测试技术基础课后习题答案

1、word完美格式第2章习题及解答判断正误凡烦谱是厚散的信号必然是周期信号。(X)准周期信号任何周期信号由烦同，但成整倍数比的厚散的谐波叠加而成。(x)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。(X)周期宜位脉冲序的龙普仍乩周期宜位脉冲序。(J)非周期变化的信号就是随机信号。(X)准周期信号非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密与时间的函数关系。(X)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。(X)各志产签随机过程是平稳随机过程。(J)平稳随才Q过程的时用平均兌，特征等于/亥过程的集合平均兌，特征。(厂)非周期信号的频谱是连续的。(X)准周期信号宜位脉冲信号的烦谱是无限解尤谱(厂

2、)直信号的烦谱是冲凸谱(厂)选择正确答案填空(1)描述周期信号的数学工具是(B)。A.相M函数B.傅叶线数C.普斯变换D.傅叶变换描述非周期信号的数学工具是(C)。A.三角函数B.普斯变换C.傅叶变换D.傅叶级数将时域信号进时移，则频域信号将会(A.扩展B.压缩C.变D.仅有相移瞬变信号的傅叶变换的模的平方的意义为(C)A.信号的一个频分的能B.在f处的微笑频宽内，频分的能与频宽之比C.在f处单位频宽中所具有的功概密函数是在(C)域，相关函数是在(A)域，功谱密函数是在(D)域描述随机信号。A.时间B.空间C.幅值D.频白噪声信号的自相关函数是(C)A.相关函数B.奇函数C.偶函数D.存在3已

3、知方波信号傅叶级数，请描述式中各常数相的物意义，并绘出频谱图。见书中题4已知锯齿波信号傅叶级数，请描述式中各常数相的物意义，并绘出频谱图。AAAAAf(t)=+smwt+sm2t+sm3t+smnWt2一兀o2兀0-3兀on兀oAA111=一(smwt+sm2wt+sin3wt+smnWt2兀o2o3ono5.6.求指数函数的频谱。见书中题7.8求信号X(t)(e_at)*(e-bt)的傅叶变换，并绘出频谱图解：根据傅叶变换卷积性质F(x(t)=F(e-at)xF(e-bt)11=xa+jb+j频谱图9.10被截断的余弦信号的频谱f(t)=g(t)xcost可以认为是窗函数和单位余弦信号时域相

4、乘：0g(t)屮忙T)窗函数为：0,(|t|T)G(j)=2ATsinc(T)矩形窗函数的频谱：1f(t)=g(t)xcostf(t)=g(t)x(ejot+e-jot)0可以写成：2专业资料1word完美格式F(j=；G(加-j0)+G(妙+j%)则：=ATsinc(ro-0)T+ATsinc(+roQ)T画出频谱图：()11，参见第五章习题12.衰减的正弦振荡信号：单边指数衰减信号的频谱：Fe-atxu(t)=a+je1f(t)=e-atsineot可以写成：f=宀X2j(旷叫)111F(je)=-2a+j(e-e)a+j(e+e)00则：(a+j)2+20画出频谱图：其幅值频谱为,a2+

5、(oo)20专业资料word完美格式aabbcc题图信号及其频谱图以下第3章习题及解答判断正误惯性式压电加速传感器的输出电荷正比于质块的加速。(X)系统的失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。对于-阶测试装置，其时间常数越小，输出的响应速就越快。(J)X-Y记录仪可记录任何频的信号。(X)选择正确答案填空(7)RC电属于(A)。A.一阶系统B.二阶系统C.高阶系统D.想系统(8)测试系统的动态技术指标可以通过(动态标定)获得。A.输入谐波信号B.静态标定C.动态标定D.测(9)RLC电属于(B)。A.一阶系统B.二阶系统C.高阶系统D.想系A.线性越好B.迟滞越小C.重复性越

6、好D.分辨越高(10)加速传感器可以实现速的测用定常线性系统的(D)。A.叠加性B.微分性C.同频性D.积分性(11)选择二阶装置的阻尼比Z=0.707，其目的是(D)。A.阻抗匹配B.增大输出C.减小输出D.接近失真条件(12)传感器能感知的输入变化越小，表示传感器的(D)习题1(测试环节的联)9.009mm/MPa,31.815mm习题2习题3题4已知一阶系统的频响应为1l+0.35jw用该装置去测周期分别为1S，2S，5S的正弦信号，问它们的幅值误差各为多少?1|H(j)|=-1+(0.35w)2T=1S,=2n()=0.4139T2=2S,gd2=nA2()=0.6728T3=5S,d

7、3=0.4nA3(d)=0.91543习题5用一阶测仪器测100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测误差小于5%，问仪器的时间常数T的取直范围。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？一阶装置，仍有H(s)=1Ts+111+(T2寸)212同一f,T越大，H(f)越小.今f=100Hz,测误差小于5%，即H(f)0.95，求出T0)0设T=x(t)+x(t)则x(t)=T,x(t)=-0.0251102相应的输出为yi(t)=T(l一eth)(一阶系统的阶跃输出)y(t)=-0.025t-t(1-e-1/t)(一阶系统的斜坡阶跃输出)2y(t)=y(t)+y(t)12=T(1

8、-e-t/t)+-0.025t-t(1-e-t/t)03000m处记录的温为3000m_1C即记录时间为=600s时y(t)=-1C所以5m/s-1=T(1-e-600/15)-0.025600-15(1-e-600/15)0解得：T沁13.625C因为一匹h，则1=13.625一空h30则30解得：hu2925m，实际出现TC的真实高是2925mT=1325一晋X3000m=T.375(C)在3000m处的真实温是-1.375C习题8失真测原则，测系统固有频已定时，该阻尼比范围内，一定的幅值测误差范围内可用频范围最大。题9=0.14,f=800HznA(400Hz)=1沁1.31，40040

9、0、.1-()22+4x0.142x()2800800(400Hz)=-arctan4002x0.5x()型=-10.6。.(400)1-()2800匚=0.7,f=800HznA(400Hz)=1-(800沁0.97400400、)22+4x0.72x()280020.7(400)2x0.7x()(400Hz)=-arctan80=-43.02。400、1-()2800习题10匚=0.6,f=1200HznA=1-e=0.95=1-()22+4x0.62x()212001200习题113-30所示方波信号周期为0.02s，对应频为50Hz，其傅叶级数表达式为：x(t)=里(sin100兀t+

10、-兀3sin30曲+严50曲+基波和谐波的幅值、相位修改分别为A(f0)=1v1+(0.001x2兀x50)20.95,(f0)=-arctan(2兀x50 x0.001)I4。1$1+(0.001X2兀X150)2沁0.73,(f)=一arctan(2兀x150 x0.001)沁-43.30。0依此类推：输出响应信号为：40.73y(t)=(0.95sin(105t-17.44)+sin(305t-43.30)+)兀3习题15，见题y(t)=0.4995cos(10t-2.86。)+0.1788cos(100t-71.57。)第4章习题及解答判断正误能转换型传感器直接消耗被测对象的输入能，因

11、而必然造成被测对象状态的变化而产生测误差。(X)物性型传感器是用敏感元件本身物性质的变化来实现信号转换的。(厂)传感器的灵敏与程成反比。(X)为提高测，传感器的灵敏越高越好。(X)传感器的线性范围越宽，表明其工作程越大。(厂)测小应变时，应选用灵敏高的属丝应变片，测大应变时，应选用灵敏低的半导体应变片。(X)压电式加速传感器由于产生的静电荷，且本身内阻很大，故能用普通电表测。(X)(24)用差动变压器式电感传感器作位移测时，根据其输出就能辨别被测位移的方向的正负极性。(x)(25)磁电式传感器属于物性型传感器，适合测动态。(x)(26)传感器的作用是用来实现由非电到电的转换。(厂)(27)属电

12、阻应变片是用压阻效应进工作的。(x)(28)阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出(厂)选择正确答案填空(13)压电式加速计与测振仪之间可以接的是(A)A.电荷放大器B.A/D转换器C.相敏检波器D.滤波器(14)差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M(B)始终保持变B.随被测位移的变化而变化C.随被测位移的变化而变化D.随线圈电的变化而变化(15)下传感器可实现非接触测的是(c)传感器。D.电阻应A.压电式加速B.电动式速C.磁电式速变式电桥测电的作用是把传感器的参数变化转为(c)的输出。A.电阻B.电容C.电压D.电荷压电式加速传感器是(d)信号的传感器。A.适于测任意B.

13、适于测直C.适于测缓变D.适于测动态对于电涡传感器的谐振测位移电，当无属导体靠近时，其输出电压(a)A.最大B.最小C.随机变化D.中间点差动式电感传感器和差动式电容传感器具有(C)的特点。A.灵敏提高一倍，非线性低一倍灵敏和非线性低灵敏提高一倍，非线性低干灵敏提高干，非线性低一倍调制可以看成调制信号与载波信号(A)。A.相乘B.相加C.相冷D.相除习题2属电阻应变片是用电阻应变效应；半导体应变片是用压阻效应。，见书中概兰=S8,其中R=1200,灵敏度S=2,8=300 x10-6R竺=2x300 x10-6=6x10-4RM8=l?麺3/.Ml=8l=300 x10-6x1m=3x10-4

14、mc=8E=21x1010Pax300 x10-6=6.3x107Pa如果8=1x10-6MR=2x1x10-6=2x10-6R习题4AR=RSs=120 x2x100 x10-6=0.024。E1.5V无应变时，I12.5mA1.5V应时R1200E有应变时，1=R=1200；0.02412.498mAAI12.5mA-12.498mA12.5mA=0.016/o，能习题5ACS8.85x10-12(F/m)x兀xr2(0.3X10-3)2电容传感器的静态灵敏度K-占丿Ao02(0.3X10-3)2-885X10-12(卩/m)空(4X10-3)2.4.94x10-9(F/m)当A5=lum

15、,AC=KA5=4.94x10-9(F/m)x(1x10-6m)=4.94x10-15F仪表示值：ACSS4.94x10-15Fx100mV/pFx5格/mV2.47格12习题8习题92倍关系习题10涡电效应产生的交变磁场总是和原磁场相反，使涡线圈的等效阻抗发生变化。导磁体的涡效应强。第5章习题及解答习题1a对臂，b邻臂，a两个邻臂使用温补偿应变片，b邻臂接入已经具有温补偿功能习题2第一个好，消除非线性和温等共模误差习题3见电桥的平衡条件单臂：EU=S8o4EU=Se=43=x2x2x10-6=3x10-6V43x2x2000 x10-6=3x10-3V习题4双臂：EU=Seo2U=Se=o2

16、3=_x2x2x10-6=6x10-6V23x2x2000 x10-6=6x10-3V2U=Se=3x2x2x10-6=12x10-6VoU=Se=3x2x2000 x10-6=12x10-3Vo习题5能习题6见题U=Se习题7S3mV4Vx2=3.75x10-4习题8参见题习题9带宽分别为200Hz,1000Hz，成份：9900，10100，9500，10500Hz习题10，见课件习题11(1)5个频分：10kHz,9500,10500,8500,11500习题12能，使相乘习题16一阶系统：t=RC=1kQx1uF=0.001sH(S)=11+0.001S411+0.001j3A(e)=i

17、,()=-arctan(0.001e)J1+(0.001)2计算习题19B专业资料习题20如前述习题25QSg100PC/gx0.5g00wu-=-=0.05VoCC1000pF简答题：简述压电式传感器的工作原、输出信号特点和后续处电的要求。答案：压电效应。输出信号特点：压电式传感器的输出电阻很大、电荷很小；后续处电：能用普通放大器，采用阻抗变换器或电荷放大器。应变片的灵敏系数与电阻丝（敏感栅）的灵敏系数有何同？为么？答：一般情况下，应变片的灵敏系数小于电阻丝的灵敏系数。原因是：1）当应变片粘贴于弹性体表面或者直接将应变片粘贴于被测试件上时，由于基底和粘结剂的弹性模与敏感栅的弹性模之间有差别等

18、原因，弹性体或试件的变形可能全部均匀地传递到敏感栅。2）丝栅转角及接线的影响（或横向效应也可）。试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。答：（1）同点：1）自感式传感器把被测非电的变化转换成自感系数的变化；2）差动变压器式传感器把被测非电的变化转换成互感系数的变化。（2）相同点：两者属于电感式传感器，可以分为气隙型、截面型和管性三种word完美格式类型。2.压电加速计的固有电容为Cs，连接电缆电容为Cc，输出电压灵敏Su=U0/a，a为输入加速，输出电荷灵敏Sq=Q/a。求：传感器电压灵敏与电荷灵敏之间的关系。如果Cs=1000PF，Cc=100PF，标定的电压灵敏为100mV/g，则电荷灵敏为多少？如果Cc=300PF，则电压和电荷灵敏各为多少？解：电压灵敏Su=U0/a，输出电荷灵敏Sq=Q/aU0=Q/C,C=Cs+CcQ(C+C)asCSSq=qC+CCsCS=(C+C)S=1100pF*0.1V/