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第一章 信号及其描述一、是非题 1. 信息的载体就是信号。 2. 凡频谱是离散的信号必然是周期信号。 3. 满足狄氏条件的周期信号可以用付氏级数展成余弦信号和的形式。 4. 由于周期信号的频谱是连续的，因此各单一频谱信号的能量是无穷小的。 5. 任何周期信号都由频谱不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。 6. 周期信号可用付氏级数展开成正弦和余弦分量两部分，也可能只有正弦或余弦分量。 7. 周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。 8. 是周期信号。 9. 周期性方波的幅值频谱比周期性三角波幅值频谱收敛快。 10. 有限个周期信号之和，必形成新的周期信号。 11. 有限个周期信号之和形成的新的周期信号，其频谱一般是离散的。 12. 周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。 13. 若图1-1(a)所示周期方波的幅值频谱为图1-1(b)，则图1-1(c)所示周期方波的幅值频谱为图1-1(d)。 图1-1 14. 非周期信号的频谱是连续的。 15. 非周期信号是周期为无穷大的周期信号。 16. 非周期性变化的信号就是随机信号。 17. 单边频谱和双边频谱是信号等价的描述方法。 18. 脉冲信号的频谱等于常数。 19. 非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。 20. 非周期性信号不是确定性信号。 21. 信号x(t)的付氏变换X(f)是信号的频谱函数。 22. 的频谱。 23. 图1-2表示函数及其频谱关系。 图1-2 24. 因为非周期信号是周期无限大的周期信号，所以它的频谱和周期信号一样是离散的。 25. 一个在时域有限区间内有值的信号，其频谱和周期信号可延伸到无限频率。 26. 信号的时域函数变化越缓慢，它包含的高频成份就越多。 27. 确定了幅值和频率，就可确定一个单频信号。 28. 当信号的时间尺度压缩时，其频谱的频带加宽、幅值增高。 29. 信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。 30. 信号在时域上波形有所变化，必然引起概率密度的相应变化。 31. 所谓随机信号就是复杂信号。 32. 各态历经随机过程一定是平稳的，平稳的随机过程也一定是各态历经的。 33. 各态历经随机过程是平稳的。 34. 平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。 二、选择题 1. 描述周期信号的数学工具是_。 A. 相关函数 B. 付氏级数 C. 拉氏变换 D. 付氏变换 2. 付氏级数中各系数表示各波分量的_。 A. 相位 B. 周期 C. 振幅 D. 频率 3. 复杂周期信号的频谱是_。 A. 离散谱 B. 连续谱 C. 函数 D. sinc函数 4. 如果一个信号的频谱是离散的，则该信号频率成份是_。 A. 有限的 B. 无限的 C. 可能是有限的，也可能是无限的 5. _为周期信号。 A. B. C. 6. 多种信号之和的频谱是_。 A. 离散的 B. 连续的 C. 随机的 D. 周期的 7. 描述非周期信号频谱的数学工具是_。 A. 三角函数 B. 付氏级数 C. 拉氏变换 D. 付氏变换 8. _信号的频谱是连续的。 A. B. C. 9. 连续非周期信号的频谱是_。 A. 离散周期的 B. 离散非周期的 C. 连续非周期的 D. 连续周期的 10. 时域信号持续时间延长，则频域中低频成份_。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定 11. 时域信号持续时间延长，则频域中高频成份_。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定 12. 时域信号波形变化缓慢，则高频分量_。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定 13. 将时域信号进行时移，则频域信号会_。 A. 扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 14. 已知，单位脉冲函数为，则_。 A. 6 B. 0 C. 12 D. 任意值 15. 如果信号分析设备的通频带比磁带记录信号的频带窄，可将磁带记录仪重放速度_，则也可满足分析要求。 A. 放快 B. 反复多次 C. 放慢 16. 如果1，根据付氏变换的_，则有。 A. 时移性质 B. 频移性质 C. 相似性质 17. 瞬变信号的付氏变换是模的平方，其意义为_。 A. 信号的一个频率分量的能量 B. 在处的微小频宽内，频率分量的能量与频宽之比 C. 在处单位频宽中所具有的功率 18. 如果有1，根据付氏变换的_，则有。 A. 频移性质 B. 时移性质 C. 相移性质 19. 不能用确定的函数关系描述的信号是_。 A. 复杂周期信号 B. 瞬态信号 C. 随机信号 20. 平稳随机过程必须是_。 A. 连续的 B. 各态历经的 C. 集合平均统计特征与时间无关 D. 时间平均统计特征等于集合平均统计特征 21. 概率密度函数是在_域、相关函数是_域、功率谱密度是在_域上来描述随机信号的。 A. 时间 B. 空间 C. 幅值 D.频率 22. 随机信号的功率谱密度函数是_。 A. 收敛的 B. 发散的 C. 实偶函数 D. 实奇函数 23. 为获得信号强度方面信息，可测量信号的_。 A. 均值 B. 均方值 C. 方差 D. 均方根值 24. 随机信号的静态（直流）分量在数学上用_表示. A. 均值 B. 均方值 C. 方差 D. 均方根值 25. 表示随机信号中动态（交流）分量的统计参数是_。 A. 均方值 B. 均值 C. 均方差 D. 概率密度函数三、填空题 1. 信号可分为_和_两大类. 2. 确定性信号可分为_和_两类，前者频谱具有的特点是_，后者频谱具有的特点是_。 3. 信号的有效值又称_，它反映信号的_，有效值的平方称_，它是信号的_。 4. 周期信号在时域上可用_、_、和_参数来描述。 5. 周期信号频谱的特点是_，瞬变信号频谱的主要特点是_。 6. 绘制周期信号的单边频谱图所依据的数学表达式是_，绘制其双边幅值谱所依据的数学表达式是_（注明式中主要参数）。 7. 周期信号的付氏三角级数是从_到_展开的，付氏复指数级数是从_到_展开的。 8. 已知三角波付氏级数展开式为， 则其频率成分为_；各频率的幅值为_；幅值频谱图为_。 9. 周期信号的付氏级数三角函数展开式为： (1) (2)式中表示_； 表示_；表示_；_表示_；_ 表示_；_称为_；(2)式的物理意义是_。 10. 工程上常见的周期信号，其谐波幅度总的趋势是随_而_的。因此，在频谱分析中，没有必要取那些_的谐波分量。 11. 在周期方波信号的付氏级数和周期三角波信号的付氏级数式中，信号的直流分量分别是_和_，方波信号的幅值收敛速度比三角波信号_，叠加复原达到同样精度要求时，方波信号比三角波信号需要更多的_，因此对测试装置要求有更宽的_。 12. 信号的时间特征主要是指信号随时间的变化的快慢程度，它所携带的_是构成信号特征的重要内容。 13. 描述周期信号的强度用_最适宜，在信号分析中称为平均功率，在周期信号中存在一个_域和_域间的功率等式为_。 14. 周期信号的功率谱是由信号的各个_的平均功率值排列成的_序列，它与周期信号的频谱在形式上都是_的，不同处在于功率谱表征的是_，功率谱中无_信息，而频谱中有_信息。 15. 便于权衡和比较信号时间特征的信号描述方法为_描述法，它是以_信号为基本信号，描述_信号。 16. 在信号分析中，周期信号的重要特征为_和_，其频域描述的解析方法是_；瞬态信号的重要特征为_和_，其频域描述的解析方法是_。 17. 动态信号的描述可以在不同的域中进行，它们是_、_和_。 18. 非周期信号时域和频域对应的关系式为_；_。 19. 白噪声是指_。 20. 某矩形窗函数 ，其频谱为_。 21. 对于非周期信号，当时间尺度在压缩时，则其频谱频带_，幅值_，例如将记录磁带_即是例证。 22. 信号的频谱是_谱；信号的频谱是_谱；信号 的频谱是_谱。 23. 单位脉冲函数的频谱为_，它在所有的频段上都是_，这种信号是_。 24. 余弦函数只有_谱图，其图形关于纵轴_对称，正弦函数只有_谱图，其图形关于纵轴_对称。 25. 周期函数不符合_条件，故不能进行付氏变换，但若利用_偶对的关系，便可将周期函数用复指数形式展开后进行付氏变换。 26. 因为为有限的信号，且称之为_，因此瞬变信号属_，而周期信号属_ 。 27. 积分之值为_。 28. 两个时间函数和的卷积定义为_。 29. 信号的付氏变换是指_，付氏逆变换是指_，能做付氏变换的前提条件是_。 30. 连续信号与单位脉冲函数进行卷积，其结果_，其几何意义是_。 31. 单位脉冲函数与在点连续的模拟信号的下列积分_，这个性质称为_ 。 32. 已知，则=_。 33. 由谐波分解与合成可知，欲合成一定周期波形，必需做到_、_和_。 34. 根据_可以推得：输出信号含有什么频率成分，输入信号也一定含有这种频率成分。 35. 在实验中，鉴别偶次谐波与基波同相，常采用_法，鉴别奇次谐波与基波同相，常采用_法。 36. 的付氏变换是_。 37. 周期信号和瞬态信号都可由无限多个正弦波叠加来等效，但周期信号的各频率取为_值，可用_来求取，其幅值频谱表征为各微小频宽内频率分量的_和_之比，因而严格地说，瞬态信号的幅值频谱应称为_。 38. 在随机信号的统计参数中，均方值表示_，均值表示_，标准误差表示_。 39. 各态历经随机过程是指_。 40. 概率密度函数提供了随机信号沿_的信息，不同的随机信号_，可以借此来识别随机信号的性质。 41. 随机信号没有数学表达式，可通过对_的付氏变换获得_，用它表示信号平均功率的分布，以获得信号的频率结构。 42. 概率密度函数是在_域，相关函数是在_域，功率谱密度函数是在_域上来描述随机信号。四、问答题 1. 指出图1-3所示的时域波形时刻与时刻频谱（幅值谱）有无变化，并说明原因。图1-3 图1-4 2. 画出图1-4所示三角波与周期方波的幅值概率密度函数提示：可根据的物理意义回答，不用计算。 3. 画出图1-5所示的频谱，注明频宽及幅值。图1-5五、计算题 1. 已知三角波脉冲信号（见图1-6）及其频谱表达式为： 求：的信号与频谱的表达式。 2. 求正弦信号的单边、双边频谱及实频图、虚频图。如该信号时延T/4后，其各频谱图形有何变化？ 3. 已知方波的付氏极数展开式为 求该方波的均值、频率成分、各频率的幅值，并画出频谱图。 4. 一时间函数及其频谱函数如图1-7所示，已知函数（设），试示意画出和的图形，当时，的图形会出现什么情况为中最高频率分量的角频率？图1-75. 求正弦信号的概率密度函数。 6. 图1-8所示周期三角波的数学表达式为 求出付氏三角函数展开式并画出单边频谱图。 7. 图1-9所示信号及其付氏变换，试求的付氏变换并画出的图形。 8. 求图1-10所示锯齿波信号的付氏三角函数展开式，并绘出其频谱图。 图1-9 图1-10 9. 图1-11所示单边指数函数的表达式为（，当时），试求该函数的频谱函数，分别写出幅值谱和相位谱表达式，并绘出示意图形。 10. 求图1-12所示指函数衰减信号的频谱。 11. 求被截断的余弦函数见图1-13的频谱函数及频谱图。 图1-11 图1-12 图1-13第二章 测试装置的基本特性一、是非题 1. 频率保持性是指任何测试装置的输出信号频率总等于输入信号频率。 2. 在常系数线性系统中，当初始条件为零时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。 3. 在常系数线性系统中，当初始条件为零时，系统输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。 4. 当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关。 5. 传递函数仅表征系统的传递特性，并不表示其物理结构，因此，不同物理结构的系统就必然要用不同的传递函数来描述。 6. 传递函数表征系统的传递特性，并反映了物理结构，因此，凡传递函数相同的系统其物理结构必然相同。 7. 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 8. 各系统串联时，总传递函数等于各组成系统传递函数之积。 9. 由于，即将减小时，将增大，因此和输出有关。 10. 同一个传递函数可表征多个完全不同的物理系统，因此不同的物理系统具有相同的传递特性。 11. 传统函数反映了系统的输出与输入之间的关系，因此必然和系统的输入有关。 12. 灵敏度是指输出量与输入量的比值，又称放大倍数。 13. 测量装置的灵敏度越高，其测量范围越大。 14. 在输入量不变的条件下，经过一段时间后测试装置输出量的细微变化称为零漂。 15. 在同样的测试条件下，输入信号由小增大然后由大减小时，对同一输入量所得到的不同输出量之差称为回程误差。 16. 应当用线性好的及量程尽可能大的装置来测试被测信号。 17. 要提高测试结果的信噪比，必须先提高测试系统的灵敏度。 18. 动态特性好的测试系统应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特性。 19. 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。 20. 时间常数表征一阶系统的惯性，是过渡过程长短的量度。 21. 称为信号的频率响应函数。 22. 若施加于某一线性装置的激振力为120Hz的正弦波，则测得的系统响应一定是120Hz的正弦波与若干个谐波。 23. 一阶系统的时间常数越小越好。 24. 建立时间是一阶系统在阶跃输入后达到并保持最终数值所需要的时间。 25. 二阶系统的动态特性参数中的固有频率表征系统惯性的大小，.其值将直接影响响应速度的大小。 26. 二阶系统的固有频率是表征动态响应时间长短的指标。 27. 二阶系统固有频率越小越好。 28. 二阶测试装置的固有频率越大可测量的信号频率范围就越小。 29. 单自由度系统的刚性越大，其固有频率就越低。 30. 信号通过一阶系统后的幅值一定减小，相位一定滞后。 31. 利用函数的卷积可在频率域上说明信号输入、输出和测试装置特性三者之间的关系。 32. 测试装置的幅频特性在使用的频带范围内应为线性。 33. 测试装置的相频特性表示了信号各频率分量的初相位和频率间的关系。 34. 任何一个二阶装置都可采用阶跃响应法求其固有频率和阻尼率。 35. 若某系统的幅、相频特性如图2-1所示，则该系统是一个不失真的传输系统。 36. 图2-2为某一测试装置的幅、相频特性，则 当输入信号为时，输出信号不失真。 当输入信号为时，输出信号失真。 37. 一线性系统不满足“不失真测试”的条件，若用它传输了1000Hz的正弦信号，则必然导致输出波形失真。 38. 若，则。 39. 测试装置能进行不失真测试的条件是其幅频特性为常数，相频特性为零。 40. 用固有频率400Hz的振子记录600Hz的正弦波，必定要产生波形失真。 图2-1 图2-2二、选择题 1. 能使被测对象处于预期的人为状态下进行测量的装置称为_装置。 A. 试验 B. 测试 C. 数据处理 D. 显示和记录 2. 用常系数微分方程描述的系统称为_系统。 A. 相似 B. 物理 C. 力学 D. 线性 3. 在非电量的电测法中，总是将被测量转换为_信号。 A. 光 B. 电 C. 磁 D. 力 4. 任何一个线性测试系统总可以看成是若干个一阶和二阶系统的_。 A. 串联 B. 并联 C. 混联 D. 反馈联接 5. _方程所表示是线性系统的数字模型。 A. B. C. 6. 线性系统的迭加原理表明_。 A. 加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响 B. 系统的输出响应频率等于输入激励的频率 C. 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数。 7. 测试装置所能检测输入信号的最小变化的能力，称为_。 A. 精度 B. 灵敏度 C. 精密度 D. 分辨力 8. 一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围_。 A. 越宽 B. 越窄 C. 不变 9. 在测试过程中量值随时间变化的量为_。 A. 静态量 B. 准静态量 C. 动态量 D. 随机变量 10. 线性装置的灵敏度是_。 A. 随机变量 B. 常数 C. 时间的线性函数 11. 描述测试装置静态特性的主要指标是_。 A. 灵敏度 B. 非线性度 C. D. 滞后量 E. 12. 若测试系统由两个环节串联而成，且各环节的传递函数分别为和，则该系统的传递函数为_；若两个环节并联，则为_。 A. B. C. D. 13. 输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称为_。 A. 幅值特性 B. 相频特性 C. 传递函数 D. 权函数 14. 若给时间常数为的一阶装置输入频率为的正弦信号，则输出与输入的相位差为_。 A. -45 B. -90 C. -180 15. 设某测试装置的阶跃响应为，则该装置_。 A. 传递函数为 B. 时间常数为 C. 值越大，该装置的响应速度越快 D. 若有一个角频率的正弦输入，则该装置对它的增益为-3dB 16. 装置的脉冲响应函数与它的频响函数的关系为_。 A. 卷积 B. 付氏变换对 C. 乘积 D. 不确定 17. 某测试装置的频率响应函数为，则该装置_。 A. 是一阶装置 B. 静态灵敏度为1 C. 越大，可实现的不失真测试范围越宽 D. 是二阶装置 18. 用频率响应函数表示的系统，按付氏变换求得的响应为_。 A. 稳态响应 B. 瞬态响应 C. 暂态响应 19. 时不变线性系统的频率响应函数等于_。 A. 系统的正弦输出与其正弦输入之比 B. 系统稳态正弦输出的付氏变换与正弦输入的付氏变换之比 C. 用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与正弦输入之比 20. 对某二阶系统输入周期信号，则其输出信号将保持_。 A. 幅值、频率、相位不变 B. 频率改变，幅值、相位不变 C. 幅值、相位改变 D. 相位不变，幅值、频率改变 21. 对于二阶装置，可直接用相频特性中所对应的频率作为系统的固有频率的估计值，该值与系统阻尼比的大小_。 A. 有关 B. 无关 C. 略有关系，可忽略不计 22. 二阶系统的阻尼比越小，则其对阶跃响应的超调量_。 A. 越大 B. 越小 C. 不存在 23. 二阶测试系统中引入合适阻尼的目的是为了_。 A. 使得读数稳定 B. 使系统不共振 C. 获得较好的幅、相频特性 24. 不失真测试条件除了要求测试装置的幅频特性是常值外，其相频特性要求满足_。 A. 相移与频率成正比 B. 常值相移 C. 任意相移 25. 有A、B两个系统，它们对单位阶跃输入的响应如图2-3所示，且有。则A系统的_B系统的，A系统的灵敏度_B系统的灵敏度。 A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. 非A、B、C图2-3 26. 有A、B两台仪器，其相频特性如图2-4所示，则_。 A. A、B都有波形相位失真 B. A有波形相位失真，B没有 C. B有波形相位失真，A没有 D. A、B都没有波形相位失真图2-4 27. 测量等速变化的温度时，为了减少测量误差，希望测温传感器的时间常数_。 A. 大些好 B. 小些好 C. 要适中 D. 可不予考虑 28. 用频率法测定测试系统的频率特性时，使用的激励信号是_信号，可测定系统的_特性。 A. 静态 B. 稳态 C. 动态三、填空题 1. 典型的测试系统由_装置、_装置和_装置所组成，其中_装置又由_、_、_三部分组成。 2. 在稳态条件下，测试装置输出信号微变量dy和输入信号微变量dx之比，称为_；当输出、输入信号同量纲时，又称为_，如果是由单位干扰或变异输入引起装置输出变化，则称之为_。 3. 测试装置的静态特性主要以_、_和_表征。 4. 选用仪器时应注意：灵敏度越高，仪器的测量范围越_，其稳定性越_。 5. 任何测试装置接入被测对象后，总要从_吸取一些能量，从而改变_，因此，要想得到_实际上是不可能的。 6. 常系数线性系统的五个重要特性为_、_、_、_和_。 7. 线性系统最重要的两个特性是_和_。 8. 线性系统具有_保持性，即若系统输入一个正弦信号时，其稳态输出的_保持不变，但输出的_和_一般会发生变化。 9. 对于线性系统，最常用的动态分析方法是_和_。 10. 为了求取测试装置本身的动态特性，常采用_响应法和_响应法。 11. 测试装置的动态特性在频域中用_表示，在时域中用_表示。 12. 对线性系统输入信号，则系统输出=_。 13. 一阶系统的主要特征参数是_和_；二阶系统的主要特征参数是_、_、和_。 14. 一阶系统是含有一个_元件的线性系统，它的数学模型为_方程，其结构参数是_。 15. 要使一阶测试装置的动态响应快，就应该_。 16. 要使一阶系统接近于理想系统，则要求其频率响应的_和_，要满足此条件，必须使_。 17. 已知信号输入的一阶装置，则该装置的稳态输出_。 18. 二阶系统是指含有两个_元件的线性系统，它的数学模型为_方程，其结构参数为_和_。 19. 影响一阶测试装置动态特性的参数为_，原则上希望它_。 20. 二阶装置广泛采用阻尼比0.60.7，是因为_、_和_。 21. 线性系统的动态特性分为时间特性和频率特性，其时间特性一般都用该系统对_信号的_影响来考察，其中一阶系统描述时间特性的指标为_，二阶系统则为_和_，频率特性反映了系统对_信号的_响应。描述系统频率特性的函数为_函数，定量描述系统频率特性的指标是_。 22. 集总参数单自由的二阶有阻尼系统，有三种角频率形式，其中=_，称为_；=_，称为_；=_，称为_。 23. 当信号输入二阶系统时，为了使输出信号失真尽量小，则系统工作频率范围为_及_处（设固有频率为）为好。 24. 测试装置的脉冲响应函数就是当输入为_时装置的输出。当用来表示装置的动态特性时，输入，输出与三者之间的关系为_。 25. 系统对单位脉冲函数输入下的响应称为_或_，输出的频域函数就是系统的_。 26. 实现不失真测试的条件是：该系统装置的幅频率特性_、相频特性_。 27. 系统频率响应函数的定义是：在系统_为零的条件下，系统输出响应的_与输入激励的_之比。在系统的稳态分析中，它的模等于系统_与_的幅值比，其幅角等于它们的_。 28. 线性系统的动态响应可分为暂态响应和稳态响应，暂态响应相当于线性微分方程的_解，其特点是将随时间的延长而_，反映了系统输出响应的_过程；稳态响应相当于线性微分方程的_，它是总量与_相似，是在_过程结束后，系统响应的_。系统的暂态响应与稳态响应的叠加称为_。 29. 测试装置幅频特性描述的是_，相频特性描述的是_。 30. 测试装置的基本特性是指它的_和_特性。 31. 表征测试装置动态特性的频率响应特性包括_和_。 32. 正弦输入时系统的响应称为_，它表示系统对_中不同频率成分的传输影响。 33. 若测试系统的频率响应函数为，则表示_，表示_。 34. 某线性系统的频率特性为，当输入信号为、输出信号为时，三者之间应有如下关系_。 35. 系统的阶跃响应是表征系统对_的响应能力，系统的频率响应则表征系统对信号中_的响应能力。 36. 信号输入的一阶装置，则稳态输出的幅值A=_，相位滞后_，输出信号为=_。 37. 在频域中，测试装置的输出与输入信号之间的关系是_；在时域中，测试装置输出与输入之间的关系是_。 38. 一个时间常数的温度计，插入一只以速度线性降温的烘箱中，经半分钟后取出，温度计指示90，这时烘箱中实际温度为_。 39. 某二阶系统对单位阶跃输入的响应如图2-5所示，若将输入改为=2，则最大超调量=_，并示意画出其输出波形。图2-5四、问答题 1. 解释下列名词： 灵敏度 非线性度 回程误差 线性系统 传递函数 2. 试述“非线性度”和“相对误差”的联系与区别。 3. 用图2-6所示测试系统测量某物理系统的相频特性，试从A、B、C三路信号中正确地选择两路接入相位计，并说明选用这两路的原因（两电荷放大器型号相同并有一致的相频特性）。图2-6 4. 某装置对单位阶跃的响应如图2-7，试问：该系统可能是什么系统？如何根据该曲线识别该系统的动态特性参数？ 5. 有人将某二阶系统的频率特性绘成图2-8的形状。试指出图中的错误并予以改正。 6. 通常在结构及工艺允许的条件下，为什么都希望将二阶测试装置的阻尼比定在0.7附近？图2-7 图2-8 7. 二阶系统可直接用相频特性所对应的频率作为系统固有频率的估计值，这种估计值与系统的阻尼比是否有关？为什么？ 8. 试说明用实验的方法确定装置和的原理及方法。 9. 什么是线性系统的频率保持性？试举例说明在测试中如何运用这一特性。 10. 试述测试装置实现不失真测试的条件（包括时域、频域），并说明如何根据这一条件正确选择一阶、二阶测试装置的动特性参数。五、计算题 1. 若压电式传感器灵敏度为90pC/MPa，电荷放大器的灵敏度为0.05V/pC，若压力变化25MPa，为使记录笔在记录纸上的位移不大于50mm，则笔式记录仪的灵敏度应选多大？ 2. 图2-9为一测试系统框图，试求该系统的总灵敏度。图2-9 3. 一压电传感器灵敏度pC/MPa，连接灵敏度V/pC的电荷放大器，所用笔式记录仪的灵敏度mm/V。求当压力变化MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？ 4. 用时间常数为2s的一阶装置测量周期为2s、4s的正弦信号，试求周期为4s时装置产生的幅值误差和相位滞后量是周期为2s时的几倍？ 5. 用时间常数为2s的一阶装置测量某炉温，炉内温度近似地按周期为169s的正弦规律变化，且温度在500600范围内变化，试求该装置所指示的最大值和最小值各是多少？ 6. 设用时间常数为0.2s的一阶装置测量正弦输入，装置的静态灵敏度为1，试求其输出信号的表达式。 7. 用一阶系统做200Hz正弦信号的测量，如果要求振幅误差在10%以内，则时间常数应不超过多少？如用具有该时间常数的同一系统做50Hz正弦信号的测试，问此时的振幅误差、输入信号与输出信号的相位差是多少？ 8. 某一阶装置的静态灵敏度为1，若要求测量上限频率为150Hz，幅值误差小于10%，则该仪器所允许的时间常数最大为多少？ 9. 给某一阶线性测试装置输入一个阶跃信号，其输出在2s内达到输入信号最大值的20%。试求：装置的时间常数； 经过20s后输出的幅值达到多少？ 10. 用时间常数为0.3s的一阶装置测量周期为1s的正弦信号，幅值误差是多少？ 11. 已知某线性装置的，现测得该系统稳态输出，试求系统的输入信号。 12. 试证明在阶跃信号输入到静态灵敏度为1的一阶装置上以后，经过一个时间常数，系统输出将达到阶跃值的63%（注：）。 13. 可视为一阶装置的温度计，其时间常数=5s，试求：将其快速放入某液体中，使温度的测量误差在2%范围内所需的近似时间； 如液体温度每分钟升高8，测温度时的稳态误差是多少？ 14. 求周期信号输入传递函数为 的装置后所得到的稳态响应。 15. 将温度计从20的空气中突然插入80的水中，若温度计的时间常数=3.5s，则2s后的温度计指示值是多少？ 16. 设有一时间常数为3.5s的温度传感器，从0的冰水中突然取出，并插入100的沸水中。插入15s后，温度指示值是多少？ 17. 画出如图2-10所示的方波输入一阶装置后的输出波形。图2-10 18. 一振动仪的固有频率=10Hz，阻尼比=0.6，求测定频率为20Hz时的振幅误差和相位滞后。 19. 某二阶系统的固有频率=12Hz，阻尼比=0.6，若要使幅值误差不大于20%，所测的信号频率应限制在什么范围？此时相位滞后在什么范围之间？ 20. 试证明：二阶系统当=0.7时，输入信号在00.58的频率范围内，幅频特性的变化不超过5%。 21. 某二阶系统输入阶跃信号后，由光线示波器测得如图2-11所示的输出波形。试求该系统的无阻尼固有频率。 22. 某测振仪的幅频特性如图2-12所示，相频特性的部分值如下：时，；时，；时，。现有下列两个复杂周期信号 试问：对于和，该仪器能否做不失真测量，为什么？图2-11 图2-12 23. 某测量装置的频率响应函数为，试问：该系统是什么系统？ 若输入周期信号，试求其稳态响应。第三章 常用传感器一、是非题 1. 能完成参量感受和转换的装置称之为传感器。 2. 能量转换型传感器直接消耗被测对象的输入能量，因此必然造成被测对象状态的变化而产生测量误差。 3. 依靠被测对象输入的能量使之工作的传感器称之为能量转换型传感器。 4. 物性型传感器是利用敏感元件本身物理性质的变化来实现信号变换的。 5. 传感器的灵敏度与量程成反比。 6. 为提高测试精度，传感器的灵敏度越高越好。 7. 传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。 8. 非线性电位器在任何条件下，其输入和输出之间都是非线性关系。 9. 应变片的零漂是指应变片在承受恒定载荷下，输出电阻指示值随时间变化而产生的细微变化。 10. 应变片电阻丝的电阻温度系数，就是应变片的电阻温度系数。 11. 由于存在横向效应，所以用金属丝应变片单独测定横向应变时，其灵敏度比测量纵向应变要低。 12. 用任何一种规格的应变片都可以测量任何频率的动态应变。 13. 测量小应变时，应选用灵敏度高的金属应变片；测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。 14. 根据压电效应，在压电材料的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。 15. 只需将压电材料置放在交变磁场中，其几何尺寸就会产生和磁场交变频率相同的伸缩变化。 16. 压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，故不能用普通电表测量。 17. 用压电式加速度传感器测振动时，可用普通电表测量，但通过电荷放大器后，用电子电压表测量更精确。 18. 用差动变压器式电感传感器做位移测量时，根据其输出就能辨别被测位移向的正负极性。 19. 变间隙式电容电感传感器，只需满足的条件，灵敏度就可视为常数。 20. 光敏电阻和热敏电阻都是由于接收到外界输入的能量而使载流子浓度和迁移率增加从而完成信号转换的传感元件。 21. 内光电效应就是指物质受到光照后，在内部产生电流的现象。 22. 光电池既可当做电源使用，也可当做计数元件使用。 23. 由同一材料构成的热电偶，即使