《机械工程测试技术基础》

第一章信号及其描述（一）填空题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。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。周期信号的频谱具有三个特点：，，。非周期信号包括信号和信号。描述随机信号的时域特征参数有、、。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。（三）简答和计算题求正弦信号的绝对均值μ|x|和均方根值xrms。求正弦信号的均值，均方值，和概率密度函数p(x)。求指数函数的频谱。求被截断的余弦函数的傅立叶变换。求指数衰减振荡信号的频谱。第二章测试装置的基本特性（一）填空题某一阶系统的频率响应函数为，输入信号，则输出信号的频率为，幅值，相位。试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为。传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。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）斜坡两环节的相频特性各为和，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为。（1）（2）（3）（4）一阶系统的阶跃响应中，超调量。（1）存在，但<5％（2）存在，但<1（3）在时间常数很小时存在（4）不存在忽略质量的单自由度振动系统是系统。（1）零阶（2）一阶（3）二阶（4）高阶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（四）简答和计算题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？测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？测试装置实现不失真测试的条件是什么？某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为。求其对周期信号的稳态响应。将信号输入一个传递函数为的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出的表达式。第三章常用传感器（一）填空题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）。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。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。压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：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。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。磁电式速度计的灵敏度单位是。压电式传感器是利用某些物质的而工作的。（二）选择题电阻应变片的输入为。（1）力（2）应变（3）速度（4）加速度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）电阻值不能用涡流式传感器进行测量的是。（1）位移（2）材质鉴别（3）探伤（4）非金属材料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）平方半导体式应变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）压电常数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）电涡流式自感型可变磁阻式传感器，当气隙变化时，其灵敏度与之间的关系是：＝。（1）（2）（3）（4）光电倍增管是利用效应制成的器件。（1）内光电（2）外光电（3）光生伏特（4）阻挡层（四）简答和计算题哪些传感器可选作小位移传感器？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？电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？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。压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径，工作初始极板间距离，介质为空气。问：如果极板间距离变化量，电容的变化量是多少？如果测量电路的灵敏度，读数仪表的灵敏度（格／mV）在时，读数仪表的变化量为多少？第四章信号调理、记录和显示（一）填空题电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为输出的装置。在桥式测量电路中，按照的性质，电桥可分为直流和交流电桥。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。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。调频波的解调又称为。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。常用滤波器的上、下截止频率、的定义为，其带宽＝，若为倍频程滤波器与的关系为。RC低通滤波器中RC值愈，则上截止频率愈低。（二）选择题设有一电路，是工作桥臂，，，是固定电阻，且。工作时，则电桥输出电压（）。为电桥的电源电压。（1）（2）（3）（4）调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号。

（1）相乘（2）相除（3）相加（4）相减电路中鉴频器的作用是。（1）使高频电压转变成直流电压（2）使电感量转变为电压量（3）使频率变化转变为电压变化（4）使频率转变为电流一选频装置，其幅—频特性在区间近于平直，在区间急剧衰减，这叫滤波器。（1）低通（2）高通（3）带通（4）带阻一带通滤波器，其中心频率是，-3dB带宽是，则滤波器的品质因数等于。（1）（2）（3）（4）（四）简答和计算题何谓电桥平衡？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？调幅波的解调方法有哪几种？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？相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。以阻值，灵敏度的电阻丝应变片与阻值为的固定电阻组成电桥，供桥电压，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变。（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若为调制信号，为载波，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（一）填空题为了识别信号类型，常用的信号分析方法有、和。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。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。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。若x(t)是均值为ux为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时Rx(τ)，τ∞时Rx(τ)。用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。若某一信号的自相关函数为，则该信号的均方值为=，均方根值为xrms=。最常用的功率谱估计方法为。为信号的沿频率轴的分布，称为。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。（三）简答和计算题已知信号，求信号的自相关函数，并画出自功率谱（双边幅值谱）。求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。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。某一系统的输入信号为x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数和输入—输出的互相关函数之间的关系为，试说明该系统起什么作用？应用巴塞伐尔定理求的积分值。第六章振动测试（一）填空题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。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。单自由度系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。激励方式分为，，。按所测的振动性质可将拾振器分为和。阻抗头的前端是，后面是测量激振点响应的。压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：、和。机械系统的主要振动参数是，和。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器起着“振动标准传递”的作用，称为传感器。（三）简答和计算题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。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。对于压电式加速度计，画出其工作原理图，并说明为什么其上限频率取决于固有频率？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？如何用实频曲线估计系统的固有频率和阻尼比？画图说明。参考答案第一章信号及其描述（一）1、信号；2、时间（t），频率（f）；3、离散性，谐波性，收敛性；4、准周期，瞬态非周期；5、均值，均方值，方差；6、偶，奇；（三）1、，；2、0，，；3、；4、；5、；第二章测试装置的基本特性（一）1、1/2，，；2、123；3、傅立叶变换法，滤波器法；4、；5、被测量；6、线性；（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）（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）（四）略第四章信号调理、处理和记录（一）1、电压或电流；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倍时对应的频率为截止频率；；，8、大；（二）（1）（1）（3）（2）（4）（四）略第五章信号处理初步（一）1、概率密度函数，自相关函数；2、带通滤波法，傅立叶变换法；3、有限带宽，；4、100；5、，0；6、相干函数；7、；8、周期图法；9、功率密度，能谱；10、时域，频域；（三）1、，；2、；3、同频相关、不同频不相关；4、信号的常值分量为其自相关函数均值的开方，周期成分与其自相关函数周期成分的频率相同、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T；6、；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。机械工程测试技术基础试卷一一、填空题１、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是的。２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差σx2的关系是。３、测试信号调理电路主要有、、。４、测试系统的静态特性指标有、、。５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。６、传感器按信号变换特性可分为、。７、当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。９、信号分析的过程主要包括：、。10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对信号有放大作用。12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在。13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。14、调频波的解调又称，其解调电路称为。15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝。18、带通滤波器可由低通滤波器（fc2）和高通滤波器（fc1）而成（fc2>fc1）。19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是由误差引起的。二、问答题（共30分）什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分）说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）选用传感器的原则是什么？（10分）三、计算题（共55分）已知信号x(t)=e-t(t≥0)，(1)求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。(2)求x(t)的自相关函数Rx(τ)。（15分）二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比？。（10分）一电容传感器，其圆形极板r=4mm，工作初始间隙δ0=0.3mm，（1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，求电容的变化量。（2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格？（ε0=8.85×10-12F/m）(8分已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx=100sin1000t时，求输出信号μy。（7分）５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。（2）如被测量x(t)=sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。(15分机械工程测试技术基础试卷一答案：一、填空题：连续2、¢x2=Hx2+óx23、电桥、放大、调制解调电路4、非线性度、灵敏度、回程误差5、斜率6、组合型、一体化型7、Δó〈〈ó0定位8、相邻相反相对相同9、信号分析、信号处理10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容13、频率14、鉴频、鉴频器15、反比16、带宽B17、118、串联19、系统、随机问答题答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。测量对象传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）显示、记录部分：作用是输出测试结果。2、答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化，λEε是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R≈(1+2H)ε，S≈1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=λEε，S≈λE。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。3、基本原则是：选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。（1）静态特性方面：a、应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内，并保证线性误差在允许范围内；b、传感器的分辨率（力）从数据上应小于测量要求的分辨率（力）c、满足实际要求的条件下，精度不宜过高。3.解：（1）∵S=-4.94×10-9F∴当=2Hm时，=S•=-4.94×10-9F/m×（2×10-6m）=-+9.88×10-15（2）读取仪表的变化格数为：9.88×10-15×1012S1•S2=9.88×10-3×100×5=4.94（格）4.解：∵低通滤波器的截止频率Wc2=2fc2=2•而输入信号Hx=100sin100t的频率Wx=1000HzWc2，所以低通滤波器相当于积分器，Hy==10-9=10-10sin（1000t-900）5．解：见课本101页，图3-19动态应变仪方框图，以及各波形图。机械工程测试技术基础试卷二一、填空题（每空0.5分，共15分）1、非周期信号可分为瞬变非周期信号和非周期信号。２、均方值Ψx2表示的是信号的，它与均值μx、方差σx2的关系是。３、测试系统的静态特性指标有、、。４、测试系统的组成类型大体分为和。５、当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。６、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值７、信号分析的过程主要包括：、。８、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在。９、在数据采集系统中，常采用放大器。10、根据载波受调制的参数的不同，调制可分为、、。11、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。12、调频波的解调电路称为。13、滤波器的频率分辨力主要由其决定。14、决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。15、带通滤波器可由低通滤波器（fc2）和高通滤波器（fc1）而成（fc2>fc1）。16、用滤波的方法从信号提取的频率成分越窄，即带宽越小，需要的时间就越。17、如信号的自相关函数为Acosωτ，则其均方值Ψx2=。18、低通滤波器对阶跃响应的建立时间Te带宽B成、，或者说它们之间的乘机是。19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是由误差引起的。二、问答题（共30分）什么是测试？简述测试技术的含义。（10分）２、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）３、简述调幅波的特点。（10分）三、计算题（共55分）已知信号x(t)=e-t(t≥0)，(1)求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。(2)求x(t)的自相关函数Rx(τ)。（10分）2、求周期信号x(t)＝cos10t+sin(100t－45°)通过时间常数为0.005s的一阶系统的输出信号。（10分）3、磁电式速度传感器线圈平均直径D=25mm，气隙磁感应强度B=6000Gs，如传感器的灵敏度S=600mv/cm/s，则工作线圈匝数应为多少？（7分）4、已知调幅波xm(t)＝(100+30cosΩt+20cos3Ωt)cosωct，其中fc=10KHz，fΩ=500Hz。试求：（1）xm(t)所包含的各分量的频率和幅值。（2）绘出调制信号与调幅波的频谱。（13分）５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。（2）如被测量x(t)=sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。(15分)机械工程测试技术基础试卷二答案：一、填空题：非周期2、¢x2=Hx2+óx23、灵敏度、非线形度、回程误差4、组合型一体化型5、Δó〈〈ó06、相邻相反相对相同7、信号加工、信号变换，提取又有信号的过程8、分布电容9、程序控制10、调幅、调频、调相11、鉴频12、鉴频器13、带宽B14、信频程选择性15、串联16、长17、A18、反比；常数19、串联二、问答题1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。测量对象传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）显示、记录部分：作用是输出测试结果。2、答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化，λEε是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R≈(1+2H)ε，S≈1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=λEε，S≈λE。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。3、特点有：当调制信号x(t)>0时，调幅波xm(t)与载波y(t)同频同相，其幅值的大小与x(t)的大小有关；x(t)y(t)当x(t)<0时，xm(t)与载波y(t)同频反相，其幅值大小仍与x(t)的大小有关；调幅波是一高频，但其包洛线和调制信号x(t)相似，其副值受x(t)变化的影响，y(t)的频率越高，即波形越宽，相似程度越好。三、计算题：1、x(f)=x(t)e-j2ftdt=-[e(-j2f-1)]=则│x(f)│=(f)=-arctg(2f)频谱图如下：(2)Rx()=x(t)x(t+)dt==e=e-τ2、解：对于二阶系统：当w=wn时，A(w)=1/2ζ，=-90。幅值误差=[A(w)-1]Χ100%=150%Am相位误差=ф(w)=-90。如使幅值误差不大于10%，则∣A(w)-1∣≤0.1即0.9≤A(w)≤1/2ζ≤0.1∴1/2.2≤ζ≤1/1.8,阻尼比应在0.46~0.55之间选取。3.解：∵磁感应传感器的灵敏度S=WRl,所以线圈匝数W=S/Rl,有B=6000GS=0.6T=0.6VS/m2v=D=25mm,S=600mv/cm/s=0.6v/10-2m/s=25Χ10-3m∴W=0.6/(0.6Χ25)=4Χ103/≈1274(匝)4.解：（1）∵xm(t)=（100+30cosΩt+20cos3Ωt）cosWCt=100cosWCt+15cos(WC+Ω)t+15cos(WC-Ω)t+10cos(WC+3Ω)t+10cos(WC-3Ω)t其中Ω=KHZWC=20KHZ所以xm(t)包括五个分量，幅值和频率分别我：20KHZ，100；21KHZ，15；19KHZ，15；23KHZ，10；17KHZ，10。（2）由（1）可得调幅波和调制信号分别如下：5．解：见课本101页，图3-19动态应变仪方框图，以及各波形图。《传感器与测试技术》期末考试试卷一、填空（每空1份，共20分）测试技术的基本任务是获取有用信息。从时域看，系统的输出是其输入与该系统脉冲响应函数的卷积。信号的时域描述，以时间t为独立变量；而信号的频域描述，以频率f为独立变量。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100Hz。在桥式测量电路中，根据其激励电流的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用形变效应引起的电阻变化，后者利用压阻效应变化引起的电阻变化。压电式传感器是利用某些物质的压电效应而工作的。带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1，其带宽B=；若其带宽为1/3倍频程则fc2=fc1。属于能量控制型的传感器有电阻式传感器、涡电流传感器、电容式传感器、电感式传感器等等。根据载波受调制的参数不同，调制可分为调频、调幅、调相。相关滤波的工作原理是同频相关不同频不相关/同频检测原理12测试装置的动态特性可以用传递函数、频率响应函数和脉冲响应函数进行数学描述。二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分）不能用确定的数学公式表达的信号是d信号。A复杂周期B非周期C瞬态D随机平稳随机过程必须b。A连续B统计特征与时间无关C各态历经D一阶系统的动态特性参数是c。A固有频率B阻尼比C时间常数D灵敏度系统在全量程内，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个数值不同的输出量之间的最大差值称为a。A回程误差B绝对误差C相对误差D非线性误差电阻应变片的输入为b。A力B应变C速度D加速度d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相干函数为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用b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是d传感器。A电容式B压电式C电阻式D电涡流式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b，也可达到分析的目的。A重放速度放快B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d。A存在，但<5％B存在，但<1C在时间常数很小时存在三、判断题（用√或×表示，在正确的题目对应的括号里填√，反之填×，每题1分，共10分）（）非周期信号的频谱是连续的。（）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（）调幅波是载波与调制信号的叠加。（）涡流传感器属于有源传感器。（）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。（）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。（）恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。（）随机激振属于宽带激振法。（）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。简答题（每题5分，共30分）1．（5分）2分频谱特点：离散性、谐波性、递减性3分(每答对一个得1分)2．（5分）2分(每答对一个得1分)3.（5分）1.5分或者用文字表述，表述正确同样得分。4.（5分）（（或者解调）1分5.（5分）（3分）。四、简答题（每题5分，共30分）已知周期方波的傅立叶级数展开式为试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。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，如何确定其取值范围？解；2固有频率()和阻尼比()3分(每答对一个得1.5分)为了实现不失真,阻尼比()取值0.6~0.8;工作频率取值小于等于0.58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？解；输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A0x(t-t0),其中A0和t0为常数,则为不失真测试。2分实现不失真测试的测试装置的幅频特性为A(ω)=A0=常数1.5分相频特性为φ(ω)=信号的预处理包括那些环节？解；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？解；；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，除了电阻平衡外，还须有电容平衡测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：图1这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？从波形中可以获得信号的哪些信息？解；（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。2分（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同1分相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位1分幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半1分五、计算题（共14分）（6分）已知低通滤波器的频率响应函数为，式中当输入信号为时，求滤波器的稳态输出1.（6分）令，根据线性系统频率保持性和幅频相频特性，由，可以得到：1分1分由，可以得到：1分1分由线性系统的叠加性可得2分（4分）有一信号，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。解2.（4分）自相关函数：1分==1分均值：==01分方差：1分（4分）以阻值，灵敏度的电阻丝应变片与阻值为的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大，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解3.（4分）单臂：V2分双臂：V2分应用题（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，主轴箱内的传动示意图如图2(b)所示，传动轴Ⅰ、Ⅱ和主轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为Z1=30,Z2=40,Z3=20,Z4=50,传动轴Ⅰ的转速为n1=2000转/分（根据传动比计算可知：传动轴Ⅱ的转速为n2=1500转/分，主轴Ⅲ的转速为n2=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？1.（6分）转动轴=1\*ROMANI的转动频率为：2000/60=33.3HZ；1分转动轴=2\*ROMANII的转动频率为：1500/60=25HZ；1分转动轴=3\*ROMANIII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=2\*ROMANII上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。（a）(b)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、电荷放大器、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)获取有用的信息脉冲响应函数时间()、频率或100Hz激励电压（或工作电压或桥压或电源）导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应）压电效应、（或1.26）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分调幅、调频、调相同频相关不同频不相关/同频检测原理传递、频率响应、脉冲响应选择题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分）1—5DBCAB6—10DBDBD判断题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分）1—5×√×√√6—10√×√×√简答题（每题5分，共30分）1．（5分）2分频谱特点：离散性、谐波性、递减性3分(每答对一个得1分)2．（5分）固有频率()和阻尼比()3分(每答对一个得1.5分)为了实现不失真,阻尼比()取值0.6~0.8;工作频率取值小于等于0.582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)=A0x(t-t0),其中A0和t0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(ω)=A0=常数1.5分相频特性为φ(ω)=1.5分或者用文字表述，表述正确同样得分。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，除了电阻平衡外，还须有电容平衡（3分）。5分其它的表述酌情给分。6.（5分）（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。2分（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同1分相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位1分幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半1分计算题（共14分）1.（6分）令，根据线性系统频率保持性和幅频相频特性，由，可以得到：1分1分由，可以得到：1分1分由线性系统的叠加性可得2分2.（4分）自相关函数：1分==1分均值：==01分方差：1分3.（4分）单臂：V2分双臂：V2分应用题（共16分）1.（6分）转动轴=1\*ROMANI的转动频率为：2000/60=33.3HZ；1分转动轴=2\*ROMANII的转动频率为：1500/60=25HZ；1分转动轴=3\*ROMANIII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=2\*ROMANII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；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。幅频特性峰值幅频特性峰值对应的频率为简支梁的固有频率；2分半功率点（或者或者0.707）对应的频率分别为、；阻尼比如下方法估计：2分要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。（2）（4分）一填空题（20分，每空1分）1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为静态测量和动态测量。2.测量结果与被测真值之差称为测量误差。3.将电桥接成差动方式习以提高灵敏度，改善非线性，进行温度补偿。4.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻桥臂上。5．调幅信号由载波的幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的频率携带信号的信息。6．绘制周期信号的单边频谱图，依据的数学表达式是傅氏三角级数中的各项系数，而双边频谱图的依据数学表达式是傅氏复指数级数中的各项系数。7．信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为均方值，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和阶跃响应法。10.连续信号与进行卷积其结果是：。其几何意义是把原函数图像平移至位置处。选择题（20分，每题2分）1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。A．增大B．减少C.不变D.变化不定2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。A相乘B．相加C．相减D.相除3．描述周期信号的数学工具是(D)。A．相关函数B．拉氏变换C．傅氏变换D.傅氏级数4．下列函数表达式中，(B)是周期信号。A．B．C．5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。A．频带变窄、幅值增高B．频带变宽、幅值压低C．频带变窄、幅值压低D．频带变宽、幅值增高6．非线性度是表示定度曲线(A)的程度。A．偏离其拟合直线B．接近真值C．正反行程的不重合7．一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B)。A．越宽B．越窄C．不变8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D）A.波登管B．膜片C．波纹管D．电阻应变片9.对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A）A.0°B．45°C．90°10．二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。A．使系统不发生共振B．使得读数稳定C．获得较好的幅频、相频特性三、简答题（共30分）1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？（4分）答：①各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真；（2’）②尽可能减小或消除各种干扰。（2’）2.周期信号的频谱具有哪几个特点？（6分）答：①周期信号的频谱是离散的。（2’）②每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是各分量频率的公约数。（2’）③各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。因此，在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分量。（2’）3.现有电阻和，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为，输出为）。（5分）答：正确的接桥方法如图所示：（3’电桥的平衡条件是：（2’）4.有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？（5分）答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：（2’）当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为（2’）即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接。这时。（1’）5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。（2’）解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。（1’）经过调制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。（6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5分）答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。（每一种0.5分）四、计算题（共20分，每小题10分）1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。00T/2-T/2Atx(t)解：1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。解：一个周期内的表达式为：（2’）因为为偶函数，所以，（1’）（2’）出此得的三角函数形式傅里叶级数展开为（1’）n次谐波分量的幅值（1’）n次谐波分量的相位（1’）画出的频谱如图所示。（2’）2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变。其贴片及组桥方法如图所示。已知图中，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数。应变值，电桥供桥电压。试分别求出如图组成桥路时的输出电压解：如图（b）组桥时的输出电压为（5’如图（c）组桥时的输出电压为（5’）一、填空题（20分，每空1分）8、带通滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=（50）。1．将电桥接成差动方式习以提高灵敏度，改善非线性，进行温度补偿。2．调幅信号由载波的幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的频率携带信号的信息。3．调幅过程在频域相当于频率搬移过程，调幅装置实质上是一个乘法器。4.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为静态测量和动态测量。测量结果与被测真值之差称为测量误差。5．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。6．绘制周期信号的单边频谱图，依据的数学表达式是傅氏三角级数中的各项系数，而双边频谱图的依据数学表达式是傅氏复指数级数中的各项系数。7．周期信号的傅氏三角级数中的是从0到展开的。傅氏复指数级数中的是从－∞到＋∞展开的。8．周期信号的傅氏三角级数展开式中：表示余弦分量的幅值，表示正弦分量的幅值，表示直流分量。9．余弦函数只有实频谱图，正弦函数只有虚频谱图。10．单位脉冲函数与在点连续的模拟信号的下列积分：。这一性质称为脉冲采样。得分二、选择题（20分，每题2分）1．为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作，传感器的两个电容应当连接成(a)。A．并联电路B．串联电路C．电桥电路2．要使RC低通滤波器的通带加宽，则RC值应(b)。A.增加B．减少C．不变3．描述非周期信号的数学工具是c。A三角函数B．拉氏变换C.傅氏变换D.傅氏级数4．下列信号中．c信号的频谱是连续的。A．B．C.5．数字信号的特征是b。A．时间上离散、幅值上连续B．时间、幅值上均离散C．时间、幅值上都连续D．时间上连续、幅值上量化6．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为(d)。A.精度B．灵敏度C．精密度D.分辨率7．测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是（b）。A．卷积B．傅氏变换对C．拉氏变换对D．微分8．多种信号之和的频谱是c。A.离散的B.连续的C.随机的D.周期的9．二阶装置，用相频特性中时所对应的频率作为系统的固有频率的估计值，该值与系统阻尼率的大小（b）。A．有关B．无关C．略有关系D．有很大关系10.滤波器的上、下截止频率为，中心频率；则它们的关系是(a)。A．=B．=C.=三、简答题（共30分）1.测量按测量值获得的方法进行分类有哪些？（6’答：直接测量——指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值得测量。（等精度直接测量和不等精度直接测量）；（2’）间接测量——指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算被测量的量值的测量；（2’）组合测量——指将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测值得方法。（2.重复性误差和迟滞误差有何区别?（6’答：重复性是指测试装置在输入按同一方向做全量程连续多次变动时，所得特性曲线不一致的程度。一般来说正行程的最大重复性偏差为，反行程的最大重复性偏差为，重复性误差取这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出的百分数表示。即（3’）迟滞是测试装置在正反行程中输入输出曲线的不重合程度。即式中，是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。（3’）3.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？（4’）答：若都是常数，如果一个测试装置，则有，即认为该测试装置实现了不失真测量。（2’）这表明，输出信号较输入信号，幅值放大了倍，时间上滞后了，波形一致。对上式作傅里叶变换，有。所以，若要实现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下条件。（2’）4.下面四个图分别是哪一种滤波器的幅频曲线特性图，并说明各自的工作特征。（4’答：①低通滤波器之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1’）②高通滤波器之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1’）③带通滤波器之间为通频带，其它的频率成分极大地衰减；（1’）④带阻滤波器之间为阻带频率，其它的频率成分通频带。（1’）5.试叙述信号的采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何？（5’答：采样就是对时间历程进行等时间距离的信号“摘取”，以便于计算机的存储和计算分析。（2’）而由因为计算机只能对有限长的信号进行处理，所以，必须截断过长的信号时间历程进行截断，即对信号加窗。所加窗宽为的矩形窗函数，其傅里叶变换是一个无限带宽的函数。（2’）采用矩形窗函数截断采样信号，就是将采样信号，乘以时域有限宽矩形窗函数；其时域和频域数学描述为（1’）6.电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？（5’答：包括电阻式、电感式、电容式三种。电阻式传感器工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种装置；（2’电感式传感器工作原理：把被测量如位移转换为电感量变化的一种装置；（2’电容式传感器工作原理：把被测物理量转换为电容量变化的一种装置。（1’四、计算题（共20分，每小题10分）1.对称方波的波形图如图所示。求傅里叶级数的三角形式展开，并画出频谱。解：由图可知，它是正负交替的周期信号。其直流分量为：（1’），其脉宽等于周期的一半，即，（1’）将此代入式可得（3’）因此，对称方波的傅立叶级数三角函数形式为：（2’）（3’）2.如图所示为两直流电桥，其中图(a)称为卧式桥，图(b)称为立式桥，且，为应变片，为固定电阻。试求在电阻应变片阻值变化为时，两电桥的输出电压表达式并加以比较。解：图（a）中，卧式桥的输出电压为（4’）图(b)中，立式桥的输出电压为（4’）由此可知，当时，得，在忽略了高阶无穷小之后，两电桥的输出电压是一样的，均为。（1’）不同之处是：立式桥由非线性误差，而卧式桥没有，所以卧式桥更精确。（1’）五、分析题（10分）在输油管道上，常装有监测装置用以监测管道的裂损或泄漏，并能确定损伤位置，如图5-21所示。答题说明：漏损处K，视为向两侧传播声响的声源，在两侧管道上分别放置传感器1和传感器2，因为放传感器的两点距漏损处不等远，则漏油的音响传至两传感器就有时差，在互相关图上处有最大值，这个就是时差。由就可确定漏损处的位置：；式中：s—两传感器的中点至漏损处的距离；—音响通过管道的传播速度。一、选择题1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的____A__倍.A、2B、3C、42、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有__D_和

___。A、时域法，相频法B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法D、时域法，频域法3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的__B____。A、电阻应变效应B、压电效应C、电磁感应D、霍尔效应4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___B___。A、线性度B、灵敏度C、稳定性D、回程误差5、若电容式传感器在真空中，其覆盖板面为一圆形，r=20cm，极板间距d=2mm，其电容量为：___答案都是错的___。A、1.11×10^-9B、1.11×10^-15C、3.27×10^-9D、3.27×10^-96、信息与信号二者间关系是___C___。A、信息与信号相同B、信息包含信号C、信息在信号之中D、信息与信号无关7、当两信号的互相关函数在t0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t0时，相关程度____B__。A、最低B、最高C、适中D、一般8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___a__越小。A、被测量B、输出量C、频率特性D、显示值9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取(c)

A、干扰噪声信号B、正弦信号C、有用信号D、频域信号

10、时域信号的时移，则频谱变化为（ D）

A、扩展B、压缩C、不变D、相移

11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽(D)

A、变窄，幅值压低B、扩展，幅值压低C、扩展，幅值增高D、变窄，幅值增高

12、用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应(D)

A、愈大愈好B、愈小愈好C、接近1/2D、接近1/√2

13、对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为(D)

A、A1sin(w1t+φ1）+A2sin(w2t+φ2）B、A1A2sinw1tsinw2t

C、A1＇sinw1t+A2＇sinw2tD、A1＇sin（w1t+φ＇１）+A2＇sin（w2t+φ２＇）

14、概率密度函数提供了随机信号（B）的信息

A、沿频域分布B、沿幅值域分布C、沿时域分布D、强度方面

15、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(D)

A、电容式B、压电式C、电阻式D、电涡流式

16、只使在fe1～fe2间频率的信号通过，应采用（B）滤波器

A、带阻B、带通C、高通D、低通

17、在选用振子时，除了使阻尼比接近０.７外，应使被测正弦信号的最高频率fm(C)振动子的固有频率fn

A、等于B、>2倍C、≤（０.５-０.６）D、<０.1倍

18、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（B）放大器。

A、电压B、电荷C、微分D、积分19、当τ→∞时,信号x（t）的自相关函数Rx（τ）呈周期性变化,说明该信号(B)。

A、为周期信号B、含有周期成份C、为离散信号D、为非周期信号20、正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息(B)

A、不变B、丢失C、移相D、一定变为90°21、不能用确定的数学公式表达的信号是（D）信号。

A、复杂周期B、瞬态C、非周期D、随机22、非线性度是表示定度曲线（B）的程度。

A、接近真值B、偏离其拟合直线C、正反行程不重合D、滞后现象23、自相关函数一定是（B）函数。

A、奇B、偶C、周期D、非周期24、为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用（D）做为解调器。

A、鉴频器B、整流器C、鉴相器D、相敏检波器

25、采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的（2）倍

A、4B、2C26、压电式传感器前置放大器的主要作用是（B）。

A、把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出

B、把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出

C、调制传感器的输出信号

D、对传感器的输出信号尽行检波27、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，___D____

接法可以获得最大的输出。

A、单臂电桥B、差动半桥C、补偿电桥D、全桥28、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的是___B___。

A、将传感器的高阻抗输入变成低阻抗输出。

B、将传感器的底阻抗输入变成高阻抗输出。

C、将压电传感器的微弱信号放大。

D、电压放大器和电荷放大器的区别在于电荷放大器带有一个深度负反馈。29、幅值调制装置实质是一个CＡ、低通滤波器Ｂ、高通滤波器Ｃ、乘法器Ｄ、振荡器30、理想滤波器在通带内的幅频特性为

A

Ａ、常数Ｂ、零Ｃ、零或常数Ｄ、无法确定31．变极距型电容传感器的输出与输入，成（A）关系。A.非线性B.线性C.反比D.平方32．如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越大，则该窗函数的泄漏误差（A）。A.越小B.越大C.不定D.不确定33．不能用涡流式传感器进行测量的是(D)。A.位移B.材质鉴别C.探伤D.非金属材料34．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（C）的频谱为X(f＋f0）。

A.B.

C.

D.35．压电式传感器后面的放大器的主要功能为（C）。A.阻抗变换B.信号放大C.阻抗变换和信号放大D.不确定36．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（D）

A.加大一倍

B.减小一倍

C.不变

D.加大两倍37．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（）

A.加大一倍

B.减小一倍

C.不变

D.加大两倍二、判断题1、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取有用信息。(T)2、周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的整数倍。(T)3、一般把控制高频震荡波的缓变信号称为调制波，载送缓变信号的高频震荡称为载波，调制后的震荡波称为已调波。(T)4、测量环节作为被测量环节的负载,两环节将保持原来的传递函数。(F)5、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应具有线性关系为最佳。(T)6、压电传感器的前置放大器的主要作用是对传感器输出信号进行解调。(F)7、周期信号的频谱是由无限多条离散谱线组成，每一条谱线代表一个谐波分量。(T)8、当τ＝0时，自相关函数值最小值。F9、滤波器中，一般规定幅频特性值等于1.414A时所对应的频率称为截止频率。(f)10、用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应接近0.707。(T)11、信噪比越大则有用信号的成分越大,噪声影响也大。(T)12、用二阶系统作测量装置时，影响幅值测量误差大小的参数有灵敏度。(T)13、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，差动半桥接法可以获得最大的输出。(F)14、周期信号频谱具有发散性、谐波性、离散性。(f)15、对于电压放大器来说，当改变电缆的型号尺寸，输出电压将不改变。(F)16、前置放大器在电路中起到了放大传感器微弱信号和将传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出的作用。(F)17、霍尔式传感器是目前国内外应用最广的一种磁敏传感器之一，其工作原理为霍尔效应。(T)18、差动半桥接法的灵敏度是单臂电桥灵敏度的3倍。(F)19、任意函数和δ函数的卷积，就是将该函数在自己的横轴上平移到δ函数所对应的位置。(F)20、调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频震荡波的某个参数。使其按被测信号的规律变化，以利于信号的放大与传输。(T)21．非周期信号的频谱都是连续的。（T）22．随机信号是确定性信号。（F）23．传递函数不仅反映了系统的稳态过程，还反映了系统响应的过渡过程。（T）24．变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。（F）25．选择好的窗函数对信号进行截断，可以减少能量泄漏。（T）26．非周期信号的频谱一定是离散的。（F）27．瞬态信号是能量有限信号。（T）28．变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。（F）29．在直流电桥中，只要满足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外两相邻桥臂阻值的乘积，则电桥一定处于平衡。（F）30．测试系统的灵敏度越高测量性能越好。（F）三、填空题1、若x(t)的傅立叶变换是X(f),则x(kt)的傅立叶变换是1/k*X(f/k)2、测试装置输出波形无失真但有时间延迟的不失真测试条件是：装置的幅频特性为（常数），相频特性为（（）=-t）。3、x(t)的频谱是X（f）,y(t)的频谱是Y(f),若在频域内X(f)与Y(f)作相乘运算，则对应在时域内x(t)与y(t)应作__卷积_____4、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有（线性）关系最佳。5、压电式传感器是利用某些物质的_压电效应__而工作的6、调幅波可以看作是载波与调制波的相乘。7、为了提高便极距型电容传感器的灵敏度,线形度及减小外部条件对测量精度的影响，实际应用时常常采用差动式工作方式8、频率不同的两个正弦信号,其互相关函数Rxy(τ)=(0)9、滤波器分离信号中相邻频率成份的能力称为（分辨能力），它取决于滤波器的（带宽）。10、压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度改变，测量系统的灵敏度也发生变化11、测试系统通常由（传感器），（信号的调理和转换）及（信号处理）所组成。12、对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（泄露）现象。13、能用确切数学式表达的信号称为确定性信号，不能用确切数学式表达的信号称为随机信号。