..>測(cè)試技術(shù)考試試題庫(kù)〔帶答案〕一，學(xué)院班級(jí)**題號(hào)一二三四五六總分得分一、填空〔每空1份，共20分〕測(cè)試技術(shù)的根本任務(wù)是。從時(shí)域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng)的卷積。信號(hào)的時(shí)域描述，以為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以為獨(dú)立變量。如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz，為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于Hz。在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)其的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與交流電橋。金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)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。壓電式傳感器是利用*些物質(zhì)的而工作的。帶通濾波器的上下限截止頻率為fc2、fc1，其帶寬B=；假設(shè)其帶寬為1/3倍頻程則fc2=fc1。屬于能量控制型的傳感器有、等。根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為、、。相關(guān)濾波的工作原理是。12測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性可以用函數(shù)、函數(shù)和函數(shù)進(jìn)展數(shù)學(xué)描述。二、選擇題〔把正確答案前的字母填在空格上，每題1分，共10分〕不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是信號(hào)。A復(fù)雜周期B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程必須。A連續(xù)B統(tǒng)計(jì)特征與時(shí)間無(wú)關(guān)C各態(tài)歷經(jīng)D一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是。A固有頻率B阻尼比C時(shí)間常數(shù)D靈敏度系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時(shí)，對(duì)于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)數(shù)值不同的輸出量之間的最大差值稱(chēng)為。A回程誤差B絕對(duì)誤差C相對(duì)誤差D非線(xiàn)性誤差電阻應(yīng)變片的輸入為。A力B應(yīng)變C速度D加速度用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。A傳遞函數(shù)B互相關(guān)函數(shù)C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù)為使電纜的長(zhǎng)短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用放大器。A電壓B電荷C微分D積分在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量而且不受油污等介質(zhì)影響的是傳感器。A電容式B壓電式C電阻式D電渦流式信號(hào)分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號(hào)的頻率，可將磁帶，也可到達(dá)分析的目的。A重放速度放快B重放速度放慢C重放速度不變D多放幾次10.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量。A存在，但<5％B存在，但<1C在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在D不存在三、判斷題〔用√或×表示，在正確的題目對(duì)應(yīng)的括號(hào)里填√，反之填×，每題1分，共10分〕〔〕非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。〔〕傳遞函數(shù)一樣的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均一樣。〔〕調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。〔〕渦流傳感器屬于有源傳感器。〔〕滑線(xiàn)變阻器式傳感器不適于微小位移量的測(cè)量。〔〕窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。〔〕恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。〔〕隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。〔〕壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。10.〔〕假設(shè)系統(tǒng)是完全線(xiàn)性的，則輸入輸出的相干函數(shù)一定為1。四、簡(jiǎn)答題〔每題5分，共30分〕周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說(shuō)明其頻譜特點(diǎn)。二階測(cè)試裝置的兩個(gè)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試，如何確定其取值范圍？何謂不失真測(cè)試？實(shí)現(xiàn)測(cè)試不失真的測(cè)試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何？信號(hào)的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？為什么在動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕？測(cè)得兩個(gè)同頻正弦信號(hào)的相關(guān)函數(shù)波形如圖1，問(wèn)：圖1這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是互相關(guān)函數(shù)？為什么？〔2〕從波形中可以獲得信號(hào)的哪些信息？五、計(jì)算題〔共14分〕〔6分〕低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為，式中當(dāng)輸入信號(hào)為時(shí)，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出〔4分〕有一信號(hào)，初始相角為一隨機(jī)變量；試求1〕求其自相關(guān)函數(shù)；2〕確定其均值和方差。〔4分〕以阻值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時(shí)，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓應(yīng)用題〔共16分〕1.〔6分〕*車(chē)床加工外圓外表時(shí)，外表振紋主要是由主軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪不平衡慣性力使主軸箱振動(dòng)所引起，實(shí)驗(yàn)測(cè)得振紋的頻譜如圖2〔a〕所示，主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)示意圖如圖2(b)所示，傳動(dòng)軸Ⅰ、Ⅱ和主軸Ⅲ上的齒輪齒數(shù)分別為Z1=30,Z2=40,Z3=20,Z4=50,傳動(dòng)軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速為n1=2000轉(zhuǎn)/分〔根據(jù)傳動(dòng)比計(jì)算可知：傳動(dòng)軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速為n2=1500轉(zhuǎn)/分，主軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速為n2=600轉(zhuǎn)/分〕，試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對(duì)加工外表的振紋影響較大？為什么？〔a〕(b)圖22.〔10分〕欲測(cè)試圖3(a)所示簡(jiǎn)直梁的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)〔固有頻率和阻尼比〕，〔1〕請(qǐng)從現(xiàn)有設(shè)備中選擇，并用框圖表示測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成，簡(jiǎn)述測(cè)試過(guò)程；〔2〕測(cè)得該梁的幅頻特性曲線(xiàn)如圖3〔b〕所示，根據(jù)該曲線(xiàn)如何確定簡(jiǎn)直梁的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)〔給出原理、公式并在圖中表示〕〔現(xiàn)有設(shè)備：壓電式加速度計(jì)、壓電式力傳感器、磁電式速度計(jì)、電阻應(yīng)變片、電荷放大器、功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、激振器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、顯示設(shè)備〕圖3(a)圖3(b)**大學(xué)200*—200*學(xué)年第一學(xué)期"傳感器與測(cè)試技術(shù)"期末考試試卷參考答案學(xué)院_年級(jí)_考試班級(jí)___填空(每空1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共20分)獲取有用的信息脈沖響應(yīng)函數(shù)時(shí)間()、頻率或100Hz鼓勵(lì)電壓〔或工作電壓或橋壓或電源〕導(dǎo)體機(jī)械形變、半導(dǎo)體電阻率的〔或半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)〕壓電效應(yīng)、〕電阻式傳感器、渦電流傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器等，答對(duì)任何兩個(gè)均得2分調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測(cè)原理傳遞、頻率響應(yīng)、脈沖響應(yīng)選擇題〔每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分〕1—5DBCAB6—10DBDBD判斷題〔每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分〕1—5×√×√√6—10√×√×√簡(jiǎn)答題〔每題5分，共30分〕1．〔5分〕2分頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減性3分(每答對(duì)一個(gè)得1分)2．〔5分〕固有頻率()和阻尼比()3分(每答對(duì)一個(gè)得1.5分)為了實(shí)現(xiàn)不失真,阻尼比(2分(每答對(duì)一個(gè)得1分)3.〔5分〕輸出y(t)與輸入*(t)滿(mǎn)足關(guān)系y(t)=A0*(t-t0),其中A0和t0為常數(shù),則為不失真測(cè)試。2分或者用文字描述上述關(guān)系，描述正確2分，不完整1分，錯(cuò)誤不得分。實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的測(cè)試裝置的幅頻特性為A(ω)=A0相頻特性為φ(ω)=1.5分或者用文字表述，表述正確同樣得分。4.〔5分〕〔1〕電壓幅值調(diào)理〔或者放大〕1分〔2〕濾波〔或者濾去高頻〕2分〔3〕隔離直流分量〔或者隔直〕1分〔4〕如原信號(hào)進(jìn)展調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)展解調(diào)〔或者解調(diào)〕1分5.〔5分〕動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋〔1分〕，即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線(xiàn)間存在分布電容〔1分〕，相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個(gè)電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡〔3分〕。5分其它的表述酌情給分。6.〔5分〕〔1〕互相關(guān)函數(shù)，因?yàn)槭欠瞧娣桥己瘮?shù)。2分〔2〕頻率信息：正弦波形的頻率與此波形頻率一樣1分相位信息：兩正弦波形之間的相位差就是此波形中的初相位1分幅值信息：此波形的振幅是兩個(gè)正弦波振幅乘積的一半1分計(jì)算題〔共14分〕1.〔6分〕令，根據(jù)線(xiàn)性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性，由，可以得到：1分1分由，可以得到：1分1分由線(xiàn)性系統(tǒng)的疊加性可得2分2.〔4分〕自相關(guān)函數(shù)：1分==1分均值：==01分方差：1分3.〔4分〕單臂：V2分雙臂：V2分應(yīng)用題〔共16分〕1.〔6分〕轉(zhuǎn)動(dòng)軸=1\*ROMANI的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：2000/60=33.3HZ；1分轉(zhuǎn)動(dòng)軸=2\*ROMANII的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：1500/60=25HZ；1分轉(zhuǎn)動(dòng)軸=3\*ROMANIII的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：600/60=10HZ；1分與實(shí)驗(yàn)測(cè)得振紋的頻譜圖比較可知軸=2\*ROMANII上的齒輪不平衡量對(duì)加工外表的振紋影響最大。3分2．〔10分〕〔1〕〔6分〕測(cè)試系統(tǒng)組成框圖：〔4分〕測(cè)試過(guò)程〔2分〕：信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)由功率放大器放大后傳送給激振器，激振器通過(guò)壓電式力傳感器對(duì)簡(jiǎn)支梁激振；壓電力傳感器拾取激振力信號(hào)，壓電加速度傳感器拾取振動(dòng)信號(hào)，分別經(jīng)電荷放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最后由顯示設(shè)備顯示頻率響應(yīng)函數(shù)。幅頻特性峰值幅頻特性峰值對(duì)應(yīng)的頻率為簡(jiǎn)支梁的固有頻率；2分半功率點(diǎn)〔或者〕對(duì)應(yīng)的頻率分別為、；阻尼比方下方法估計(jì)：2分要求能在圖中正確表示，否則酌情扣分。〔2〕〔4分〕復(fù)習(xí)題第一章信號(hào)及其描述〔一〕填空題測(cè)試的根本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在*些物理量之中，并依靠它們來(lái)傳輸?shù)摹＿@些物理量就是，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號(hào)。信號(hào)的時(shí)域描述，以為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以為獨(dú)立變量。周期信號(hào)的頻譜具有三個(gè)特點(diǎn)：，，。非周期信號(hào)包括信號(hào)和信號(hào)。描述隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)有、、。對(duì)信號(hào)的雙邊譜而言，實(shí)頻譜〔幅頻譜〕總是對(duì)稱(chēng)，虛頻譜〔相頻譜〕總是對(duì)稱(chēng)。〔二〕判斷對(duì)錯(cuò)題〔用√或×表示〕各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。〔〕信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含一樣的信息量。〔〕非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)的。〔〕非周期信號(hào)幅頻譜與周期信號(hào)幅值譜的量綱一樣。〔〕隨機(jī)信號(hào)的頻域描述為功率譜。〔〕〔三〕簡(jiǎn)答和計(jì)算題求正弦信號(hào)的絕對(duì)均值μ|*|和均方根值*rms。求正弦信號(hào)的均值，均方值，和概率密度函數(shù)p(*)。求指數(shù)函數(shù)的頻譜。求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)的傅立葉變換。求指數(shù)衰減振蕩信號(hào)的頻譜。..>第二章測(cè)試裝置的根本特性..>〔一〕填空題*一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號(hào)，則輸出信號(hào)的頻率為，幅值，相位。試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、和。當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系為時(shí)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)測(cè)試。此時(shí)，系統(tǒng)的頻率特性為。傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的越小。一個(gè)理想的測(cè)試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有關(guān)系為最正確。〔二〕選擇題不屬于測(cè)試系統(tǒng)的靜特性。〔1〕靈敏度〔2〕線(xiàn)性度〔3〕回程誤差〔4〕阻尼系數(shù)從時(shí)域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng)響應(yīng)的卷積。〔1〕正弦〔2〕階躍〔3〕脈沖〔4〕斜坡兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系統(tǒng)，其相頻特性為。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量。〔1〕存在，但<5％〔2〕存在，但<1〔3〕在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在〔4〕不存在忽略質(zhì)量的單自由度振動(dòng)系統(tǒng)是系統(tǒng)。〔1〕零階〔2〕一階〔3〕二階〔4〕高階一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是。〔1〕固有頻率〔2〕線(xiàn)性度(3)時(shí)間常數(shù)〔4〕阻尼比用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值到達(dá)穩(wěn)態(tài)值倍所經(jīng)過(guò)的時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。〔1〕0.632〔2〕0.865〔3〕0.950〔4〕〔三〕判斷對(duì)錯(cuò)題〔用√或×表示〕一線(xiàn)性系統(tǒng)不滿(mǎn)足"不失真測(cè)試〞條件，假設(shè)用它傳輸一個(gè)1000Hz的正弦信號(hào)，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。〔〕在線(xiàn)性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱(chēng)為傳遞函數(shù)。〔〕當(dāng)輸入信號(hào)一定時(shí)，系統(tǒng)的輸出將完全取決于傳遞函數(shù)，而與該系統(tǒng)的物理模型無(wú)關(guān)。〔〕傳遞函數(shù)一樣的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均一樣。〔〕測(cè)量裝置的靈敏度越高，其測(cè)量范圍就越大。〔〕幅頻特性是指響應(yīng)與鼓勵(lì)信號(hào)的振幅比與頻率的關(guān)系。〔〕〔四〕簡(jiǎn)答和計(jì)算題什么叫系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？測(cè)試裝置的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性各包括那些？測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什么？*測(cè)試裝置為一線(xiàn)性時(shí)不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為。求其對(duì)周期信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。將信號(hào)輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過(guò)程在內(nèi)的輸出的表達(dá)式。第三章常用傳感器〔一〕填空題屬于能量控制型的傳感器有等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有等〔每個(gè)至少舉例兩個(gè)〕。金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理根底的區(qū)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。為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線(xiàn)性度及減小外部條件變化對(duì)測(cè)量精度的影響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用工作方式。壓電式傳感器的測(cè)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(shí)，可不受連接電纜長(zhǎng)度的限制。渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的效應(yīng)。磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是。壓電式傳感器是利用*些物質(zhì)的而工作的。〔二〕選擇題電阻應(yīng)變片的輸入為。〔1〕力〔2〕應(yīng)變〔3〕速度〔4〕加速度構(gòu)造型傳感器是依靠的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。〔1〕本身物理性質(zhì)〔2〕體積大小〔3〕構(gòu)造參數(shù)〔4〕電阻值不能用渦流式傳感器進(jìn)展測(cè)量的是。〔1〕位移〔2〕材質(zhì)鑒別〔3〕探傷〔4〕非金屬材料變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成關(guān)系。〔1〕非線(xiàn)性〔2〕線(xiàn)性〔3〕反比〔4〕平方半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是。〔1〕長(zhǎng)度〔2〕截面積〔3〕電阻率〔4〕高通壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變化，將會(huì)引起傳感器的產(chǎn)生變化。〔1〕固有頻率〔2〕阻尼比〔3〕靈敏度〔4〕壓電常數(shù)在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是傳感器。〔1〕電容式〔2〕壓電式〔3〕電阻式〔4〕電渦流式自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙變化時(shí)，其靈敏度與之間的關(guān)系是：＝。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕光電倍增管是利用效應(yīng)制成的器件。〔1〕內(nèi)光電〔2〕外光電〔3〕光生伏特〔4〕阻擋層〔三〕判斷對(duì)錯(cuò)題〔用√或×表示〕滑線(xiàn)變阻器式傳感器不適于微小位移量測(cè)量。〔〕渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器〔〕壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。〔〕磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。〔〕〔四〕簡(jiǎn)答和計(jì)算題哪些傳感器可選作小位移傳感器？渦流傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測(cè)量大位移量？為什么？電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)量哪些非電量？電渦流傳感器能否測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移？假設(shè)能測(cè)量理由是什么？不能測(cè)量理由是什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測(cè)量了。壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在構(gòu)造上有何不同，為什么？試用雙螺管線(xiàn)圈差動(dòng)型電感傳感器做成一個(gè)測(cè)力傳感器。用簡(jiǎn)圖說(shuō)明該傳感器的構(gòu)造并簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用原理；兩個(gè)線(xiàn)圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說(shuō)明如何接法。*電容傳感器〔平行極板電容器〕的圓形極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問(wèn)：如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？如果測(cè)量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度〔格／mV〕在時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？第四章信號(hào)調(diào)理、記錄和顯示〔一〕填空題電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為輸出的裝置。在橋式測(cè)量電路中，按照的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)工作時(shí)阻抗參與變化的可將其分為半橋與全橋測(cè)量電路。調(diào)幅是指一個(gè)高頻的正〔余〕弦信號(hào)與被測(cè)信號(hào)，使高頻信號(hào)的幅值隨被測(cè)信號(hào)的而變化。信號(hào)調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的。調(diào)頻波的解調(diào)又稱(chēng)為。調(diào)頻是利用信號(hào)電壓的控制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而與信號(hào)電壓成正比。常用濾波器的上、下截止頻率、的定義為，其帶寬＝，假設(shè)為倍頻程濾波器與的關(guān)系為。RC低通濾波器中RC值愈，則上截止頻率愈低。〔二〕選擇題設(shè)有一電路，是工作橋臂，，，是固定電阻，且。工作時(shí)，則電橋輸出電壓〔〕。為電橋的電源電壓。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕調(diào)幅過(guò)程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)。〔1〕相乘〔2〕相除〔3〕相加〔4〕相減電路中鑒頻器的作用是。〔1〕使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓〔2〕使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫俊?〕使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?〕使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏饕贿x頻裝置，其幅—頻特性在區(qū)間近于平直，在區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。〔1〕低通〔2〕高通〔3〕帶通〔4〕帶阻一帶通濾波器，其中心頻率是，-3dB帶寬是，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)等于。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔三〕判斷對(duì)錯(cuò)題〔用√或×表示〕平衡純電阻交流電橋須同時(shí)調(diào)整電阻平衡與電容平衡。〔〕調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。〔〕帶通濾波器的波形因數(shù)值越大，其頻率選擇性越好。〔〕將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。〔〕〔四〕簡(jiǎn)答和計(jì)算題何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？交流電橋應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？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？相關(guān)濾波器的的根本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。以阻值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋，供橋電壓，假設(shè)其負(fù)載電阻為無(wú)窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變。〔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假設(shè)為調(diào)制信號(hào)，為載波，為調(diào)幅波〔如下列圖〕〔1〕利用傅里葉變換性質(zhì)說(shuō)明調(diào)幅過(guò)程的原理。〔2〕畫(huà)出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。第五章信號(hào)處理初步〔一〕填空題為了識(shí)別信號(hào)類(lèi)型，常用的信號(hào)分析方法有、和。為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、和。在數(shù)字信號(hào)處理中，為防止頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)成為，還應(yīng)使采樣頻率滿(mǎn)足采樣定理即。如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz，為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于Hz。假設(shè)*(t)是均值為u*為零的寬帶隨機(jī)信號(hào)其自相關(guān)函數(shù)τ=0時(shí)R*(τ)，τ∞時(shí)R*(τ)。用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。假設(shè)*一信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號(hào)的均方值為=，均方根值為*rms=。最常用的功率譜估計(jì)方法為。為信號(hào)的沿頻率軸的分布，稱(chēng)為。巴塞伐爾定理表示在中計(jì)算的信號(hào)總能量，等于在中計(jì)算的信號(hào)總能量。〔二〕判斷對(duì)錯(cuò)題〔用√或×表示〕頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。〔〕A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。〔〕對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全防止柵欄效應(yīng)。〔〕窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。〔〕互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。〔〕利用系統(tǒng)輸入*(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。〔〕假設(shè)系統(tǒng)是完全線(xiàn)性的，則輸入-輸出的相干函數(shù)一定為1。〔〕〔三〕簡(jiǎn)答和計(jì)算題信號(hào)，求信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，并畫(huà)出自功率譜〔雙邊幅值譜〕。求頻率一樣的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。相關(guān)濾波器的根本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。試根據(jù)一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號(hào)中的常值分量和周期成分。*一系統(tǒng)的輸入信號(hào)為*(t)，假設(shè)輸出y(t)與輸入*(t)一樣，輸入的自相關(guān)函數(shù)和輸入—輸出的互相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為，試說(shuō)明該系統(tǒng)起什么作用？應(yīng)用巴塞伐爾定理求的積分值。第六章振動(dòng)測(cè)試〔一〕填空題單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)，位移共振頻率系統(tǒng)固有頻率，速度共振頻率系統(tǒng)固有頻率，加速度共振頻率系統(tǒng)固有頻率。單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)，在相位共振處位移始終落后于激振力度。單自由度系統(tǒng)根底運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)，當(dāng)激振頻率固有頻率時(shí)，質(zhì)量塊和殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和根底振動(dòng)近于相等。鼓勵(lì)方式分為，，。按所測(cè)的振動(dòng)性質(zhì)可將拾振器分為和。阻抗頭的前端是，后面是測(cè)量激振點(diǎn)響應(yīng)的。壓電式傳感器的測(cè)量電路〔即前置放大器〕有兩種形式：、和。機(jī)械系統(tǒng)的主要振動(dòng)參數(shù)是，和。相對(duì)法校準(zhǔn)傳感器時(shí)，經(jīng)國(guó)家計(jì)量等部門(mén)嚴(yán)格校準(zhǔn)過(guò)的傳感器起著"振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳遞〞的作用，稱(chēng)為傳感器。〔二〕判斷對(duì)錯(cuò)題〔用√或×表示〕壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。〔〕磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。〔〕壓電式加速度計(jì)手持探針?lè)y(cè)振時(shí)，加速度計(jì)的使用上限頻率最低。〔〕壓電式加速度計(jì)的重量越輕，使用上限頻率越高，靈敏度越低。〔〕渦流位移傳感器屬于絕對(duì)式拾振器。〔〕低頻激振時(shí)，激振器的安裝固有頻率應(yīng)比激振頻率高3倍以上。〔〕快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。〔〕脈沖錘的錘頭越軟，則鼓勵(lì)的頻率范圍越大。〔〕在振動(dòng)測(cè)試中，測(cè)得的鼓勵(lì)和響應(yīng)之間的相位差包括了測(cè)試系統(tǒng)中所有儀器的相移。〔〕〔三〕簡(jiǎn)答和計(jì)算題對(duì)單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)，分別寫(xiě)出其位移頻響函數(shù)、速度頻響函數(shù)、加速度頻響函數(shù)。對(duì)單自由度系統(tǒng)根底位移所引起的受迫振動(dòng)，分別寫(xiě)出其相對(duì)位移頻響函數(shù)、絕對(duì)位移頻響函數(shù)。對(duì)于壓電式加速度計(jì)，畫(huà)出其工作原理圖，并說(shuō)明為什么其上限頻率取決于固有頻率？對(duì)于磁電式絕對(duì)速度計(jì)，畫(huà)出其工作原理圖，并說(shuō)明為什么其下限頻率取決于固有頻率？如何用實(shí)頻曲線(xiàn)估計(jì)系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫(huà)圖說(shuō)明。參考答案第一章信號(hào)及其描述〔一〕1、信號(hào)；2、時(shí)間〔t〕，頻率〔f〕；3、離散性，諧波性，收斂性；4、準(zhǔn)周期，瞬態(tài)非周期；5、均值，均方值，方差；6、偶，奇；〔二〕1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；〔三〕1、，；2、0，，；3、；4、；5、；第二章測(cè)試裝置的根本特性〔一〕1、1/2，，；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、；5、被測(cè)量；6、線(xiàn)性；〔二〕〔4〕〔3〕〔2〕〔4〕〔2〕〔3〕〔1〕〔三〕╳√√√╳╳〔四〕略第三章常用傳感器〔一〕1、電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁電；2、金屬絲的幾何變形，半導(dǎo)體材料的電阻率變化；3、差動(dòng)；4、電荷，電壓，電荷；5、渦電流；6、mv/(m/s)；7、壓電效應(yīng)。〔二〕〔2〕〔3〕〔4〕〔2〕〔3〕，〔3〕〔4〕〔4〕〔2〕〔三〕√√╳╳〔四〕略第四章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄〔一〕1、電壓或電流；2、鼓勵(lì)電壓；3、橋臂數(shù)；4、相乘，相乘；5、鑒頻；6、幅值，頻率；7、幅頻特性曲線(xiàn)降為最大值的倍時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為截止頻率；；，8、大；〔二〕〔1〕〔1〕〔3〕〔2〕〔4〕〔三〕√╳╳√〔四〕略第五章信號(hào)處理初步〔一〕1、概率密度函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)；2、帶通濾波法，傅立葉變換法；3、有限帶寬，；4、100；5、，0；6、相干函數(shù)；7、；8、周期圖法；9、功率密度，能譜；10、時(shí)域，頻域；〔二〕1、╳；2、√；3、√；4、√；5、╳；6、╳；7、╳；〔三〕1、，；2、；3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)；4、信號(hào)的常值分量為其自相關(guān)函數(shù)均值的開(kāi)方，周期成分與其自相關(guān)函數(shù)周期成分的頻率一樣、幅值成比例關(guān)系；5、該系統(tǒng)的作用是使信號(hào)幅值不變、相位提前T；6、；第六章振動(dòng)的測(cè)試〔一〕1、小于，等于，大于；2、90；3、遠(yuǎn)大于；4、穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)激振，瞬態(tài)激振；5、相對(duì)式，絕對(duì)式；6、力傳感器，加速度計(jì)；7、電荷放大器，電壓放大器；8、固有頻率，阻尼比，振型；9、參考。〔二〕1、╳；2、╳；3、√；4、√；5、╳；6、√；7、√；8、╳；9、√；〔三〕略二，一、填空題〔25分，每空1分〕1．時(shí)間常數(shù)τ是一階傳感器動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，時(shí)間常數(shù)τ越小，響應(yīng)越快，響應(yīng)曲線(xiàn)越接近于輸入階躍曲線(xiàn)。2．滿(mǎn)足測(cè)試裝置不失真測(cè)試的頻域條件是幅頻特性為一常數(shù)和相頻特性與頻率成線(xiàn)性關(guān)系。3．電荷放大器常用做壓電傳感器的后續(xù)放大電路，該放大器的輸出電壓與傳感器產(chǎn)生的電荷量成正比，與電纜引線(xiàn)所形成的分布電容無(wú)關(guān)。4．信號(hào)當(dāng)時(shí)間尺度在壓縮時(shí)，則其頻帶變寬其幅值變小。5．當(dāng)測(cè)量較小應(yīng)變值時(shí)，應(yīng)選用電阻應(yīng)變效應(yīng)工作的應(yīng)變片，而測(cè)量大應(yīng)變值時(shí)，應(yīng)選用壓阻效應(yīng)工作的應(yīng)變片，后者應(yīng)變片阻值的相對(duì)變化主要由材料電阻率的相對(duì)變化來(lái)決定。6．電感式和電容式傳感器常采用差動(dòng)方式，不僅可提高靈敏度，且能改善或消除非線(xiàn)性。7.電渦流傳感器是利用金屬材料的電渦流效應(yīng)工作，可分為低頻透射式和高頻反射式兩種，其中前者常用于材料厚度的測(cè)量。8．在調(diào)制解調(diào)技術(shù)中，將控制高頻振蕩的低頻信號(hào)稱(chēng)為調(diào)制波，載送低頻信號(hào)的高頻振蕩信號(hào)稱(chēng)為載波，將經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程所得的高頻振蕩波稱(chēng)為已調(diào)制波。9．，為單位脈沖函數(shù)，則積分=12。10．霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)速齒輪的齒數(shù)為20，假設(shè)測(cè)得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為300Hz，則被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速為900r/min。11.RC低通濾波器中的RC值越大，則其上限截止頻率越小。12.頻率混疊是由于采樣頻率過(guò)低引起的，泄漏則是由于信號(hào)截?cái)嗨鸬摹６⑦x擇題〔15分，每題1.5分〕1．離散、周期的時(shí)域信號(hào)頻譜的特點(diǎn)是〔C〕的。A非周期、離散 B非周期、連續(xù)C、周期、離散D周期、連續(xù)2．按傳感器能量源分類(lèi)，以下傳感器不屬于能量控制型的是〔C〕。A電阻傳感器 B電感傳感器C光電傳感器D電容傳感器3．變磁通感應(yīng)式傳感器在測(cè)量軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，其齒盤(pán)應(yīng)采用〔B〕材料制成。

A金屬 B導(dǎo)磁 C塑料 D導(dǎo)電4．測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力，稱(chēng)為〔D〕。A精度B靈敏度C精細(xì)度D分辨力5．?dāng)?shù)字信號(hào)的特征是〔B〕。A時(shí)間上離散，幅值上連續(xù) B時(shí)間、幅值上都離散C時(shí)間上連續(xù)，幅值上量化 D時(shí)間、幅值上都連續(xù)6．傳感器靈敏度越高，表示該傳感器〔B〕。A工作頻帶越寬 B單位輸入引起的輸出量越大C線(xiàn)性范圍越寬 D允許的輸入量越大7．周期信號(hào)傅立葉級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)表示各諧波分量的〔C〕。A相位 B周期C振幅D頻率8．A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則其〔B〕。A分辨力越低 B轉(zhuǎn)換精度越高 C轉(zhuǎn)換速度越快 D轉(zhuǎn)換時(shí)間越短9．濾波器的-3dB頻率指輸出信號(hào)幅值為輸入信號(hào)幅值的〔C〕時(shí)所對(duì)應(yīng)的截止頻率。A B1C D1/210．不能用于材料厚度的非接觸測(cè)量的傳感器為〔C〕。A渦流式B電容式C壓電式D光電式三、簡(jiǎn)答題〔24分〕1．根據(jù)濾波器的選頻作用，一般將濾波器分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器。以下列圖為這些濾波器的幅頻特性，請(qǐng)分別標(biāo)注出來(lái)。并列出4個(gè)實(shí)際濾波器的主要特征參數(shù)。〔6分〕(a)帶通(b)高通(c)帶阻(d)低通主要特征參數(shù)〔任選4個(gè)〕：(1)截止頻率(2)帶寬(3)紋波幅度(4)品質(zhì)因子(5)倍頻程選擇性(6)濾波器因數(shù)2．以下列圖為同一正弦信號(hào)分別用一樣時(shí)寬的矩形窗和漢寧窗截?cái)嗪蟮玫降念l譜圖。請(qǐng)指出下面二個(gè)頻譜圖分別采用以上哪個(gè)窗函數(shù)得到的，并說(shuō)出這兩種窗函數(shù)的主要特點(diǎn)。〔6分〕00Fs/2頻率幅度0Fs/2幅度頻率(a)漢寧窗(b)矩形窗答：矩形窗的特點(diǎn)：主瓣比較集中。但旁瓣較高，并有負(fù)旁瓣，導(dǎo)致變換中帶進(jìn)了高頻干擾和泄漏，甚至出現(xiàn)負(fù)譜現(xiàn)象。漢寧窗的特點(diǎn)：主瓣較寬，旁瓣較低，衰減速度也較快。但帶寬加寬，使得頻率分辨力下降。3.一階系統(tǒng)受到一個(gè)階躍輸入的作用，在2秒時(shí)到達(dá)輸入最大值的20%，試求：測(cè)試系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)和當(dāng)輸出到達(dá)最大值的95%時(shí)，需多長(zhǎng)時(shí)間？〔6分〕解：當(dāng)輸出到達(dá)最大值的95%時(shí)，4．以下列圖為動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀工作框圖，請(qǐng)指出圖中A、B和C分別代表什么？并說(shuō)明B和C在系統(tǒng)中的作用是什么？〔6分〕答：A電橋?qū)㈦娮琛㈦娙荨㈦姼械葏?shù)變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出B相敏檢波解調(diào)C低通濾波器選取低頻信號(hào)，抑制或衰減掉其他不需要的成分三、計(jì)算題〔共36分〕1．〔9分〕求以下列圖周期性鋸齒波的傅立葉級(jí)數(shù)，并繪出其頻譜圖。ttT/2-T/21-10‥‥‥‥‥‥*(t)解：2．〔9分〕求周期余弦信號(hào)的均值、均方值、自相關(guān)函數(shù)和自譜。解：均值均方值自相關(guān)函數(shù)自譜3．〔9分〕有一薄壁圓管式拉力傳感器如以下列圖所示。其彈性元件材料的泊松比為0.3，電阻應(yīng)變片和阻值一樣，且靈敏系數(shù)均為2，應(yīng)變片貼片位置如下列圖。假設(shè)受拉力作用，問(wèn)：(1)欲測(cè)量拉力的大小，應(yīng)如何正確組成電橋？請(qǐng)畫(huà)出相應(yīng)的電橋。(2)當(dāng)供橋電壓，時(shí)，輸出電壓是多少〔〕？解：(1)為了測(cè)量力P大小，測(cè)試電橋應(yīng)如以下列圖所示連接：(2)設(shè)R1、R2、R3、R4應(yīng)變分別為ε1，ε2，ε3，ε4。因?yàn)椴此杀圈?0.3，故R3、R4的應(yīng)變?chǔ)?=ε4=-με1×300=-904．〔9分〕一個(gè)電容測(cè)微儀，其傳感器的圓形極板半徑為4mm，工作初始間隙0.3mm，介電常數(shù)為8.85×10-12F/m，試求：(1)工作中，假設(shè)傳感器參與工作的間隙變化量為2，電容變化量是多少？(2)假設(shè)測(cè)量電路的靈敏度為100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度為5格/mV，當(dāng)間隙變化量還為2，讀數(shù)儀表示值變化多少格？解：(1)相對(duì)面積A=πr2×10-5m2由于兩極板間距變化引起的電容變化量為：(2)儀表示值變化格數(shù)為：N=5×100×(-?C)=5×100××10-3三，一、填空題〔30分，每空1.5分〕作為傳感器的核心部件，直接感受被測(cè)物理量并對(duì)其進(jìn)展轉(zhuǎn)換的元件稱(chēng)為敏感元件。在τ為0情況下，自相關(guān)函數(shù)值到達(dá)最大值。*周期信號(hào)的周期為0.2s，則該信號(hào)的3次諧波分量的頻率為15Hz。周期信號(hào)的頻譜具有離散性，諧波性和衰減性。假設(shè)采樣頻率過(guò)低，不滿(mǎn)足采樣定理，則被采樣信號(hào)的頻譜會(huì)產(chǎn)生頻混現(xiàn)象。在外力作用下，金屬應(yīng)變式傳感器主要產(chǎn)生幾何尺寸變化，而壓阻式傳感器主要是電阻率發(fā)生變化，兩者都引起電阻值發(fā)生變化。衡量傳感器在同一工作條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)展屢次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的不一致程度的指標(biāo)為重復(fù)性。電感式和電容式傳感器常采用差動(dòng)構(gòu)造來(lái)提高其靈敏度，改善非線(xiàn)性誤差。描述一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)是時(shí)間常數(shù)，其值越小，則該系統(tǒng)頻帶越寬，響應(yīng)越快。當(dāng)壓電式傳感器使用電荷放大器，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長(zhǎng)度變化的影響。抗混濾波器是一種低通濾波器，其上限截止頻率與采樣頻率之間的關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式QUOTE。*信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號(hào)的均值為0，均方根值為10。假設(shè)窗函數(shù)的頻譜為，則時(shí)延窗函數(shù)的頻譜為QUOTE。比照可以發(fā)現(xiàn)，時(shí)延窗函數(shù)的幅值譜與原窗函數(shù)的對(duì)應(yīng)量一樣。二、選擇題〔20分，每題1分〕1.描述傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)有D。A幅頻特性B穩(wěn)定時(shí)間C動(dòng)態(tài)范圍D線(xiàn)性度2.以下統(tǒng)計(jì)參數(shù)中，用以描述隨機(jī)信號(hào)波動(dòng)范圍的參數(shù)為B。A均值B方差C均方值D概率密度函數(shù)信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述通過(guò)C來(lái)建立關(guān)聯(lián)。A拉氏變換B卷積C傅立葉變換D相乘4．理想濾波器在通帶內(nèi)的幅頻特性為A。A常數(shù)B零C零或常數(shù)D無(wú)法確定5.如果隔振臺(tái)對(duì)低頻鼓勵(lì)起不了明顯的隔振作用，但對(duì)高頻鼓勵(lì)卻有很好的隔振作用，則，隔振臺(tái)屬于B。A高通濾波器B低通濾波器C帶通濾波器D帶阻濾波器測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力，稱(chēng)為D。A量程B靈敏度C準(zhǔn)確度D分辨力變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)速齒輪的齒數(shù)為30，假設(shè)測(cè)得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為300Hz，則被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速為D。A300轉(zhuǎn)/分B480轉(zhuǎn)/分C900轉(zhuǎn)/分D600轉(zhuǎn)/分濾波器的-3dB截止頻率指信號(hào)幅值衰減為輸入幅值C對(duì)應(yīng)的頻率。AB1CD1/2對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)展采樣時(shí)，假設(shè)信號(hào)的記錄時(shí)間不變，采樣頻率越高，則C。A泄漏誤差越大B頻率混疊越嚴(yán)重C采樣點(diǎn)數(shù)越多D頻域分辨率越低10．壓電式傳感器目前多用于測(cè)量D。A靜態(tài)力B溫度C速度D加速度與動(dòng)態(tài)力11．當(dāng)時(shí)，兩信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)呈周期變化，說(shuō)明兩信號(hào)必定B。A為周期信號(hào)B含有同頻率的周期成分C為非周期信號(hào)D含有不同頻率的周期成分濾波器的帶寬越小，表示該濾波器D。A建立時(shí)間越短，頻率分辨率越低B建立時(shí)間越長(zhǎng)，頻率分辨率越低C建立時(shí)間越短，頻率分辨率越高D建立時(shí)間越長(zhǎng)，頻率分辨率越高13．假設(shè)、分別為變極距型電容式傳感器極板間的初始極距和極距變化量，為極板面積，在的條件下，該電容傳感器靈敏度近似為D。A．B．C．D．14．假設(shè)瞬變信號(hào)的頻譜為，則信號(hào)(其中、均為正實(shí)常數(shù))的頻譜為A。ABCD測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)定方法包括階躍響應(yīng)試驗(yàn)和A試驗(yàn)。A頻率響應(yīng)B脈沖響應(yīng)C傳遞函數(shù)D任意輸入響應(yīng)16．以下C的頻譜為連續(xù)頻譜。A周期矩形脈沖B正弦函數(shù)C矩形窗函數(shù)D周期方波17．單位脈沖函數(shù)的采樣特性表達(dá)式為A。ABCD18．屬于物性型傳感器為D。A應(yīng)變式傳感器B電感式傳感器C電容式傳感器D壓電式傳感器19．可以實(shí)現(xiàn)非接觸振動(dòng)測(cè)量的傳感器為B或者C。A應(yīng)變式傳感器B電感式傳感器C電容式傳感器D壓電式傳感器20．動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀中相敏檢波電路的作用是B。A幅值調(diào)制B幅值解調(diào)C頻率解調(diào)D濾波三、計(jì)算題〔共30分〕1．周期矩形脈沖信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為：，其時(shí)域波形和頻譜如以下列圖所示。其中周期矩形脈沖的周期為，脈沖寬度為。〔10分〕假設(shè)ms，，該周期矩形脈沖信號(hào)的帶寬為4000Hz，譜線(xiàn)間隔為1000Hz。假設(shè)矩形脈沖幅度和寬度保持不變，周期變?yōu)闀r(shí)，其帶寬為4000Hz、譜線(xiàn)間隔為500Hz，頻譜最大幅度為。2．假設(shè)要求100Hz正弦信號(hào)通過(guò)*一階濾波器后，幅值誤差小于5％，問(wèn)該一階濾波器的時(shí)間常數(shù)最大為多少？120Hz正弦信號(hào)通過(guò)該濾波器后，幅值誤差為多少？(6分)解：濾波器作為一階系統(tǒng)，有和對(duì)于同一頻率f，越大，測(cè)量誤差越大，令f=100Hz,測(cè)量誤差小于5%，即，求出。所以該濾波器的時(shí)間常數(shù)最大取為。120Hz正弦信號(hào)通過(guò)該濾波器時(shí)，有，即幅值誤差為6.972%。3．*等截面梁〔泊松〕受單向拉力F作用，將靈敏系數(shù)為2.4的四個(gè)應(yīng)變片粘貼在梁上，如以下列圖所示。(1)請(qǐng)利用粘貼的四片應(yīng)變片組成全橋〔繪制電橋圖〕，實(shí)現(xiàn)拉力F的測(cè)量。(2)假設(shè)供橋電壓為8V，應(yīng)變片R1和R3產(chǎn)生應(yīng)變?yōu)?50με〔1με＝1×10-6〕，問(wèn)電橋輸出電壓是多少？(8分)解：4．利用壓電式傳感器組成加速度測(cè)量系統(tǒng)。其中壓電式傳感器的靈敏度=9.00Pc/g，它與靈敏度為=0.005V/Pc的電荷放大器聯(lián)接后，接到靈敏度為=20mm/V的示波器上顯示。試畫(huà)出該加速度測(cè)量系統(tǒng)的方框圖，并計(jì)算系統(tǒng)總靈敏度。〔6分〕被測(cè)物體被測(cè)物體被測(cè)物體被測(cè)物體被測(cè)物體被測(cè)物體四．分析應(yīng)用題〔20分〕1．何為系統(tǒng)不失真測(cè)試條件？根據(jù)右圖所示二階系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性曲線(xiàn)，說(shuō)明如何選擇二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)及工作頻帶？〔6分〕解：不失真測(cè)試條件：幅頻特性為一常數(shù)，相頻特性與頻率成線(xiàn)性的關(guān)系。對(duì)于一個(gè)二階系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的幅頻特性接近一條直線(xiàn)，其幅值變化不超過(guò)10%，但從相頻曲線(xiàn)上看，曲線(xiàn)隨阻尼比的不同劇烈變化。其中當(dāng)接近于零時(shí)相位為零，此時(shí)可以認(rèn)為是不失真的。而當(dāng)在范圍內(nèi)時(shí)，相頻曲線(xiàn)可以近似認(rèn)為是一條起自坐標(biāo)系原點(diǎn)的斜線(xiàn)。2．周期信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式的物理含義為：周期信號(hào)可以分解成眾多具有不同頻率的諧波信號(hào)，該周期信號(hào)可以利用傅立葉級(jí)數(shù)中的*幾項(xiàng)之和逼近。以下列圖為周期方波在不同階次諧波逼近波形，請(qǐng)問(wèn)，基波頻率為250Hz，圖a逼近中諧波階次更高。〔4分〕圖(a)圖(b)圖(a)圖(b)12345670幅度/V時(shí)間/ms12345670幅度/V時(shí)間/ms00891089103．以下列圖為采用*一種傳感器測(cè)量不同的非電量的示意圖。圖中被測(cè)物體2均為金屬材料制成，1為傳感器。試問(wèn)：〔6分〕〔1〕該種傳感器是何種傳感器？〔2〕圖中分別測(cè)量的是哪些非電量？〔3〕總結(jié)該種傳感器的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。〔a〕〔b〕〔c〕答：〔1〕渦流傳感器〔2〕〔a〕測(cè)轉(zhuǎn)速，〔b〕測(cè)材料的厚度，〔c〕計(jì)數(shù)〔3〕構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)4.*位移傳感器的位移測(cè)量值右側(cè)表所列，其擬合直線(xiàn)為，試問(wèn)：01020304050此擬合直線(xiàn)能否滿(mǎn)足線(xiàn)性誤差小于5%的要求？(4分)答：根據(jù)已有擬合直線(xiàn)，計(jì)算當(dāng)取不同值時(shí)，對(duì)應(yīng)的值及誤差為：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，所以，最大誤差出現(xiàn)在當(dāng)時(shí)，此時(shí)誤差線(xiàn)性誤差為，故此擬合直線(xiàn)能滿(mǎn)足線(xiàn)性誤差小于5%的要求。四，〔一〕填空題1、測(cè)試的根本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在*些物理量之中，并依靠它們來(lái)2、傳輸?shù)摹＿@些物理量就是，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號(hào)。3、信號(hào)的時(shí)域描述，以為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以為獨(dú)立變量。4、周期信號(hào)的頻譜具有三個(gè)特點(diǎn)：，，。5、非周期信號(hào)包括信號(hào)和信號(hào)。6、描述隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)有、、。7、對(duì)信號(hào)的雙邊譜而言，實(shí)頻譜〔幅頻譜〕總是對(duì)稱(chēng)，虛頻譜〔相頻譜〕總是對(duì)稱(chēng)。8、*一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號(hào)，則輸出信號(hào)的頻率為，幅值，相位。9、試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、和。10、當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系為時(shí)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)測(cè)試。此時(shí)，系統(tǒng)的頻率特性為。11、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的越小。12、一個(gè)理想的測(cè)試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有關(guān)系為最正確。13、屬于能量控制型的傳感器有等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有等〔每個(gè)至少舉例兩個(gè)〕。14、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理根底的區(qū)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。15、為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線(xiàn)性度及減小外部條件變化對(duì)測(cè)量精度的影響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用工作方式。16、壓電式傳感器的測(cè)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(shí)，可不受連接電纜長(zhǎng)度的限制。17、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的效應(yīng)。18、磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是。19、壓電式傳感器是利用*些物質(zhì)的而工作的。20、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為輸出的裝置。21、在橋式測(cè)量電路中，按照的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。22、在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)工作時(shí)阻抗參與變化的可將其分為半橋與全橋測(cè)量電路。23、調(diào)幅是指一個(gè)高頻的正〔余〕弦信號(hào)與被測(cè)信號(hào)，使高頻信號(hào)的幅值隨被測(cè)信號(hào)的而變化。信號(hào)調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的。24、調(diào)頻波的解調(diào)又稱(chēng)為。25、調(diào)頻是利用信號(hào)電壓的控制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而與信號(hào)電壓成正比。26、常用濾波器的上、下截止頻率、的定義為，其帶寬＝，假設(shè)為倍頻程濾波器與的關(guān)系為。27、RC低通濾波器中RC值愈，則上截止頻率愈低。28、為提高靈敏度，磁記錄儀重放磁頭的線(xiàn)圈匝數(shù)應(yīng)，為補(bǔ)償其微分特性，重放放大器應(yīng)采用。29、驅(qū)動(dòng)振動(dòng)子轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力是由被記錄信號(hào)電流通過(guò)振動(dòng)子線(xiàn)圈所產(chǎn)生的。為了識(shí)別信號(hào)類(lèi)型，常用的信號(hào)分析方法有、和。為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、和。30、在數(shù)字信號(hào)處理中，為防止頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)成為，還應(yīng)使采樣頻率滿(mǎn)足采樣定理即。31、如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz，為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于Hz。32、假設(shè)*(t)是均值為u*為零的寬帶隨機(jī)信號(hào)其自相關(guān)函數(shù)τ=0時(shí)R*(τ)，τ∞時(shí)R*(τ)。33、用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。34、假設(shè)*一信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號(hào)的均方值為=，均方根值為*rms=。35、最常用的功率譜估計(jì)方法為。36、為信號(hào)的沿頻率軸的分布，稱(chēng)為。37、巴塞伐爾定理表示在中計(jì)算的信號(hào)總能量，等于在中計(jì)算的信號(hào)總能量。38、為了識(shí)別信號(hào)類(lèi)型，常用的信號(hào)分析方法有、和。39、為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、和。40、在數(shù)字信號(hào)處理中，為防止頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)成為，還應(yīng)使采樣頻率滿(mǎn)足采樣定理即。41、如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz，為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于Hz。42、假設(shè)*(t)是均值為u*為零的寬帶隨機(jī)信號(hào)其自相關(guān)函數(shù)τ=0時(shí)R*(τ)，τ∞時(shí)R*(τ)。43、用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。44、假設(shè)*一信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號(hào)的均方值為=，均方根值為*rms=。45、最常用的功率譜估計(jì)方法為。46、為信號(hào)的沿頻率軸的分布，稱(chēng)為。47、巴塞伐爾定理表示在中計(jì)算的信號(hào)總能量，等于在中計(jì)算的信號(hào)總能量。〔二〕選擇題1、不屬于測(cè)試系統(tǒng)的靜特性。〔1〕靈敏度〔2〕線(xiàn)性度〔3〕回程誤差〔4〕阻尼系數(shù)2、從時(shí)域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng)響應(yīng)的卷積。〔1〕正弦〔2〕階躍〔3〕脈沖〔4〕斜坡3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系統(tǒng)，其相頻特性為。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕4、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量。〔1〕存在，但<5％〔2〕存在，但<1〔3〕在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在〔4〕不存在5、忽略質(zhì)量的單自由度振動(dòng)系統(tǒng)是系統(tǒng)。〔1〕零階〔2〕一階〔3〕二階〔4〕高階6、一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是。〔1〕固有頻率〔2〕線(xiàn)性度(3)時(shí)間常數(shù)〔4〕阻尼比7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值到達(dá)穩(wěn)態(tài)值倍所經(jīng)過(guò)的時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。〔1〕0.632〔2〕0.865〔3〕0.950〔4〕8、電阻應(yīng)變片的輸入為。〔1〕力〔2〕應(yīng)變〔3〕速度〔4〕加速度9、構(gòu)造型傳感器是依靠的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。〔1〕本身物理性質(zhì)〔2〕體積大小〔3〕構(gòu)造參數(shù)〔4〕電阻值10、不能用渦流式傳感器進(jìn)展測(cè)量的是。〔1〕位移〔2〕材質(zhì)鑒別〔3〕探傷〔4〕非金屬材料11、變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成關(guān)系。〔1〕非線(xiàn)性〔2〕線(xiàn)性〔3〕反比〔4〕平方12、半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是。〔1〕長(zhǎng)度〔2〕截面積〔3〕電阻率〔4〕高通13、壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變化，將會(huì)引起傳感器的產(chǎn)生變化。〔1〕固有頻率〔2〕阻尼比〔3〕靈敏度〔4〕壓電常數(shù)14、在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是傳感器。〔1〕電容式〔2〕壓電式〔3〕電阻式〔4〕電渦流式15、自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙變化時(shí)，其靈敏度與之間的關(guān)系是：＝。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕16、光電倍增管是利用效應(yīng)制成的器件。〔1〕內(nèi)光電〔2〕外光電〔3〕光生伏特〔4〕阻擋層17、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(dǎo)纖維18、設(shè)有一電路，是工作橋臂，，，是固定電阻，且。工作時(shí)，則電橋輸出電壓〔〕。為電橋的電源電壓。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕19、調(diào)幅過(guò)程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)。〔1〕相乘〔2〕相除〔3〕相加〔4〕相減20、電路中鑒頻器的作用是。〔1〕使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓〔2〕使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫俊?〕使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?〕使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?1、一選頻裝置，其幅—頻特性在區(qū)間近于平直，在區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。〔1〕低通〔2〕高通〔3〕帶通〔4〕帶阻22、一帶通濾波器，其中心頻率是，-3dB帶寬是，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)等于。〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕23、為測(cè)量和記錄的正弦信號(hào)，最好選用型號(hào)的振動(dòng)子比較適宜。〔1〕FC6－120(2)FC6—120A(3)FC6—400〔4〕FC6—120024、為了改善重放磁頭的電壓輸出信號(hào)，應(yīng)后續(xù)電路。〔1〕放大〔2〕微分放大〔3〕積分放大〔4〕頻率調(diào)制25、記錄一基頻為的方波信號(hào)，應(yīng)選用固有頻率的光線(xiàn)示波器振動(dòng)子。〔1〕＝〔2〕〔3〕〔4〕26、伺服式記錄儀的特點(diǎn)是。〔1〕記錄緩變信號(hào)幅值準(zhǔn)確性高〔2〕記錄緩變信號(hào)幅值準(zhǔn)確性低〔3〕記錄中頻信號(hào)幅值準(zhǔn)確性高〔4〕記錄高頻信號(hào)準(zhǔn)確性高27、在選用振動(dòng)子時(shí)，除了使阻尼比接近0.7外，應(yīng)使被測(cè)正弦信號(hào)的最高頻率振動(dòng)子的固有頻率。〔1〕＝〔2〕>2倍〔3〕〔三〕判斷對(duì)錯(cuò)題〔用√或×表示〕1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。〔〕2、信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含一樣的信息量。〔〕3、非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)的。〔〕4、非周期信號(hào)幅頻譜與周期信號(hào)幅值譜的量綱一樣。〔〕5、隨機(jī)信號(hào)的頻域描述為功率譜。〔〕6、一線(xiàn)性系統(tǒng)不滿(mǎn)足"不失真測(cè)試〞條件，假設(shè)用它傳輸一個(gè)1000Hz的正弦信號(hào)，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。〔〕7、在線(xiàn)性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱(chēng)為傳遞函數(shù)。〔〕8、當(dāng)輸入信號(hào)一定時(shí)，系統(tǒng)的輸出將完全取決于傳遞函數(shù)，而與該系統(tǒng)的物理模型無(wú)關(guān)。〔〕9、傳遞函數(shù)一樣的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均一樣。〔〕10、測(cè)量裝置的靈敏度越高，其測(cè)量范圍就越大。〔〕11、幅頻特性是指響應(yīng)與鼓勵(lì)信號(hào)的振幅比與頻率的關(guān)系。〔〕12、滑線(xiàn)變阻器式傳感器不適于微小位移量測(cè)量。〔〕13、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器〔〕14、壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。〔〕15、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。〔〕16、平衡純電阻交流電橋須同時(shí)調(diào)整電阻平衡與電容平衡。〔〕17、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。〔〕18、帶通濾波器的波形因數(shù)值越大，其頻率選擇性越好。〔〕19、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。〔〕20、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。〔〕21、A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。〔〕22、對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全防止柵欄效應(yīng)。〔〕23、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。〔〕互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。〔〕24、利用系統(tǒng)輸入*(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。〔〕25、假設(shè)系統(tǒng)是完全線(xiàn)性的，則輸入-輸出的相干函數(shù)一定為1。〔〕26、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。〔〕A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。〔〕27、對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全防止柵欄效應(yīng)。〔〕28、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。〔〕29、互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。〔〕30、利用系統(tǒng)輸入*(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。〔〕31、假設(shè)系統(tǒng)是完全線(xiàn)性的，則輸入-輸出的相干函數(shù)一定為1。〔〕〔四〕簡(jiǎn)答和計(jì)算題1、求正弦信號(hào)的絕對(duì)均值μ|*|和均方根值*rms。2、求正弦信號(hào)的均值，均方值，和概率密度函數(shù)p(*)。3、求指數(shù)函數(shù)的頻譜。4、求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)的傅立葉變換。5、求指數(shù)衰減振蕩信號(hào)的頻譜。6、什么叫系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？7、測(cè)試裝置的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性各包括那些？8、測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什么？9、*測(cè)試裝置為一線(xiàn)性時(shí)不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為。求其對(duì)周期信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。10、將信號(hào)輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過(guò)程在內(nèi)的輸出的表達(dá)式。11、哪些傳感器可選作小位移傳感器？12、渦流傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測(cè)量大位移量？為什么？13、電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)量哪些非電量？14、電渦流傳感器能否測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移？假設(shè)能測(cè)量理由是什么？不能測(cè)量理由是什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測(cè)量了。15壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在構(gòu)造上有何不同，為什么？16、試用雙螺管線(xiàn)圈差動(dòng)型電感傳感器做成一個(gè)測(cè)力傳感器。〔1〕用簡(jiǎn)圖說(shuō)明該傳感器的構(gòu)造并簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用原理；〔2〕兩個(gè)線(xiàn)圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說(shuō)明如何接法。17、*電容傳感器〔平行極板電容器〕的圓形極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問(wèn)：〔1〕如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？〔2〕如果測(cè)量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度〔格／mV〕在時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？18、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？交流電橋應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？19、調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？20、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？21、相關(guān)濾波器的的根本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。22、以阻值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋，23、供橋電壓，假設(shè)其負(fù)載電阻為無(wú)窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變。〔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24、假設(shè)為調(diào)制信號(hào)，為載波，為調(diào)幅波〔如下列圖〕〔1〕利用傅里葉變換性質(zhì)說(shuō)明調(diào)幅過(guò)程的原理。〔2〕畫(huà)出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。25、信號(hào)，求信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，并畫(huà)出自功率譜〔雙邊幅值譜〕。26、求頻率一樣的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。27、相關(guān)濾波器的根本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。28、試根據(jù)一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號(hào)中的常值分量和周期成分。29、*一系統(tǒng)的輸入信號(hào)為*(t)，假設(shè)輸出y(t)與輸入*(t)一樣，輸入的自相關(guān)函數(shù)和輸入—輸出的互相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為，試說(shuō)明該系統(tǒng)起什么作用？30、應(yīng)用巴塞伐爾定理求的積分值。31、信號(hào)，求信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，并畫(huà)出自功率譜〔雙邊幅值譜〕。32、求頻率一樣的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。33、相關(guān)濾波器的根本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。34試根據(jù)一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號(hào)中的常值分量和周期成分。35*一系統(tǒng)的輸入信號(hào)為*(t)，假設(shè)輸出y(t)與輸入*(t)一樣，輸入的自相關(guān)函數(shù)和輸入—輸出的互相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為，試說(shuō)明該系統(tǒng)起什么作用？36應(yīng)用巴塞伐爾定理求的積分值。五，填空題〔20分，每空1分〕1.測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。工程測(cè)量可分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量。被測(cè)真值之差稱(chēng)為測(cè)量誤差。靈敏度，改善非線(xiàn)性，進(jìn)展溫度補(bǔ)償。補(bǔ)償溫度變化給應(yīng)變測(cè)量帶來(lái)的誤差，工作應(yīng)變片與溫度補(bǔ)償應(yīng)變片應(yīng)接在相鄰橋臂上。5．調(diào)幅信號(hào)由載波的幅值攜帶信號(hào)的信息，而調(diào)頻信號(hào)則由載波的頻率攜帶信號(hào)的信息。6．繪制周期信號(hào)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是傅氏三角級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)，而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)。7．信號(hào)的有效值又稱(chēng)為均方根值，有效值的平方稱(chēng)為均方值，它描述測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度(信號(hào)的平均功率)。8．確定性信號(hào)可分為周期信號(hào)和非周期信號(hào)兩類(lèi)，前者頻譜特點(diǎn)是離散的，后者頻譜特點(diǎn)是連續(xù)的。9.為了求取測(cè)試裝置本身的動(dòng)態(tài)特性，常用的實(shí)驗(yàn)方法是頻率響應(yīng)法和階躍響應(yīng)法。與進(jìn)展卷積其結(jié)果是：。其幾何意義是把原函數(shù)圖像平移至位置處。選擇題〔20分，每題2分〕1．直流電橋同一橋臂增加應(yīng)變片數(shù)時(shí)，電橋靈敏度將(C)。2．調(diào)制可以看成是調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)(A)。3．描述周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是(D)。A．相關(guān)函數(shù)B．4．以下函數(shù)表達(dá)式中，(B)是周期信號(hào)。A．B．C．5．時(shí)域信號(hào)的時(shí)間尺度壓縮時(shí)，則其頻帶的變化為(B)。A．頻帶變窄、幅值增高B．頻帶變寬、幅值壓低C．頻帶變窄、幅值壓低D．頻帶變寬、幅值增高6．非線(xiàn)性度是表示定度曲線(xiàn)(A)的程度。A．偏離其擬合直線(xiàn)B．接近真值C．正反行程的不重合7．一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測(cè)量范圍(B)。A．越寬B．越窄C．不變不屬于彈性式壓力敏感元件〔D〕A.波登管B．膜片C．波紋管D．電阻應(yīng)變片9.對(duì)于單向應(yīng)力狀態(tài)的測(cè)量，貼應(yīng)變片時(shí)，應(yīng)變片的方向與主應(yīng)力方向應(yīng)該相交成〔A〕°B．45°C．90°D．30°10．二階裝置引入適宜阻尼的目的是〔C〕。A．使系統(tǒng)不發(fā)生共振B．使得讀數(shù)穩(wěn)定C．獲得較好的幅頻、相頻特性三、簡(jiǎn)答題〔共30分〕1.信號(hào)分析和處理必需遵循的原則有哪幾點(diǎn)？〔4分〕答：①各環(huán)節(jié)的輸入量與輸出量之間應(yīng)保持一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，并盡量不失真；〔2’〕②盡可能減小或消除各種干擾。〔2’〕2.周期信號(hào)的頻譜具有哪幾個(gè)特點(diǎn)？〔6分〕答：①周期信號(hào)的頻譜是離散的。〔2’〕②每條譜線(xiàn)只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，基波頻率是各分量頻率的公約數(shù)。〔2’〕③各頻率分量的譜線(xiàn)高度表示該諧波的幅值或相位角。工程中常見(jiàn)的周期信號(hào)，其諧波幅值總的趨勢(shì)是隨諧波次數(shù)的增高而減小的。因此，在頻譜分析中沒(méi)必要取那些次數(shù)過(guò)高的諧波分量。〔2’〕和，電感L和電容C，連結(jié)成四臂交流電橋，試畫(huà)出能滿(mǎn)足電橋平衡的正確接橋方法，并寫(xiě)出該電橋的平衡條件。〔設(shè)鼓勵(lì)為，輸出為〕。〔5分〕答：正確的接橋方法如下列圖：〔3’〕電橋的平衡條件是：〔2’〕4.有人在使用電阻應(yīng)變片時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問(wèn)，在半橋上各串聯(lián)一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？〔5分〕答：不能提高靈敏度。因?yàn)榘霕螂p臂時(shí)，其輸出電壓為：〔2’〕當(dāng)量橋臂各串聯(lián)電阻應(yīng)變片時(shí)，其電阻的相對(duì)變化量為〔2’〕即仍然沒(méi)有發(fā)生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接。這時(shí)。〔1’〕5.什么是調(diào)制和解調(diào)？為什么要調(diào)制？〔5分〕答：所謂調(diào)制，就是在調(diào)制信號(hào)〔測(cè)試信號(hào)〕的控制下，使載波信號(hào)〔工作信號(hào)〕的*些參數(shù)〔如幅值、頻率、相位〕發(fā)生變化的過(guò)程。〔2’〕解調(diào)，就是從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程一般的被測(cè)量，如力、位移、應(yīng)變等，經(jīng)傳感器檢測(cè)變換后，常常是一些緩變的電信號(hào)。〔1’〕經(jīng)過(guò)調(diào)制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調(diào)制波抗干擾能力強(qiáng)，也便于傳輸。〔2’〕6.在機(jī)械工程中常見(jiàn)的有哪些參數(shù)的測(cè)量？〔5分〕答：在機(jī)械工程的測(cè)試過(guò)程中，常見(jiàn)的參數(shù)測(cè)量有：應(yīng)力的測(cè)量；應(yīng)變的測(cè)量；扭矩的測(cè)量、振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量；聲強(qiáng)測(cè)量；聲發(fā)射測(cè)量；位移的測(cè)量；流量的測(cè)量；壓力的測(cè)量等。〔每一種0.5分〕四、計(jì)算題〔共20分，每題10分〕1.求如下列圖三角脈沖信號(hào)的頻譜。00T/2-T/2At*(t)解：1.求如下列圖三角脈沖信號(hào)的頻譜。解：一個(gè)周期內(nèi)的表達(dá)式為：〔2’〕因?yàn)闉榕己瘮?shù)，所以，〔1’〕〔2’〕出此得的三角函數(shù)形式傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)為〔1’〕n次諧波分量的幅值〔1’〕n次諧波分量的相位〔1’〕畫(huà)出的頻譜如下列圖。〔2’〕。其貼片及組橋方法如下列圖。圖中，上下貼片位置對(duì)稱(chēng)，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)。應(yīng)變值，電橋供橋電壓。試分別求出如圖組成橋路時(shí)的輸出電壓解：如圖〔b〕組橋時(shí)的輸出電壓為〔5’〕如圖〔c〕組橋時(shí)的輸出電壓為〔5’〕一、填空題〔20分，每空1分〕8、帶通濾波器的中心頻率F=500HZ，負(fù)3分貝點(diǎn)的帶寬B=10HZ，則該濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q=〔50〕。1．將電橋接成差動(dòng)方式習(xí)以提高靈敏度，改善非線(xiàn)性，進(jìn)展溫度補(bǔ)償。2．調(diào)幅信號(hào)由載波的幅值攜帶信號(hào)的信息，而調(diào)頻信號(hào)則由載波的頻率攜帶信號(hào)的信息。3．調(diào)幅過(guò)程在頻域相當(dāng)于頻率搬移過(guò)程，調(diào)幅裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)乘法器。4.測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。工程測(cè)量可分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量。測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值之差稱(chēng)為測(cè)量誤差。5．確定性信號(hào)可分為周期信號(hào)和非周期信號(hào)兩類(lèi)，前者頻譜特點(diǎn)是離散的，后者頻譜特點(diǎn)是連續(xù)的。6．繪制周期信號(hào)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是傅氏三角級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)，而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)。7．周期信號(hào)的傅氏三角級(jí)數(shù)中的是從0到展開(kāi)的。傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的是從－∞到＋∞展開(kāi)的。8．周期信號(hào)的傅氏三角級(jí)數(shù)展開(kāi)式中：表示余弦分量的幅值，表示正弦分量的幅值，表示直流分量。9．余弦函數(shù)只有實(shí)頻譜圖，正弦函數(shù)只有虛頻譜圖。10．單位脈沖函數(shù)與在點(diǎn)連續(xù)的模擬信號(hào)的以下積分：。這一性質(zhì)稱(chēng)為脈沖采樣。得分二、選擇題〔20分，每題2分〕1．為了保證實(shí)現(xiàn)極距變化型差動(dòng)電容傳感器的差開(kāi)工作，傳感器的兩個(gè)電容應(yīng)當(dāng)連接成(a)。A．并聯(lián)電路B．串聯(lián)電路C．電橋電路2．要使RC低通濾波器的通帶加寬，則RC值應(yīng)(b)。A.增加B．減少C．不變3．描述非周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是c。A三角函數(shù)B．拉氏變換C.傅氏變換D.傅氏級(jí)數(shù)4．以下信號(hào)中．c信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。A．B．C.5．?dāng)?shù)字信號(hào)的特征是b。A．時(shí)間上離散、幅值上連續(xù)B．時(shí)間、幅值上均離散C．時(shí)間、幅值上都連續(xù)D．時(shí)間上連續(xù)、幅值上量化6．測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力，稱(chēng)為(d)。7．測(cè)試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)與它的頻率響應(yīng)函數(shù)間的關(guān)系是〔b〕。A．卷積B．傅氏變換對(duì)C．拉氏變換對(duì)D．微分8．多種信號(hào)之和的頻譜是c。9．二階裝置，用相頻特性中時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率作為系統(tǒng)的固有頻率的估計(jì)值，該值與系統(tǒng)阻尼率的大小〔b〕。A．有關(guān)B．無(wú)關(guān)C．略有關(guān)系D．有很大關(guān)系10.濾波器的上、下截止頻率為，中心頻率；則它們的關(guān)系是(a)。A．=B．=C.=三、簡(jiǎn)答題〔共30分〕1.測(cè)量按測(cè)量值獲得的方法進(jìn)展分類(lèi)有哪些？〔6’〕答：直接測(cè)量——指無(wú)需經(jīng)過(guò)函數(shù)關(guān)系的計(jì)算，直接通過(guò)測(cè)量?jī)x器得到被測(cè)值得測(cè)量。〔等精度直接測(cè)量和不等精度直接測(cè)量〕；〔2’〕間接測(cè)量——指在直接測(cè)量值的根底上，根據(jù)函數(shù)關(guān)系，計(jì)算被測(cè)量的量值的測(cè)量；〔2’〕組合測(cè)量——指將直接測(cè)量或間接測(cè)量與被測(cè)量值之間按關(guān)系組合成一組方程〔函數(shù)關(guān)系〕，通過(guò)解方程組得到被測(cè)值得方法。〔2’〕2.重復(fù)性誤差和遲滯誤差有何區(qū)別"〔6’〕答：重復(fù)性是指測(cè)試裝置在輸入按同一方向做全量程連續(xù)屢次變動(dòng)時(shí)，所得特性曲線(xiàn)不一致的程度。一般來(lái)說(shuō)正行程的最大重復(fù)性偏差為，反行程的最大重復(fù)性偏差為，重復(fù)性誤差取這兩個(gè)最大偏差中的較大者，再以滿(mǎn)量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示。即〔3’〕遲滯是測(cè)試裝置在正反行程中輸入輸出曲線(xiàn)的不重合程度。即式中，是正反行程間，對(duì)于同一輸入雖的最大差值。〔3’〕3.什么是不失真測(cè)試，不失真測(cè)試的條件是什么？〔4’〕答：假設(shè)都是常數(shù)，如果一個(gè)測(cè)試裝置，則有，即認(rèn)為該測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)了不失真測(cè)量。〔2’〕這說(shuō)明，輸出信號(hào)較輸入信號(hào)，幅值放大了倍，時(shí)間上滯后了，波形一致。對(duì)上式作傅里葉變換，有。所以，假設(shè)要實(shí)現(xiàn)輸出波形不失真，其幅頻、相頻特性應(yīng)滿(mǎn)足如下條件。〔2’〕4.下面四個(gè)圖分別是哪一種濾波器的幅頻曲線(xiàn)特性圖，并說(shuō)明各自的工作特征。〔4’〕答：①低通濾波器之間為通頻帶，的頻率成分極大地衰減；〔1’〕②高通濾波器之間為通頻帶，的頻率成分極大地衰減；〔1’〕③帶通濾波器之間為通頻帶，其它的頻率成分極大地衰減；〔1’〕④帶阻濾波器之間為阻帶頻率，其它的頻率成分通頻帶。〔1’〕5.試表達(dá)信號(hào)的采樣和截?cái)嗟倪^(guò)程是怎樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)果如何？〔5’〕答：采樣就是對(duì)時(shí)間歷程進(jìn)展等時(shí)間距離的信號(hào)"摘取〞，以便于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和計(jì)算分析。〔2’〕而由因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能對(duì)有限長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)展處理，所以，必須截?cái)噙^(guò)長(zhǎng)的信號(hào)時(shí)間歷程進(jìn)展截?cái)啵磳?duì)信號(hào)加窗。所加窗寬為的矩形窗函數(shù)，其傅里葉變換是一個(gè)無(wú)限帶寬的函數(shù)。〔2’〕采用矩形窗函數(shù)截?cái)嗖蓸有盘?hào)，就是將采樣信號(hào)，乘以時(shí)域有限寬矩形窗函數(shù)；其時(shí)域和頻域數(shù)學(xué)描述為〔1’〕6.電器式傳感器包括哪幾種，各自的工作原理如何？〔5’〕答：包括電阻式、電感式、電容式三種。電阻式傳感器工作原理：把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種裝置；〔2’〕電感式傳感器工作原理：把被測(cè)量如位移轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置；〔2’〕電容式傳感器工作原理：把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置。〔1’〕四、計(jì)算題〔共20分，每題10分〕1.對(duì)稱(chēng)方波的波形圖如下列圖。求傅里葉級(jí)數(shù)的三角形式展開(kāi)，并畫(huà)出頻譜。解：由圖可知，它是正負(fù)交替的周期信號(hào)。其直流分量為：〔1’〕，其脈寬等于周期的一半，即，〔1’〕將此代入式可得〔3’〕因此，對(duì)稱(chēng)方波的傅立葉級(jí)數(shù)三角函數(shù)形式為：〔2’〕〔3’〕2.如下列圖為兩直流電橋，其中圖(a)稱(chēng)為臥式橋，圖(b)稱(chēng)為立式橋，且，為應(yīng)變片，為固定電阻。試求在電阻應(yīng)變片阻值變化為時(shí)，兩電橋的輸出電壓表達(dá)式并加以比較。解：圖〔a〕中，臥式橋的輸出電壓為〔4’〕圖(b)中，立式橋的輸出電壓為〔4’〕由此可知，當(dāng)時(shí)，得，在忽略了高階無(wú)窮小之后，兩電橋的輸出電壓是一樣的，均為。〔1’〕不同之處是：立式橋由非線(xiàn)性誤差，而臥式橋沒(méi)有，所以臥式橋更準(zhǔn)確。〔1’〕五、分析題〔10分〕在輸油管道上，常裝有監(jiān)測(cè)裝置用以監(jiān)測(cè)管道的裂損或泄漏，并能確定損傷位置，如圖5-21所示。答題說(shuō)明：漏損處K，視為向兩側(cè)傳播聲響的聲源，在兩側(cè)管道上分別放置傳感器1和傳感器2，因?yàn)榉艂鞲衅鞯膬牲c(diǎn)距漏損處不等遠(yuǎn)，則漏油的音響傳至兩傳感器就有時(shí)差，在互相關(guān)圖上處有最大值，這個(gè)就是時(shí)差。由就可確定漏損處的位置：；式中：s—兩傳感器的中點(diǎn)至漏損處的距離；—音響通過(guò)管道的傳播速度。一、選擇題1、差動(dòng)式變極距式電容傳感器的靈敏度是變極距式傳感器的____A__倍.