測(cè)試技術(shù)考試試題庫(kù)（帶答案）

學(xué)院__________班級(jí)_____________姓名_________學(xué)號(hào)______

題號(hào)—二三四五-1^總分

得分

一、填空（每空1份，共20分）

1.測(cè)試技術(shù)的基本任務(wù)是獲得有用的信息。

2.從時(shí)域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)的卷積.

3.信號(hào)的時(shí)域描述，以_時(shí)間（/）為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以頻率/或（。）為獨(dú)

立變量。

4.假如一個(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)當(dāng)大于100Hz。

5.在橋式測(cè)量電路中，依據(jù)其的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與溝通電橋。

6.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)分在于：前者利用

引起的電阻變更，后者利用變更引起的電阻變更。

7.壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的而工作的。

8.帶通濾波器的上下限截止頻率為fc2、fc”其帶寬B=；若其帶寬

為1/3倍頻程則fc2=fci。

9.屬于能量限制型的傳感器有、等。

10依據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為、、o

11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)行數(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）

1—5DBCAB

6—10DBDBD

1.不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是信號(hào)。

A困難周期B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī)

2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程必需。

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統(tǒng)加恃征等于時(shí)間平均

3.一階系統(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

4.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為。

A回程誤差B肯定誤差C相對(duì)誤差D非線性誤差

5.電阻應(yīng)變片的輸入為。

A力B應(yīng)變C速度D加速度

6.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相互關(guān)函數(shù)C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù)

7.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

8.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

9.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,

也可達(dá)到分析的目的。

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、推斷題(用J或X表示，在正確的題目對(duì)應(yīng)的括號(hào)里填J,反之填X,每題1分，共

10分)

1.(X)非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。

2.()傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。

3.(X)調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。

4.()渦流傳感器屬于有源傳感器。

5.()滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測(cè)量。

6.()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。

7.(X)恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。

8.()隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。

9.(X)壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。

10.()若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)肯定為1。

四、簡(jiǎn)答題(每題5分，共30分)

1.已知周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)綻開(kāi)式為

/、卬.1.。1.c、

尤?)=——sin<yor+-sin3?y0Z+—sin56vor+■??

萬(wàn)［35)

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).

2.二階測(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？

3.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？

4.信號(hào)的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？

5.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?

6.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)：

(1)這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是相互關(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)

1.(6分)已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為

H(⑼=—J—,式中r=0.05s

1+jcor

當(dāng)輸入信號(hào)為x?)=0.6cos(60f)+0.5cos(100，—45°)時(shí)，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出y⑺

2.(4分)有一信號(hào)x(7)=Acosicot+(p),初始相角8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。

3.(4分)以阻值R=120Q,靈敏度S=2.5的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q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

xx高校200X—200X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)______

一、填空(每空1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共20分)

1.獲得有用的信息

2.脈沖響應(yīng)函數(shù)

3.時(shí)間(f)、頻率/或3)

4.100Hz

5.激勵(lì)電壓（或工作電壓或橋壓或電源）

6.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)）

7.壓電效應(yīng)

8.fc2-fci>V2（或1.26）

9.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

10.調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相

11.同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測(cè)原理

12.傳遞、頻率響應(yīng)、脈沖響應(yīng)

二、選擇題（每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分）

1—5DBCAB

6—10DBDBD

三、推斷題（每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分）

1-5XVXVV

6—10VXVXV

四、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（J）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（J）取值0.6~0.8;工作頻率取值小于等于0.58。“

2分（每答對(duì)一個(gè)得1分）

3.（5分）

輸出y（t）與輸入x（t）滿意關(guān)系y（t）=A°x（t-t。），其中A。和t。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（3）=A。=常數(shù)1.5分

相頻特性為0（。）=-（）01.5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

分

（2）濾波（或者濾去高頻）2

分

（3）隔離直流重量（或者隔直）1

（4）如原信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)（或者解調(diào)）1分

5.（5分）

動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采納的是純電阻溝通電橋（1分），即使各橋臂均為電阻，由于

導(dǎo)線間存在分布電容(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)相互關(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相同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

五、計(jì)算題(共14分)

1.(6分)%(z)=0.6cos(60/)+0.5cos(100r-45°)

o

令王⑺=0.6cos(60r),x2(t)=0.5cos(100r-45)

依據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性

A(o)=/I-------，0(口)=-tan(加)

由例=60,可以得到：

A(?y,)=]1==0.3161分

41+(0.05x60)2

(pg)--arctg{T(D)=—arctg(0.05x60)=—71.56501分

y⑺=0.6xO.316cos(60z-71.565°)=0.1896cos(60/-71.565°)

由32=100，可以得到：

A(<y,)=/1==0.1961分

71+(0.05x100)2

(plc2)=-arctg(ia))=-arctg(0.05x100)=-78.6901分

y2(t)=0.196x0.5cos(10045°-78.69°)=0.098cos(100r-123.69°)

由線性系統(tǒng)的疊加性可得

y(t)=y⑺+y2(t)=0.1896cos(60z-71.565°)+0.098cos(100r-123.69°)

2分

2.(4分)自相關(guān)函數(shù)：Rx(r)=limy-x(t+T)dt1分

1rT

二lim—J。Acos@/+0)?Acos依?+匯)+(p)]dt

屋

=—COS(6OT)1分

均值：4=x?)力二，j,Acos@/+°)力=01分

21「為A2

方差：^/=—f7i[X0-AA^—1分

；022

3.(4分)單臂：

u=—?=-—-??=LSsu。」x2.5x1000x10-6x4=2.5x10-3

>v4R°4R°4°4v2

雙臂：

-6-3

u=—.u=1--M=-Sai()=-X2.5X1000X10X4=5X10V2分

'2R°2R°2°2

六、應(yīng)用題（共16分）

1.（6分）轉(zhuǎn)動(dòng)軸I的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：2000/60=33.3HZ；1分

轉(zhuǎn)動(dòng)軸II的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：1500/60=25HZ；1分

轉(zhuǎn)動(dòng)軸HI的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：600/60=10HZ；1分

與試驗(yàn)測(cè)得振紋的頻譜圖比較可知軸II上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影

響最大。3分

2.（10分）

（1）（6分）

測(cè)試系統(tǒng)組成框圖：（4分）

壓電加速度傳感耕

用電力傳感弄

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)，最終由顯示設(shè)備顯示頻率響應(yīng)函數(shù)。

(2)(4分)

幅頻特性峰值4。對(duì)應(yīng)的頻率為簡(jiǎn)支梁的固

有頻率CDn；2分

半功率點(diǎn)（或者專

A。或者0.7074）對(duì)應(yīng)

的頻率分別為叼、g；阻尼比如下方法估

計(jì)：

①〉一①]

2分

要求能在圖中正確表示，否則酌情扣分。

復(fù)習(xí)題

第一章信號(hào)及其描述

（-）填空題

1、測(cè)試的基本任務(wù)是獲得有用的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中，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)。

2、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。

3、周期信號(hào)的頻譜具仃三個(gè)特

4、靠周期信號(hào)包括‘信號(hào)和‘信號(hào)。

5、描述隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)有、、。

6、對(duì)信號(hào)的雙邊譜而b,實(shí)頻譜（幅頻譜）總是對(duì)稱，虛頻譜（相頻譜）總是對(duì)

稱。

（二）推斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程肯定是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。（）

2、信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含相同的信息量。（）

3、非周期信號(hào)的頻譜肯定是連續(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。（）

（三）簡(jiǎn)答和計(jì)算題

I、求正弦信號(hào)X”）=x0sincot的肯定均值U岡和均方根值Xrmso

2、求正弦信號(hào)小）=/5抽（創(chuàng)+9）的均值〃「均方值憶.2,和概率密度函數(shù)p（x）。

3、求指數(shù)函數(shù)尤（f）=Ae-a'ka>Oj30）的頻譜。

4、求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)x（t）=4cos6V°I”<丁的傅立葉變換。

0\t^T

5、求指數(shù)衰減振蕩信號(hào)x"）=e"sina）ot（a>（）J>0）的頻譜。

其次章測(cè)試裝置的基本特性

（一）填空題

1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為一，輸入信號(hào)光（f）=sinL,則輸出信號(hào)

2jco+12

y（，）的頻率為。=,幅值y=,相位。=o

2

2、試求傳遞函數(shù)分別為I'和丁------巴------的兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的

3.5s+0.55+\A（OnS+CDn"

總靈敏度。

3、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O

4、當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的輸出y（。與輸入x（f）之間的關(guān)系為）"）=A）x。-小）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。

5、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的越小。

6、一個(gè)志向的測(cè)試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)當(dāng)具有關(guān)系為最佳。

（二）選擇題

1、不屬于測(cè)試系統(tǒng)的靜特性。

（1）靈敏度（2）線性度（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⑷斜坡

3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為。|（。）和。2（。），則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系統(tǒng)，其相頻特性

為。

⑴。⑵23）+0,3）（3）當(dāng)（⑼經(jīng)⑼—4）0（。）—23）

。1（助+。2儂）

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、忽視質(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o

（1）固有頻率（2）線性度（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),可取輸出值達(dá)到穩(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）0.982

（三）推斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、一線性系統(tǒng)不滿意“不失真測(cè)試”條件，若用它傳輸一個(gè)1000Hz的正弦信號(hào)，則必定

導(dǎo)致輸出波形失真。（）

2、在線性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)時(shí)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為

傳遞函數(shù)。（）

3、當(dāng)輸入信號(hào)x（f）肯定時(shí)，系統(tǒng)的輸出y（。將完全取決于傳遞函數(shù)H（s）,而與該系統(tǒng)

的物理模型無(wú)關(guān)。（）

4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。（）

5、測(cè)量裝置的靈敏度越高，其測(cè)量范圍就越大。（）

6、幅頻特性是指響應(yīng)與激勵(lì)信號(hào)的振幅比與頻率的關(guān)系。（）

（四）簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、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？

2、測(cè)試裝置的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性各包括那些？

3、測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什么？

4、某測(cè)試裝置為一線性時(shí)不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為“（$）=——1——。求其對(duì)周期信號(hào)

0.0055+1

x（r）=0.5cosl0r+0.2cos（100r-45°）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)yQ）。

5、將信號(hào)COS"輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為"（$）=」一的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過(guò)程在

1+TS

內(nèi)的輸出y（f）的表達(dá)式。

第三章常用傳感器

（一）填空題

1、屬于能量限制型的傳感器有等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳

感器有等（每個(gè)至少舉例兩個(gè)）。

2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)分在于：前者利用引起的電阻

變更，后者利用變更引起的電阻變更。

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更對(duì)測(cè)量精度的影

響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)經(jīng)常采納_________工作方式。

4、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。

5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在溝通磁場(chǎng)中的效應(yīng)。

6、磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是。

7、壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的而工作的。

（-）選擇題

1、電阻應(yīng)變片的輸入為。

（1）力（2）應(yīng)變（3）速度（4）加速度

2、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠的變更實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。

（1）本身物理性質(zhì)（2）體積大小（3）結(jié)構(gòu)參數(shù)（4）電阻值

3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是o

（1）位移（2）材質(zhì)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(guān)系。

（1）非線性（2）線性（3）反比（4）平方

5、半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變更的因素主要是。

（1）長(zhǎng)度（2）截面積（3）電阻率（4）高通

6、壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變更，將會(huì)引起傳感器的產(chǎn)生變更。

（1）固有頻率（2）阻尼比（3）靈敏度（4）壓電常數(shù)

7、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

8、自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙5變更時(shí)，其靈敏度S與5之間的關(guān)系是：S

（1）k-（2）kS（3）k"2（4）-k8-2

8

9、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）推斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測(cè)量。（）

2、渦流式傳感器屬于能量限制型傳感器（）

3、壓電加速度計(jì)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率取決于其固有頻率。（）

（四）簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？

2、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？

3、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？

4、電渦流傳感器能否測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移？若能測(cè)量理由是什么？不能測(cè)量理由是

什么？應(yīng)實(shí)行什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測(cè)量了。

5、壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？

6、試用雙螺管線圈差動(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)明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用原理；

（2）兩個(gè)線圈通常應(yīng)當(dāng)接在什么電路中？用圖說(shuō)明如何接法。

7、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑/'=4（〃?也），工作初始極板間距離

=0.3（wn）,介質(zhì)為空氣。問(wèn)：

（1）假如極板間距離變更量Ab=±1（〃〃。，電容的變更量AC是多少？

（2）假如測(cè)量電路的靈敏度占=100（mV/p/），讀數(shù)儀表的靈敏度&=5（格/

mV）在△3=±1（〃加）時(shí)，讀數(shù)儀表的變更量為多少？

第四章信號(hào)調(diào)理、記錄和顯示

（-）填空題

1、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變更轉(zhuǎn)化為輸出的裝置。

2、在橋式測(cè)量電路中，依據(jù)的性質(zhì)，電橋可分為直流和溝通電橋。

3、在橋式測(cè)量電路中，依據(jù)工作時(shí)阻抗參加變更的可將其分為半橋與全橋測(cè)

量電路。

4、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)的而變更。信號(hào)調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的。

5、調(diào)頻波的解調(diào)又稱為。

6、調(diào)頻是利用信號(hào)電壓的限制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而與信

號(hào)電壓成正比。

7、常用濾波器的上、下截止頻率。2的定義為，其帶寬6

=,若為倍頻程濾波器力?與fc2的關(guān)系為。

8、RC低通濾波器中RC值愈,則上截止頻率愈低。

（二）選擇題

1、設(shè)有一電路，叫是工作橋臂，R2,%，七是固定電阻，且叫=&=尺3=&。工

作時(shí)叫則電橋輸出電壓分。（）。e0為電橋的電源電壓。

A7?,\R.AT?,2A/?,

(1)e(2)---e()(3)e(4)

~4&~o°2g°~~a

2、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

3、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?/p>

（3）使頻率變更轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兏?）使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?/p>

4,一選頻裝置，其幅一頻特性在人—8區(qū)間近于平直，在f2f0區(qū)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，其中心頻率是力），-3dB帶寬是5,則濾波器的品質(zhì)因數(shù)。等

于o

⑴人+8（2）f0-B⑶f°B（4）fjB

（三）推斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、平衡純電阻溝通電橋須同時(shí)調(diào)整電阻平衡與電容平衡。（）

2、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。（）

3、帶通濾波器的波形因數(shù)2值越大，其頻率選擇性越好。（）

4、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

1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡,橋臂參數(shù)應(yīng)滿意什么條件？溝通電橋應(yīng)滿意什么條

件？

2、調(diào)幅波的解調(diào)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(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。

5、以阻值R=12（）Q,靈敏度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻組成電橋,

供橋電壓匕=3丫，若其負(fù)載電阻為無(wú)窮大，應(yīng)變片的應(yīng)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

6、若x（f）為調(diào)制信號(hào)，y（f）=cos2班f為載波，為調(diào)幅波（如圖所示）

（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

(―)填空題

1、為了識(shí)別信號(hào)類型，常用的信號(hào)分析方法有、

和。

2、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O

3、在數(shù)字信號(hào)處理中，為避開(kāi)頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)成為,

還應(yīng)使采樣頻率滿意采樣定理即。

4、假如一個(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)當(dāng)大于Hzo

5、若x(t)是均值為5為零的寬帶隨機(jī)信號(hào)其自相關(guān)函數(shù)T=0時(shí)

Rx(T),Tf8時(shí)Rx(T)。

6、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。

7、若某一信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為Acos@r),則該信號(hào)的均方值為匕/=,均方

根值為Xrms=。

8、最常用的功率譜估計(jì)方法為。

9、S")為信號(hào)的沿頻率軸的分布，|X(7)『稱為。

10、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。

(-)推斷對(duì)錯(cuò)題(用J或X表示)

1、頻率辨別力越高，則泄漏誤差越小。()

2、A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。()

3、對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全避開(kāi)柵欄效應(yīng)。()

4、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)所引起的誤差越小八)

5、相互關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。()

6、利用系統(tǒng)輸入x(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)。

()

7、若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入-輸出的相干函數(shù)肯定為1?()

(三)簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、已知信號(hào)X。)=A)+Acos(69,r+0)+asin(<y2r+/)，求信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)

&?),并畫(huà)出自功率譜&(0)(雙邊幅值譜)。

2、求頻率相同的單位方波和正弦波的相互關(guān)函數(shù)。

3、相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。

4、試依據(jù)一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形，探討如何確定該信號(hào)中的常值重量和周期成分。

5、某一系統(tǒng)的輸入信號(hào)為x(t),若輸出y(t)與輸入x(t)相同，輸入的自相關(guān)函數(shù)&.?)和輸

入一輸出的相互關(guān)函數(shù)/?”?)之間的關(guān)系為尺?)=7?.v(r+T)，試說(shuō)明該系統(tǒng)起什么

作用？

6、應(yīng)用巴塞伐爾定理求「sin力的積分值。

J—CO

第六章振動(dòng)測(cè)試

(一)填空題

1、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。

2、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。

3、單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)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)和基礎(chǔ)振動(dòng)近于相等。

4、激勵(lì)方式分為,，o

5、按所測(cè)的振動(dòng)性質(zhì)可將拾振器分為和0

6、阻抗頭的前端是,后面是測(cè)量激振點(diǎn)響應(yīng)的。

7、壓電式傳感器的測(cè)量電路（即前置放大器）有兩種形式：、

和0

8、機(jī)械系統(tǒng)的主要振動(dòng)參數(shù)是,和。

9、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，稱為傳感器。

（-）推斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）

2、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（）

3、壓電式加速度計(jì)手持探針?lè)y(cè)振時(shí)，加速度計(jì)的運(yùn)用上限頻率最低。（）

4、壓電式加速度計(jì)的重量越輕，運(yùn)用上限頻率越高，靈敏度越低。（）

5、渦流位移傳感器屬于肯定式拾振器。（）

6、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。（）

7、快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（）

8、脈沖錘的錘頭越軟，則激勵(lì)的頻率范圍越大。（）

9、在振動(dòng)測(cè)試中，測(cè)得的激勵(lì)和響應(yīng)之間的相位差包括了測(cè)試系統(tǒng)中全部?jī)x器的相移。

（）

（三）簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、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)。

2、對(duì)單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)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)、肯定位移

頻響函數(shù)。

3、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？

4、對(duì)于磁電式肯定速度計(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？

5、如何用實(shí)頻曲線估計(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

（-）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〃一均方值〃「，方差cr，；6、偶，奇；

（二）1、V；2、V；3、X;4、X;5、J；

（三）1、也，華；2、0,空，-------1------:3、---；4、

71722cos（函+夕）a+j2M

Tsinc((24+69)T)+Tsinc((2^f一g)T)；①。_______

0a2一4乃2/2—為2+J4確

其次章測(cè)試裝置的基本特性

(-)1、1/2,1/V2,一45°；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、4^一M。；5、

被測(cè)量；6、線性；

。(4)(3)(2)(4)(2)(3)(1)

(三)XVVVXX

(四)略

第三章常用傳感器

(-)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

阻率變更；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)⑶(4)(2)(3),(3)(4)(4)(2)

(三…VXX

(四)略

第四章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄

(一)1、電壓或電流；2、激勵(lì)電壓；3、橋臂數(shù)；4、相乘，相乘；5、鑒頻；6、幅值，頻

率；7、幅頻特性曲線降為最大值的‘;歷倍時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為截止頻率；

B=f,.「九;人2=2/“，8、大；

。(1)(1)(3)(2)(4)

(H)VXXV

(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，，＞2力,；

4、100；5、b/,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、X;2、J；3、J；4、J；5、X；6、X;7、X；

.9.2

2A4

(三)1>/?x(r)=A[~+-^-cos69]r4--^—cosey2r,

A2A2

Sx(69)=H-—電)+3(<0)+助)]H———CD?)+8(<60+①?)];

2、/?rv(r)=—sin；

71

3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān);

4、信號(hào)的常值重量為其自相關(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

的頻率相同、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、/[sine"/）]，=/=》；

第六章振動(dòng)的測(cè)試

（-）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，肯定式；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。

。1、X;2、義；3、J；4、J；5、X;6、J；7、J；8、X;9、V；

（三）略

一、填空題（25分，每空1分）

1.時(shí)間常數(shù)T是二二階傳感器動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，時(shí)間常數(shù)T越小，響應(yīng)越快，

響應(yīng)曲線越接近于輸入階躍曲線。

2.滿意測(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

成線性關(guān)系。

3.電荷放大器常用做生曳傳感器的后續(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)選用匡里效應(yīng)工作的應(yīng)變片，后者應(yīng)變片阻值的相對(duì)變更主要由材料曳

阻率的相對(duì)變更來(lái)確定。

6.電感式和電容式傳感器常采納差動(dòng)方式，不僅可提高靈敏度,且能改善或消

退非線性。

7.電渦流傳感器是利用上鼠材料的電渦流效應(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，將限制高頻振蕩的低頻信號(hào)稱為調(diào)制波，載送低頻信

號(hào)的高頻振蕩信號(hào)稱為載波，將經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程所得的高頻振蕩波稱為已調(diào)制

波。

9.已知x（f）=12sinM,必）為單位脈沖函數(shù)，則積分匚加）3，—

10.已知霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)速齒輪的齒數(shù)為20,若測(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?/p>

的。

二、選擇題（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，以下傳感器不屬于能量限制型的是（C）0

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)采納（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)的最小變更實(shí)力，稱為（D）。

A精度B靈敏度C精密度D辨別力

5.數(shù)字信號(hào)的特征是（B）o

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)表示各諧波重量的（C）0

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）0

A辨別力越低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。

AV2B1CV2/2D1/2

10.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.依據(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。

下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