测试技术考试试题库(带答案)

1、测试技术考试试题库（带答案）学院班级学号题号一二三四五六总分得分、填空（每空1份，共20分）1.测试技术的基本任务是。2.从时域看，系统的输出是其输入与该系统的卷积。3.信号的时域描述，以为独立变量；1而信号的频域描述，以为独立变量。4.如果一个信号的最高频率为50Hz,为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于Hz。5.在桥式测量电路中，根据其的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。6.金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。7.压电式传感器是利用某些物质的而工作的。&带通滤波器的上下限截止频率为fc 2、fc 1,其

2、带宽B =；若其带宽为1/3倍频程则fC2 =fc1。9.属于能量控制型的传感器有、等。10根据载波受调制的参数不同，调制可分为、 、。11相关滤波的工作原理是。12测试装置的动态特性可以用函数、函数和函数进行数学描述。、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分）1.不能用确定的数学公式表达的信-P.曰 号是信号。A复杂周期B非周期C瞬态D随机2.平稳随机过程必须。A 连续B统计特征与时间无关 C 各态历经 D统计特征等于时间平均3. 阶系统的动态特性参数是 。A固有频率 B 阻尼比 C时间常数D 灵敏度4. 系统在全量程，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两

3、个数值不同的输出量之间的最大差值称为 。A回程误差 B绝对误差 C 相对误差 D 非线性误差5. 电阻应变片的输入为 。A力 B 应变 C 速度 D 加速度6. 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。A传递函数 B 互相关函数 C 互谱密度函数 D 相干函数7. 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用 放大器。A电压 B 电荷 C 微分 D 积分& 在测量位移的传感器中，符合非接触测量而且不受油污等介质影响的是传感器。A电容式 B 压电式 C 电阻式 D电涡流式9. 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带,也可达到分析的目的。A重放速度放快 B

4、 重放速度放慢C 重放速度不变 D多放几次10. 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。A 存在，但5% B 存在，但1 C 在时间常数很小时存在 D不存在X,每题1分，共三、判断题（用"或X表示，在正确的题目对应的括号里填"，反之填10分)1. ()非周期信号的频谱是连续的。2. ()传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。3. ()调幅波是载波与调制信号的叠加。4. ()涡流传感器属于有源传感器。5. ()滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。6. ()窗函数频谱的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。7. ()恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。

5、8()随机激振属于宽带激振法。9. ()压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。10. ()若系统是完全线性的，则输入输出的相干函数一定为1。四、简答题(每题 5分，共30分)1 .已 知周期方波的 傅立 叶 级数 展 开 式 为8A11x(t)sin0tsin 3 0tsin 5 0t35试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。2. 二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值围?3. 何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？4. 信号的预处理包括那些环节？5. 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮

6、?6. 测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：(1) 这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么?(2) 从波形中可以获得信号的哪些信息？五、计算题(共14分)1. (6分)已知低通滤波器的频率响应函数为H ()，式中 0.05s1 j当输入信号为x(t) 0.6cos(60t) 0.5cos(100t 45 )时，求滤波器的稳态输出y(t)2. (4分)有一信号x(t) Acos( t )，初始相角为一随机变量；试求1 )求其自相关函数；2)确定其均值和方差。3. (4分)以阻值R 120 ，灵敏度S 2.5的电阻丝应变片与阻值为120 的固定电阻组成电桥，供桥电压为 4V,并假定负

7、载电阻无穷大，当应变片的应变为1000时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压六、应用题(共16分)1. (6分)某车床加工外圆表面时，表面振纹主要是由主轴箱转动轴上齿轮不平衡惯性力使主轴箱振动所引起，实验测得振纹的频谱如图2 (a)所示，主轴箱的传动示意图如图2(b)所示，传动轴I、 H和主轴川上的齿轮齿数分别为乙=30, Z2 = 40, Zs=20, Z4=50,传动轴I的转速为 m = 2000转/分(根据传动比计算可知：传动轴n的转速为 n2 = 1500 转/分，主轴川的转速为 n 2 = 600转/分)，试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表 面的振纹影响较大？为什么？A屮(a)(b

8、)图22.（10分）欲测试图3（a）所示简直梁的动态特性参数（固有频率和阻尼比），（1）请从现有设备中选择，并用框图表示测试系统构成，简述测试过程；（2）测得该梁的幅频特性曲线如图3 （b）所示，根据该曲线如何确定简直梁的动态特性参数（给出原理、公式并在图中表示）（现有设备：压电式加速度计、压电式力传感器、磁电式速度计、电阻应变片、电何放大器、功率放大器、信号发生器、激振器、数据采集分析系统、显示设备）图 3 (a)图 3 （b）xx大学200X 200X学年第一学期 传感器与测试技术期末考试试卷参考答案 学院年级 考试班级、填空（每空1分，答对得分，答错不得分，共20分）1. 获取有用的信息

9、2. 脉冲响应函数3. 时间（t）、频率f或（）4. 100Hz5. 激励电压（或工作电压或桥压或电源）6. 导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应）7. 压电效应8. G fd、V2 （或 1.26）9. 电阻式传感器、涡电流传感器、电容式传感器、电感式传感器等，答对任何两 个均得2分10. 调幅、调频、调相11. 同频相关不同频不相关/同频检测原理12. 传递、频率响应、脉冲响应二、选择题（每题1分，答对得分，答错不得分，共 10分）1 5 D B C A B6 10 D B D B D三、判断题（每题1分，答对得分，答错不得分，共 10分）1 5 xVxW6 10 VxVxV四、

10、简答题（每题5分，共30分）1 . （5 分）3A兀8A3仁053%频谱特点：离散性、谐波性、递减性32 . （5 分）固有频率（n ）和阻尼比（）32分分（每答对一个得1分）分（每答对一个得1.5分）工作频率取值小于等于0.58为了实现不失真，阻尼比（）取值0.6 0.8; 2分（每答对一个得1分）3. （5 分）输出y（t）与输入x（t）满足关系y（t）=A ox（t-t 0）, 其中A和to为常数, 则为不失真测试。2分或者用文字描述上述关系，描述正确2分，不完整1分，错误不得分。实现不失真测试的测试装置的幅频特性为 A（ 3 ）= A 0 =常数1.5分相频特性为0（ 3 ）= t01

11、.5分或者用文字表述，表述正确冋样得分。4.（5 分）（1）电压幅值调理（或者放大）1分（2）滤波（或者滤去高频）2分（3）隔离直流分量（或者隔直）1分（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调）1 分5. （5 分）动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容(1分)，相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此, 衡外，还须有电容平衡(3分)。5 分其它的表述酌情给分。(5分)(1) 互相关函数，因为是非奇非偶函数。2(2) 频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同除了电阻平6.五、2.3.相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 幅值

12、信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半计算题(共1.( 6 分)x(t) 0.6cos(60t)0.5cos(100t14分)令 x,t) 0.6cos(60t)，X2(t)0.5cos(100t根据线性系统频率保持性和幅频相频特性A() 1 1 ( )2，()由160，可以得到：1tan(Uy45 )45 )A( 1)20.316V'1 (0.05 60)2(1) arctg () arctg (0.050.316cos(60t71.565100，可以得到：11y&) 0.6由71.565A 2)0.196.1 (0.05 100)2arctg () arctg (0.

13、050.196 0.5cos(100t 45(2)y2(t)由线性系统的叠加性可得y(t)2分(4分)均值:方差:(4分)R4R双臂：RUy2R60)0.1896 cos(60t分71.565 )100)78.6978.6910.098cos(100t 123.69 )y1(t) y2(t)0.1896cos(60t 71.565自相关函数：Rx(limU0lim 1 (t)T 0x(t0.098cos(100t 123.69 )dt1 T0 Acos( tcos()xT0T。Acos (t)dt单臂:14U0卫1V(t)dt = -2T 0卫-&x(t)2T0T02T0 Acos(2

14、xdtA22U0U0)dt =01s2U0U02.52.51000100010 610 62.510 3 V 25 10 3V 2 分六、应用题（共16分）1. （6分）转动轴I的转动频率为：2000/60=33.3HZ ; 1 分 转动轴II的转动频率为：1500/60=25HZ;1 分转动轴III的转动频率为： 600/60=10HZ;1 分与实验测得振纹的频谱图比较可知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。3分2. （ 10 分）（1）（6 分）测试系统组成框图：（4分）测试过程（2分）：信号发生器产生的信号由功率放大器放大后传送给激振器，激振器通过 压电式力传感器对简支梁激振

15、；压电力传感器拾取激振力信号，压电加速度传感器拾取振动信号，分别经电荷放大器放大后送入数据采集系统，最后由显示设备显示频率响应函数。(2) (4分)幅频特性峰值A。对应的频率为简支梁的固有频率n ； 2分1半功率点（或者 2 Ao或者0.707 Ao）对应的频率分别为1、2 ；阻尼比如下方法估计：2 1n 2 分要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。复习题第一章信号及其描述(-）填空题1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这些物理量就是其中目前应用最广泛的是电信号。2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。3、周期信号占：

16、八、:的频谱具有三。个特4、非周期信号包括信号和信号。5、描述随机信号的时域特征参数有、 、。6、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。（二）判断对错题（用"或X表示）1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（）2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（）3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（）5、 随机信号的频域描述为功率谱。（）（三）简答和计算题1、求正弦信号x(t)xosi nt的绝对均值卩|x|和均方根值Xrms。2、求正弦信号x(t)XoS in(t）的均值x2，均方值 x，和

17、概率密度函数p（x）3、求指数函数x(t)Ae at(a 0,t0）的频谱。4、求被截断的余弦函数x(t)cos 0t|t| T的傅立叶变换。0|t| T5、求指数衰减振荡信号x(t)e at sin°t(a0,t0）的频谱。第二章测试装置的基本特性（一）填空题1、1某一阶系统的频率响应函数为H（j ），输入信号x（t）2j 1，幅值y，相位 一s吩,则输出信号y（t）的频率为2、试求传递函数分别为3.5s 0.5和二 竺 2的两个环节串联后组成的系统的S21.4 n S n总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有和4、 当测试系统的输出y（t）与输入x（t）之间的关系

18、为y（t） Aox（t to）时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为H（j ） 。5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。（二）选择题1、 不属于测试系统的静特性。（1）灵敏度（2）线性度 （3）回程误差（4 ）阻尼系数2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。（1）正弦（2）阶跃（3）脉冲（4）斜坡3、两环节的相频特性各为 QM ）和Q2（），则两环节串联组成的测试系统，其相频特性(i)Qi( Q()(2) Q1 ( ) Q2 ()(3)Qi( )Q2()Qi( ) Q2()(4)Qi( )

19、 Q2()4、一阶系统的阶跃响应中，超调量（2）存在，但1（4）不存在系统。（1）存在，但5%（3）在时间常数很小时存在5、忽略质量的单自由度振动系统是（1）零阶（2） 一阶（3） 二阶（4）高阶6、 一阶系统的动态特性参数是 。（1）固有频率（2）线性度（3）时间常数（4）阻尼比7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值倍所经过的时间作为时间常数。（1）0.632（ 2） 0.865（ 3） 0.950（4） 0.982（三）判断对错题（用"或x表示）1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然 导致输出波形失真。（）

20、2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为 传递函数。（）3、 当输入信号x（t） 一定时，系统的输出 y（t）将完全取决于传递函数 H（S），而与该系统 的物理模型无关。（）4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（）5、 测量装置的灵敏度越高，其测量围就越大。（）6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（）（四）简答和计算题1、什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？2、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？3、测试装置实现不失真测试的条件是什么？4、某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为H(s)10.005

21、s1求其对周期信号5、x(t) 0.5cos10t0.2cos(100t45 )的稳态响应 y(t)。将信号cos t输入一个传递函数为 H（s）的一阶装置，试求其包括瞬态过程在1 s的输出y（t）的表达式。第三章常用传感器（一）填空题1、 属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用 工作方式。4、 压电式传感器的测量电路 （即前置放大器）有两种形式：

22、放大器和 放大器，后接 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。7、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。（二）选择题1、电阻应变片的输入为 。（1 ）力 （2） 应变（3）速度（4）加速度2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。（1）本身物理性质（2 ）体积大小（3）结构参数（4）电阻值3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。（1）位移（2 ）材质鉴别（3）（ 4）非金属材料4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。（1）非线性 （2）线性（3）反比（4）5、 半导体式应变

23、片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。（1）长度 （2）截面积（3）电阻率 （4）高通6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。（1 ）固有频率（2）阻尼比（3）灵敏度（4）压电常7、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 传感器。（1）电容式（2）压电式（3）电阻式（4）电涡流式8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙变化时，其灵敏度 S与 之间的关系是： S1 2 2（1） k（ 2） k（ 3） k（ 4）k9、光电倍增管是利用效应制成的器件。（1）光电 （2）外光电 （3）光生伏特（4）阻挡层（三）判断对错题（用"或x表示

24、）1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（）2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（）3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（）4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（）（四）简答和计算题1、哪些传感器可选作小位移传感器？2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测 量大位移量？为什么？3、电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？4、电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是 什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。5、压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不

25、同，为什么？6、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。（1）用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；（2）两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r 4（mm），工作初始极板间距离00.3（mm），介质为空气。问：（1） 如果极板间距离变化量1（ m），电容的变化量C是多少？（2） 如果测量电路的灵敏度 k1 100（mV pF），读数仪表的灵敏度 k2 5 （格/ mV在1（ m）时，读数仪表的变化量为多少？第四章信号调理、记录和显示（一）填空题1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。2、 在

26、桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。3、 在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测 量电路。4、 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被测信号的而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。5、 调频波的解调又称为。6、 调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成正比。7、常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为，其带宽B=，若为倍频程滤波器 fc1与fc2的关系为 。8、RC低通滤波器中RC值愈，则上截止频率愈低。（二）选择题1、设有一电路，R1是工作桥臂，R2，R3，R4是固定电

27、阻，且 R1 R2 R3 R4。工(1 )RieoR-i2只！，则电桥输出电压eyRi e。RieoRi4R1调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号（2）相除（3）相加3、电路中鉴频器的作用是_2、（1）相乘（1）使高频电压转变成直流电压（3）使频率变化转变为电压变化4、一选频装置，其幅一频特性在滤波器。（）。e°为电桥的电源电压。(4)2 R1RTe°o(4)相减（2）使电感量转变为电压量（4）使频率转变为电流 区间近于平直，在20区间急剧衰减，这叫（4）带阻-3dB带宽是B，则滤波器的品质因数（1）低通 （2）高通（3）带通5、一带通滤波器，其中心频率是于（1） f

28、o B （2） fo B （3） foB（ 4） Q B（三）判断对错题（用"或x表示）1、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。（）2、调幅波是载波与调制信号的叠加。（）3、带通滤波器的波形因数 值越大，其频率选择性越好。（）4、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。（）（四）简答和计算题1、 何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条 件？2、调幅波的解调方法有哪几种？3、抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？4、相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。5、 以阻值R 120 ，灵敏度S 2的电

29、阻丝应变片与阻值为 120的固定电阻组成电桥, 供桥电压V。 3V，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变2000。（1 ）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。（2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度6、 若x（t）为调制信号，y（t） cos2 f0t为载波，Xm（t）为调幅波（如图所示）（1 ）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。（2）画出载波与调幅波的双边频谱图。第五章信号处理初步(-)填空题1、为了识别信号类型，常用的信号分析方法有、和。2、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。3、在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为，还应使采样频率满足采样定理即。4、如果一个

30、信号的最高频率为50Hz,为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于Hz 。5、若x(t)是均值为 u为零的宽带随机信号其自相关函数T =0时R( T ),T8时 R<( T )。6、用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。7、若某一信号的自相关函数为2Acos()，则该信号的均方值为x =，均方根值为Xrms=。8最常用的功率谱估计方法为。9、Sx(f)为信号的沿频率轴的分布，X(f)2称为。10、巴塞伐尔定理表示在 中计算的信号总能量，等于在中计算的信号总能量。(二) 判断对错题(用"或X表示)1、 频率分辨力越高，则泄漏误差越小。()2、 A/D转换器的

31、位数越多，则量化误差越小。()3、 对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。()4、 窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。()5、 互相关函数是偶实函数。()6、利用系统输入 x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。()7、 若系统是完全线性的，则输入 -输出的相干函数一定为 1。()(三) 简答和计算题1、 已知信号x(t) Ao Acos(讥 J A2 sin(2),求信号的自相关函数 Rx()，并画出自功率谱 Sx()(双边幅值谱)。2、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。3、相关滤波器的基本原理是什么？举例

32、说明其工程应用。4、试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分。5、 某一系统的输入信号为 x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数 Rx() 和输入一输出的互相关函数Rxy()之间的关系为Rx( ) Rx(T)，试说明该系统起什么作用？6、 应用巴塞伐尔定理求si nc2(t)dt的积分值。第六章振动测试(一) 填空题1、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，位移共振频率 系统固有频率，速度共振频率系统固有频率，加速度共振频率 系统固有频率。2、单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，在相位共振处位移始终落后于激振力 度。3、 单自由度系

33、统基础运动所引起的受迫振动，当激振频率固有频率时，质量块和壳体之间的相对运动和基础振动近于相等。4、激励方式分为 , , 。5、 按所测的振动性质可将拾振器和。6、 阻抗头的前端是 ，后面是测量激振点响应的 。7、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有、和。8 机械系统的主要振动参数是 ，和。9、相对法校准传感器时，经国家计量等部门严格校准过的传感“振动标准传递”的作用，称为传感器。（二）判断对错题（用"或X表示）1、 压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（）2、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（）3、 压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频

34、率最低。（）4、 压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。（）5、 涡流位移传感器属于绝对式拾振器。（）6、 低频激振时，激振器的安装固有频率应比激振频率高3倍以上。（）7、 快速正弦扫描激振属于宽带激振法。（）8、 脉冲锤的锤头越软，则激励的频率围越大。（）9、在振动测试中，测得的激励和响应之间的相位差包括了测试系统中所有仪器的相移。（）（三）简答和计算题1、 对单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，分别写出其位移频响函数、速度频响函数、加速度频响函数。2、 对单自由度系统基础位移所引起的受迫振动，分别写出其相对位移频响函数、绝对位移 频响函数。3、对于压电式加速度计， 画

35、出其工作原理图，并说明为什么其上限频率取决于固有频率？4、对于磁电式绝对速度计，画出其工作原理图，并说明为什么其下限频率取决于固有频 率？5、如何用实频曲线估计系统的固有频率和阻尼比？画图说明。参考答案信号及其描述第一早4、准周期，瞬态（一）1、信号；2、时间（t）,频率（f） ; 3、离散性，谐波性，收敛性;非周期；5、均值X，均方值2 、x，方差2X ； 6、偶，奇;(二) 1、2; 2、“;3、X；4、X；5>V;Tsin c (2 fX0、2 ；2X。2x0 cos( ta j2 fo)TTsinc (2 fo)T ;。；2 0 J4 fa第二章测试装置的基本特性(一) 1、1/

36、2 , 1/ .2 , 45 ； 2、123; 3、傅立叶变换法，滤波器法；4、A°e j to ; 5、被测量；6、线性；(二) (4) (3) (2) (4) ( 2) ( 3) (1)(三) X V V V X X(四) 略第三章常用传感器(一) 1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电；2、金属丝的几何变形，半导体材料的电阻率变化；3、差动；4、电荷，电压，电荷；5、涡电流；6、mv / (m/s) ； 7、压电 效应。(二) (2) (3) (4) (2) ( 3), (3) (4) (4) (2)(三) V V X X(四) 略第四章信号调理、处理和记录(一) 1、电压或电

37、流；2、激励电压；3、桥臂数；4、相乘，相乘；5、鉴频；6、幅值，频率；7、幅频特性曲线降为最大值的1£倍时对应的频率为截止频率；B fc2 fc1 ； fc2 2 fc1 , 8、大；(二) (1) (1) ( 3) (2) ( 4)(三) V XXV(四) 略(一) 1、概率密度函数,第五章信号处理初步自相关函数；2、带通滤波法，傅立叶变换法；3、有限带宽，fs 2fh ；4、100 ； 5、2x , 0； 6、相干函数;A ； 8、周期图法；9、功率密度，能谱；10、时域,(二) 1、X； 2、V;频域；3、V; 4、V;5、X； 6、X；7、X；(三)仁Rx()Ao22A1c

38、os22A2 cos2Sx()A022A11)1)2AT (2) ( 2 )；2、Rxy(2sin3、同频相关、不同频不相关;2sine (t)dt1/21/21df周期成分与其自相关函数周期成分T；4、信号的常值分量为其自相关函数均值的开方,的频率相同、幅值成比例关系；5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前第六章振动的测试（一）1、小于，等于，大于；2、90； 3、远大于；4、稳态正弦激振，随机激振，瞬态激振；5、相对式，绝对式；6、力传感器，加速度计； 7、电荷放大器，电压放大器；8、固有频率，阻尼比，振型；9、参考。（二）1、X； 2、X； 3；4；5、X； 6；7、2; 8、X；

39、9、2;（三）略、填空题（25分，每空1 分）1.时间常数T是一阶传感器动态特性参数,时间常数T越小，响应越快,响应曲线越接近于输入阶跃曲线2 .满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。3电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。4信号当时间尺度在压缩时，则其频带变 宽其幅值变小。5. 当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片,后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定6. 电感式和电容式传感器常米用差动方式，

40、不仅可提咼灵敏度，且能改善或消除非线性。7. 电涡流传感器是利用 金属 材料的电涡流效应工作，可分为低频透射 式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。8. 在调制解调技术中，将控制咼频振荡的低频信号称为 调制波，载送低频信 号的高频振荡信号称为载波，将经过调制过程所得的高频振荡波称为 已调制 波。9. 已知x t 12sin t, t为单位脉冲函数，则积分 xt t n dt = 12。210. 已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20,若测得感应电动势的频率 为300Hz,则被测轴的转速为900r/min 。11. RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率越 小。12. 频

41、率混叠是由于 采样频率过低 引起的，泄漏则是由于 信号截断 所引起 的。二、选择题（15分，每题1.5分）1. 离散、周期的时域信号频谱的特点是（C ）的。A非周期、离散B非周期、连续 C、周期、离散D周期、连续2. 按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（C ）0A电阻传感器B电感传感器C光电传感器 D 电容传感器3. 变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（B ）材料制成A金属 B 导磁 C 塑料 D 导电4. 测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（DA精度 B 灵敏度精密度 D分辨力5. 数字信号的特征是（BA时间上离散，幅值上连续B时间、幅值上都离散C时间上

42、连续，幅值上量化D时间、幅值上都连续6.传感器灵敏度越高，表示该传感器（B ）oA工作频带越宽B单位输入引起的输出量越大C线性围越宽D允许的输入量越大7.周期信号傅立叶级数中的各项系数表示各谐波分量的（C )。A相位 B 周期 C 振幅 D 频率8. A/D转换器的位数越多，则其（B ）oA分辨力越低B转换精度越高 C转换速度越快D转换时间越短9.滤波器的-3dB频率指输出信号幅值为输入信号幅值的C ）时所对应的截 2/2止频率。D 1/210.不能用于材料厚度的非接触测量的传感器为（C ）A涡流式 B 电容式C 压电式D光电式 三、简答题（24 分）1. 根据滤波器的选频作用，一般将滤波器分

43、为低通、高通、带通和带阻滤波器。下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。并列出4个实际滤波器的主要特征参数。（6分）（a）带通（b）高通 （c）带阻 （d）低通主要特征参数（任选4个）：（1）截止频率带宽纹波幅度品质因子（5）倍频程选择性滤波器因数2下图为同一正弦信号分别用相同时宽的矩形窗和汉宁窗截断后得到的频谱图。请指出下面二个频谱图分别采用以上哪个窗函数得到的，并说出这两种窗函数的主要特点。（6分）（a）汉宁窗（b）矩形窗答：矩形窗的特点：主瓣比较集中。但旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高 频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。汉宁窗的特点：主瓣较宽，旁瓣较低，衰减速度也较快。但带宽加

44、宽，使得频率 分辨力下降。3. 一阶系统受到一个阶跃输入的作用，在2秒时达到输入最大值的20%试求:测试系统的时间常数和当输出达到最大值的95%寸,需多长时间？ （ 6分）解:20%In 0.8TT 9sy ti当输出达到最大值的95%寸，d 1x t1tie"1ti95%tie90.05ti9 In 0.0527s4下图为动态应变仪工作框图，请指出图中A、B和C分别代表什么？并说明B和C在系统中的作用是什么？ （ 6分）试件1A1*放大器B一显示记录1振汤器答：A 电桥 将电阻、电容、电感等参数变化转换为电压或电流输出B 相敏检波解调C 低通滤波器选取低频信号，抑制或衰减掉其他不需

45、要的成分三、计算题（共36分）9分）求下图周期性锯齿波xt m舟t舟的傅立叶级数，并绘出其频谱图解:anbnT/2 2cos n nsin n 0tdt8t/2己02kk2k 1T/2sin0tdtt cos n 0tT/2cosdt整数2 11c丄1c丄1 sin0t - sin 2 0tsin 3 0tsin 3 0tsin 5 0tn2345x tn为奇数0Ann冗n为偶数bn2. （9分）求周期余弦信号x t7t0 20 30 40 50Acosst的均值、均方值、自相关函数和自谱。解：均值1 T1 Tlim x t dtAcossdtT T 0T 0均方值TimT x2 t dt01

46、 TTo2Acos wt dt2A T 11T 0 :cos2 wtdtT自相关函数Rx Tim-oxtxtdtA2cos wt cosw tdtA22cos w自谱SxA23. (9分)有一薄壁圆管式拉力传感器如下图所示。已知其弹性元件材料的泊松 比为0.3，电阻应变片R2、R3和R4阻值相同，且灵敏系数均为2,应变片贴 片位置如图所示。若受拉力P作用，问：(1) 欲测量拉力P的大小，应如何正确组成电桥？请画出相应的电桥。(2) 当供桥电压ei 2V，12 300 时，输出电压e是多少6（1 口£ 110）?R1R3R1R2£ 2,£ 3,£ 4o R

47、43= £ 4=- y£ 1=-0.3 X0e00RA21234 K eei o o解：(1)为了测量力P大小，测试电桥应如下图所示连接:(2)设R、艮、R、R应变分别为£ 1,因为泊松比卩=0.3，故R?、R的应变£1 AR1ARARAR1e0e4 R1R2R3R44300=-90丄 300 30090902 2 0.78mV44. (9分)一个电容测微仪，其传感器的圆形极板半径为4mm工作初始间隙0.3mm介电常数为8.85 X 10-12F/m,试求:(1)工作中，若传感器参与工作的间隙变化量为2 ym,电容变化量是多少？ 若测量电路的灵敏度为10

48、0mV/pF读数仪表的灵敏度为5格/mV,当间隙变化量还为2 ym,读数仪表示值变化多少格?解： 相对面积A=n r2=5.027 X 10-5吊由于两极板间距变化引起的电容变化量为：8.85 105.027 10 5 2 10 63 20.3 10 39.85 10 3PF(2)仪表示值变化格数为：N=5X 100X (- ? C)=5X 100X 9.85 X 10-3=4.9 格一、填空题（30分，每空1.5分）1. 作为传感器的核心部件，直接感受被测物理量并对其进行转换的元件称为敏感元件。2. 在t为_0情况下，自相关函数值达到最大值。3. 已知某周期信号的周期为 0.2s，则该信号的

49、3次谐波分量的频率为15Hz。4. 周期信号的频谱具有离散 性, 谐波性和衰减性。5. 若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样信号的频谱会产生频混现象。6. 在外力作用下，金属应变式传感器主要产生几何尺寸变化，而压阻式传感器主要是电阻率 发生变化，两者都引起电阻值 发生变化。7. 衡量传感器在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标为 重复性。8. 电感式和电容式传感器常采用_差动结构来提高其灵敏度，改善非线性误差9. 描述一阶系统动态特性的参数是时间常数，其值越小 ，则该系统频带越宽，响应越快。10. 当压电式传感器使用电荷放大器，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。11. 抗混滤波器是一种 低通 滤波器，其上限截止频率fc与采样频率fs之间的关系应满足关系式 错误!未找到引用源。12. 某信号的自相关函数为Rx( ) 100cos o，则该信号的均值为0，均方根值为 10。13. 若窗函数w(t)的频谱为W( ) Tsinc(丄)，则时延窗函数w(t t。)的频谱为2错误!未找到引用源。对比可以发现，时延窗函数的 幅值谱与原窗函数的对应量相同。二、选择题(20分，每题1分)1描述传感器静态特性的指标有 _DoA幅频特性B稳定时间