测试技术基础试题及答案

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐测试技术基础试题及答案北京工业高校2022—2022学年其次学期

测量技术基础试卷（开卷）

班级学号姓名成果

一、填空题（25分，每空1分）

1．时光常数τ是一阶传感器动态特性参数，时光常数τ越小，响应越快，响应曲线越临近于输入阶跃曲线。

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．信号当初间尺度在压缩时，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打算。6．电感式和电容式传感器常采纳差动方式，不仅可提高敏捷度，且能改善或消退非线性。

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，将控制高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()ttxωsin12=，()tδ为单位脉冲函数，则积分()?∞

+∞-??

???

-?dtttxωδ2π=12。10．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.频率混叠是因为采样频率过低引起的，泄漏则是因为信号截断所引起的。

二、挑选题（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、延续

C、周期、离散

D周期、延续

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）。A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，其齿盘应采纳（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（D）。A精度B敏捷度C精密度D辨别力5．数字信号的特征是（B）。A时光上离散，幅值上延续B时光、幅值上都离散C时光上延续，幅值上量化

D时光、幅值上都延续

6．传感器敏捷度越高，表示该传感器（B）。A工作频带越宽B单位输入引起的输出量越大C线性范围越宽

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重量的（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）。

A辨别力越低

B转换精度越高

C转换速度越快

D转换时光越短

9．滤波器的-3dB频率指输出信号幅值为输入信号幅值的（C）时所对应的截止频率。A

2B1C

2/2D1/2

10．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．按照滤波器的选频作用，普通将滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。下图为这些滤波器的幅频特性，请分离标注出来。并列出4个实际滤波器的主要特征参数。（6分）

c2

c1

c1c2

c1

c2

(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

(2)带宽

(3)纹波幅度

(4)品质因子

(5)倍频程挑选性

(6)滤波器因数

2．下图为同一正弦信号分离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离采纳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，甚至浮现负谱现象。

汉宁窗的特点：主瓣较宽，旁瓣较低，衰减速度也较快。但带宽加宽，使得频率辨别力下降。

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：测试系统的时光常数和当输出达到最大值的95%时，需多长时光？（6分）

解：

()

()20%

e

1

e

1

2

=

-

=

-

=-

-

τ

τ

t

tx

ty

()

0.8

In

2

-

=

τ

9s

=

τ

0Fs/2

频率

幅

度

0Fs/2

幅

度

频率

当输出达到最大值的95%时，()()

95%e1e191111=-=-=--t

τ

t

txty

05.0e9

1=-t

()27s05.0In91=?-=t

4．下图为动态应变仪工作框图，请指出图中A、B和C分离代表什么？并说明B和C在系统中的作用是什么？（6分）

(0txt(tx

(tx(ty

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要的成分三、计算题（共36分）

1．（9分）求下图周期性锯齿波()?????≤≤-=

22

2

TtT

tT

tx的傅立叶级数，并绘出其频谱图。

解：0=na

()()()()()整数

∈+==?????-=-=??

?

?

??-?-=

?=??=??

?k12222

cos2

dcoscos8dsin8dsin242/000

2

/00022

/0

02

2/00knknnnnntntnntntTttntT

ttntTTbTTTTnππππωωωωωω

()()()()()??

??????-+-+=

ttttttx000005sin513sin413sin312sin21-sinπ2ωωωωωnnbA=为偶数为奇数

nnn?

?

?=π0?

2．（9分）求周期余弦信号()ωtAtxcos=的均值、均方值、自相关函数和自谱。解：均值()0dcos1d1lim

00===??∞→T

TTxtωtAT

ttxTμ均方值()()()2

dcos2121dcos1d1lim2

202

02AtωtT

AtωtATttxTT

TTTx=+=

==?

??∞→μ自相关函数()()()τττωAttωωtATttxtxTRTTTxcos2dcoscos1d1lim2

020=

+?=+=??∞→自谱()()()[]002

2

ωωδωωδω++-=πASx3．（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321RRR、、和4R阻值相同，且敏捷系数均为2，应变片贴片位置如图所示。若受拉

000000

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V2i=e，με00321==εε时，输出电压oe是多少（6101με1-?=）？

2

4

解：(1)为了测量力P大小，测试电桥应如下图所示衔接：(2)设R1、R2、R3、R4应变分离为ε1，ε2，ε3，ε4。由于泊松比μ=0.3，故R3、R4的应变ε3=ε4=-με1=-0.3×300=-90

()()()()78mV.02290903003004

1

4

1

414321443322110=??+=?--+=???????--+=iieKeRΔRRΔRRΔRRΔReεεεε

4．（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8.85×10-12F/m，试求：

(1)工作中，若传感器参加工作的间隙变化量为2μm，电容变化量是多少？

(2)若测量电路的敏捷度为100mV/pF，读数仪表的敏捷度为5格/mV，当间隙变化量还为2μm，读数