2023年测试技术考试试题库带答案

测试技术考试试题库（带答案）

学院班级姓名学号

题号―•二三四五六总分

得分

1.一、填空（每空1份，共20分）

2.测试技术的基本任务是。

3.从时域看,系统的输出是其输入与该系统的卷积。

4.信号的时域描述，以为独立变量；而信号的领域描述，以为独立变量。

5.假如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

应当大于Hzo

6.在桥式测最电路中,根据其的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。

7.金属电阻应变片与半导体应变片的重要区别在于：前者运用引起的

电阻变化，后者运用变化引起的电阻变化。

8.压电式传感器是运用某些物质的而工作的,

9.带通滤波器的上下限截止频率为fc2.fcl,其带宽B=；若其带宽为1/3倍频

程则fc2=fclo

10.属于能量控制型的传感器有、等。

10根据载波受调制的参数不同，调制可分为、、。

II相关滤波的工作原理是o

12测试装置的动态特性可以用函数、函数和函数进行数学描

述。

I.二、选择题（把对的答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分）

2.不能用拟定的数学公式表达的信号是信号。

A复:杂周期B非周期C瞬态D随机

3.平稳随机过程必须o

A连续B记录特性与时间无关C各态历经D记录特性等于时间平均

4.一阶系统的动态特性参数是。

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回程误差B绝对误差C相对误差D非线性误差

5.电阻应变片的输入为一,

A力B应变C速度D加速度

6.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，符合非接触测量并且不受油污等介质影响的是

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，也可达成分

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..…o

A存在，但＜5%B存在，但〈IC在时间常数很小时存在D不存在

1.三、判断题(用J或X表达，在对的的题目相应的括号里填，反之填X,每题1分,

共10分)

2.()非周期信号的频谱是连续的。

3.()传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同，

4.()调幅波是载波与调制信号的叠加。

5.()涡流传感器属于有源传感器。

6.()滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。

7.()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。

8.()恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。

9.()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。

1.四、简答题(每题5分，共30分)

2.已知周期方波的傅立叶级数展开式为

/、8Al.1.嗔1.<)

x(f)=——sing/+-sin3gz+-sm5gf+・・・

万(35)

3.试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。

4.二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，如何拟定其取值范

围？

5.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？

6.信号的预解决涉及那些环节？

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？

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？

(2)从波形中可以获得信号的哪些信息？

五、计算题(共14分)

I.(6分)已知低通滤波器的频率响应函数为

,式中

2.当输入信号为时,求滤波器的稳态输出

（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）拟定其均值和方差。

六、（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

七、应用题（共16分）

1.（6分）某车床加工外圆表面时，表面振纹重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HI上的齿轮齿数分别为Z..30.Z..40.Z3=20.Z4=50.传

动轴I的转速n.2023转/分（根据传动比计算可知:传动轴II的转速n.1500转/分，主轴

HI的转速.n..6OO转/分），试分析哪一根轴I.的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响较

大？为什么？

(b)

图2

2.（1（）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,封川框图表达测试系统构成,简述测试过程；

（2）测得该梁的幅频特性曲线如图3（b）所示，根据该曲线如何拟定简直梁的动态特

性参数（给出原理、公式并在图中表达）

（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

放大济、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）

简直柒

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.

1.填空（每空1分，答对得分，答错不得分，共20分）

2.获取有用的信息

3.脉冲响应函数

4.时间（/）、频率/或（⑼

5.100Hz

6.激励电压（或工作电压或桥压或电源）

7.导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应）

8.压电效应

9.-乙、V2（或1.26）

10.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

11.调幅、调频、调相

12.同频相关不同频不相关/同频检测原理

13.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—5DBCAB

6—10DBDBD

判断题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分）

1—5XJXJJ

6—10VXVXV

简答题（每题5分，共30分）

1.（5分）

万（3）］

8A

JI

8A

3工8A

I产一

053"55公

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（小）3分（每答对一个得1.5分）

为了实现不失真，阻尼比（J）取值0.6~0.8;工作频率取值小于等于

0.580〃2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）=Aox（t-to）,其中A。和t。为常数，

则为不失真测试。2分

或者用文字描述上述关系，描述对的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（3）=人=常数1.5分

相频特性为0（6>）=-r0<y1.5分

或者用文字表述，表述对的同样得分。

.4.（5分）

（1）电压幅值调理（或者放大）1分

（2）滤波（或者游去高频）2分

（3）隔离直流分量（或者隔宜）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），即使各桥臂均为甩阻，由

于导线间存在分布电容（1分），相称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，由于是非奇非偶函数。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

二、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

三、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:

4例)—/=0.316]分

71+(0.05x60)2

(p(g)=-arctg(r(o)=-a，dg(0.05x60)=-71.56501分

必(r)=0.6x0.316cos(6()/-71.565°)=0.1896cos(6()r-71.565°)

由，可以得到：

)=/1:=0.1961分

,1+(0.05x100)2

奴。?)=-arctg(rco)=-aretg(0.05x1(X))=-78.6901分

y2(t)=0.196x0.5cos(100r-45°-78.69°)=0.098cos(100r-123.69°)

由线性系统的叠加性可得

y(t)=y,(z)+y2(O=0.1896cos(60r-71.565°)+0.098cos(100r-123.69°)

2分

2.(4分)自相关函数：1分

=lim'J：4cos(of+夕)•Acos\(o(t+r)+(p)]dt

与

=——cos(6?r)1分

2

均值：==01分

方差：1分

・・.3.(4分)单臂：

63

Li.=—=-5a/0=-x2.5xlOOOx10_x4=2.5x10-V2

'4R。4R。404

双臂：

Il=—u=-Si7/=-X2.5X1000X10-6X4=5X10-3V2分

'2R[y2R°202

四、应用题(共16分)

1.（6分）转动轴I的转动频率为：2023/60=33.3HZ.1分

转动轴II的转动频率为：1500/60=25IIZ；1分

转动轴III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II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）

伍电加速度传魅修

反电力传愚算

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&相应的频率为简支梁的固

有频率叱；2分

半功率点（或者专或者0.707A。）相

应的频率分别为助、g；阻尼比如下方法

估计：

co2一可

2分

复习题

第一章信号及其描述

（-）填空题

1、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。

2、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。

3、周期信号的频谱具有三个特点：，，。

4、非周期信号涉及信号和信号。

5、描述随机信号的时域特性参数有、、。

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。

（二）判断对错题（用J或X表达）

1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（）

2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（）

3、非周期信号的频谱一定是连续的。（）

4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲同样。（）

5、随机信号的频域描述为功率谱。（）

（三）简答和计算题

1、求正弦信号1。）=/sin的绝对均值u冈和均方根值xnns（,

2、求正弦信号的均值，均方值，和概率密度函数p（x）。

3、求指数函数x（f）=Ae-at（a>0,t>0）的频谱。

cos（wr\t\<T

4、求被截断的余弦函数x（r）=<°n的傅立叶变换。

0|r|>T

5、求指数衰减振荡信号x（r）=ea,sin>0/N0）的频谱。

第二章测试装置的基本特性

（-）填空题

1、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。

2、试求传递函数分别为.和_幽------的两个环节串联后组成的系统的

3.5s+0.5s~+1.4e,O-

总灵敏度。

3、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、

和。

4、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。

一个抱负的测试装置,其输入和输出之间应当具有关系为最佳。

（二）选择题

1、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。

（I）（2）+⑷（3）。'""。式"（4）

。1（切+。2（啰）

Q|（0）-。2（助

一阶系统的阶跃响应中,超调量。

（1）存在，但＜5%（2）存在，但VI

（3）在时间常数很小时存在（4）不存在

2、忽略质量的单自由度振动系统是一系统。

（1）零阶（2）一价（3）二阶（4）高阶

3、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，可取输出值达成稳态值倍所通过的时

间作为时间常数。

（1）0.632（2）0365（3）0.950（4）0.982

（三）判断对错题（用J或X表达）

1、一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然

导致输出波形失真。（）

2、在线性时不变系统中，当初始条件为零时.系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为

传递函数。（）

3、当输入信号一定期，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无

关。（）

4、传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。（）

5、测量装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。（）

6、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（）

（四）简答和计算题

1、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？

2、测试装置的静态特性和动态特性各涉及那些？

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，试求其涉及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

1、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）。

2、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者运用引起的电阻变化,

后者运用变化引起的电阻变化。

3、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后精度的影

响,实际应用时经常采用工作方式。

4、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。

5、涡流式传感器的变换原理是运用了金属导体在交流磁场中的效应。

6、磁电式速度计的灵敏度单位是o

7、压电式传感器是运用某些物质的而工作的。

（二）选择题

1、电阻应变片的输入为一。

（1）力（2）应变（3）速度（4）加速度

2、结构型传感器是依靠—的变化实现信号变换的。

（1）自身物理性质（2；体积大小（3）结构参数（4）电阻值

3、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

4、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素重要是—。

（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，并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：=o

（1）k-（2）k3（3）kS-2（4）-kS-2

3

5、光电倍增管是运用—效应制成的器件。

（1）内光电（2）外光电（3）光生伏特（4）阻挡层

（三）判断对错题（用J或X表达）

1、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（）

2、涡流式传感器属丁•能最控制型传感器（）

3、压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（）

4、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（）

（四）简答和计算题

1、哪些传感器可选作小位移传感器？

2、涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其重要优点是什么？涡流式传感器能否

测量大位移量？为K么？

3、电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量？

4、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？应采用什么措施改善，就可以用电涡流传感器测量了。

5、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？

6、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

（1）用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；

（2）两个线圈通常应当接在什么电路中？用图说明如何接法。

（3）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：

假如极板间距离变化量，电容的变叱量是多少？

假如测量电路的灵敏度，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

（-）填空题

1、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为—输出的装置。

2、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。

3、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。

4、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。

5、调频波的解调又称为。

6、调频是运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低通漉波器中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。

A/?.A/?,2A凡

1eL(4)

(1)—(2)----o(3)—en

4%2gT

1、调幅过程相称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

2、电路中鉴频器的作用是o

（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,其幅一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）而通（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）fo+B（2）f.-B（3）f.B（4）f./B

（三）判断对错题（用J或X表达）

1、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。（）

2、调幅波是载波与调制信号的叠加。（）

3、带通滤波器的波形因数值越大，其频率选择性越好。（）

4、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。（）

（四）简答和计算题

1、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？

2、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？其截止频率如何拟定？

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）运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。

第五章信号解决初步

(-)填空题

1、为了辨认信号类型，常用的信号分析方法有、

和O

2、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、

和。

3、在数字信号解决中，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。

4、假如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

应当大于Hz。

5、若x(t)是均值为ux为零的宽带随机唁号其自相关函数T=0时

Rx(T),T(8时Rx(T)。

6、用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

7、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=。

8、最常用的功率谱估计方法为o

为信号的沿频率轴的分布，称为。

巴塞伐尔定理表达在中计算的信号总能量,等于在中计算的信号总能量。

(二)判断对错题(用J或X表达)

】、频率分辨力越高，则泄漏误差越小。()

2、A/D转换器的位数越多，则量化误差越小。()

3、对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。()

4、窗函数频谱的中峰舞宽度越窄，旁播幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。

()

5、互相关函数是偶实函数。()

6、运用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。

()

若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为1。()

(三)简答和计算题

1、已知信号，求信号佗自相关函数，并画出自功率谱(双边幅值谱)。

2、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。

3、相关滤波渊的基本原理是什么？举例说明其工程应用。

4、试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何拟定该信号中的常值分量和周期成分。

5、某一系统的输入信号为x(t),若输出y⑴与输入x⑴相同，输入的自相关函数和输入一

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？

6、应用巴塞伐尔定理求「sine?⑺c〃的积分值。

J-8

第六章振动测试

(一)填空题

1、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。

2、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。

3、单自由度系统基础运动所引起的受迫振动，当激振频率同有频率时，质量块和壳体之

间的相对运动和基础振动近于相等。

4、激励方式分为，，。

5、按所测的振动性质可将抬振器分为和。

6、阻抗头的前端是，后面是测量激振点晌应的。

7、压电式传感器的测量电路(即前置放大器)有两种形式：、和。

机械系统的重要振动参数是，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。

(二)判断对错题(用J或X表达)

1、压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。()

2、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。()

3、压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频率最低。()

4、压电式加速度计的重最越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。()

5、涡流位移传感器属于绝对式拾振器。()

6、低频激振时，激振器的安装固有频率应比激振频率高3倍以上。()

7、快速正弦扫描激振属于宽带激振法。（）

8、脉冲锤的锤头越软，则激励的频率范围越大。（）

在振动测试中，测得的激励和响应之间的相位差涉及了测试系统中所有仪器的相移。

（）

（三）简答和计算题

1、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、速度撅响函

数、加速度频响函数3

2、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。

3、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（I）,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；

（二）1.V；2.V；3.X；4.义；5.V；

（三）1、，；2、0,,;3、；4、；5、；

第二章测试装置的基本特性

（-）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）

（三）XVVVXX

（四）略

第三章常用传感器

（-）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)

(三)JVXX

(四)略

第四章信号调理、解决和记录

(-)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相应的频率为截止频率；；，8、大；

(二)(1)(1)(3)(2)(4)

(H)VXXV

(四)略

第五章信号解决初步

(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；

(二)1.x：2.W；3.J；47；5.x；6.X；7、义；

(三)1、

4242

Sx（a＞）=+^-[5（公一例）+5（69+助）]+^-[3（69-02）+5（3+02）]；

2、/?vv(r)=~sinCOT；

-7T

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、嗝值成比例关系；

5.该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前T；

6、『sine?⑺力=/口/=不；

第六章振动的测试

(一)I.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。

（二）1.X:2、X:3、V；4、V；5、X;6、V；7、V；8、X;9、V；

（三）略

一、填空题（25分，每空1分）

1.时间常数T是一阶传感器动态特性参数，时间常数T越小，响应越快，响应曲

线越接近于输入阶跃曲线。

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.信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅苞变小。

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重要由材料电阻率的

相对变化来决定。

6.电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除

非线性。

7.电涡流传感器是运.金.材料的电涡流效应工作，可分为低.透.式和高.反.式两

种，式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，将通过调制过程所得的高频振荡波称为已调制波。

9.已知，为单位脉冲函数，则积分=12o

1（）.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,则被测轴的转运为900r/min。

U.RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率

12.频率混叠是由.采样频率过.引起的，泄漏则是由.信号截.所引起的。

二、选择题（15分，分题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、连续C.周期、离散D周期、连续

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，其齿盘应采用（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灵敏度C精密度D分辨力

5.数字信号的特性是（B）。

A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

6.传感器灵敏度越高，表达该传感器（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达各谐波分量的（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分辨力越低B转换精度越高C转换速度越快D转换时间越短

9.滤波器的-3dB频率指输出信号幅值为输入信号幅值的（C）时所相应的截止

频率。

AV2B1CV2/2D1/2

1().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.根据滤波器的选频作用，一般将滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。

下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。并列出4个实际滤波器的重要

特性参数。(6分)

(a)带通(b)高通(c)带阻(d)低通

重要特性参数(任选4个)：

(1)截止频率

(2)带宽

(3)纹波幅度

(4)品质因子

(5)倍频程选择性

⑹滤波器因数

2.下图为同一正弦信号分别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别采用以上哪个窗函数得到的，并说出这两种窗函

数的重要特点。(6分)

超

0Fsf2oFs/2

K如*5中

®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，甚至出现负谱现象。

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，使得频率分

辨力下降。

3.一阶系统受到一个阶跃输入的作用，在2秒时达成输入最大值的20%,试求：测

试系统的时间常数用当输出达成最大值的95%时，需多长时间？（6分）

解：

-=-In（0.8）

T

r=9s

当输出达成最大值的95%时，

_h

e9=（）.05

/,=-9xIn（0.05）=27s

4.下图为动态应变仪工作框图，请指出图中A.B和C分别代表什么？并说明B

和C在系统中的作用是什么？（6分）

振荡器

答:A电桥将电阻、电容、电感等参数变化转换为电压或电流榆出

B相敏检波解调

C低通滤波器选取低频信号，克制或衰减掉其他不需要的成分

三、计算题（共36分）

解：an=0

772

4.r/22/、8，r/2/、8co4〃卬)_『2COS（〃例工）也

b”=亍J。—)dr=—jo/sin(«690/)dr=-J。

'?①o0

2

“二，k

—008(/?^)=<产k£整数

1171♦八=2k+1

.n冗

2()]]]\

x(r)=—sina)t--sin(2例")+-sin(3例)f)——sin(3例/)+—sin(5(yr)----

兀(()2345())

0〃为奇数

A=同兀〃为偶数

2;

71

n

00〃恁

2.（9分）求周期余弦信号的均值、均方值、自相关函数和自谱。

解：均值

占CX%处T：（Acos狈）2由吟以1+cos痴）dr=?

均方值=lim

2

自相关函数Rx=lim'jMOW+r)dr=(1：Acoso)t-cosco(r+r)dr=5cos①r

自谱Sx(昉=告n\d(co-<v())+6(co+g)