机械工程测试技术试题库(汇总)

..绪论第一章一、选择题描述周期信号的数学工具是（ B。A.相关函数 B.傅氏级数 C.傅氏变换 D.拉氏变换2.傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（C。A.相位 B.周期 C.振幅D.频率3.复杂的信号的周期频谱是（ A。A.离散的 B.连续的 C.函数D.sin函数如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的频率成分是（ C。有限的 B.无限的 C.可能是有限的，也可能是无限的D.不能确定下列函数表达式中（ B ）是周期信号。5t0

t0t10t，( t )tt，( t )55t10cos t，( t )5多种信号之和的频谱是（ C。离散的 B.连续的 C.随机性的 D.周期性的描述非周期信号的数学工具是（C。三角函数 B.拉氏变换 C.傅氏变换 D.傅氏级数下列信号中（ C ）信号的频谱是连续的。)Asin(t )Bsin3t )1 253sin50t

tsint0t10t连续非周期信号的频谱是（C 。离散、周期的 B.离散、非周期的 C.连续非周期的 D.连续周期的时域信号，当持续时间延长时，则频域中的高频成分（C 。不变 B.增加 C.减少 D.变化不定将时域信号进行时移，则频域信号将会（D。扩展 B.压缩 C.不变 D.仅有移项已知12sint，为单位脉冲函数，则积分

dt的函数值为2（C。6 B.0 C.12 D.如果信号分析设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄，将磁带记录仪的重放速度（A ，则也可以满足分析要求。放快 B.放慢 C.反复多放几次 D.不能如果1，根据傅氏变换的（A ）性质，则有t0

) ej。时移 B.频移 C.相似 D.对称瞬变信号

其频谱X(f，则|X(f表示（B 。信号的一个频率分量的能量信号沿频率轴的能量分布密度信号的瞬变功率信号的功率不能用确定函数关系描述的信号是（C。复杂的周期信号 B.瞬变信号 C.随机信号 D.周期信号两个函数x1

x2

把运算式 x1

x2

t 称为这两个函数的。A.自相关函数 B.互相关函数 C.卷积 D.互谱时域信号的时间尺度压缩时，其频谱的变化为（ 。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t信号1e

，则该信号(C ).简单周期信号 B.随机信号 C.瞬变信号 D.复杂周期信号数字信号的特性是。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、幅值上量化非周期信号的频谱是（A）连续的 B.离散的 C.基频的整倍数 D.非连续的22.（A）A.载体 B.描述脉冲函数的频谱是（AC.形式D.数量表示A.均匀谱 B.非均匀谱C.逐渐增高D.逐渐降低24.截断的方波信号的频谱是（B）A.离散谱 B.连续谱C.低频谱D.高频谱方波信号的谐波频率是基波频率的（C）偶数倍 B.自然数倍 C.基数倍 D.小数倍窗函数在时域变窄，则其频域的频带（B）缩小 B.加宽 C.不变 D.不确定下面（D）的频谱与理想的白噪声频谱相同低频噪声 B.高频噪声 C.随机噪声 D.函数信号在时域的时移，则信号在频域（A）相移 B.不变 C.压缩 D.放大信号的时域与频域描述方法是依靠（ B）来确立彼此的关系拉氏变换 B.傅氏变换 C.卷积 D.相乘各态历经随机过程必须是（A）平稳随机过程 B.非周期性的C.集合平均统计特征随时间周期性变化D.连续的工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而（B）不变 B.减小 C.增加 D.不确定将信号在时域进行扩展，则信号在频域将（C）不变 B.扩展 C.压缩 D.相移由几个频率不同的正弦信号合成的周期信号，合成信号的周期是（A）各信号周期的最小公倍数 B.各信号周期的最大公约数C.各信号周期的平均值 D.都不对二、填空题信号可分为 和 两大类确定性信号；随机信号确定性信号可分为 和 两类，前者的频谱特点是 。后者的频谱特点是 周期信号；非周期信号离散的；连续的将确定行信号中那些不具有周期重复性的信号称为 非周期信号减小信号的有效值的平方称为 ，它描述测试信号的平均功率均方值两个时间函数x1

x2

的卷积定义式是 。xx1

连续信号与单位脉冲函数 t0

)进行卷积其结果是：t0

x(tt)。 06.单位脉冲函数的频谱所有频段上都是等强度的，这种频谱常称为 。均匀谱21.窗函数w的频谱是 f，则延时后的窗函数w

的频谱应2ej是 。

f信号当时间尺度在压缩时则其频带 其幅值 例将磁带记录仪 即是例证展宽；降低；慢录快放单位脉冲函数的频谱为 ，它在所有频段上都是 ，这种信号又称 。1；等强度；白噪声余弦函数只有 谱图，正弦函数只有 谱图实频；虚频计算积分值： 5)etdt 。e5xx

两个时间函数1 2 的卷积定义式是 。 1 2单位脉冲函数t0

与在t0

f(t)(tt0

。这一性质称为 。f(t0

)；脉冲采样已知傅氏变换对1 (f)，根据频移性质可知e的傅氏变换为 。(ff)0x1

(f)和x1

(f)时，则当x(t)x2

x2

时，X(f)=＿＿＿。 X1(f)X2(f)三、名词解释平稳随机过程平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间而变化的随机过程。四、计算题求下图所示三角波调幅信号的频谱。（已知图中所示三角波的傅立叶变换为fs2( 2 2f(t)cost0t2 2-1解：图中所示调幅波是三角波与载波cost的乘积。两个函数在时域中的乘积，对应其0在频域中的卷积。余弦信号频谱为1[(ff) (ff)]三角波频谱为：

2 0 0(f2 2f 1F(f))[(ff) (ff)]2 2 2(ff

0 0(ff)[si24

0 02 2求被截断的正弦函数sint的傅立叶变换。0x(t)

sin

tT00 tT解原函数可看作是正弦函数x0

sin

t和矩形窗函数w的乘积，即0x0

wtTw

0tT又X()j ( ) ( )0 0 0W() wjtdtTejTejT ejTjT)X() 12

()W()01j 2

) ( )T)0 0jT

0 0求被截断的余弦函数cos如下，求其傅立叶变换（9）x(t)

costT00 tT解：原函数可看作是余弦函数x0

t和矩形窗函数w的乘积，即0x0

wtTw

0tT又X() ( ) ( )0 0 0W() wjtdtTejTejtejtjTejT ejTjT)X() 12

()W()01 ( ) 2 0

)2Tsinc(T)0T

0 0求指数函数)

0)的频谱。解：X(f) Ae0Aeat2 dt01A ef)0A 1a f求正弦信号)x0

sin(t

和均方值2。x x解：lim1TxT T01Tx

x(t)dtsin(t T0 001T2 lim x2xT T01Tx2(t T0 00x2 T1t2)00x202求衰减振荡信号)解：设xeat

atcosta0的频谱。0(t)cost1 2 0X(f) e1 0e(aj2f)tdt01a fX(f)1[(ff) (ff)]2 2X(f)

0(f)1

0(f)21 1*[(ff) (ff)]af2 0 01[ 1 1 ]2a(ff)a(ff)0 0一时间函数及其频谱函数F如图1-2所示，其最高频率为m。函数)f)cost（ ，试分别作出及其频谱函数X()的图形。分析当0 0 m时，X()的图形会出现什么情况？0 m与cos的调幅信号，其时域与频域结果如下图所示：0bbbb 图中）为调幅信号波形图，图）为调幅信号频谱图。当 时，两边图形将在0 m中间位置处发生混叠，导致失真。图1-3所示信号（及其频谱A（f)a)(1co2f)的傅氏变换0F（f）并画出其图形。解：由于

f(t)a(t)(1cos2ft)0a(t)a(t)cos2ft0并且 FTA(f),..FT[cos2f)]1[(ff) (ff)]0 2 0 0F(f)A(f)A(f)

1[(ff) (ff)]所以A(f)

21A(ff)2 0

0 01A(ff)2 0Ff)的频谱图如下图所示：第二章一、选择题测试装置的传递函数（）中的描述。幅值域 B.时域 C.频率域 D.复频域测试装置的频响函数H（j）是装置动态特性在（）中的描述。幅值域 B.时域 C.频率域 D.复频域用常系数微分方程描述的系统称为（）系统。相似 物理 C.力学 D.线性下列微分方程中，哪一个是线性系统的数学模型？（ ）d2yA.

tdy5

dxx

d2y dxydt dt dtd2ydy

y10x5

d2y

dxxdt

dt线性系统的叠加原理表明（。加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响系统的输出响应频率等于输入激励的频率一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数多个输入信号同时作用于系统所产生的响应，等于各个原信号的响应之和..测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（ 。精度 B.灵敏度 C.精密度 D.分辨率一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（ 。越宽 B.越窄 C.不变 D.不一定测试过程中，量值随时间而变化的量称为（。准静态量 B.随机变量 C.动态量 D.静态量线性装置的灵敏度是（。随机变量 B.常数 C.时间的线性函数 D.时间的非线性函数H()，则该系统1 2总的传递函数为（ 。若两个环节并联时，则总的传递函数为（。HHB.HH1 2 1 2C.HHD.H1 2 1 2输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是（。幅频特性 B.相频特性 C.传递函数 D.频率响应函数1时间常数为的一阶装置，输入频率为 的正弦信号，则其输出与输入间的相位差是（。A.-45° B.-90° C.-180° D.45°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（。卷积 B.傅氏变换对 C.拉氏变换对 D.微分时不变线性系统的频率响应函数等于（。系统的正弦输出与正弦输入比系统稳态正弦输出的傅氏变换与正弦输入的傅氏变换之比用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与正弦输入之比系统稳态正弦输出的拉氏变换与正弦输入的啦氏变换之比对某二阶系统输入周期信号A0sin(0t 0)，则其输出信号将保持（ 。幅值不变，频率、相位改变相位不变，幅值、频率改变频率不变，幅值、相位改变幅值、频率、相位均不变二阶装置，用相频特性中（=-90作为系统的固有频率n的大小（。有关 B.无关 C.略有关系 D.有很大关系越大，则其对阶越输入的时的响应曲线超调量（。越大 B.越小 C.不存在 D.无关二阶装置引入合适阻尼的目的是（。是系统不发生共振使得读数稳定获得较好的幅频、相频特性使系统稳定不失真测试条件中，要求幅频特性为（ 。线性 B.常数 C.是频率的函数 D.没有要求不失真测试条件中，要求幅频特性为常数，而相频特性为（ 。线性 B.常数 C.是频率的函数 D.没有要求测试装置的频响函数是装置动态特性在（ ）中的描述幅值域 B.频域 C.复频域 D.时域非线性度是表示定度曲线（ ）的程度接近真值 B.偏离其似合直线C.正反行程不重合 D.回程误差用二阶系统作测试装置，为使系统响应最快，其固有频率（ ）越小越好 B.越大越好 C.测试系统的传递函数和（ ）

之间最好D.A.具体测试系统的物理结构有关 B.具体测试系统的物理结构无关C.输入信号有关 D.输出信号有关灵敏度越高的测试系统（ ）系统越稳定 B.回程误差越小 C.漂移大 D.非线性误差越小用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数（ ）A.越小越好B.越大越好C.0.6～0.7之间最好D.负值最好二、填空题H与输入特性

系统的初始状态无关，它只表达系统的 。传输一阶装置的时间常数原则上 越小越好测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为 系统时不变4.测试装置的特性可分为特性和特性。静态特性；动态特性5.测试装置的静态特性指标有、和 灵敏度；非线性度；回程误差6.描述测试装置动态特性的数学模型有、、 等。微分方程；传递函数；频率响应函数测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统则称为 系统若其输入输出呈线性关系时，则称为 系统时不变；线性线性系统中的两个最重要的特性是指 和 线形叠加性频率持性测试装置在稳态下，其输出信号的变化量 y与其输入信号的变化量x之比值，为 。灵敏度测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 。传函数测试装置对单位脉冲函数（）的响应，称为 ，记为（）的傅变换就是装置的 。脉冲响应函数；频率响应函数满足测试装置不失真测试的频域条件是 和 。A()A；0() 或幅频特性为常数；相频特性为线性为了求取测试装置本身的动态特性常用的实验方法是 和 跃响应法；频率响应法二阶系统的主要特征参数有 和 固有频率；阻尼比15.已知输入信号 （=30co30t+30， 这时一阶装置的A）=0.8，()=-21.7，则该装置的稳态输出表达式是（）= 。26.1co（30t+8.°）影响一阶装置动态特性参数是 ，原则上希望它 。时间常数越小越好输入（输出（装置的脉冲响应函数（它们三者之间的关系是 。引起测量装置的输出值产生一个可觉察变化的最小输入量（被测量）xy定义为灵敏度。3.线性度实际特性曲线与参考直线偏离的程度称为线性度。四、计算题求周期信号)2cos1000t450)通过传递函数为H到的稳态响应。解：

0.05s1

的装置后所得HA()

0.005s11(1(1()arctan()1A1

；arctan(

)稳态响应为

1000)2098cos1000t450 1130)096cocos1000t33690)1某一阶测量装置的传递函数为

，若用这一测量装置测量频率为2Hz的正弦信号，试求其幅度误差。解：

0.01H111(2f)2A(f) 1(2f)21(0.0421(0.042=0.894－0.894)100%=10.6%。用一个一阶测量装置测量100Hz5（7）解：H1 （1）s11(2f)2A(f) 1(2f)2

（1分）1(12A(100) 1(12

4s （3）1.5试求传递函数为 和3.5s0.5s2数及系统总的灵敏度。

412n1.4sn

的两个环节串联后组成的系统的传递函2n解：当两环节串联时，系统的总传递函数为：H(s)H11.5

2

412ns 2n n1232 n 7s)2 4s 2)n n求当S=0时的两传递函数之值1.51.50.5s0

412n1.4n

412ns0两环节串联后系统的总灵敏度为S=3.041=123解：根据基尔霍夫定律因为 ui

1C并且 uo

u(t)oR1u所以有 ui

(t)uo

o C R两边拉氏变换后得U

UoiH

o RCsU1 RCso1U1 RCs

1RCs这是一个高通滤波器，当 RC 350

106 时HH(j

0.35s1(0.351H(j)A()(0.351X Y Yr

o oXo

1o [1A()]Xo式中 X——输入信号幅值；oY——输出信号幅值。o当T=2s时，1

2f2 12,A(T

)0.91r9%1 1当T=1s时，2

,A(

)2 2

26%当T=5s时，3

2,A(5

)3 3

60%第三章一、选择题电涡流式传感器是利用什么材料的电涡流效应工作的（A ）金属导电 B.半导体C.非金属 D.PVF2为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B。电压放大器 B.电荷放大器 C.前置放大器 D.电容放大器磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一个（B 。一阶环节 B.二阶环节 C.比例环节 D.高阶环节磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应（）其固有频率。远高于 B.远低于 C.等于 D.不一定随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将（。相应减小 B.比例增加 C.保持不变 D.不确定压电式加速度计，其压电片并联时可提高。电压灵敏度 B.电荷灵敏度 C.电压和电荷灵敏度 D.保持不变调频式电涡流传感器的解调电路是（C。整流电路 B.相敏检波电路 C.鉴频器 D.包络检波电路压电式加速度传感器的工作频率应该（C）其固有频率。远高于 B.等于 C.远低于 D.没有要求下列传感器中哪个是基于压阻效应的？（ B ）金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻 D.磁敏电阻压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（）成正比。位移 B.速度 C.加速度 D.频率石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（）的表面上产生电荷量。机械轴 B.电轴 C.光轴 D.晶体表面石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C 。大得多 B.相接近 C.小得多 D.不确定光敏晶体管的工作原理是基于（B ）效应。外光电 B.内光电 C.光生电动势 D.光热效应一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（A 。较宽 B.较窄 C.较高 D.不确定金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B）来决定的。贴片位置的温度变化电阻丝几何尺寸的变化电阻丝材料的电阻率变化电阻丝材料长度的变化电容式传感器中，灵敏度最高的是（C）。面积变化型 B.介质变化型 C.极距变化型 D.不确定极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为）电容量微小影响灵敏度灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线性误差非接触测量两电容极板之间距离变化小高频反射式涡流传感器是基于（A）和集肤效应来实现信号的感受和变化的。涡电流 B.纵向 C.横向 D.压电压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为效应。压电 B.压阻 C.压磁 D.逆压电下列传感器中，能量转换型传感器是（A）光电式 B.应变片 C.电容式 D.电感式测试工作的任务主要是从复杂的信号中提取）干扰噪声信号 B.正弦信号C.有用信息 D.频域信号压电式传感器是属于（B）型传感器参量型 B.发电型 C.电感型 D.电容型莫尔条纹光栅传感器是（B）的数字脉冲式 B.直接数字编码式C.调幅式 D.调频式磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是（ ）一阶环节 B.二阶环节 C.比例环节 D.积分环节电涡流传感器是利用被测（A）的电涡流效应金属导电材料B.非金属材料 C.PVF2 D.陶瓷材料当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（A）变大 B.变小 C.不变 D.不定极距变化型电容传感器的灵敏度与）极距成正比 B.极距成反比C.极距的平方成正比 D.极距的平方成反比压电式加速度传感器的工作频率应（C）其固有频率远高于 B.等于 C.远低于 D.不确调频式电涡流传感器的解调电路是（C）A.电荷放大器 B.相敏检波器 C.鉴频器 D.鉴相器R和等效电感L为互减少时，上述等效参数变化为（B）R减小，L不变，M增大 B.R增大，L减小，M增大C.R减小，L增大，M减小 D.R增大，L增大，M增大为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B）电压放大器 B.电荷放大器 C.相敏检波器 D.鉴相器在测量位移的传感器中，符合非接触式测量且不受油污等介质影响的是（D）器电容式 B.压电式 C.电阻式 D.电涡流式半导体热敏电阻随温度上升，其阻值（ ）上升 B.下降 C.保持不变 D.变为0为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（B）放大器电压 B.电荷 C.微分 D.积分涡流式位移传感器的输出与被测对象的材料（C）无关 B.不确定 C.有关 D.只限于测铜磁电式绝对振动速度传感器测振频率应（C）其固有频率远高于 B.等于 C.远低于 D.不确定自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（ ）提高很多倍 B.提高一倍C.降低一倍 D.降低很多倍变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随（A）而增大间隙的减小 B.间隙的增大C.电流的增大 D.电压的增大压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（C）成正比位移 B.速度 C.加速度 D.时间压电式传感器是高阻抗传感器，要求前置放大器的输入阻抗）很大 B.很低 C.不变 D.随意半导体应变片的灵敏度和电阻应变片的灵敏度相比（A）半导体应变片的灵敏度高 B.二者相等C.电阻应变片的灵敏试验高 D.不能确定若石英晶体沿机轴受到正应力，则会在垂直于（ ）的面上产生电荷机轴 B.电轴 C.光轴 D.都不压电式传感器是个高内阻传感器，因此要求前置放大器的输入阻抗（ ）很低 B.很高 C.较低 D.较高极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（D）成正比 B.平方成正比 C.成反比 D.平方成反比随电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度（A）A相应减小 B比例增加 C保持不变 D不确定压电式加速度计，其压电片并联可提高（B）电压灵敏度 B.电荷灵敏度 C.电压和电荷灵敏度D.电流灵敏48.（B）的基本工作原理是基于压阻效应A.金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻 D.压电陶瓷N及铁芯截面积Ａ0电感L（D）越小 B.满足不失真条件C.阻抗匹配 D.越大压电晶体式传感器其测量电路常采用（B）电压放大器 B.电荷放大器C.电流放大器 D.功率放大器二、填空题涡流式传感器的变换原理是利用金属导体在交流磁场中的 涡电流应磁电式传感器是把被测物理量转换为 的一种传感器感应电动3.将压电晶体置于外电场中，其几何尺寸也会发生变化，这种效应称之为 逆压电效应利用电阻随温度变化的特点制成的传感器叫 热电阻传感器可用于实现非接触式测量的传感器有 和 等涡流式；电容式电阻应变片的灵敏度表达式为SdR12 E，对于金属应变片来说：dl/lS= ，而对于半导体应变片来说S= 。S12E当测量较小应变值时应选用 效应工作的应变片而测量大应变值时应用 效应工作的应变片压阻效应；应变效应A电容器的电容量C 0 ，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为 。S dC 0Ad 2差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应 反相串接光电元件中常用的有 、 和 。光敏电阻；光敏晶体管光电池压电传感器在使用 放大器时其输出电压几乎不手电缆长度变化的影响荷超声波探头是利用压电片的 效应工作的逆压电压电传感器中的压电片并联时提高 灵敏度后接 放大器而联时可提高 灵敏度，应后接 放大器电荷；电电压；电压电阻应变片的电阻相对变化率是与 成正比的应变值ε电容式传感器有 、 和 3种类型，其中 的灵敏度最高面积变化型；极距变化型；介质变化型；极距变化型霍尔元件是利用半导体元件的 特性工作的霍尔效应按光纤的作用不同光纤传感器可分为 和 两种类型功能型光型三、名词解释一块金属板置于一只线圈附近，相互间距为，当线圈中有一高频交变电流i通过时，便产生磁通。此交变磁通通过邻近金属板，金属板表层上产生感应电流即涡电流，涡涡流效应某些物质在受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面上有电荷出现，出现电场，当外力去除后，有重新恢复到原来状态，这种现象成为压电效应。电阻应变效应。霍尔效应。。磁阻效应。传感器件。内光电效应。压阻效应象。外光电效应。光生伏打效应。四、计算题把灵敏度为4010-PCPa的压电力传感器与一台灵敏度调到0.226mVPC的电荷放大器相接，求其总灵敏度。解：S＝4041-PCPa0.226mVPC＝9.131-5mVPa进行某次动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa益为0.005V/nC20mm/V3.5MPa解：S=90.90.00520mm/MPa=9.09mm/MPa记录笔在记录纸上的偏移量9.093.5mm＝31.82mm一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径，工作初始 ，如果间隙0变化量 1m时，电容变化量是多少（真空中介电常数为=-8.8×10-1F/m。0解：电容传感器的灵敏度S A10 28.851012 3.14(4103(0.031034.9109F/m

F/m∴C S 109 106F/m103pF一电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm，工作初始间隙d ，空气0介质，试求（已知空气介电常数 8.851012Fm）通过测量得到的电容变化量为C 3化的距离 ?

3pF，则传感器与工件之间由初始间隙变如果测量电路的放大倍数K 100mV/pF，读数仪表的灵敏度S 5格，则1 2此时仪表指示值变化多少格？，极距变化型电容传感器灵敏度为：S C 0A2则2CA0103(3103 1012)8851012 1 00042m)（2）设读数仪表指示值变化格数为m，则m SS1 2

C1005(310

3) 格）有一电阻应变片其灵敏度S=2R＝1201000R＝？应变片接成如图所示的电路，试求：应变片5V应变片5VmA有应变时电流表示值；电流表指示值相对变化量。解：R∵Sl/l∴RS lRl21000106 1200.24I1

U R 120

12.5mAI2

U R R

12.475mAII I1 2

0.025mAl，钢板弹性模量E2BP-3箔式应变片灵敏度系数S=2求：钢板伸长量，应力,R及R。如果要测出1μ应变值则相应的RR是多少？解：因为，则有ll 1300106 3104m 0.3mm)E300106 26107)RS 2300106 6104RRRS 1206104 7.2102()如果要测出1μ应变值，则RR五、综合题

S 21106 2106设计一台检测钢丝绳断丝的仪器（用原理图表示答：利用霍尔元件来检测钢丝绳的断丝情况，其原理图如下图所示：A/D转换后，进入计算机分析，识别出断丝根数及位置。答：动态电阻应变仪的工作原理为：试件在外力作用下变形，贴在它上面的电阻应变片产生相应的电阻变化。振荡器产生高频正弦信号信号到与原信号极性相同、但经放大了的信号x(t)。最后，该信号被显示或输入后续设备。答：电容的变化有高阻值电阻R转换为电压变化。电压输出与膜片位移速度成正比，从而可测量液体压力。理。答：弹性体P弹性体P量原理。振荡器振荡器12电桥放大相敏检波低通显示记录应变片膜片P答：系统的原理框图如图所示。电阻应变片贴于平膜片上，在压力P理。P前置P前置放大放大相敏检波显示记录P1.压电晶体2.2答：压电晶体在压力P作用下，由于发生机械变形而使两金属膜极板上集聚数量相等、极此输出电压信号先经过高输入阻抗低输出阻抗的前置放大器放大欲测量液体的静压，拟采用机械式传感器，试绘出可行方案的原理图，并简述其测量原PP波登管x连杆机构φ齿轮指针理。答：P的作用下发生变形，并在其末端产生与被测压力P呈近似线性关系的位移x，的齿轮副放大，最后由与齿轮副相连的指针指示出压力的大小。理。答：感器和电容Cf（一般为水平方向，如图所示）幅值也随的变化而变化，相当于一个被得知涡轮机叶片的裂纹信息。在轧钢过程中，需检测薄板的厚度，可采样何种传感器？试简述其工作原理。RR振荡器LC谐振回路放大检波滤波x1hH运算器输出x2LC谐振荡器放大检波滤波R振回路答：器分别置于被测钢板的上下两边，位置固定，间隔为H，设被测钢板厚度为h，两涡流传感器与被测钢板距离分别为x1

和x，涡流传感器和电容C组成谐振回路，则回路频率f将随2间隙的变化而改变，使其输出电压幅值也随之变化，经放大、检波和滤波后，可得被测距离x和x，将它们输入运算器中进行如下运算，即可实时监测钢板厚度：1 2hH x)1 2答：利用马赫曾德尔干涉仪原理检测示，激光源光束经过分光镜以后，其一通过长螺卷状的检测光纤。检测光纤在外界声压作用下，使经过其中的光束产生相位变化、随后当它与另一如何利用电容式传感器来测量微小振动物体的振幅？绘出可行方案的压力图述其测量原理。答：压变化，再经过放大后即可输出或显示被测振幅的大小。 有多种传感器均可进行转速测量，试举出其中的两种，并分别简述其测量原理。答：涡流传感器，其工作原理为（如图a所示感器置于一边，传感器线圈接入LC振荡回路，以回路的振荡频率f作为输出量。当凹口或突起转至涡流

（b）从而使振荡频率f发生变化，相当于原振荡频率f经被测频率f调制，通过鉴频器后即可得x被测频率，从而得到被测转速。（如图b所示霍尔传感器，其工作原理为（c所示：将将带有凹口或突起的旋转体与被测件同理。答：x1hHx2涡流传感器，其工作原理为（如图a所示式测厚，将两涡流传感器分别置于被测钢板的上下两x1hHx2流传感器测得其与被测钢板距离分别为x1

x2

（a）钢板的厚度为为：

hH x)1 2气动式传感器，其工作原理与涡流传感器类似（b所示气动量仪的两个测头分别置于被测件的上下两边，设两测头之间的间隔为H，被测件厚度为h，两气动测头测得其与被测件之间距离分别为x1

和x，则被测钢2

（b）板的厚度为为：

hH x)1 2设计利用霍尔元件测量转速的装置，并说明其原理。调频调频振荡器限幅鉴频放大输出RR振荡器LC谐振回路放大检波滤波x1hH运算器输出x2LC谐振荡器放大检波滤波R振回路工作原理。H，设被测钢板厚度为h板距离分别为x1

和x，涡流传感器和电容C组成谐振回路，则回路频率f将随间隙的变化2而改变，使其输出电压幅值也随之变化，经放大、检波和滤波后，可得被测距离x1

和x2将它们输入运算器中进行如下运算，即可实时监测钢板厚度：hH x)1 2答：传感器两极板之间的电容很小，仅几十个μF小的甚至只有几个μF而传感器与电子仪器之间的连接电缆却具有很大的电容，如屏蔽线的电容最小的l米也有几个μF最大的可达上百个μF降感器的影响，使电容式传感器的应用受到一定的限制。第四章一、选择题在动态测试中，电桥的输出量通常采用（ 。电阻量 B.电压量 C.电流量 D.电感量直流电桥同一桥臂增加应变片数，电桥灵敏度( 。增大 B.减少 .C.不变 D.变化不定为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是（ ）半桥双臂各串联一片电阻应变片半桥双臂各并联一片电阻应变片适当提高电桥的电源电压增大应变片的初始电阻值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（。并联电路 B.串联电路 C.电桥电路 D.不确定电阻应变仪常用交流供桥的原因是（ 。为了提高电桥的灵敏度为了使放大器设计简单及提高抗电源干扰能力可以使用相敏检波电路为了提高电路的稳定性调制可以看成是调制信号与载波信号（ 。相乘 B.相加 C.相减 D.相在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是（ 。A.恢复载波信号 B.恢复调制信号的幅值和极性C.恢复已调制波 D.恢复调制信号的幅值用一缓变的综合信号Acos2B

c来tu() Esin20i

到的调幅波的频带宽度为（ 。A.(1000-1z～(10010)HzB.(1000+100Hz～(100＋100)HzC.

100)HzD.(1000-10Hz～(100＋10)Hz滤波器的带宽BT的乘积是（。e常数 B.信号频率的函数 C.随机变量 D.信号时间的函数要使RC低通滤波器的通带加宽，则RC值应（。增加 B.减少 C.不变 D.不确定在一定条件下RC带通滤波器实际上是低通滤波器与高通滤波器（）而成的。串联 B.并联 C.串并联 D.叠加将两个中心频率相同的滤波器串联，可以（。使分析频带扩大使滤波器的选择性变好，但使相移增加幅频、相频都得到改善没有什么变化理想滤波器的滤波因素 （。A.-1 B.0 C.1 D.如甲滤波器 乙滤波器 则滤波器的选择性（。甲比乙好 B.乙比甲好 C.一样好 D.不能进行比较fc2

ff则它们的关系是（。0ffc2ffc2f0

f0

c22

f0

2c223dB（）处的频率。22A. B.1 C. /2 D.1/222重复频率为1000Hz的方波经过一截止频率为2000Hz的理想低通滤波器后的输出为（ 。的失真的方波 B.的正弦波C.的正弦波 D.不知是什么波形滤波器的频率分辨力越高，则测量时的响应速度（。越快 B.越慢 C.不变 D.不确定已知某倍频程数为1的倍频程滤波器的下截止频率为300Hz则其上截止频率（ ）Hz。A.150 B.1000 C.600 D.450已知某倍频程数为1的倍频程滤波器的下截止频率为300Hz，则其中心频率为（ ）Hz。A.150 B.3002 C.450 D.3003倍频程滤波器是一种（）滤波器，跟踪滤波器是一种（）滤波器。高通 B.低通 C.恒带宽 D.恒带宽比1/3（。越高 B.越低 C.不随分析频率的变化而变化 D.不确定抗频混滤波一般采用（ ）滤波器带通 B.高通 C.低通 D.带阻滤波器的截止频率是其幅频特性值等于（ ）时所对应的频率A.A0/2 B.C. A0/3 D.A0/4为了能从调幅波中恢复出愿被测信号，常用（ ）做为解调器鉴频器 B.鉴相器 C.整流器 D.检波器光线示波器振子的幅频特性相当于（ ）滤波器的幅频特性低通 B.高通 C.带通 D.带阻低通滤波器的作用是（ ）滤除低频信号 B.滤除高频信号 C.直流变交流 D.交流变直流调幅过程相当于频率的（ ）过程放大 B.缩小 C.转移 D.消失滤波器的截止频率是其幅频特性值等于（ ）时所对应的频率A.A/2 B.A/1.414 C.A/3 D.A/40 0 0 0调幅波是（ ）载波幅值随调制信号频率而变载波幅值随调制信号幅值而变载波频率随调制信号幅值而变载波幅值随调制信号相位而变调幅波的截波频率至少应是调制波频率的（ ）１倍 B.２倍 C.３倍 D.４倍为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，常用（ ）作为解调器鉴相器 B.整流器 C.鉴频器 D.变压器一选频装置，其幅频特性在f

区间急剧衰减>f0~ff1 2这叫（ ）滤波器

2 1 1 2低通 B.高通 C.带通 D.带阻为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，常用（ ）做为解调器鉴频器 B.整流器 C.鉴相器 D.相敏检波器电路中鉴频器的作用是（ ）A.使高频电压转变成直流电B.使电感量转变为电压量C.使频率变化转变成电压变化D.使频率转化成电流36.调幅信号经解调后必须经过（）A.高通滤波器B.低通滤波器C.相敏检波器D.鉴频器全桥的各桥臂上各并联一只应变片，其灵敏度（ ）增加１倍 B.减小１倍 C.不确定 D.不变记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽（ ）变窄，幅值压低 B.扩展，幅值压低C.扩展，幅值增高 D.变窄，幅值增高调频波是（ ）截波幅值随调制信号频率而变 B.截波幅值随调制信号幅值而变C.截波频率随调制信号幅值而变 D.截波幅值随调制信号相位而变二、填空题相同的 。频率和相位截止频率指幅频特性值等于 时所对应的频率点-3dB对于具有极性或方向性的被测量，经调制以后要想正确地恢复原有的信号波形，必须采用 的方法相敏检波带通滤波器的中心频率与上、下截止频率间的关系是 。fffc20所谓调幅过程在频域相当于 过程频谱搬移调幅信号由载波的 携带信号信息而调频信号则由载波的 带信号信息幅值；频率调制有 、 和 三种类型将调制高频振荡的变信号称为 载送缓变信号的高频振荡称为 经调制后的频振荡波称为 。调幅；调频；调相；调制波；载波；已调波调幅过程在频域相当于＿＿＿过程调幅装置实际上是一个 典型的调装置是 。频率搬移；乘法器；电桥调幅波的解调器是 调频波的解调器是 相敏检波器鉴器调幅波经过相敏检波后既能恢复信号电压的 又能反映其 幅值；极性带通滤波器的中心频率f0

与上、下截止频率ffc2

间的关系是 。f2 f f0 c2带通滤波器的通带越窄，则其选择性越 。好用下列三种滤波器组分别邻接成谱分析仪A）倍频程滤波器B1/10倍频程滤波器C1/3倍频程滤波器。若覆盖频率范围一定，则 频率分辨率最高B三、名词解释调制（使其按被测信号的规律变化，以利于信号的放大与传输。截止频率输出幅值衰减为原信号幅值的0.707时所对应的频率称为截止频率。由于20lg0.707=-3d-3dB点。4.解调是指从已调制信号中恢复出原低频调制信号的过程。四、计算题S=2R=120Ω3V2μ和2000μ双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的电桥的灵敏度（微应变，即10-）解单臂电桥输出电压。①当应变片为2μ时，u 1 Ruo 4Ri1S u4 i122106 33106)4②当应变值为2000μ时的输出电压为1u 22000106 33103)o 4双臂电桥输出电压。①当应变片为2μ时，u 1 Ruo 2RiS ui122106 36106)2②当应变值为2000μ时的输出电压为1u 22000106 36103)o 2双臂电桥比单臂电桥的电压输出灵敏度提高一倍。ABuUi信号频谱。画出频谱图。解：全桥时，电桥输出电压为：u ku 为常数，应变片的灵敏度及电桥的接法o i有关。则u kUsin10000t(Acos10tBcos100okUAsin10000tcos10tkUBsin10000tcos100tkUA

(sin10010tsin9990

kUB

(sin10100tsin9902 2其频谱如下图所示。第五章一、选择题两个正弦信号间存在下列关系（ A.同频相关，不同频也相关同频相关，不同频不相关同频不相关，不同频相关同频不相关，不同频也不相关自相关函数是一个（ ）函数。奇 B.偶 C.非奇非偶 D.三角如果一信号的自相关函数R(呈现一定周期的不衰减，则说明该信号（ 。x均值不为0 B.含有周期分量C.是各态历经的 D.不含有周期分量正弦信号的自相关函数是（，余弦函数的自相关函数是（。同频余弦信号 B.脉冲信号 C.偶函数 D.正弦信号经测得某信号的相关函数为一余弦曲线，则其（ ）是正弦信号的（ 。可能 B.不可能 C.必定 D.自相关函数对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录的时间不变时，则（ 。泄漏误差就越大 B.量化误差就越小C.采样点数就越多 D.频域上的分辨率就越低把连续时间信号进行离散化时产生混叠的主要原因是（。记录时间太长 B.采样间隔太宽C.记录时间太短 D.采样间隔太窄若有用信号的强度、信噪比越大，则噪声的强度（。不变 B.越大 C.越小 D.不确定转换器是将（ ）信号转换成（）信号的装置。随机信号 B.模拟信号 C.周期信号 D.数字信号两个同频方波的互相关函数曲线是（。余弦波 B.方波 C.三角波 D.正弦波（。1TB.1T0 0C.1TD.1TT0 0两个不同频率的简谐信号，其互相关函数为（ 。周期信号 B.常数 C.零 D.非周期信号fs

与限带信号最高频率fh

间的关系应为（。f fs

f 2fs

f fs h

fs

fh正弦信号)x0

sin(t 的自相关函数为（。x2sin

x20cos C

x20sin D.x2cos0 2 2 0et,t0函数的自相关函数为（。t0..1 1 1 1B. e C. e D. e2 2 2 2已知信号的自相关函数为3cos ，则该信号的均方根值为（。3A.9 B.3 C. D.63数字信号的特征是（ 。时间上离散，幅值上连续 B.时间、幅值上都离散C.时间上连续，幅值上量化 D.时间、幅值上都连续两个同频正弦信号的互相关函数是（ 。保留二信号的幅值、频率信息 B.只保留幅值信息C.保留二信号的幅值、频率、相位差信息信号的自功率频谱密度函数是Sx(f)（ 。的傅氏变换的自相关函数Rx的傅氏变换相等的傅氏变换信号和的互谱Sxy(f)是（ 。与的卷积的傅氏变换和的傅氏变换的乘积的傅氏变换互相关函数Rxy的傅氏变换两个同频正弦信号的互相关函数（ ）只保留二信号的幅值和频率信息只保留幅值信息保留二信号的幅值、频率和相位差信息保留频率和相位差信息概率密度函数提供了随机信号（ ）的信息沿频率域分布 B.沿幅值域分布C.沿时域分布 D.强度方向两个同频方波的互相关函数曲线是（ ）余弦波 B.方波 C.三角波 D锯齿波采样时为了不产生混叠，采样频率必须大于信号最高频率的（ ）A.4 B.2 C.10 D.5当τ=时，自相关函数值Rx(τ（ ）等于零 B.等于无限大C.为最大值 D.为平均值两个不同频的简谐信号，其互相关函为（ ）周期信号 B.常数τ C.零 D.非周期信号抗频混滤波一般采用（ ）滤波器带通 B.高通 C.低通 D.带阻..周期信号

R(τ)=xy（ ）与)周期的周期信号 B.逐步衰减为零C.常数 D.非周期信号数字信号处理中，采样频率fa与被测信号中最高频率成分f的关系应为（ ）cfa=fc B.fa>2fc C.fa<fc D.fa≈0.7fc二、填空题周期函数的自相关函数仍为 周期函数同频率频率不同的两个正弦信号，其互相关函数R()= 。0xy自谱

(f)反映信号的频域结构，由于它反映的是 的平方，因此其频域结x构特征更为明显。信号幅值对周期信号进行 截断，这是获得准确频谱的先决条件整周期已知某信号的自相关函数R()100，则该信号的均方值x2= 。100x信号经截断后其带宽将变宽因此无论采样频率多高将不可避免地发生 混叠x在相关分析中，自相关函数R(保留了原信号的 信息，丢失xxy 了 信息，互相关函数R() 信息频率；相位；值、相位差xy x自相关函数R(是一个周期函数则原信号是一个 同频率的周期信号x抗混滤波器是一种 滤波器是为了防止 其上截止频率f与cs采样频率fs

之间的关系应满足关系式为 低通；混叠；f 2fs c频率混叠是由于 引起的泄漏则是由于 引起的采样频率过低信号截断测试信号中的最高频率为 100Hz，为了避免发生混叠，时域中采样间隔应小。0.005k（k为常数）()xy ±1时，信号的自相关函数值为＿＿＿，的＿＿＿最大值；均方值2x自相关函数能将淹没在噪声中的 信号提取出来，其 保持不变而丢失了 信息周期；频率；相位采样定理的表达式是 ，其目的是为了避免信号在频域内发生混叠现象。混叠发生在 频率处

f 2f;f/2s m s三、名词解释1.采样定理为了避免混叠以使采样处理后仍有可能准确地恢复其原信号，采样频率f必须大于最高s频率f的两倍，即f>2f，这就是采样定理。h s h四、计算题

eat,t0,a0

自相关函数。h(t)0 t0解：R()lim1x T T01T

lim eT T0T1Tealim e2atdtT T01ealim eT 2aT1

2atT0ealim 1e2aTT 2aT0求正弦函数)10sin(20t450)的自相关函数。