2026年测试技术基础题库及答案

2026年测试技术基础题库及答案测试过程中，能够用明确数学函数关系描述的信号被称为（）A.随机信号B.确定性信号C.连续信号D.离散信号答案：B一阶测试系统的时间常数τ越大，系统的工作频带（）A.越宽B.越窄C.不变D.无规律变化答案：B压电式加速度传感器适合测量下列哪种信号（）A.静态加速度B.准静态加速度C.动态加速度D.任意加速度信号答案：C将被测非电量的变化转换为电容变化的传感器中，能够实现非线性输出、灵敏度高且适合测量微小位移的是（）A.变极距型电容传感器B.变面积型电容传感器C.变介质型电容传感器D.以上都是答案：A若信号的时域描述为x(t)=Asin(ω₀t+φ)，其自相关函数Rₓ(τ)的形式为（）A.(A²/2)cosω₀τB.A²cosω₀τC.(A²/2)sinω₀τD.A²δ(τ)答案：A若采样频率不满足奈奎斯特采样定理，会发生的现象是（）A.频谱混叠B.频率泄露C.栅栏效应D.吉布斯现象答案：A应变片测量中，温度误差产生的核心原因是（）A.仅环境温度变化引起应变片金属丝电阻变化B.被测构件与应变片敏感栅材料的线膨胀系数不一致C.环境温度变化同时引起应变片电阻变化和附加应变产生D.测量电路零点随温度漂移答案：C测试系统的静态灵敏度是指（）A.输出量与输入量的比值B.输出变化量与输入变化量的比值C.输入量与输出量的比值D.输入变化量与输出变化量的比值答案：B调制过程中，让载波的幅值随调制信号变化的调制方式称为（）A.调幅B.调频C.调相D.解调答案：A电桥测量电路中，若四个桥臂的应变片都感受到应变，相邻桥臂应变符号相反，相对桥臂应变符号相同，此时电桥的输出电压是单臂工作的多少倍（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍答案：B下列传感器中属于无源传感器（能量控制型）的是（）A.压电式传感器B.热电偶传感器C.电阻应变式传感器D.光电式传感器答案：C二阶测试系统，当阻尼比ζ为多少时，系统的幅频特性曲线在比较宽的范围内保持平直，幅值失真最小（）A.0.2B.0.4C.0.6~0.8D.1.0答案：C不能实现非接触式测量的传感器是（）A.电涡流传感器B.电容传感器C.压电式力传感器D.超声波传感器答案：C对截断信号做频谱分析时，矩形窗函数的主瓣宽度比汉宁窗（）A.更宽B.更窄C.一样宽D.不一定答案：B热电偶测量温度时，冷端温度补偿的目的是（）A.补偿冷端温度不为0℃导致的热电势误差B.补偿热电偶本身的阻值随温度变化的误差C.补偿热电势随时间漂移的误差D.补偿热电极不均匀带来的误差答案：A下列属于测试系统静态性能指标的有（）A.灵敏度B.线性度C.回程误差D.幅频特性E.相频特性答案：ABC信号分析中，下列分类方式描述正确的有（）A.按时间取值连续性分为连续信号和离散信号B.按幅值取值特性分为模拟信号和数字信号C.按能否用确定函数描述分为确定性信号和随机信号D.按周期特性分为周期信号和非周期信号E.能量信号的能量有限，功率也为有限值答案：ABCD压电式传感器的前置放大器的作用是（）A.将压电传感器的高输出阻抗转换为低输出阻抗B.放大传感器输出的微弱电信号C.补偿传感器的温度漂移D.对输出信号进行调制E.实现后端电路与传感器的阻抗匹配答案：ABE下列关于直流电桥和交流电桥平衡条件的描述，正确的有（）A.直流电桥的平衡条件是对臂电阻乘积相等B.直流电桥的平衡条件是邻臂电阻乘积相等C.交流电桥的平衡条件要求相对桥臂阻抗模乘积相等D.交流电桥的平衡条件要求相对桥臂阻抗辐角和相等E.交流电桥和直流电桥的平衡条件完全相同答案：ACD下列属于干扰测试系统信号的噪声来源有（）A.机械振动冲击带来的噪声B.电源工频带来的电磁干扰C.传感器内部电子热噪声D.信号传输线间的串扰噪声E.测试环境温度波动带来的输出漂移答案：ABCDE下列传感器中，适合测量转速的有（）A.光电式编码器B.霍尔传感器C.电涡流转速传感器D.热电偶传感器E.应变式力传感器答案：ABC减小或消除测试系统粗大误差的方法有（）A.多次测量取平均值B.严格遵守测量操作规程，避免操作失误C.对测量数据进行格拉布斯检验或狄克逊检验剔除异常值D.增加桥臂的温度补偿结构E.提高仪器的测量精度答案：BC下列关于傅里叶变换性质的描述，正确的有（）A.时域卷积对应频域乘积B.时域乘积对应频域卷积C.时移性质说明时域平移不改变信号的幅频谱D.频移性质可以用来实现信号的调制解调E.偶函数的傅里叶变换仍然是偶函数答案：ABCDE测试系统的线性度越高，说明系统输出和输入的线性关系越好，相同测量条件下的测量误差越小。（）答案：√一阶测试系统的单位阶跃响应是单调上升趋近稳态值的，没有超调和振荡过程。（）答案：√随机信号的均值反映了信号的直流分量，方差反映了信号围绕均值的波动程度。（）答案：√变面积型电容传感器的输出是线性的，灵敏度比变极距型高，适合测量大位移。（）答案：×热电偶测量温度时，总的热电势只和热端温度有关，和冷端温度无关。（）答案：×频谱泄露是因为采样频率太低导致的，只要提高采样频率就能消除频谱泄露。（）答案：×全桥差动应变测量电路不仅可以提高输出灵敏度，还可以实现温度误差的补偿。（）答案：√无源滤波器的滤波效果一定比有源滤波器好，成本更低。（）答案：×霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过导体或半导体时，载流子发生偏转，在垂直于电流和磁场的方向会产生附加电场，从而在半导体两端产生电势差的现象。（）答案：√测试系统的回程误差产生的原因主要是传感器机械部件的间隙、摩擦、材料的内摩擦、磁滞等。（）答案：√什么是测试系统的静态特性和动态特性？二者分别用哪些指标来评价？答案：测试系统的静态特性是指测试系统针对不随时间变化（或变化极缓慢）的静态输入，输出量与输入量之间的对应关系，描述系统处理静态输入的性能。评价静态特性的主要指标包括灵敏度、线性度、回程误差、重复性、分辨率、零点漂移、灵敏度漂移等。动态特性是指测试系统针对随时间变化的动态输入，输出量随时间变化的响应关系，反映系统对输入信号时域、频域特征的复现能力。评价动态特性的指标，时域维度主要包括上升时间、调整时间、超调量、稳态误差等；频域维度主要包括幅频特性的工作频带、相位误差、谐振频率、阻尼比等。什么是奈奎斯特采样定理？不满足采样定理会产生什么影响，工程中一般如何选取采样频率？答案：奈奎斯特采样定理的核心内容为：对于带宽有限的连续时间信号，若其最高频率分量为f_max，当采样频率f_s满足f_s≥2f_max时，采样得到的离散信号能够无失真保留原连续信号中的全部信息，理论上可通过理想低通滤波器从采样信号中完全恢复出原连续信号。如果不满足奈奎斯特采样定理，即f_s<2f_max，原信号频谱中高于f_s/2的频率分量会折叠混叠到低频段，与原信号的低频频谱重叠，无法通过滤波分离，该现象称为频谱混叠，混叠后无法从采样信号正确恢复原信号，会产生不可消除的测量误差。工程应用中，为了保证采样精度同时控制后续信号处理的运算量，通常选取采样频率为被测信号最高频率的3~5倍；对于包含高频冲击分量的动态测量场景，甚至会选取采样频率为被测信号最高频率的10倍以上，保证高频分量的准确采集。简述电阻应变片的工作原理，温度误差产生的原因以及常用的温度补偿方法。答案：电阻应变片的工作原理基于金属材料的电阻应变效应，即金属导体的电阻会随自身受到的机械变形（伸长或缩短）发生规律性变化，电阻变化率与自身应变成正比。当应变片粘贴在被测构件表面，构件受力产生变形时，应变片随构件一起变形，敏感栅的电阻值随之发生变化，通过测量电阻变化率即可得到被测构件的应变，进一步推导得到构件的应力大小。电阻应变片测量产生温度误差的原因主要有两点：一是温度变化会引起应变片敏感栅材料本身的电阻率变化，同时敏感栅会随温度发生热胀冷缩，直接导致电阻产生额外变化，形成虚假应变信号；二是被测构件材料和应变片敏感栅材料的线膨胀系数不同，环境温度变化时二者的自由变形量不同，而应变片粘贴在构件上被迫随构件变形，因此会产生附加应变，对应产生附加的电阻变化。常用的温度补偿方法主要有三类：第一类是桥路补偿法，在电桥的相邻桥臂接入相同规格的应变片，一个作为工作片感受被测应变，另一个作为补偿片粘贴在不受力的同材料构件上，与工作片处于相同温度环境，温度引起的电阻变化在相邻桥臂相互抵消，不会产生输出误差；第二类是温度自补偿法，通过特殊设计应变片敏感栅的材料和结构，让温度引起的电阻变化能够自行抵消，不需要额外补偿结构；第三类是软件补偿法，通过预先标定不同温度下的温度误差曲线，测量过程中根据实时采集的温度数据对输出误差进行软件修正，补偿精度更高。简述调幅信号解调的过程，同步解调的原理和特点是什么？答案：测试技术中，很多被测信号是低频缓变信号，直接放大传输容易受到工频等低频干扰，因此通常将低频被测信号加载到高频载波信号上，改变载波的幅值得到调幅信号，该过程为调幅；从调幅信号中恢复出原始低频调制信号的过程就是调幅信号的解调。同步解调也叫相干解调，是目前应用最广泛的调幅解调方法，其原理为：将调幅信号与和原载波同频率、同相位的参考载波信号相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量，即可得到原调制信号。假设原调制信号为x(t)，原载波信号为cosω_ct，调幅信号为x_a(t)=x(t)cosω_ct，同步解调过程中，调幅信号乘以参考载波cosω_ct可得：x_a(t)cosω_ct=x(t)cos²ω_ct=x(t)/2+x(t)cos2ω_ct/2，其中第二项是频率为2倍载波频率的高频分量，通过低通滤波器滤除后，输出信号为x(t)/2，频率和相位都与原调制信号一致，仅幅度衰减一半，完成解调。同步解调的特点是：能够正确恢复原调制信号的幅值和相位，对非理想调幅信号的失真校正能力强，但是要求参考载波必须与原载波严格同频同相位，对载波同步性要求较高，如果频率或相位存在偏差，会导致解调输出产生幅度衰减和相位误差，严重时无法得到正确的原始信号。已知某二阶测试系统的传递函数为，其中固有角频率，阻尼比。(1)写出该系统幅频特性和相频特性的表达式；(2)计算输入信号角频率为100rad/s和500rad/s时的幅值误差和相位差；(3)求该系统满足幅值误差不超过5%时的工作频率