测试技术模拟题含答案

1、习题汇编1信号的分类和描述1.1单选题1、周期信号的频谱是()。(A) 离散的，只发生在基频整数倍的频率(B) 连续的，随着频率的增大而减小(C) 连续的，只在有限区间有非零值(D) 离散的，各频率成分的频率比不是有理数2、瞬变信号的频谱是()。(A) 离散的，只发生在基频整数倍的频率(B) 连续的，随着频率的增大而减小(C) 连续的，只在有限区间有非零值(D) 离散的，各频率成分的频率比不是有理数3、对于 x(t)=2sin«2t +5)+cos心叫 +2)和 y(t)=sin nt +5)e-t 两个信号，下面 的描述正确的是()。(A) x(t)是准周期信号，y(t)是瞬变信号

2、(B) y(t)是准周期信号，x(t)是瞬变信号(C) 都是准周期信号(D) 都是是瞬变信号4、若Fx(t)=X(f), k为大于零的常数，则有 Fx(kt)=()。(A) X(f/k) (B) kX(k f) (C) X(k f)/k (D) X(f/k)/k5、信号x(t) =Asint +妨的均方根值为()。(A) A (B) A/2(C) A/21/2(D) A1/26若时域信号为x(t) Xy(t)，则相应的频域信号为()。(A) X(f) XY(f)(B) X(f)+Y(f)(C) X(f)*Y(f)(D) X(f) - Y(f)7、概率密度函数曲线下的面积等于()。(A) 0.1

3、(B)0.7(C) 1.0(D) 2.01.2填空题1、能用确切数学式表达的信号称为()信号，不能用确切数学式表达的信号称为()信号。2、 若周期信号的周期为T,则在其幅值谱中，谱线高度表示()。3、 任何样本的时间平均等于总体平均(集合平均)的随机信号被称为()信号。4、 将x(t) =Asin(2t +和y(t) =Asin( n +妨两个信号叠加，其合成信号 x(t)+ y(t)是 ()信号。5、 实际测试中常把随机信号按()处理，于是可以通过测得的有限个函 数的时间平均值估计整个随机过程。6已知一个正弦信号，从任意时刻开始记录其波形，所得正弦波的 ()是随机变量。1.3简答题1、瞬变信

4、号的频谱与周期信号的频谱有何相同点和不相同点？瞬变信号的幅值频谱I X(f) I与周期信号的幅值频谱I Cn I均为幅值频谱； 但I Cn I的量纲与信号幅值的量纲一样，IX(f) I的量纲与信号幅值的量纲不一样，它是单位频宽上的幅。瞬变信号的频谱具有连续性和衰减性，周期信号的频谱具有离散性、谐波性、收敛性。2、试述平稳随机信号与各态历经信号的特点及相互关系？平稳随机信号的统计特征不随时间的平移而变化。平稳随机信号可分为各态历经信号和非各态历经信号。如果平稳随机信号的时间平均等于集合平均，则称 其为各态历经信号1.4应用题1、求正弦信号x(t) Asin(at )的绝对均值|x，均方根值Xrm

5、s(t)及概率密度函数p(x)。解1T/2 x(t)dtT T /22A t/2sin atdtT 0t/2 Asi n(atAcosatnT /20)dt2AnT A2sin2 atdt0Xrms (t)9 o7 0 5 0L 1 13 0200 0 3 0 5 0 7 0 9 0n03 015 0 7 09 09 07 050 3 0 00题图1. 1取x(t)Asin at有dxAacosat dtp(x)2dt211 1TdxTAa cosatnA 1 sin2 at n A2 x22、求题图1-2双边指数函数的傅里叶变换,双边指数函数的波形如图所示,其数学表达式为x(t)atetat

6、et00(a 0)解：x(t)是一个非周期信号，它的傅里叶变换 即为其频谱密度函数，按定义式求解：X(f) x(t)e j2 "ftdt°eate j2"ftdt0e(a j2nf)tdt e(a j2nf)tdt0ate ej2 nftdt112a2 2a j2nf a j2ufa(2 uf)3、求题图1-3周期三角波的傅里叶级数(三角函数形式和复指数形式)，并画出频谱图。周期三角波的数学表达式为a 2AtTT20 tX(t) aN-0 -2 2题图1.3周期性三角波解：将x(t)展开成三角函数形式的傅里叶级数，求其频谱。计算傅里叶系数: x(t)是偶函数aob

7、nT /2T/2X(t)dtan1于是,T /2T/2X(t)C0Sn2T8A t/22 t cosnT2 0cos n °t1 . + sin n 0t n 012nycosn00totdtotdtT /2(A2 ta aT 222 At) cos n °tdtTT/20 (2ATt)cos n °tdt8A(_t T?(? sin n0_£An2 2n n0 nanot1,3,52,4,6T /20由此得X(t)的三角函数形式傅里叶级数展开上展开式为A 4A1丄x(t)22 cos n 0t2 n n 1,3, n若取x(t) a。An sin(n

8、°t n)n 1n次谐波分量的幅值An-.a；bn2n nn次谐波分量的相位narctan鱼-bn2画出x(t)的频谱如题图1.2(b)所示。将x(t)展开成复数形式的傅里叶级数，求其频谱。计算傅里叶系数Co1Cn T1Tx(t)e jn 0t dtT T：x(t)dt 号1TT2t x(t)(cos n °tj sin n2ot)dtx(t)cosn otdt2An2n201,2,3, 5.4, 6.An4A24A9 24A4A81 24 A49 20o 305 o 7090由此得x(t)的复指数形式傅里叶级数展开上展开式为x(t)号2A2n n1,Wejn 0t3, 5

9、,. nn次谐波分量的幅值CnCn2A_22 n nn次谐波分量的相位arcta nbnn n0anarcta nbnnn0an画出x(t)的频谱如题图1.2(c)所示。1.4求被矩形窗函数截断的余弦函数cos ot(题图1.4)的频谱，并作频谱图x(t)cos 0t0ttTTT0t e J tdtTX( )tcos20(cos 0tcos tdtT0 cos(0)tcos(0)tdt00sin ( o)T sin( °)T或者,Tj tX ( ) Tcos 0t e J dtTT(eJ(0)t)dtTsin c( o)T Tsin c(°)T1.5单边指数函数x(t) A

10、e t (0, t0)与余弦振荡信号y(t)cos °t的乘积为z(t)=x(t) y(t),在信号调制中，x(t)叫调制信号，y(t)叫载波，z(t)便是调幅信号。若把z(t)再与y(t)相乘得解调信号w(t)= x(t) y(t) z(t)求调幅信号z(t)的傅里叶变换并画出调幅信号及其频谱。求解调信号w(t)的傅里叶变换并画出解调信号及其频谱。解：首先求单边指数函数x(t) Ae at(a 0,t0)的傅里叶变换及频谱X(f)x(t)e j2 xft dtat j2 %f tA e e dt 0Ao(a j2 xf )t edtAa j2 ufX(f)余弦振荡信号y(t) co

11、s2 Xot的频谱A(a j2ea j2 ufa j2 xf22a (2 冗f)Axf)t 2j a1Y(f) - (f fo)2利用S函数的卷积特性，可求出调幅信号(ffo)z(t)x(t) y(t)的频谱Z(f) X(f) Y(f) |X(f) 1 (f fo)(f fo)A11求解调信号w(t)的傅里叶变换并画出解调信号及其频谱。利用S数的卷积特性,求出调幅信号w(t) x(t) y(t) y(t)的频谱,见题图 1,5b。W(f)| Z(f) Y(f) |Z(f) * (f fo)(f f。)A(14 a2 2 nf 2fo)21.a22Mf 2fo )2,a22(2 n)2题图1.5

12、 b解调信号频谱若fo足够大，从解调信号频谱图中区间(-f°, fo)的图像可恢复原信号的波形，图略2测量误差的分析和处理2.1单选题1、使用一个温度探测器时，下列关于误差的描述中，不下确的是()(A) 滞后是系统误差(B) 重复性反映系统误差(C) 零漂反映系统误差(D) 分辨率误差是随机误差2、如果多次重复测量时存在恒值系统误差，那么下列结论中不下确的是( )。(A) 测量值的算术平均值中包含恒值系统误差(B) 偏差核算法中，前后两组的离差和的差值显著地不为零(C) 修正恒值系统误差的方法是引入与其大小相等，符号相反的修正值(D) 恒值系统误差对离差的计算结果不产生影响2.2填空

13、题1、 在随机误差分析中，标准误差c越小，说明信号波动越()。2、()是对应于事件发生概率峰值的随机变量的值。3、 （）误差的大小决定测量数值的准确度。4、 （）误差的大小决定测量数值的精密度。5、引用误差是测量的（）误差与仪表的测量上限或量程之比2.3简答题1、使用一个温度探测器时，已测定下列误差：滞后± 0.1 r系统误差读数的0.2%系统误差重复性± 02C随机误差分辨率误差± 0.05C随机误差零漂0.1C系统误差试确定这些误差的类型02、在足够多次的测量数值中，如何根据莱茵达准则和肖维纳准则确定测量 数值的取舍？确定测量数值取舍的步骤可归纳如下：（1）求

14、出测量数值的算术平均值及标准差（均方根误差）q（2）将可疑数值的误差8与上述准则作比较，凡绝对值大于3q或 cq的就舍弃;（3）舍弃数值后，重复上述过程，看是否还有超出上述准则的数值需要舍弃。 3测量系统的特性3.1单选题1、下列选项中，（）是测试装置静态特性的基本参数。（A）阻尼系数；（B）灵敏度；（C）单应脉冲响时间；（D）时间常数2、 对于二阶系统，用相频特性（K 3）= £0o所对应的频率3估计系统的固有频 率 伽，该3n值与系统阻尼比的大小（）。（A）无关;（B）依概率完全相关；（C）依概率相关；（D）成线性关系3、测试装置的频响函数H（j 3）是装置动态特性的（）描述。（

15、A）幅值域；（B）频域；（C）复频域；（D）相位域4、用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数原则上（ ）。（A）越大越好；（B）越小越好；（C）应大于信号周期；（D）应小于信号周期5、 （）是一阶系统的动态特性参数。（A）固有频率；（B）线性；（C）时间常数；（D）阻尼比6、 线性度表示标定曲线（）的程度。（A）接近真值；（B）偏离其拟合直线；（C）加载和卸载时不重合；（D）在多 次测量时的重复7、传感器的滞后表示标定曲线（）的程度。（A）接近真值；（B）偏离其拟合直线；（C）加载和卸载时不重合；（D）在 多次测量时的重复3.2填空题1、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，

16、则其稳态响应必为（）的简谐信号。2、 （）是在输入不变的条件下，测量系统的输出随时间变化的现象。3、 关于标定曲线不重合的测量系统静态特性有（）和（）。4、 测试装置在稳态下单位输入变化所引起输出变化称为该装置的（）；能够引起输出量可测量变化的最小输入量称为该装置的（）。5、相频特性是指（）变化的特性。6若测试装置的输出信号较输入信号延迟的时间为to,实现不失真测试的频域条件是该测试装置的幅频特性 A（ 3）=（），相频特性（K）=（）。7、二阶测试装置，其阻尼比Z为（）左右时，可以获得较好的综合特性。8、 对数幅频特性曲线的纵坐标为（）。9、 一个指针式仪表的精度为0.5级表示该仪表的（）不

17、大于0.5%。10、 测量系统输出信号的傅立叶变换与输入信号的傅立叶变换之比称为（）。11、 测量系统对脉冲输入的响应称为（）。3.3简答题1、说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。在实际测试中，测得的信号常常会受到其他用信号或噪声的干扰，依据频率 保持性可以认定，测得信号中只有与输入信号相同的频率成分才是真正由输入引 起的输出。在故障诊断中，对于测试信号的主要频率成分，依据率保持性可知，该频率成分是由于相同频率的振动源引起的，找到产生频率成分的原因，就可以诊断出故障的原因。2、测试系统不失真测试的条件什么？在时域，测试系统的输出y(t)与输入x(t)应满足y(t)=Ao x(t -o)。在

18、频域，幅 频特性曲线是一条平行于频率 轴的直线，即幅频特性为常数，A)= Ao，相频 特性曲线是线性曲线(K 3)= -0 3,式中Ao，to均为常数。3、在磁电指示机构中，为什么取 0.7为最佳阻尼比？磁电指示机构二阶系统。当阻尼比取0.7，从的角度，在一定误差范围内，工作频率范围比较宽，从相频特性的角度，特性曲线近似于线性，这样可以在较 宽频率范围实现不失真测试。4、对一个测试装置，已知正弦输入信号，如何确定测量结果的幅值误差和 相位误差？首先确定装置频响函数把输入信号的频率对别带入幅频特性和相频特性。 分 别得到输出与输入的幅值比，输出滞后于输入的相角。幅值比 与1的差值为幅 值相对误差

19、，滞后的相角即相位误差。5、 已知输入的周期信号的各简谐成分的三个基本要素，如何根据系统的传 递函数，确定系统相应的输出信号？把传递函数的自变量s换成j 3,求出幅频特性和相频特性函数。然后分别 带入各简谐成分的角频率，分别得到输出与输入的幅值比和滞后的相角。对输入的各简谐成分，幅值乘以幅值比，初相位加上滞后的相角，然后合成，得到相应 的输出信号。3.4应用题3.2在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先 将它与增益为5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的输出变化30mm时, 压力变化为多

20、少？解总灵敏度K=80(nC/Mpa)x 5(mV/nC) x 25/1000(mm/mV)=10(mm/Mpa) P=30/10=3(Mpa)3.3把灵敏度为404 10 4 pC Pa的压电式力传感器与一台灵敏度调到0.226 mV. pC的电荷放大器相接，求其总灵敏度。若要将总灵敏度调到10 10 6 mV . Pa，电荷放大器的灵敏度应作如何调整？S=Si S2=404 x 10-4 (pC/Pa)x 0.226(mV/pC)=9.13 x 10-3 (mV/Pa)S2= S /S1=10x 10-6 (mV/Pa)/ (404 x 10-4) (pC/Pa) =2.48x 10-4

21、(mV/pC)0.5j信号x(t)cos( °t n0.5cos(2 0tn 0.2cos(4 °t n输入此系统，基频00.5 n，求输出信号y(t)。解输入信号x(t)各次谐波的幅值和相位与频率的关系是频率 0 ,2 0 ,4 0幅值 10.50.2相位 n /2 nn /6H(j )1.1n 0.25 n0.5arctan1(2.34)(2.35)将三个频率成分的频率值:00.5 n、2 0 n和4 02 n分别代入3.4用一时间常数为2s的温度计测量炉温时，当炉温在 200C 400E之间,以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少?解 温度计为

22、一阶系统，其幅频特性为A()11J()2 112 n 2/(T )H(j ) 110.9965(1502)2 1T min2000.9965199.3 °CT max 4000.9965398.6 C3.5已知一测试系统是二阶线性系统，其频响函数为cos(2 0t0.064cos(4 0t 0.7 )式(2.34)和(2.35),求出它们所对应的幅频特性值和相频特性值频率0 ,20,40|H(j CD )|幅值1.282.000.32©(3 )相位-0.1 n).5n-).9 n得到时域表达式y(t) 1.28cos()0t 0.43.6用一阶系统对100Hz的正弦信号进行

23、测量时，如果要求振幅误差在10%以内，时间常数应为多少？如果用该系统对50H z的正弦信号进行测试时，则此时的幅值误差和相位误差是多少?A(f)、2(2n)2 iA(100).2(2 n 10010.9于是，有幅值相对误差r 0.971 10.029相位误差() arctan(7.71 104)(2 n 50) -1363.7某一阶测量装置的传递函数为1 (0.04s1)，若用它测量频率为0.5Hz、47.71 10 4 A(50),7.71 10 4凡2 n 50 1 阿1Hz、2Hz的正弦信号，试求其幅度误差A0.042(2n)2 110.063166f21将 f=0.5, 1,2 (Hz

24、)分别代入，有 A(f)=0.9922, 0.9698, 0.8935相对误差r= A(f)-1分别为r= -0.78%，-3.02%，-10.7%3.8用传递函数为1 (0.0025s 1)的一阶测量装置进行周期信号测量。若将幅度误差限制在5%以下，试求所能测量的最高频率成分。此时的相位差是多少?H(j )j0.00251A( ) 0.957(0.0025 )2 1于是，有1/0.0025=131.5 (1/s)=20.9 Hz,() arctan(0.0025 )arcta n(0.0025 131.5)© (3 )=-0.318=-18.2°3.9设一力传感器作为二阶

25、系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比为0.14，问使用该传感器作频率为 400Hz正弦变化的外力测试时，其振幅 和相位角各为多少？A()1(1 ) (2 )2400/8000.5=1.31,(1 0.52)2 (2 0.14 0.5)22 arcta n1arcta n，2 0.14 0.51 0.52=-0.184=-10.57°nH(s)(心1' In 0.522 3.14=0.2166.28 10 3 .1 0.2162=1024 rad/ss 2 ns32 2s 442s 10243.10对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量的数

26、值为1.5,同时测得其周期为6.28ms。设已知装置的静态增益为3,试求该 装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。解最大过冲量M=1.5/3=0.5KH(j )2 0.2162() arctan 2/21 26.93-5 一气象气球携带一种时间常数为15秒的温度计，以每秒5米的上升速度通过大气层，设温度随所处的高度每升高30米下降0.15C的规律而变化,气球将温度和高度的数据用无线电送回地面,在3000米处所记录的温度为-1 °C。试问实Y(s)X()Z(J1s 1 s2取拉氏反变换，有z(t) te t/上升到3000米所需时间t=3000/5=600s>>

27、 t所以，温度计对输入的响应延时t =15s，实际指示-1 C的真实高度际出现-1 C的真实高度是多少?解气球的温度表达式y(t) Kt取拉氏变换，有 温度计的传递函数H 3000 5 15 2925m4常用传感器的变换原理4.1单选题1、导体应变片在外力作用下引起电阻变化的因素主要是（）。（A）长度；（B）截面积；（C）电阻率；（D）温度2、在位移测量中，（）传感器适用于非接触测量，而且不宜受油污等介质影响。（A）电容；（B）压电；（C）电阻；（D）电涡流3、面积变化型电容传感器的灵敏度（）。（A）正比于两块极板之间的线速度；（B）正比于两块极板之间的线位移；（C）正比于两块极板之间的间隙；

28、（D）等于常数4、变极板间隙型电容传感器的输入与输出成（）关系。（A）正比；（B）线性；（C）反比；（D）平方5、下列第（）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。（A）热电偶、电涡流、电阻应变电；（B）热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；（C）硅光电池、霍尔、磁电；（D）压电、霍尔、电感6、RO） J4$ Ikl用fA $到几L $ GJ穴jbhot工N又过街的p社测色（A） hXth （B rgr （? H $ R j kff7下列第（）期化感钦逅s十测 旋转轴叩转递一 A）电利0L田地应变电容（以盼电阻应电涡流此电（gK4th $ AL y &1） Jk$ gJJ； rniX8、下I

29、北涡洲o感器城以0确的是【马）不受油污等计成影响川I它属于控触恻S门J有8频透射式（U）房间频封闭式4.2填空题1为了提高变出历型电日n感器的灵敏旧 线则暂N减小N刘邦件变此对测8用四0响买际应用时常常采JS（工作才九2电钢人传感彻党m计为用距区o凹面积四比型和）咽3、（ JK面科的输出电势与被测速度成晶比4、W个n的元时的（）旧m于地达国电行为辅UINjjk含5、 螺级管力和四Q感K感器比单嫖线管型电感传感器有较高的灵敏因q4.3简答题1、什么是物件四*感器n鱼是结为观c感器”试举例说叽物N型传感骼依靠敏感元问以出人恩 o.伽仆。、11。L7。回 怄贴冷绩叨里制n破四油附再叮_。I。，+。、

30、。m_已回给冈地问团ao阿供协到上主量印。I。、 一、JlqDD电钮式测项fLo进文测报四g地四件舢力扑1.k $ MK $ M0rdeBffNffiK83KBC。一D。、。贝H甲M门J卞人hS川这势n由日出）热泪二对oc杠。、。2、n源型防感器和大源型传吸器向你】榔？试举例说明有源型传感脚p能由田制地传感慨 足以外翻m给冰协胜B旧月TMh p中 出d刻来的制外部出优能滥的暨l例句卜电附变观B中*贝11伏v由0k D杨厂0田派出*批供组 出因酒S变化所引后的）内生lw朋变u兴技 J电例L不平说 用四山尤申城艺洲快现出容式测帐仪等四四此种类外X原则5场罂树陵山转挨到传感队 Oe核o功测U家林八们

31、时蛐战了 n的地伽 热中储油BH弹性n力HXu剿C感器m4四例问团门门感地之他的能出l巴 必然o拉被测何家状态的业化而a山腼出0扔3、了什么星金属的电哪&文敏*”8成的的d敏度数的物理面目自什么”自M特Ag8属发生o俐JK田用随Z发u西化的现象称为电叫响生好应 S阴N的义 敏度系数是其在mm成目还呼卜的旧阳区比利nS属N们白附极评以下的范围巾 刎 呶$ hthiMi回击恻山变H丐v白山V四厂在【叶以挥回n们不问”简8渊D获利出咂引电印的项他 而且躬自x叫H日仍率领车倒M用电 阻的呢fi (KMniN / Lb什么D应变H的麦政系数、Z与中四时的B敏事或现你不同”为H么人 利十R我叫棋H

32、如山间风M扶志工 受U川NG的椽柳轴向川同师用以【刑Q囚0比平与四Pjjv到的Lm林州山公DOWjJ敏8现一艘情况下 闭变h的见阳系数小于电1m丝m*敬东院 于可原四位v仰 wT似贴于弹性粹次面或X直密特D迎片规0下a测试件回时 出三环底和粘结利的强 w似BG敏感白例Q性项组之M有差gJ关仅盯 弹对体或以科的銮形不泥船o现均匀 地传递别成栅.n拥出面则a的田机b门f是半导体的0的效讪 华导体动变计的灵敏度8数补附W丫导体材推发生4变财B仅四民进D十暨佬m现象称为十四治 m1 旧体俪州I的灵敏呢条数比较大 江金在饲料的队一N闷 垦NZ制轨地利完的以变计 其 数用的分日比较大 劫受骗度的影响6柱9

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