1、第二章 測試裝置基本特性1、填空題H(j)=1) 某一階系統的頻率響應函數為12j+1，輸入信號x(t)=sint2，則輸出信號y(t)的頻率為= ，幅值y= ，相位= 。2）當測試系統的輸出y(t)與輸入x(t)之間的關系為y(t)=A0x(t-t0)時，該系統能實現 測試。此時，系統的頻率特性為H(j)= 。3）傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的 越小。4）一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應該具有 關系為最佳。2、選擇題1）（ ）不屬于測試系統的靜特性。（1）靈敏度 （2）線性度 （3）回程誤差 （4）阻尼系數2）從時域上看，系統的輸出是輸入與該系統 響應的卷積。（1）正弦 （

2、2）階躍 （3）脈沖 （4）斜坡3）兩環節的相頻特性各為Q1()和Q2()，則兩環節串聯組成的測試系統，其相頻特性為（ ）。Q1()Q2()Q()+Q2() （1）Q1()Q2() （2）Q1()+Q2() （3）1（4）Q1()-Q2()4）一階系統的階躍響應中，超調量（ ）。（1）存在，但<5 （2）存在，但<1（3）在時間常數很小時存在 （4）不存在5）忽略質量的單自由度振動系統是 系統。（1）零階 （2）一階 （3）二階 （4）高階6）一階系統的動態特性參數是（ ）。固有頻率 （2）線性度 (3)時間常數 （4）阻尼比7）用階躍響應法求一階裝置的動態特性參數，可取輸出值達到

3、穩態值（ ）倍所經過的時間作為時間常數。（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.9823、判斷題1）在線性時不變系統中，當初始條件為零時，系統的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱為傳遞函數。（ ）2）當輸入信號x(t)一定時，系統的輸出y(t)將完全取決于傳遞函數H(s)，而與該系統的物理模型無關。（ ）3）傳遞函數相同的各種裝置，其動態特性均相同。（ ）4）測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大。（ ）5）幅頻特性是指響應與激勵信號的振幅比與頻率的關系。（ ）6）一線性系統不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸一個1000Hz的正弦信號，則必然導致輸出波形失真。（ ）4、問

4、答題1）什么叫系統的頻率響應函數？它和系統的傳遞函數有何關系？2）測試裝置的靜態特性和動態特性各包括那些？3）測試裝置實現不失真測試的條件是什么？5計算題H(s)=1、）某測試裝置為一線性時不變系統，其傳遞函數為10.005s+1。求其對周期信號x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)的穩態響應y(t)。2）將信號cost輸入一個傳遞函數為H(s)=11+s的一階裝置，試求其包括瞬態過程在內的輸出y(t)的表達式。21.52s2+1.4ns+n3.5s+0.53）試求傳遞函數分別為和的兩個環節串聯后組成的系統的總靈敏度。第三章 常用傳感器 41n1、填空題1）屬于能量控制型

5、的傳感器有 等，屬于能量轉換型的傳感器有 等（每個至少舉例兩個）。2）金屬電阻應變片與半導體應變片的物理基礎的區別在于：前者利用 引起的電阻變化，后者利用變化引起的電阻變化。3）為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的影響，實際應用時常常采用 工作方式。4）壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式： 放大器和 放大器，后接 放大器時，可不受連接電纜長度的限制。5）渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導體在交流磁場中的 效應。6）磁電式速度計的靈敏度單位是 。7）壓電式傳感器是利用某些物質的 而工作的。2、選擇題1）電阻應變片的輸入為 。（1）力 （2） 應

6、變 （3）速度 （4）加速度2）結構型傳感器是依靠 的變化實現信號變換的。（1）本身物理性質 （2）體積大小 （3）結構參數 （4）電阻值3）不能用渦流式傳感器進行測量的是 。（1）位移 （2）材質鑒別 （3）探傷 （4）非金屬材料4）變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成 關系。（1）非線性 （2）線性 （3）反比 （4）平方5）半導體式應變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 。（1）長度 （2）截面積 （3）電阻率 （4）高通6）壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的 產生變化。（1）固有頻率 （2）阻尼比 （3）靈敏度 （4）壓電常數7） 在測量位移的傳感器中，符合非接觸

7、測量，而且不受油污等介質影響的是 傳感器。（1）電容式 （2）壓電式 （3）電阻式 （4）電渦流式8）自感型可變磁阻式傳感器，當氣隙變化時，其靈敏度S與之間的關系是：S 。（1）k1 （2）k （3）k-2 （4）-k-29）光電倍增管是利用 效應制成的器件。（1）內光電 （2）外光電 （3）光生伏特 （4）阻擋層10）光敏元件中 是直接輸出電壓的。（1）光敏電阻 （2）光電阻 （3）光敏晶體管 （4）光導纖維3、判斷題1）滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（ ）2）渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（ ）3）壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（ ）4）磁電式速度拾振器的上限工作頻

8、率取決于其固有頻率。（ ）4、問答題1） 哪些傳感器可選作小位移傳感器？2） 渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優點是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為什么？3） 電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？4） 電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應采取什么措施改進，就可以用電渦流傳感器測量了。5） 壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結構上有何不同，為什么？6） 試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。（1） 用簡圖說明該傳感器的結構并簡要說明其作用原理；（2） 兩個線圈通常應該接在什么電路中？用圖說明如何接法。5

9、、計算題1）某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r=4(mm)，工作初始極板間距離0=0.3(mm)，介質為空氣。問：（1）如果極板間距離變化量=±1(m)，電容的變化量C是多少？(pF)，讀數儀表的靈敏度k2=5（格mV）在=±1(m)時，讀 （2）如果測量電路的靈敏度k1=100數儀表的變化量為多少？第四章 信號調理1、填空題1）電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉化為 輸出的裝置。2）在橋式測量電路中，按照 的性質，電橋可分為直流和交流電橋。3）在橋式測量電路中，根據工作時阻抗參與變化的 可將其分為半橋與全橋測量電路。4）調幅是指一個高頻的正（余）弦信號與被

10、測信號 ，使高頻信號的幅值隨被測信號的 而變化。信號調幅波可以看作是載波與調制波的 。5）調頻波的解調又稱為 。6）調頻是利用信號電壓的 控制一個振蕩器，使其輸出為等幅波，而 與信號電壓成正比。7）常用濾波器的上、下截止頻率fc1、fc2的定義為，其帶寬B，若為倍頻程濾波器fc1與fc2的關系為。8）RC低通濾波器中RC值愈 ，則上截止頻率愈低。9）為提高靈敏度，磁記錄儀重放磁頭的線圈匝數應 ，為補償其微分特性，重放放大器應采用 。10）驅動振動子轉動的動力是由被記錄信號電流通過振動子線圈所產生的 。2、選擇題1）設有一電路，R1是工作橋臂，R2，R3，R4是固定電阻，且R1=R2=R3=R4

11、。工作時R1R1+2R1，則電橋輸出電壓ey（ ）。e0為電橋的電源電壓。（1）R1RR2R1e0 （2）1e0 （3）1e0 （4）e0 4R12R1R1R12）調幅過程相當于在時域中將調制信號與載波信號 。（1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相減3）電路中鑒頻器的作用是 。（1）使高頻電壓轉變成直流電壓 （2）使電感量轉變為電壓量（3）使頻率變化轉變為電壓變化 （4）使頻率轉變為電流4）一選頻裝置，其幅頻特性在f2區間近于平直，在f20區間急劇衰減，這叫濾波器。（1）低通 （2）高通 （3）帶通 （4）帶阻5)一帶通濾波器，其中心頻率是f0，-3dB帶寬是B，則濾波器的品質因數Q等于

12、（1）f0+B （2）f0-B （3）f0B （4）f0B6）為測量和記錄200Hz的正弦信號，最好選用 型號的振動子比較合適。（1）FC6120 (2) FC6120A (3)FC6400 （4）FC612007）為了改善重放磁頭的電壓輸出信號，應后續 電路。（1）放大 （2）微分放大 （3）積分放大 （4）頻率調制8）記錄一基頻為f的方波信號，應選用固有頻率fnf的光線示波器振動子。（1） （2）2 （3）10 （4）>>09) 伺服式記錄儀的特點是 。（1）記錄緩變信號幅值準確性高 （2）記錄緩變信號幅值準確性低（3）記錄中頻信號幅值準確性高 （4）記錄高頻信號準確性高10）

13、在選用振動子時，除了使阻尼比接近0.7 外，應使被測正弦信號的最高頻率fmfn。（1） （2）>2倍 （3）（0.50.6）倍 （4）<0.1倍3、判斷題1）平衡純電阻交流電橋須同時調整電阻平衡與電容平衡。 （ ）2）調幅波是載波與調制信號的疊加。 （ ）3）帶通濾波器的波形因數值越大，其頻率選擇性越好。 （ ）4) 將高通與低通濾波器串聯可獲得帶通或帶阻濾波器。 （ ）4、問答題1）何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數應滿足什么條件？交流電橋應滿足什么條件？2）調幅波的解調方法有哪幾種？3）抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？4）相關濾波器的的基本原

14、理是什么？舉例說明其工程應用。5、計算題1）以阻值R=120，靈敏度S=2的電阻絲應變片與阻值為120的固定電阻組成電橋，供橋電壓V0=3V，若。 其負載電阻為無窮大，應變片的應變=2000（1）求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。（2）求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。2）若x(t)為調制信號，y(t)=cos2f0t為載波，xm(t)為調幅波（如圖所示）（1）利用傅里葉變換性質說明調幅過程的原理。（2）畫出載波與調幅波的雙邊頻譜圖。第五章 信號及信號分析基礎1. 填空題1）確定信號可分為_和_兩類，前者頻譜具有的特點是_，后者的頻譜具有特點是_。2）信號的有效值又稱_；它反映信號的_；有效值的平

15、方稱_，它是信號的_。3）工程中常見的周期信號，其諧波幅度總的趨勢是隨著_而_的，因此，在頻譜分析中，沒有必要取那些_的諧波分量。2A11x(t)=2(cost-cos3t+cos5t+L)354）在周期方波信號的傅里葉級數式和周期三角波信號的傅里葉級數式中，信號的直流分量分別是_和_，方波信號的幅值收斂速度比三角波信號_，疊加復原達到同樣的精度要求時，方波信號比三角波信號需要更多的_，因此對測試裝置要求更寬的_。5）描述周期信號的強度用_最適宜，在信號分析中稱之為平均功率，在周期信號之中存在一個_域和_域間的功率等式為_。6）白噪聲是指_。7）對于非周期信號，當時間尺度在壓縮時，則其頻譜頻帶

16、_，幅值_，例如將記錄磁帶_，即是例證。8）單位脈沖函數(t-t0)與在t0點連續的模擬信號f(t)有積分式-(t-t0)f(t)dt=-t_，這個性質稱為_。 x(t)(t-1)dt=9）已知x(t)=e，則-_。10）根據_可以推得：輸出信號含有什么頻率成分，輸入信號中也一定含有這種頻率成分。11）周期信號和瞬態信號都可以由無限多個正弦波的疊加來等效，但周期信號的各頻率取為_值，可用_來求取，其幅值頻譜表征為各微小頻寬內頻率分量的_和_之比，因而嚴格地說，瞬態信號的幅值頻譜應稱之為_。12）在隨機信號的統計參數中均方值表示_；均值表示_；標準誤差表示_。13）隨即信號沒有數學表達式，可通過

17、對_的傅里葉變換獲得_，用它表示信號平均功率關于頻率的分布，以獲得信號的頻率結構。R（）14）在相關分析時，Rx()保留了_信息，xy保留了_信息。15）自相關函數Rx()是一個周期函數，則原信號是一個_，而自相關函數Rx()是一個脈沖信號，則原信號將是_。16）均值為零、角頻率為、幅值為x0、初相角為隨機變量的正弦函數x0sin(t+)的自相關函數是_。2R()=100cos50t17）已知某信號的自相關函數xy，則該信號的均方值x為_。R（）18）信號x(t)和信號y(t)的互相關函數xy的傅里葉變換稱為它們的_。19）互相關函數在工業中的主要應用有_，_，_。20）兩同頻正弦周期信號的互

18、相關函數包含下列信息_，而不同頻的正弦信號的互相關函數值為_。21）被測信號被截斷的實質是指_。22）頻混是由于_引起的，泄漏是由于_引起的。23）測試信號中最高頻率為100Hz，為了避免混疊，時域中采樣的間隔必須小于_s。24）要不產生頻混現象就要求采樣頻率fs與信號的截止頻率fc滿足_關系。2. 計算題1）、求正弦信號變化？2）、已知方波的傅里葉級數展開式為 x(t)=Asin(2t)T的單邊、雙邊頻譜、實頻圖、虛頻圖，如果該信號延時T/4后，其各頻譜又如何f(t)=4A011 cos0t-cos30t+cos50t-L35求該方波的均值、頻率成分、各頻率的幅值，并畫出其頻譜圖。3）、一時

19、間函數f(t)及其頻譜函數圖如圖5.2.3所示，已知函數x(t)=f(t)cos0t，設0>mm為f(t)中最高頻率分量的角頻率，試畫出x(t)和X(j)的示意圖形，當0<m時，X(j)的圖形會出現什么樣的情況？(a) f(t)的時域波形 (b) f(t)的頻譜圖5.2.3 f(t)的時域波形及其頻譜4）、圖5.2.4所示周期三角波的數學表達式為4ATA+t-<t<0T2x(t)=4ATA-t0<t<T2求出傅里葉級數的三角函數展開式并畫出單邊頻譜圖。圖5.2.4 周期三角波5）、已知某信號的自相關函數Rx(0)=500cos。試求：(1) 該信號的均值x；

20、(2) 均方值x；(3) 自功率譜Sx(f)。 2-2R()=ecos2f0(>0)的自譜密度函數，并畫出它們的圖形。 x6） 求自相關函數3. 問答題3-1 如果一個信號x(t)的自相關函數Rx()含有不衰減的周期成分，那說明x(t)含有什么樣的信號？2x3-2 圖3.36所示為某信號的自相關函數圖形，試確定該信號是什么類型信號，并在圖中表示=?，x=?圖3.36 習題3-13插圖3-3 信號x(t)送入信號分析儀繪得自相關函數的圖形如圖3.37所示(均值為零)，完成下列題目：(1) 根據圖形判斷x(t)中包含哪些類型的信號。(2) 根據坐標值估算所含信號的特征參數(即主要信息值)的大

21、小。3-4 兩個同頻率周期信號x(t)和y(t)的互相關函數中保留著這兩個信號中哪些信息？圖3.37 習題3-14插圖3-5 測得某一信號的相關函數圖形如圖3.38所示，試問：R（）(1) 是Rx()圖形，還是xy圖形？說明其原因。(2) 可以獲得該信號的哪些信息？圖3.38 習題3-16插圖3-6 不進行數學推導，試分析周期相同(T=100ms)的方波和正弦波的互相關函數是什么結果。3-18 試求圖3.39所示信號的頻譜函數(提示：可將f(t)看成矩形窗函數與(t-2)、(t+2)脈沖函數的卷積)。圖3.39 習題3-18插圖3-19 已知某信號的自相關函數Rx(0)=500cos。試求：(

22、1) 該信號的均值x；2x(2) 均方值；(3) 自功率譜Sx(f)。-2R()=ecos2f0(>0)的自譜密度函數，并畫出它們的圖形。 x3-20 求自相關函數參考答案第一章 信號及其描述（一）1、信號；2、時間（t），頻率（f）；3、離散性，諧波性，收斂性；4、準周期，瞬態非周期；5、均值x，均方值x，方差x；6、偶，奇；（二）1、；2、；3、；4、；5、； 22xA1（三）1；2、00；3；4、 Tsinc(2f+0)T)+Tsinc(2f-0)T)；a+j2f2xcos(t+)20x05、2x020； 2222a-4f-0+j4fa第二章 測試裝置的基本特性-jt （一）1、1/2，1/2，-45；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、A0e0；5、被測量；6、線性；（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）（三） （四）略第