測試技術(shù)考試試題庫（帶答案）

學(xué)院__________班級______________姓名_________學(xué)號

題號—?二三四五總分

得分

一、填空（每空1份，共20分）

1.測試技術(shù)的基本任務(wù)是o

2.從時域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng)的卷積。

3.信號的時域描述，以—為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述，以—為獨(dú)立變量。

4.假如一種信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻

率應(yīng)當(dāng)不小于Hz。

5.在橋式測量電路中，根據(jù)其的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與交流電橋。

6.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的重要區(qū)別在于：前者運(yùn)用引起的電阻

變化，后者運(yùn)用變化引起的電阻變化。

7.壓電式傳感器是運(yùn)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我2、fc）,其帶寬B=；若其帶寬為1/3倍

頻程則fC2=fC|o

9.屬于能量控制型的傳感器有、等“

10根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不一樣，調(diào)制可分為—、―、—。

11有關(guān)濾波的工作原理是。

12測試裝置的動態(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（把對的答案前的字母填在空格上，每題1分，共10分）

I.不能用確定的數(shù)學(xué)公式體現(xiàn)的信號是信號。

A復(fù)雜周期B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī)

2.平穩(wěn)隨機(jī)過程必須o

A持續(xù)B記錄特性與時間無關(guān)C各態(tài)歷經(jīng)D記錄特性等于時間平均

3.一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是,

A固有頻率B阻尼比C時間常數(shù)D敏捷度

4.系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時，對于同一種輸入量所得到的兩個數(shù)

值不一樣的輸出量之間的最大差值稱為o

A回程誤差B絕對誤差C相對誤差D非線性誤差

5.電阻應(yīng)變片的輸入為—o

A力B應(yīng)變C速度D加速度

6.用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。

A傳遞函數(shù)B互有關(guān)函數(shù)C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù)

7.為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的敏捷度，應(yīng)選用放大器。

A電壓B電荷C微分D積分

8.在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量并且不受油污等介質(zhì)影響的是

傳感器。

A電容式B壓電式C電阻式D電泯流式

9.信號分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號的頻率，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vlC在時間常數(shù)很小時存在D不存在

三、判斷題（用J或X表達(dá)，在對的的題目對應(yīng)的括號里填J,反之填X,每題1分,

共10分)

1.()非周期信號的頻譜是持續(xù)的。

2.()傳遞函數(shù)相似的多種裝置，其動態(tài)特性均相似。

3.()調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。

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，用其截取信號所引起的誤差越小。

7.()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.()壓電式加速度計的敏捷度越高，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)一定為1。

四、簡答題(每題5分，共30分)

1.已知周期方波的傅立葉級數(shù)展開式為

,、8A(11

4r)=——singr+—sin3gf+-sin5a)()t+???

71i35

試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并闡明其頻譜特點(diǎn)。

2.二階測試裝置的兩個動態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實(shí)現(xiàn)不失真測試，怎樣確定其取值范

圍？

3.何謂不失真測試？實(shí)現(xiàn)測試不失真的測試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)怎樣？

4.信號的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？

5.為何在動態(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.測得兩個同頻正弦信號的有關(guān)函數(shù)波形如圖1,問：

(1)這一波形是自有關(guān)函數(shù)還是互有關(guān)函數(shù)？為何?

C2)從波形中可以獲得信號的哪些信息？

五、計算題(共14分)

1.(6分)已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為

H((o)-----!---,式中丁=0.05s

1+70T

當(dāng)輸入信號為工。)=0.685(60，)+0.5(：05。00，—45°)時，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出y(r)

2.(4分)有一信號x(Z)=Acos@f+0),初始相角。為一隨機(jī)變量；

試求1)求其自有關(guān)函數(shù)；2)確定其均值和方差。

3.(4分)以阻值R=120Q,敏捷度5=2.5的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電

阻構(gòu)成電橋，供橋電壓為4V,并假定負(fù)載電阻無力大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000

時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓

六、應(yīng)用題(共16分)

1.(6分)某車床加工外圓表面時，表面振紋重要是由主軸箱轉(zhuǎn)動軸上齒輪不平衡慣性

力使主軸箱振動所引起，試驗(yàn)測得振紋的頻譜如圖2(a)所示，主軸箱內(nèi)的傳動示意

圖如圖2(b)所示，傳動軸I、II和主軸III上的齒輪齒數(shù)分別為4=30,Z2=40,Z3=20,

Z〃=50,傳動軸I的轉(zhuǎn)速為n.=轉(zhuǎn)/分(根據(jù)傳動比計算可知：傳動軸I【的轉(zhuǎn)速為n2=

1500轉(zhuǎn)/分，主軸IH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

加工表面的振紋影響較大？為何？

2.（10分）欲測試羽3（a）所示簡直梁的動態(tài)特性參數(shù)（固有頻率和阻尼比），（1）

請從既有設(shè)備中選擇，并用框圖表達(dá)測試系統(tǒng)構(gòu)成，簡述測試過程；

（2）測得該梁的幅頻特性曲線如圖3（b）所示，根據(jù)該曲線怎樣確定簡直梁的動態(tài)

特性參數(shù)（給出原理、公式并在圖中表達(dá)）

（既有設(shè)備：壓電式加速度計、壓電式力傳感器、磁電式速度計、電阻應(yīng)變片、電荷

放大器、功率放大器、信號發(fā)生器、激振器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、顯示設(shè)備）

售直柒

圖3(a)

圖3（b）

xx大學(xué)200X—200X年第一學(xué)期

《傳感器與測試技術(shù)》期末考試試卷參照答案

學(xué)院年級考試班級

一、填空（每空1分，答對得分，答錯不得分，共20分）

1.獲取有用的信息

2.脈沖響應(yīng)函數(shù)

3.時間（/）、頻率/或（3）

4.100Hz

5.鼓勵電壓（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.H八、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，答對任何

兩個均得2分

10.調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相

11.同頻有關(guān)不一樣頻不有關(guān)/同頻檢測原理

12.傳遞、頻率響應(yīng)、脈沖響應(yīng)

二、選擇題（每題1分，答對得分,答鋁不得分,共10分）

1—5DBCAB

6—10DBDBD

三、判斷題（每題1分,答對得分,答錯不得分,共10分）

1—5XJXJJ

6—10VXVXV

四、簡答題（每題5分,共30分）

1.（5分）

萬（3）

8A

JI

8A

3兀8A

I產(chǎn)一

0仇3"55公

2分

頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減性3分（每答對一種得1分）

2.（5分）

固有頻率（口〃）和阻尼比（4）3分（每答對一種得1.5分）

為了實(shí)現(xiàn)不失真，阻尼比（J）取值0.6?0.8;工作頻率取值不不小于等于

0.58①.2分（每答對一種得1分）

3.（5分）

輸出y（t）與輸入x（t）滿足關(guān)系y（t）=Aox（t-to）,其中A。和心為常數(shù)，

則為不失真測試。2分

或者用文字描述上述關(guān)系，描述對的2分，不完整1分，錯誤不得分。

實(shí)現(xiàn)不失真測試的測試裝置的

幅頻特性為A（Q）=A。=常數(shù)1.5分

相頻特性為0（3）=-。01.5分

或者用文字表述，表述對的同樣得分。

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）

動態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋11分），雖然各橋臂均為電阻，由

于導(dǎo)線間存在分布電容(1分)，相稱于在各橋臂上并聯(lián)了一種電容，因此，除了電

阻平衡外，還須有電容平衡(3分)。5分

其他的表述酌情給分。

6.(5分)

(1)互有關(guān)函數(shù)，由于是非奇非偶函數(shù)。2分

(2)頻率信息：正弦波形的頻率與此波形頻率相似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正弦波振幅乘枳的二分之一1分

五、計算題(共14分)

1.(6分)X0=0.6cos(60/)+().5cos(l(K)r-45°)

令X](f)=0.6cos(60r),x2(r)=0.5cos(100r-45°)

根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性

A(a)=//--------，儀⑼=-tan(r<y)

//+(儂)2

由助=60,可以得到：

A⑷)=/=0.3161分

Ji+(0.05x60)2

叭a)i)=-arctg(T(o)=-aretg(0.05x60)=-71.56501分

%(r)=0.6x0.316cos(6()r-71.565°)=0.1896cos(6()r-71.565°)

由㈤2=100，可以得到：

A(G,)=-.==0.1961分

41+(0.05x100)2

(p(a)2)=-arctg(rco)=-aretg(0.05x103)=-78.6901分

y2(t)=0.196x0.5cos(100/-45°-78.69°)=0.098cos(100/-123.69°)

由線二性系統(tǒng)的疊加性可得

y(t)—y(t)+y2(f)—0.1896cos(60r—71.565°)4-0.098cos(100—123.69°)

2分

2.(4分)自有關(guān)函數(shù)：Rx(r)=limy￡x(t)-x(t+r)dt1分

=lim—￡Acosfc^+(p)?Acos[a)(t+r)+(p)]dt

=^-cos(6yr)

1分

1分

u=—w=-—-M=-Sac.=-x2.5xlOOOx10-6x4=2.5x10-3V2

'v4R°()4R°()404

分

雙臂:

?=—?=--=-X2.5X1000X!0-6X4=5X10-3V2分

>2R（）2R°2°2

六、應(yīng)用題（共16分）

1.（6分）轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動頻率為：/6O33.3HZ；1分

轉(zhuǎn)動軸II的轉(zhuǎn)動頻率為：1500/60=25HZ；1分

轉(zhuǎn)動軸III的轉(zhuǎn)動頻率為：600/60=10HZ；1分

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

響最大。3分

2.（10分）

（1）（6分）

測試系統(tǒng)構(gòu)成框圖：（4分）

伍電加速度傳魅修

反電力傳愚算

測試過程（2分）：信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號由功率放大器放大后傳送給激振器，激振器通

過壓電式力傳感器對簡支梁激振；壓電力傳感器拾取激振力信號，壓電加速度傳感器拾取

振動信號，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A(chǔ)。對應(yīng)的頻率為簡支梁的固

有頻率嗎；2分

半功率點(diǎn)（或者專4或者0.7074）對

應(yīng)的頻率分別為色、和；阻尼例如下措施

估計：

g一例

0”2分

復(fù)習(xí)題

第一章信號及其描述

（一）填空題

1、測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中，并依托它們

來傳播的。這些物理量就是,其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。

2、信號的時域描述，以—為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述，以—為獨(dú)立變量。

3、周期信號的頻譜具有三個特點(diǎn)：,,。

4、非周期信號包括信號和信號。

5、描述隨機(jī)信號的時域恃性參數(shù)有、、。

6、對信號的雙邊譜而言，實(shí)頻譜（幅頻譜）總是—對稱，虛頻譜（相頻譜）總是—對

稱。

（二）判斷對錯題（用J或X表達(dá)）

1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過程。（）

2、信號的時域描述與頻域描述包括相似的信息量。（）

3、非周期信號的頻譜一定是持續(xù)的。（）

4、非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱同樣。（）

5、隨機(jī)信號的頻域描述為功率譜。（）

（三）簡答和計算題

I、求正弦信號X”）=/Sin（Dt的絕對均值U岡和均方根值Xrms。

2、求正弦信號工（1）=/5畝（創(chuàng)十e）的均值"「均方值〃」，和概率密度函數(shù)p（x）。

3、求指數(shù)函數(shù)x"）=Ae-at（a>^t>（））的頻譜。

億os%，|Z|<T

4、求被截斷的余弦函數(shù)x（f）=jo°的傅立葉變換。

5、求指數(shù)衰減振蕩信號x（r）=sing?a>0/>0）的頻譜。

第二章測試裝置的基本特性

（一）填空題

1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為=————，輸入信號x"）=sin,，則輸出信

2jco+\2

號）（）的頻率為刃=，幅值y=,相位@=。

2

2、試求傳遞函數(shù)分別為，u和不~空巴------的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后構(gòu)成的系統(tǒng)的

3.5s+0.5/+].4叱5+9,一

總敏捷度。

3、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析措施有、

和O

4、當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出），?）與輸入X。）之間的關(guān)系為），。）=4/。一%）時，該系統(tǒng)能實(shí)

現(xiàn)測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為〃（/3）=。

5、傳感器的敏捷度越高，就意味著傳感器所感知的—越小。

6、一種理想的測試裝置，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、不屬于測試系統(tǒng)的靜特性。

（1）敏捷度（2）線性度（3）回程誤差（4）阻尼系數(shù)

2、從時域上看，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（啰）和。2（0），則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)構(gòu)成的測試系統(tǒng)，其相頻特

性為—o

（1）Q1（MQ,3）（2）。|（。）+。,3）（3）Q?"02（”）（4）

。|（切+。2（少）

0（3）-。2（。）

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）在時間常數(shù)很小時存在（4）不存在

5、忽視質(zhì)量的單自由度振動系統(tǒng)是系統(tǒng)。

（1）零階（2）一階（3）二階（4）高階

6、一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是—。

（1）固有頻率（2）線性度（3）時間常數(shù)（4）阻尼比

7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值到達(dá)穩(wěn)態(tài)值_____倍所通過的時

間作為時間常數(shù)。

（1）0.632（2）0.865（3）0.950（4）0.982

（三）判斷對錯題（用J或X表達(dá)）

1、一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳播一種1000Hz的正弦信號，則必

然導(dǎo)致輸出波形失真，（）

2、在線性時不變系統(tǒng)中，當(dāng)時始條件為零時，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X。）一定期，系統(tǒng)的輸出），Q）將完全取決于傳遞函數(shù)“（S）,而與該系統(tǒng)

的物理模型無關(guān)。（）

4、傳遞函數(shù)相似的多種裝置，其動態(tài)特性均相似。（）

5、測量裝置的敏捷度越高，其測量范圍就越大。（）

6、幅頻特性是指響應(yīng)與鼓勵信號的振幅比與頻率的關(guān)系。（）

（四）簡答和計算題

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、測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些？

3、測試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是什么？

4、某測試裝置為一線性時不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為H（s）=—!—。求其對周期信

0.005.9+1

號x{t）=0.5cosl0r+0.2cosa（X）r-45°）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y（t）o

5、將信號COSH輸入一種傳遞函數(shù)為”（s）=—^的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在

1+TS

內(nèi)的輸出）0的體現(xiàn)式。

第三章常用傳感器

（一）填空題

1、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（每個至少舉例兩個）。

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)別在于：前者運(yùn)用引起的電阻變

化，后者運(yùn)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敏捷度、線性度及減小外部條件變化對測最精度的影

響，實(shí)際應(yīng)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，

后接一放大器時，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運(yùn)用了金屬導(dǎo)體在交流磁場中的效應(yīng)。

6、磁電式速度計的敏捷度單位是。

7、壓電式傳感器是運(yùn)用某些物質(zhì)的而工作的。

（二）選擇題

1、電阻應(yīng)變片的輸入為—o

（1）力（2）應(yīng)變（3）速度（4）加速度

2、構(gòu)造型傳感器是依托—的變化實(shí)現(xiàn)信號變換的。

（1）自身物理性質(zhì)（2：體積大?。?）構(gòu)造參數(shù)（4）電阻值

3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是一。

（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化的原因重要是—o

（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(chǎn)生變化“

（1）固有頻率（2）阻尼比（3）敏捷度（4）壓電常數(shù)

7、在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，并且不受油污等介質(zhì)影響的是一傳感器。

（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S變化時，其敏捷度S與K之間的關(guān)系是：S

—■___O

（1）k-（2）k6（3）匠（4）-kS-1

3

9、光電倍增管是運(yùn)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）判斷對錯題（用J或X表達(dá)）

I、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量?。ǎ?/p>

2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（）

3、壓電加速度計的敏捷度越高，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）簡答和計算題

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他位移傳感器比較，其重要長處是什么？渦流式傳感器能否

測量大位移量？為何？

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(yīng)采用什么措施改善，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構(gòu)造上有何不一樣，為何？

6、試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一種測力傳感器。

（1）用簡圖闡明該傳感器的構(gòu)造并簡要闡明其作用原理；

（2）兩個線圈一般應(yīng)當(dāng)接在什么電路中？用圖闡明怎樣接法。

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

/=0.3（〃〃〃），介質(zhì)為空氣。問：

（1）假如極板間距離變化量Ab=±1（〃〃），電容的變化量AC是多少？

（2）假如測量電路的敏捷度占讀數(shù)儀表的敏捷度攵2=5（格/

mV）在Ab=±1（〃〃）時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？

第四章信號調(diào)理、記錄和顯示

（一）填空題

1、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。

2、在橋式測量電路中，按照的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。

3、在橋式測量電路中，根據(jù)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(diào)幅是指一種高頻的正（余）弦信號與被測信號,使高頻信號的幅值隨被測信號

的—而變化。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的o

5、調(diào)頻波的解調(diào)又稱為。

6、調(diào)頻是運(yùn)用信號電壓的控制一種振蕩器，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、下截止頻率人2的定義為，其帶寬3=，若

為倍頻程濾波器,3與fe2的關(guān)系為—o

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，R1是工作橋臂，R\,R』是固定電阻，且R1=/?2=氏3=%。工

作時Ri一則電橋輸出電壓與才（）oe,）為電橋的電源電壓。

△凡△凡A/?.2AR

(I)一(2)一(3)一(4)——

4%°2/?,°/?,°與°

2、調(diào)幅過程相稱于在時域中將調(diào)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(zhuǎn)變成直流電壓（2）使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫?/p>

（3）使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?）使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?/p>

4、一選頻裝置，其幅一頻特性在8區(qū)間近于平直，在力―0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，其中心頻率是人，-3dB帶寬是。，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)。等

于O

⑴fo+B（2）fQ-B（3）f.B（4）f0/B

（三）判斷對錯題（用J或X表達(dá)）

I、平衡純電阻交流電橋須同步調(diào)整電阻平衡與電容平衡。（）

2、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。（）

3、帶通濾波器的波形因數(shù)4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）簡答和計算題

1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么

條件？

2、調(diào)幅波的解調(diào)措施有哪幾種？

3、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率怎樣確定？

4、有關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例闡明其工程應(yīng)用。

5、以阻值R=120Q,敏捷度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻構(gòu)成電

橋，供橋電壓匕=3丫，若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變￡=200013。

（1）求單臂電橋的輸出電壓及其敏捷度。

（2）求雙臂電橋的輸出電壓及其敏捷度

6、若1⑺為調(diào)制信號，）（）二852次/為載波，（⑺為調(diào)幅波（如圖所示）

（1）運(yùn)用傅里葉變換性質(zhì)闡明調(diào)幅過程的原理。

（2）畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。

第五章信號處理初步

(一)填空題

1、為了識別信號類型，常用的信號分析措施有、

和O

2、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析措施有、

和。

3、在數(shù)字信號處理中，為防止頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號成

為,還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即1：

4、假如一種信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻

率應(yīng)當(dāng)不小于_Hzo

5、若x(t)是均值為山為零的寬帶隨機(jī)信號其自有關(guān)函數(shù)T=0時

2(T),Tf8時R*(T)o

6、用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。

7、若某一信號的自有關(guān)函數(shù)為AcosQr),則該信號的均方值為歹，=,均方

根值為Xms=。

8、最常用的功率譜估計措施為o

9、Sx(f)為信號的沿頻率軸的分布，仔(/)『稱為o

10、巴塞伐爾定理表達(dá)在一中計算的信號總能量，等于在一中計算的信號總能量。

(二)判斷對錯題(用J或X表達(dá))

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、對于周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全防止柵欄效應(yīng)。()

4、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。

()

5、互有關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。()

6、運(yùn)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)一定為1。()

(三)簡答和計算題

1、已知信號工")=4+AcosG/+@)+&sin(g/+92)，求信號的自有關(guān)函數(shù)

此⑺,并畫出自功率譜5式0)(雙邊幅值譜)。

2、求頻率相似的單位方波和正弦波的互有關(guān)函數(shù)。

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

4、試根據(jù)一種信號的自有關(guān)函數(shù)圖形，討論怎樣確定該信號中的常值分品和周期成分。

5、某一系統(tǒng)的輸入信號為x(t),若輸出y⑴與輸入x⑴相似，輸入的自有關(guān)函數(shù)R,(T)和

輸入一輸出的互有關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為4")=&?+T),試闡明該系統(tǒng)起

什么作用？

6、應(yīng)用巴塞伐爾定理求「sin力的積分值。

J-oo

第六章振動測試

(-)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，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，在相位共振處位移一直落后于激振力

度。

3、單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)運(yùn)動所引起的受迫振動，當(dāng)激振頻率—固有頻率時，質(zhì)量塊和殼體

之間的相對運(yùn)動和基礎(chǔ)振動近于相等。

4、鼓勵方式分為,,o

5、按所測的振動性質(zhì)可將抬振器分為和o

6、阻抗頭的前端是,背面是測量激振點(diǎn)響應(yīng)的。

7、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式：、和0

8、機(jī)械系統(tǒng)的重要振動參數(shù)是,和。

9、相對法校準(zhǔn)傳感器時，經(jīng)國家計量等部門嚴(yán)格校準(zhǔn)過的傳感器起著“振動原則傳遞”

的作用，稱為—傳感器。

（二）判斷對錯題（用J或X表達(dá)）

1、壓電式加速度計的敏捷度越高，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、壓電式加速度計手持探針法測振時，加速度計的使用上限頻率最低。（）

4、壓電式加速度計的重量越輕，使用上限頻率越高，敏捷度越低。（）

5、渦流位移傳感器屬于絕對式拾振器。（）

6、低頻激振時，激振器的安裝固有頻率應(yīng)比激振頻率高3倍以上。（）

7、迅速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（）

8、脈沖錘的錘頭越軟，則鼓勵的頻率范圍越大。（）

9、在振動測試中，測得的鼓勵和響應(yīng)之間的相位差包括了測試系統(tǒng)中所有儀器的相移。

（）

（三）簡答和計算題

1、對單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，分別寫出其位移頻響函數(shù)、速度頻響

函數(shù)、加速度頻響函數(shù)。

2、對單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)位移所引起的受迫振動，分別寫出其相對位移頻響函數(shù)、絕對位

移頻響函數(shù)。

3、對于壓電式加速度計，畫出其工作原理圖，并闡明為何其上限頻率取決于固有頻率？

4、對于磁電式絕對速度計，畫出其工作原理圖，并闡明為何其下限頻率取決于固有頻

率？

5、怎樣用實(shí)頻曲線估計系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫圖闡明。

參照答案

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(zhǔn)周期,

瞬態(tài)非周期：5、溝值4,,均方值方差（J，；6、偶，奇；

（二）1、J；2、J；3、X；4、X；5、J；

2

2x0x0x01aAd

7tyJ22G（）cos（創(chuàng)+（p）a+j2樹

Tsinc《2用+g）7）+Tsinc（（2%-g）7）；5、

4________

a2*

第一章測試裝置的基本特性

(-)i>1/2,1/V2,-45°；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、4"/現(xiàn)；

5、被測量；6、線性;

(二)(4)(3)(2)-4)(2)(3)(1)

(三)X7VVXX

(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

電阻率變化；3、差動；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)JVXX

(四)略

第四章信號調(diào)理、處理和記錄

(一)1、電壓或電流；2、鼓勵電壓；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人回倍時對應(yīng)的頻率為截止頻率：

B=8、大；

(二)(I)(1)(3)(2)(4)

(H)VXXV

(四)略

第五章信號處理初步

(-)1、概率密度函數(shù)，自有關(guān)函數(shù)；2、帶通濾波法，傅立葉變換法；3、有限帶寬,

fs>2fb；4.100；5、O-/,0；6、相干函數(shù)；7、A,4A；8、周期圖法；9、

功率密度，能譜；10、時域，頻域；

(-)1、X；2、V；3、V；4、V；5、X；6、X：7、X：

2

2A2A

(三)1、/?v(r)=costw(r+—^―cosfy2r,

A2*2

S（69）=4—6（0—691）++（D、）］+［^＞（69—G）］）+5（0+CO-,）］;

x；

2^/?vv(r)=—sin(OT；

3、同頻有關(guān)、不一樣頻不有關(guān);

4、信號的常值分量為其自有關(guān)函數(shù)均值的開方，周期成分與其自有關(guān)函數(shù)周期成

分的頻率相似、嗝值成比例關(guān)系；

5、該系統(tǒng)的作用是使信號幅值不變、相位提前T；

6、Jsinc2(f)df=二%；

第六章振動的測試

（一）1、不不小于，等于，不小于；2、90；3、遠(yuǎn)不小于；4、穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)激

振，瞬態(tài)激振；5、相對式，絕對式；6、力傳感器，加速度計；7、電荷放大器，

電壓放大器；8、固有頻率，阻尼比，振型；9、參照。

（二）1>X；2、X；3、J；4、J；5、X；6、J；；、J；8、X;9、V；

（三）略

一、填空題（25分，每空1分）

1.時間常數(shù)T是二階傳感器動態(tài)特性參數(shù)，時間常數(shù)T越小，響應(yīng)越快，響

應(yīng)曲線越靠近于輸入階躍曲線。

2.滿足測試裝置不失真測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.電荷放大器常用做里曳傳感器的后續(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關(guān)。

4.信號當(dāng)時間尺度在壓縮時，則其頻帶變至其幅值變上。

5.當(dāng)測量較小應(yīng)變值時，應(yīng)選用電阻應(yīng)變效應(yīng)工作的應(yīng)變片,而測量大應(yīng)變值

時，應(yīng)選用在迪效應(yīng)工作的應(yīng)變片，后者應(yīng)變片阻值的相對變化重要由材料

電阻率的相對變化來決定。

6.電感式和電容式傳感器常采用差動方式，不僅可提高敏捷度,且能改善或消

除非線性。

7.電渦流傳感器是運(yùn)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稱為調(diào)制波，載送低頻信

號的高頻振蕩信號稱為載波，將通過調(diào)制過程所得的高頻振蕩波稱為旦遇制

波。

9.已知x（f）=12sin《W,加）為單位脈沖函數(shù)，則積分［x（/）dt-—\dt=

J-00I2（0）

12_o

10.已知霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測速齒輪的齒數(shù)為20,若測得感應(yīng)電動勢的頻率

為300Hz,則被測軸的轉(zhuǎn)速為900i7min。

11.RC低通涯波器中的RC值越大，則其上限裁止頻率越上。

12.頻率混疊是由于采樣頻率過低引起的,泄漏則是由于信號，斷所引起的。

二、選擇題（15分，每題1.5分）

1.離散、周期的時域恰號頻譜的特點(diǎn)是（C）的。

A非周期、離散B非周期、持續(xù)C、周期、離散D周期、持續(xù)

2.按傳感器能量源分類，如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)式傳感器在測量軸的轉(zhuǎn)速時，其古盤應(yīng)采用（B）材料制成。

A金屬B導(dǎo)磁C塑料D導(dǎo)電

4.測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為（D）。

A精度B敏捷度C精密度D辨別力

5.數(shù)字信號的特性是（B）。

A時間上離散，幅值上持續(xù)B時間、幅值上都離散

C時間上持續(xù)，幅值上量化D時間、幅值上都持續(xù)

6.傳感器敏捷度越高，表達(dá)該傳感器（B）°

A工作頻帶越寬B單位揄入引起的輸出量越大

C線性范圍越寬D容許的輸入量越大

7.周期信號傅立葉級數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)表達(dá)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)換時間越短

9.濾波器的-3dB頻率指輸出信號幅值為輸入信號幅值的（C）時所對應(yīng)的截

止頻率。

AV2B1CV2/2D1/2

10.不能用于材料厚度的非接觸測量的傳感器為（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、帶通和帶阻遮波

器。下圖為這些濾波器的幅頻特性，請分別標(biāo)注出來。并列出4個實(shí)際濾波器

的重要特性參數(shù)。（6分）

重要特性參數(shù)(任選4個)：

(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

⑹濾波器因數(shù)

2.下圖為同一正弦信號分別用相似時寬的矩形窗和漢寧窗截斷后得到的頻譜

圖。請指出下面二個頻譜圖分別采用以上哪個窗函數(shù)得到的，并說出這兩種窗

函數(shù)的重要特點(diǎn)。(6分)

理

oFs/20

頻率頻率

(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

率辨別力下降。

3.一階系統(tǒng)受到一種階躍輸入的作用，在2秒時到達(dá)輸入最大值的20%,試

求：測試系統(tǒng)的時間常數(shù)和當(dāng)輸出到達(dá)最大值的95