一、選擇題1.測(cè)試裝置傳遞函數(shù)H（s）的分母與（）有關(guān)。A.輸入量x（t）B.輸入點(diǎn)的位置C.裝置的結(jié)構(gòu)2.非線形度是表示定度曲線（）的程度。A.接近真值B.偏離其擬合直線C.正反行程的不重合3.測(cè)試裝置的頻響函數(shù)H（jω）是裝置動(dòng)態(tài)特性在（）中的描述。A．幅值域B.時(shí)域C.頻率域D.復(fù)數(shù)域4.用常系數(shù)微分方程描述的系統(tǒng)稱為（）系統(tǒng)。A.相似B.物理C.力學(xué)D.線形5.下列微分方程中（）是線形系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。A.B.C.6.線形系統(tǒng)的疊加原理表明（）。A.加于線形系統(tǒng)的各個(gè)輸入量所產(chǎn)生的響應(yīng)過(guò)程互不影響B(tài).系統(tǒng)的輸出響應(yīng)頻率等于輸入激勵(lì)的頻率C.一定倍數(shù)的原信號(hào)作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的響應(yīng)，等于原信號(hào)的響應(yīng)乘以該倍數(shù)7.測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力，稱為（）。A.精度B.靈敏度C.精密度D.分辨率8.一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度越高，其測(cè)量范圍（）。A.越寬B.越窄C.不變9.測(cè)試過(guò)程中，量值隨時(shí)間而變化的量稱為（）。A.準(zhǔn)靜態(tài)量B.隨機(jī)變量C.動(dòng)態(tài)量10.線形裝置的靈敏度是（）。A.隨機(jī)變量B.常數(shù)C.時(shí)間的線形函數(shù)11.若測(cè)試系統(tǒng)由兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)而成，且環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為，則該系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)為（）。若兩個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)時(shí)，則總的傳遞函數(shù)為（）。12.輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差隨頻率變化的關(guān)系就是（）。A.幅頻特性B.相頻特性C.傳遞函數(shù)D.頻率響應(yīng)函數(shù)13.時(shí)間常數(shù)為τ的一階裝置，輸入頻率為的正弦信號(hào)，則其輸出與輸入間的相位差是（）。A.-45°B-90°C-180°14.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（）。A.卷積B.傅氏變換對(duì)C.拉氏變換對(duì)D.微分15.對(duì)不變線形系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)等于（）。A.系統(tǒng)的正弦輸出與正弦輸入比B.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出的傅氏變換與正弦輸入的傅氏變換之比C.用虛指數(shù)函數(shù)表示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出與正弦輸入之比16.對(duì)某二階系統(tǒng)輸入周期信號(hào)，則其輸出信號(hào)將保持（）。A.幅值不變，頻率、相位改變B.相位不變，幅值、頻率改變C.頻率不變，幅值、相位改變17.二階裝置，用相頻特性中（ω）=-90°時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率ω作為系統(tǒng)的固有頻率的估計(jì)值，則值與系統(tǒng)阻尼頻率ξ的大小（）。A.有關(guān)B.無(wú)關(guān)C.略有關(guān)系D.有很大關(guān)系18.二階系統(tǒng)的阻尼率ξ越大，則其對(duì)階越輸入的時(shí)的響應(yīng)曲線超調(diào)量（）。A.越大B.越小C.不存在D.無(wú)關(guān)19.二階裝置引入合適阻尼的目的是（）。A.是系統(tǒng)不發(fā)生共振B.使得讀數(shù)穩(wěn)定C.獲得較好的幅頻、相頻特性二、填空題1.一個(gè)理想的測(cè)試裝置應(yīng)具有單站值的、確定的＿＿＿。2.測(cè)試裝置的特性可分為＿＿＿特性和＿＿＿特性。3.測(cè)試裝置的靜態(tài)特性指標(biāo)有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。4.某位移傳感器測(cè)量的最小位移為0.01mm，最大位移為1mm，其動(dòng)態(tài)線形范圍是＿＿dB。5.描述測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿等。6.測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)是不隨時(shí)間而變化的系統(tǒng)，則稱為＿＿＿系統(tǒng)。若其輸入、輸出呈線形關(guān)系時(shí)，則稱為＿＿＿系統(tǒng)。7.線形系統(tǒng)中的兩個(gè)最重要的特性是指＿＿＿和＿＿＿。8.測(cè)試裝置在穩(wěn)態(tài)下，其輸出信號(hào)的變化量與其輸入信號(hào)的變化量之比值，稱為＿＿＿，如果它們之間的量綱一致，則又可稱為＿＿＿。9.測(cè)試裝置的輸出信號(hào)拉氏變換與輸入信號(hào)拉氏變換之比稱為裝置的＿＿＿。10.測(cè)試裝置對(duì)單位脈沖函數(shù)δ（t）的響應(yīng)，稱為＿＿＿記為h（t），h（t）的傅氏變換就是裝置的＿＿＿。11.滿足測(cè)試裝置不失真測(cè)試的頻域條件是＿＿＿和＿＿＿。12.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＿＿＿和＿＿＿。13.測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性在時(shí)域中用＿＿＿描述，在頻域中用＿＿＿描述。14.二階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。15.已知輸入信號(hào)x（t）=30cos（30t+30°），這時(shí)一階裝置的A（ω）=0.87，=-21.7°，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達(dá)式是：y（t）=＿＿＿。16.影響一階裝置動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是＿＿＿，原則上希望它＿＿＿。17.二階系統(tǒng)的工作頻率范圍是＿＿＿。18.輸入x（t），輸出y（t），裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)h（t），它們?nèi)咧g的關(guān)系是＿＿。19.測(cè)試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為H（jω），則｜H（jω）｜表示的是＿＿＿，∠H（jω）表示的是＿＿＿，它們都是＿＿＿的函數(shù)。20.信號(hào)x（t）=，輸入τ=0.5的一階裝置，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出幅值A(chǔ)=＿＿＿，相位滯后=＿＿＿。21.一個(gè)時(shí)間常數(shù)τ=5s的溫度計(jì)，插入一個(gè)以15℃/min速度線形降溫的烘箱內(nèi)，經(jīng)半分鐘后取出，溫度計(jì)指示值為90℃，這時(shí)，烘箱內(nèi)的實(shí)際溫度應(yīng)為＿＿＿。一、選擇題1.C2.B3.C4.D5.B6.A7.D8.B9.C10.B11.B，A12.B13.A14.B15.B16..C17.B18.B19.C20.B；A二、填空題1.輸出—輸入關(guān)系2.靜態(tài)特性；動(dòng)態(tài)特性3.靈敏度；非線形度；回程誤差4.405.微分方程；傳遞函數(shù)；頻率響應(yīng)函數(shù)6.定常（時(shí)不變）；線形7.線形疊加性；頻率保持性8.靈敏度；放大倍數(shù)9.傳遞函數(shù)10.脈沖響應(yīng)函數(shù)；頻率響應(yīng)函數(shù)11.幅頻特性為常數(shù)；相頻特性為線形12.階越響應(yīng)法；頻率響應(yīng)法13.微分方程；頻率響應(yīng)函數(shù)14.靜態(tài)靈敏度；固有頻率；阻尼率15.26.1cos（30t+8.3°）16.時(shí)間常數(shù)τ；越小越好17.18.；卷積關(guān)系19.輸出與輸入的幅值比（幅頻特性）；輸出與輸入的相位差（相頻特性）；頻率20.21.88.75℃例1.現(xiàn)有指針式電流計(jì)4只，其精度等級(jí)和量程分別為2.5級(jí)100μА、2.5級(jí)200μА、1.5級(jí)100Μа、1.5級(jí)1mA，被測(cè)電流為90μА時(shí)，用上述4只表測(cè)量，分別求出可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差（即標(biāo)稱相對(duì)誤差），并說(shuō)明為什么精度等級(jí)高的儀表測(cè)量誤差不一定小，儀表的量程應(yīng)如何選擇。解：4塊表的相對(duì)誤差分別為儀表量程選擇應(yīng)使儀表示值在滿足量程的1/3以上。例2.測(cè)試系統(tǒng)分別由環(huán)節(jié)的串聯(lián)、并聯(lián)和反饋回路構(gòu)成，如下圖所示，求圖示各系統(tǒng)的總靈敏度。（為各環(huán)節(jié)的靈敏度）解：（1）系統(tǒng)由串聯(lián)環(huán)節(jié)組成時(shí)（圖a）總靈敏度為（2）系統(tǒng)由并聯(lián)環(huán)節(jié)組成時(shí)（圖b）總靈敏度為（3）系統(tǒng)由并反饋回路組成時(shí)（圖c）總靈敏度為例3.求下圖所示的R-L-C電路，當(dāng)開(kāi)環(huán)閉合后電流i（t）的變化規(guī)律。已知圖中：E=100V，L=1H，R=100Ω，C=0.01Μf。解：根據(jù)基爾霍夫定理∑E=0拉氏變換后得：解：根據(jù)運(yùn)放原理式中：。例5.求周期信號(hào)x（t）=0.5cos10t+0.2cos（100t-45°），通過(guò)傳遞函數(shù)為的裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解：設(shè)式中，當(dāng)系統(tǒng)有輸入時(shí)，則輸出為，且式中，，同樣可求得當(dāng)輸入為時(shí)，有輸出為，且此裝置對(duì)輸入信號(hào)x（t）具有線形疊加性。系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為：例6.用一個(gè)具有一階動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量?jī)x表（τ=0.35s），測(cè)量階躍信號(hào)，輸入由25單位跳變到240單位，求當(dāng)t=0.35s，0.7s，2s時(shí)的儀表示值分別為多少？解：一階裝置的單位階躍輸入時(shí)的響應(yīng)為當(dāng)輸入由跳變至單位時(shí)，輸出響應(yīng)表達(dá)式為所以，t=0.35s時(shí)，儀表示值為；t=0.7s時(shí)，儀表示值為；t=2s時(shí)，儀表示值為。例7.圖示RC電路中，已知C=0.01μF，若的幅值為100，頻率為10kHz，并且輸出端的相位滯后30°，求此時(shí)的R應(yīng)為何值，輸出電壓幅值為多少？由于輸出的幅值為:例8.用圖示裝置去測(cè)周期為1s，2s，5s的正弦信號(hào)，問(wèn)幅值誤差是多少？（R=350Kω，C=1μF）解：根據(jù)基爾霍夫定律因?yàn)椴⑶宜杂袃蛇吚献儞Q后得這是一個(gè)高通濾波器，當(dāng)時(shí)幅值相對(duì)誤差：式中——輸入信號(hào)幅值；——輸出信號(hào)幅值。當(dāng)T=2s時(shí)，當(dāng)T=1s時(shí)，當(dāng)T=5s時(shí)，例9.試求傳遞函數(shù)為和的倆每個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。解：求當(dāng)S=0時(shí)的兩傳遞函數(shù)之值兩環(huán)節(jié)串聯(lián)后系統(tǒng)的總靈敏度為S=3.0×41=123例10.用一個(gè)一階系統(tǒng)作100Hz正弦信號(hào)的測(cè)量，如果要求限制振幅誤差在5％以內(nèi)，則時(shí)間常數(shù)應(yīng)取多少？若用具有該時(shí)間常數(shù)的同一系統(tǒng)作50Hz的正弦信號(hào)測(cè)試，問(wèn)此時(shí)振幅誤差和相角差是多少？解：（1）振幅相對(duì)誤差限制在5%以內(nèi)，則當(dāng)則（2）振幅的相當(dāng)誤差為且相角差為例11.設(shè)一力傳感器可作為二階凝結(jié)處理，已知傳感器的固有頻率，阻尼比ξ=0.14時(shí)，用其測(cè)量正弦變化的外力，頻率f=400Hz，求振幅比A（ω）及φ（ω）是多少？若ξ=0.7時(shí)，則A（ω）及φ（ω）將改變?yōu)楹沃担拷猓海?）按題意，當(dāng)時(shí)，即,且ξ=0.14則有即此時(shí)的幅值比為A（ω）=1.31，相位移為-10.57°。（2）當(dāng)ξ=0.7時(shí)可解得A（400）=0.975；φ（400）=-43.03°即幅值比為：A（400）=0.975；相位移為-43.03°。例12.設(shè)有單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，其活動(dòng)質(zhì)量塊的質(zhì)量為4.4N，彈簧剛度為N/m，阻尼比為ξ=0.068，求此系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)、固有頻率、有阻尼固有頻率以及質(zhì)量塊受周期力激勵(lì)下其位移共振頻率、速度共振頻率。解：（1）粘性阻尼系數(shù)c（2）固有阻尼頻率（3）有阻尼固有頻率（4）位移共振頻率解：二階系統(tǒng)在欠阻尼下工作時(shí)，其單位階躍響應(yīng)為：此式表明其瞬態(tài)響應(yīng)是以的角頻率作衰減振蕩，按求極值的通用方法可求得各振蕩峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間；將代入上式，可得超調(diào)量峰值M和阻尼比ξ的關(guān)系根據(jù)題意，裝置靜態(tài)增益為3，故其單位階躍的最大過(guò)沖量所以由于阻尼振蕩周期該裝置的傳遞函數(shù)為式中，。頻率響應(yīng)函數(shù)為在時(shí)的頻率響應(yīng)：式中ξ=0.69，k=3。例14.動(dòng)圈磁電式絕對(duì)振動(dòng)速度傳感器的力學(xué)模型如下圖所示。設(shè)，質(zhì)量塊相對(duì)于殼體的運(yùn)動(dòng)為，殼體感受的絕對(duì)振動(dòng)為（即為被測(cè)振動(dòng)）。試求（1）寫(xiě)出質(zhì)量塊相對(duì)于傳感器殼體的運(yùn)動(dòng)微分方程，求出其傳遞函數(shù)及幅頻特性和相頻特性的表達(dá)式。（2）設(shè)動(dòng)圈線圈的有效工作長(zhǎng)度為，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求輸出電影e（t）與振動(dòng)速度得上式取拉式變換后得設(shè)：則可得傳遞函數(shù)形式為將代入上式得頻率特性為幅頻相頻（2）由于所以當(dāng)殼體感受的振動(dòng)為正弦函數(shù)時(shí)。則有所以，輸出電壓e（t）對(duì)輸入振動(dòng)速度的幅頻特性和相頻特性分