工程测试技术期末考试

1、1.填空题(20*/20Xl*)1)2)3)4)5)6)7)光电传感器应用可归纳为辐射式（直射式）、吸收式、遮光式、反射式四种基本形式。应变片属于电阻式传感器、可以测力、加速度、位移变阻器式传感器类型为直线位移型、角位移型、非线性型热电阻与放大器接线方式：两线制、三线制和四线制三角窗，主瓣宽约为矩形窗的2倍，旁瓣小，无负旁瓣信号截断/如何减少能量泄漏：信号整周期截断（增加x（n）长度）；缓慢截断（加窗处理）冗余度压缩是一个可逆过程，因此叫做无失真压缩，或称保持型编码；不可逆压缩，或称有失真编码、熵压缩（主要有特征提取和量化两种方法）8）窗函数的作用是为了减少频谱能量泄露，用不同的截取函数（窗函

2、数）对信号进行截断9）放大器的安放部位：靠近信号源有助于提高信噪比，数据采集板无助于提高信噪比10）A/D转换包括了采样、量化、编码等过程；量化是将连续数值信号变成离散数值信号11）A/D转换器的技术指标：分辨率、转换速度、模拟信号的输入范围；D/A转换器技术指标是分辨率、转换速度、模拟信号的输出范围12）用计算机进行测试信号处理时，不可能对无限长的信号进行测量和运算，而是取其有限的时间片段进行分析，这个过程称信号截断解：该序列为周期信号。离散的周期信号满足：.v（n）=x（协）,7V为为整数或有理数时，.v（n）即为周期序列，满足关系式的最小正整数。因此，周期.=271/（311/7）=14

3、/3914IN=142.简答题（30*/5X6*）解：周爭信号满足条件：x（O=x（/+nI）;形。cos22ti/=0.5*1+cos（4k1）;仁0.5周期10510152025302.能量泄漏分主瓣泄漏和旁瓣泄漏，主瓣泄漏可以减小因栅栏效应带来的谱峰幅值估计误差，有好的一面，而旁瓣泄漏则是有害的。从克服栅栏效应误差角度看，能量泄漏是有利的。3）选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。一般讲，传感器的灵敏度越高越好，因为灵敏度高，意味着传感器所能感知的变化量小；实际传感器的响应总有一定延迟，但希望延迟时间越短越好；在线性范围内输出与输入成比例

4、关系；影响传感器稳定性的因素是时间与环境；精确度表示传感器的输出与被测量的对应程度。4）传感器测量金属板厚：一电感式传感器（涡流式），利用金属导体在交流磁场中的涡流效应工作，一块金属板置于一只线圈附近，间距为5，根据楞次定理，当8变化时，会使原线圈与等效阻抗发生变化，变化程度同8有关，可以测得板厚；二电容式传感器，极距变化88A型，由C=-0（8为极板间介质的相对介电系数，80为真空中的介电常数，8为极板间80距离，A为极板面积），板厚变化时，8也会发生变化，引起C改变，可测金属板厚。5）采样定理：为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。

5、这是采样的基本法则，称为采样定理。Fs2Fmax，需注意，满足采样定理，只保证不发生频率混叠，而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号x（t）。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到5倍。混迭频率=Fs-信号频率（Fs表示采样频率）13）每周期应该有多少采样点：最少两点14）信息的基本性质：可识别（可获取）；可转换；可存储；可传输15）相关系数：描述变量x,y的相关性，完全相关p=1,完全不相关p=0,负相关p=-116）（工程应用）机械加工表面粗糙度自相关分析；轴心轨迹测量自相关分析；测量转速自相关分析；地下输油管道漏损位置的探测互相关分析；地震位置测量互相关分析；声波传播速度

6、测量互相关分析；声源位置测量互相关分析（时间延时，积分，自或互相关分析）17）互相关分析的主要应用：滞后时间确定；信号源定位；测速；测距离18）调制种类：幅度凋制、频率调制、相位调制；调幅是将一个高频正弦型信号（或称载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化；失真的形式包括过调失真（m1,非抑制调幅或偏置调幅）和重叠失真19）抑制调幅，将调制信号x（t）直接与载波信号z（t）相乘，这种调幅波具有极性变化；非抑制调幅，对信号x（t）进行偏置，叠加直流分量A,使偏置后信号都具有正电压，这种调制方法称为非抑制调幅，或偏置调幅20）滤波器分类：低通、高通、带通、带阻。低通滤波器和高通滤

7、波器是滤波器的两种最基本的形式，带通滤波器是低通滤波器和高通滤波器的串联，带阻滤波器是低通滤波器和高通滤波器的并联（频率fl和f2之间没有数值大小上的关系）-21）热电偶反向串联，测量两点间温度差；并联或正向串联，测量平均温度。串联优点：热电动势大，仪表的灵敏度大大增加，且避免了热电偶并联线路存在的缺点，可立即可以发现有断路。缺点：只要有一支热电偶断路，整个测温系统将停止工作。（材料和温度决定了有无电动势、冷端补偿）22）要求准确读出主瓣频率，不考虑幅值精度，选用主瓣宽度比较窄的矩形窗，如测量物体的自振频率；分析窄带信号，且有强噪声，选用旁瓣幅度小的窗函数，如汉宁窗、三角窗；随时间按指数衰减的

8、函数，可采用指数窗来提高信噪比3.解析题（30*/2X15*）（1）根据FT的频移特性乙（必2才笔仙+%+禺仙-他）気冋（g）At=:解法1：根据FT的频移特性Fx（/）costy（jf二*X9+%）+/（tw-购因为x为矩形麻冲函数，其频谱为：%）5警恥遇砒匸珥迺仝鉉+血-心（放人A/D料换的放大，然后送A/D信号电路中。再由A/D电子秤的原理框图)工作过程：首先利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号，以模拟信号的方式传到A/D传感器。其次，由A/D转换电路把由差动放大器把传感器输出的微信号进行一定倍数换电路把接收到的模拟信号，转换成数字信号，传送到显示电路，最后又显示电路显示数据1.虚拟仪器是计算机化仪器，由计算机、信号测量硬件模块和应用软件三大部分组成，用户自定义2.自相关分析是对单一的信号进行时间延时，然后进行自相关分析，提取周期；互相