 4 3A 2 每图每图 2 5 分 共分 共 10 分分 0 t txm t txe 14 jfXm f0f0 f1f0 f1f0 f0 f1 f0 f0 f1 4141414141 f0f12f0 f1f0 f1 41 81 2f02f0 f1 2f0 f0 2f0 f1 2f0 f1 818181 jfXe 3 10 分 分 答 不能选用 因该方波信号是一个由多频率成分叠加而成 的复杂周期信号 周期为 10ms 则其基频为 要较Hzf10001 0 1 0 完整地记录该信号 必须保证其前十次谐波的幅值误差小于 5 即需 满足 得 10 7 1 0 ffnHzfn1700 而 FC6 400 型振动子的固有频率 远小于要求的 1700Hz 仅Hzfn400 仅只有构成该方波的一次谐波 100Hz 可以满足不失真的记录要求 其余 各次谐波记录时都会产生很大的幅值误差 故不能选用 FC6 400 型振动 子来进行记录 四 计算题 每题四 计算题 每题 10 分 共分 共 30 分 分 1 共 共 10 分 分 解 对一阶装置 有 1 1 s sH 212 2 1 1 f fH 今 有5 0 212 2 1 1 f fH 幅值误差小于 5 应 求出 4 分 分 95 0 fHHzf1 0 对被测信号 周期是 2s 幅值误差为 46 3 3 分 分 Hzf5 0 1 537 0 1 fH 周期是 5s 幅值误差为 15 3 3 分 分 Hzf2 0 2 847 0 2 fH 2 共 共 10 分 分 解 由的傅里叶变换 可知 x R 15 5 分 分 2 00 0 ffff x fSx 其自功率谱图是两个强度为的脉冲 5 分 分 2 0 x 共 共 10 分 分 解 1 非周期信号 2 分 分 2 由于该滤波器的带宽 B 80Hz 中心 频率 f0 50hz 则该滤波器的上截至频率 fc2 50 80 2 90 Hz 下截至频率为 fc1 50 80 2 10 Hz 信号 x t 有 3 个频率 成分 0Hz 50Hz 和 70 71Hz 因250 此当通过该滤波器时 50Hz 和 70 71Hz 的频率成分被保留 幅频如右图所示 4 分 分 3 信号 x t 经滤波后的信号为 故其平均值t A t A tx 002 2sin 2 sin 4 分 分 0 2sin 2 sin 1 00lim t A t A TT x 测试技术模拟考试题 5 一 填空题 每空填空题 每空2 2分 共分 共5050分 分 1 周期信号的频谱是1 频谱 各频率成分是基频的2 倍 信号越光 滑 高次谐波的幅值衰减3 双边谱的幅值为单边谱幅值的4 2 权函数在数学定义式上是传递函数的5 在物理意义上是系统的6 3 信号可以在多个域来描述信号 比如7 8 9 10 域 4 系统实现动态测试不失真的频率响应特性满足11 12 或13 50 70 71 f Hz fA 0 A 2 A 16 5 二阶振荡系统的单位脉冲响应曲线是幅值呈14 变化趋势的15 6 自相关函数是16 奇或偶 函数 其最大值发生在 17 时刻 当时延趋于无穷大时 周期信号的自相关函数仍然是同 18 的19 7 相敏检波通过比较20 和21 的22 来判别信号的极性 8 二阶系统的固有频率越高 可测23 范围越大 9 压电传感器的前置放大器的主要作用是24 和25 二 二 分析问答题分析问答题 共共2424分分 1 试用图形和文字说明为什么信号截断后必然会引起泄漏误差 12分 2 分析周期信号 x t 0 5sin10t 0 2cos 100t 4 通过一个传递函数为 H s 1 0 005s 1 的系统后所得的稳态响应 12分 三 计算题三 计算题 共 共26分 分 1 已知某信号的自相关函数为 Rx 100cos 计算该信号的平均功 率和标准差 10分 2 用一个固有频率为1200HZ 和阻尼比为0 7的振动子去测量幅值为1 频 率为600HZ 均值为0的偶函数方波信号 试分析测量结果 并计算输出信号 的一次谐波分量 注 二阶系统的传递函数为 n2 S2 2 n S n2 频率响应函数为 A 1 1 n 2 2 2 n 2 arctg 2 n 1 n 2 16分 分 模拟试卷 五 参考答案 一 每题 1 分 共 25 分 1 连续 2 频宽 3 无穷小 4 压缩 5 卷积 6 拉氏逆变换 7 单位脉冲响应函数 17 8 微分方程 9 传递函数 10 频率响应函数 11 权函数 12 幅值 13 时延 14 傅立叶变换 15 傅立叶变换 16 复数比 17 敏感元件 18 转换 19 电压灵敏度 20 电荷灵敏度 21 电压灵敏度 22 调幅波 或者已调波 23 载波 24 相位 25 自功率谱密度函数 二 共 24 分 1 每图 3 分共 12 分 答 Cn 虚频图 Re 实频图 50 50 1 21 2 50 50 I m 双边幅值谱 50 50 1 21 2 3 n 双边相位谱 50 50 18 2 12 分 答 如图所示 时域采样就是把信号与周期单位脉冲序列相乘 对应在频域就 是两个信号频谱的卷积 由于周期单位脉冲序列的频谱也是一个周期脉冲 序列 根据脉冲函数的卷积特性 采样信号的频谱是把原信号的频谱移至 脉冲发生处 又由于脉冲序列的周期性 所以导致采样后信号的频谱产生 周期延展 6 分 当采样频率 fs 小于信号频率 fc 的两倍 则原信号的频谱在移至脉冲序列发 生处的时候 相互之间会产生交叠 从而产生频率混叠 6 分 三 共 26 分 1 10 分 答 因为 Rx 0 x2 x2 x2 其中 x2就是信号的平均功率 而 x2是信号的方差 其正平方根 x是 信号的标准差 而 Rx 0 100cos 0 100cos0 100 所以信号的平均功率为 100 5 分 分 又因为信号的平均值等于 0 所以标准差 fs fs fc fc x t 19 x 100 10 5 分 分 2 2 1616 分 分 答 振动子是个二阶系统 根据给出的固有频率 可知其动态测试不失 真的频率范围是 0 5 0 6 n 600HZ 720 HZ 周期方波信号由无穷多个奇数次谐波分量组成 基波频率是600HZ 满 足振动子的动态测试不失真范围 三次谐波分量的频率是1800 HZ 包 括其他高次谐波分量 都超出了振动子的动态测试不失真范围 6 6 分 分 二阶系统的频率响应函数为 A 1 1 n 2 2 2 n 2 arctg 2 n 1 n 2 周期方波信号的一次谐波分量是幅值为4 频率为600HZ 相位为0 的余弦信号 A 1 1 600 1200 2 2 2 0 7 600 1200 2 1 0 5625 0 49 0 9754 arctg 2 0 7 600 1200 1 600 1200 2 arctg 0 7 0 75 43 025o 所以输出信号的一次谐波分量的幅值 Y 满足 Y 4 0 9754 所以 Y 1 24 5 5 分分 输出信号的一次谐波分量的相位 满足 0 43 025o 所以 43 025o 5 5 分 分 所以输出信号的一次谐波分量 y 1 24cos 3770t 43 025o 测试技术模拟考试题 6 一 填空题 每空填空题 每空2 2分 共分 共5050分 分 1 瞬态信号的频谱是 1 频谱 其幅值谱是单位 2 上的幅值 瞬 态信号可看成是无限多个幅值为 3 的复指数谐波之和 20 2 时域扩展对应频域 4 时域乘积对应频域 5 3 权函数在数学定义式上是传递函数的6 在物理意义上是系统的7 4 我们可以用8 9 10 11 来描述系统的动态特性 5 概率密度函数是在12 域上对信号的描述 相关函数是在 13 域上对信号的描述 6 频率响应函数是系统输出的14 变换与输入的15 的比 也是当 系统输入为正弦信号时 输入与输出的16 7 传感器包括17 和18 两部分 8 前置放大器有19 和20 两种灵敏度 其中21 灵敏度受连接电 缆的影响 9 相敏检波通过比较22 和23 的24 来判别信号的极性 10 自相关函数的傅立叶变换是25 函数 二 二 分析问答题分析问答题 共共2424分分 1 绘制信号 x t cos 50t 3 的实频谱 虚频谱 双边幅频谱 双边相频 谱和单边相位谱 12分分 2 试用图形和文字说明信号的时域采样是如何引起信号频谱的周期延展 6分 及频率混叠的 6分 12分 四 计算题四 计算题 共 共26分 分 1 已知某信号的自相关函数为 Rx 100cos 计算该信号的平均功 率和标准差 10分 一个固有频率为1200HZ 和阻尼比为0 7的振动子去测量幅值为1和频率为 600HZ 的方波信号 试分析计算测量结果 并画出输出信号一次谐波的波 形图 注 注 二阶系统的传递函数为 n2 S2 2 n S n2 频率响应函数为 A 1 1 n 2 2 2 n 2 arctg 2 n 1 n 2 16分 模拟试卷 六 参考答案 一 每题 1 分 共 25 分 21 1 连续 2 频宽 3 无穷小 4 压缩 5 卷积 6 拉氏逆变换 7 单位脉冲响应函数 8 微分方程 9 传递函数 10 频率响应函数 11 权函