测试技术基础期末试题及答案

第一章 信号及其描述

（一）填空题

1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这些物理量就

是 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。

3、 周期信号的频谱具有三个特点：离散的 ，谐波型 ， 收敛性 。

4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和 准周期 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值x μ、均方值2x ψ，方差2

x σ；。

6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 偶 对称，虚频谱（相频谱）总是 奇 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示）

1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ v ）

2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ v ）

3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ x ）

4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ x ）

5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ v ） （三）简答和计算题

1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。

2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2

x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae

t x at

的频谱。

4、 求被截断的余弦函数??

?≥<=T

t T t t

t x ||0

||cos )(0ω的傅立叶变换。

5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at

ω的频谱。

第二章 测试装置的基本特性

（一）填空题

1、 某一阶系统的频率响应函数为1

21

)(+=

ωωj j H ，输入信号2

sin

)(t

t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y √2/2 ，相位=φ -45 。

2、 试求传递函数分别为5.05.35

.1+s 和2

2

2

4.141n

n n

s s

ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。123

3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 傅里叶级数展开式 、

和 傅里叶变换 。

4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 延时 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。

5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 被测量 越小。

6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题

1、 4 不属于测试系统的静特性。

（1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 3 响应的卷积。

（1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡

3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 2 。

（1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）)

()()

()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q -

4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。

（1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在

5、 忽略质量的单自由度振动系统是 2 系统。

（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶

6、 一阶系统的动态特性参数是 3 。

（1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比

7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 1 倍所经过的时间作为时间常数。

（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 （三）判断对错题（用√或×表示） 1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。（ x ） 2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。（ v ） 3、 当输入信号)(t x 一定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，而与该系统的物理模型无关。（ v ） 4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ v ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ x ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ x ） （四）简答和计算题

1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？

2、 答：定常线性系统在简谐信号的激励下，系统的频率特性称为系统的频率响应函数。频率响应函数是描述系统

的简谐输入和相应的稳态输出的关系。

3、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？

4、 答：静态特性包含灵敏度、线性度、回程误差。动态特性包括时间常数、谐振频率和固有频率、阻尼比。

5、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？

6、 答：幅值特性曲线是一条平行于ω轴的直线，相频特性曲线是一条过坐标原点的斜率为-t 0的直线。

7、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为1

005.01

)(+=

s s H 。求其对周期信号

)45100cos(2.010cos 5.0)(?-+=t t t x 的稳态响应)(t y 。

8、 解：求传递函数的幅频特性与相频特性，利用叠加性求输出 9、 将信号t ωcos 输入一个传递函数为s

s H τ+=

11

)(的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出)(t y 的表达式。 解：求传递函数的幅频特性与相频特性，然后用定义求输出。

第三章 常用传感器

（一）填空题

1、 属于能量控制型的传感器有 电阻温度计，电容式测振仪 等，属于能量转换型的传感器有热电偶温度计、弹性

压力计等（每个至少举例两个）。

2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 导体形变 引起的电阻变化，后者利用 半

导体电阻率变化引起的电阻变化。

3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用

差动式 工作方式。

4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电荷 放大器和 电压 放大器，后接 电荷

放大器时，可不受连接电缆长度的限制。

5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 涡电流 效应。

6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 mv(m/s) 。

7、 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。 （二）选择题

1、 电阻应变片的输入为 2 。

（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度 2、 结构型传感器是依靠 3 的变化实现信号变换的。

（1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 4 。

（1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料 4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 2 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方

5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 3 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通

6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 3 产生变化。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数

7、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 4 传感器。

（1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式

8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙δ变化时，其灵敏度S 与δ之间的关系是：S ＝ 4 。 （1）δ

1

k

（2）δk （3）2-δk （4）2--δk

9、 光电倍增管是利用 2 效应制成的器件。

（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ √ ）

2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（√ ）

3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ×）

4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ×） （四）简答和计算题

1、 哪些传感器可选作小位移传感器？

2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测量大位移量？为什么？

3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？

4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应采取什么措施

改进，就可以用电涡流传感器测量了。

5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？

6、 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

（1） 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理； （2） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。

7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为

空气。问：

（1） 如果极板间距离变化量)(1m μδ±=?，电容的变化量C ?是多少？

（2） 如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=?时，读数仪表的变化量为多少？

第四章 信号调理、记录和显示

（一）填空题

1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为电压或电流 输出的装置。

2、 在桥式测量电路中，按照 激励电源的类型 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。

3、 在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 桥臂数 可将其分为半桥与全桥测量电路。

4、 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 相乘 ，使高频信号的幅值随被测信号的 变化 而

变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 相乘。 5、 调频波的解调又称为 鉴频 。

6、 调频是利用信号电压的 幅值 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 频率 与信号电压成正比。

7、 常用滤波器的上、下截止频率1c f 、2c f 的定义为幅频特性曲线降为最大值的2

1

倍时对应的频率为截止频率，

其带宽12c c f f B -=，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为122c c f f =。

8、 RC 低通滤波器中RC 值愈 大 ，则上截止频率愈低。

（二）选择题

1、 设有一电路，1R 是工作桥臂，2R ，3R ，4R 是固定电阻，且4321R R R R ===。工作时1112R R R ?+→，

则电桥输出电压≈y e （ ）。0e 为电桥的电源电压。

0e （2）0112e R R ? （3）011e R R ? （4）01

1

2e R R ? 2、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。 （1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减 3、 电路中鉴频器的作用是 。

（1）使高频电压转变成直流电压 （2）使电感量转变为电压量 （3）使频率变化转变为电压变化 （4）使频率转变为电流

4、 一选频装置，其幅—频特性在∞→2f 区间近于平直，在02→f 区间急剧衰减，这叫 滤波器。 （1）低通 （2）高通 （3）带通 （4）带阻

5、 一带通滤波器，其中心频率是0f ，-3dB 带宽是B ，则滤波器的品质因数Q 等于 。

（1）B f +0 （2）B f -0 （3）B f 0 （4）B f 0

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。 （ √ ）

2、 调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ×）

3、 带通滤波器的波形因数λ值越大，其频率选择性越好。 （ x ）

4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ √） （四）简答和计算题

1、 何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？

2、 答：可以使Uac=Uad ，这时G 中无电流通过。当G 中无电流时叫做“电桥平衡”。直流：R 1R 3=R 2R 4，交流：

Z 1Z 3=Z 2Z 4

3、 调幅波的解调方法有哪几种？

4、 答：三种，同步解调、整流检波解调、相敏检波解调

5、 抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？

6、 相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。

7、 答：使信号中特定的频率成分通过，同时极大地衰减其他频率成分。

8、 以阻值Ω=120R ，灵敏度2=S 的电阻丝应变片与阻值为Ω120的固定电阻组成电桥，供桥电压V V 30=，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变μεε2000=。 （1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。 （2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度

9、 若)(t x 为调制信号，t f t y 02cos )(π=为载波，)(t x m 为调幅波（如图所示）

（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。 （2）画出载波与调幅波的双边频谱图。

参考答案

第一章 信号及其描述

（一）1、信号；2、时间（t ），频率（f ）；3、离散性，谐波性，收敛性；4、准周期，瞬态非周期；5、均值x μ，

均方值2

x ψ，方差2

x σ；6、偶，奇；

（二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；

（三）1、π0

2x ，2

x ；2、0，22

0x ，)cos(1

0?ωπ+t x ；3、f j a A π2+；4、()()T f c T T f c T )2(sin )2(sin 00ωπωπ-++；

5、

fa

j f a πωπω44202

220

+--； 第二章 测试装置的基本特性

（一）1、1/2，2/1，ο45-；2、123；3、傅立叶变换法，滤波器法；4、0

0t j e A ω-；5、被测量；6、线性；

（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1） （三）╳ √ √ √ ╳ ╳ （四）略

第三章 常用传感器

（一）1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电；2、金属丝的几何变形，半导体材料的电阻率变化；3、差动；4、

电荷，电压，电荷；5、涡电流；6、mv / (m/s)；7、压电效应。

（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2） （三）√ √ ╳ ╳ （四）略

第四章 信号调理、处理和记录

（一）1、电压或电流；2、激励电压；3、桥臂数；4、相乘，相乘；5、鉴频；6、幅值，频率；7、幅频特性曲线

降为最大值的2

1

倍时对应的频率为截止频率；12c c f f B -=；122c c f f =，8、大；

（二）（1）（1）（3）（2）（4） （三）√ ╳ ╳ √ （四）略

河北科技大学200X ——200X 学年第一学期 《传感器与测试技术》期末考试试卷

一、填空（每空1份，共20分）

1． 测试技术的基本任务是 获取有用的信息

2． 从时域看，系统的输出是其输入与该系统 脉冲响应函数 的卷积。

3． 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。

4． 如果一个信号的最高频率为50Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 100

Hz 。

5． 在桥式测量电路中，根据其 激励电压 的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。

6． 金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用 导体机械形变 引起的

电阻变化，后者利用 半导体电阻率 变化引起的电阻变化。 7． 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。

8． 带通滤波器的上下限截止频率为fc 1 、fc 2，其带宽B = fc 2- fc 1 ；若其带宽为1/3倍频程则

fc 2 = fc 1。

9． 属于能量控制型的传感器有 、 等。

10 根据载波受调制的参数不同，调制可分为 调幅 、 调频 、 调相 。 11 相关滤波的工作原理是 。

12 测试装置的动态特性可以用 传递 函数、 频率响应 函数和 脉冲响应

函数进行数学描述。

二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分） 1． 不能用确定的数学公式表达的信号是

A 复杂周期

B 非周期

C 2． 平稳随机过程必须 。 A 连续 B 统计特征与时间无关 C 各态历经

D 统计特征等于时间平均 3．

A 固有频率

B 时间常数 D 灵敏度

4． 系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最

大差值称为 。

A 回程误差

B 绝对误差

C 相对误差

D 非线性误差 5． 电阻应变片的输入为 。

A 力

B 应变

C 速度

D 加速度

6． 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

A 传递函数

B 互相关函数

C 互谱密度函数

D 相干函数

7． 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用 放大器。

A 电压

B 电荷

C 微分

D 积分

8． 在测量位移的传感器中，符合非接触测量而且不受油污等介质影响的 是 传感器。

A 电容式

B 压电式

C 电阻式

D 电涡流式

9． 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带 ，也可达到分析的目的。

A 重放速度放快

B 重放速度放慢

C 重放速度不变

D 多放几次

10. 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。

A 存在，但<5％

B 存在，但<1

C 在时间常数很小时存在

D 不存在

三、判断题（用√或×表示，在正确的题目对应的括号里填√，反之填 ×，每题1分，共10分） 1． （ × ）非周期信号的频谱是连续的。

2． （ √ ）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 3． （ × ）调幅波是载波与调制信号的叠加。 4． （ √ ）涡流传感器属于有源传感器。

5． （ √ ）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。

6． （√ ）窗函数频谱的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。 7． （ × ）恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。 8． （ √ ）随机激振属于宽带激振法。

9． （ × ）压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。

10.（ √ ）若系统是完全线性的，则输入输出的相干函数一定为1。 四、简答题（每题5分，共30分） 1． 已知周期方波的傅立叶级数展开式为

??

?

??+++=

Λt t t A t x 0005sin 513sin 31sin 8)(ωωωπ 试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。

2． 二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范围？

3． 何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？

4． 信号的预处理包括那些环节？

5． 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？

6． 测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：

图1

（1） 这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？ （2） 从波形中可以获得信号的哪些信息？

五、计算题（共14分）

1． （6分）已知低通滤波器的频率响应函数为

ωτ

ωj H +=

11

)(， 式中 s 05.0=τ

当输入信号为)45100cos(5.0)60cos(6.0)(ο

-+=t t t x 时，求滤波器的稳态输出)(t y

2． （4分）有一信号)cos()(?ω+=t A t x ，初始相角?为一随机变量；

试求 1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。

3． （4分）以阻值Ω=120R ，灵敏度5.2=S 的电阻丝应变片与阻值为Ω120的固定电阻组成电桥，供桥电压为

4V ，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为1000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压

六、 应用题（共16分）

1. （6分）某车床加工外圆表面时，表面振纹主要是由主轴箱转动轴上齿轮不平衡惯性力使主轴箱振动所引起，

实验测得振纹的频谱如图2（a）所示，主轴箱内的传动示意图如图2(b)所示，传动轴Ⅰ、Ⅱ和主轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为Z1 = 30, Z2 = 40, Z3=20, Z4=50, 传动轴Ⅰ的转速为 n1 = 2000转/分（根据传动比计算可知：传动轴Ⅱ的转速为 n2 = 1500转/分，主轴Ⅲ的转速为 n2 = 600转/分），试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响较大？为什么？

（a） (b)

图2

2. （10分）欲测试图3(a)所示简直梁的动态特性参数（固有频率和阻尼比），（1）请从现有设备中选择，并用框图表示测试系统构成，简述测试过程；

（2）测得该梁的幅频特性曲线如图3（b）所示，根据该曲线如何确定简直梁的动态特性参数（给出原理、公式并在图中表示）

（现有设备：压电式加速度计、压电式力传感器、磁电式速度计、电阻应变片、电荷放大器、功率放大器、信号发生器、激振器、数据采集分析系统、显示设备）

图3 (a)

图3 (b)

河北科技大学200X —200X 学年第一学期 《传感器与测试技术》期末考试试卷参考答案

一、 填空( 每空1分，答对得分，答错不得分，共20分)

1． 获取有用的信息 2． 脉冲响应函数

3． 时间(t )、频率f 或)(ω 4． 100Hz

5． 激励电压（或工作电压或桥压或电源）

6． 导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应） 7． 压电效应

8． 12c c f f - 、32（或1.26）

9． 电阻式传感器、涡电流传感器、电容式传感器、电感式传感器等，答对任何两个均得2分 10． 调幅、调频、调相

11． 同频相关不同频不相关/同频检测原理 12． 传递、频率响应、脉冲响应 二、 选择题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分）

1—5 D B C A B 6—10 D B D B D 三、 判断题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分） 1—5 ×√×√√ 6—10 √×√×√ 四、 简答题（每题5分，共30分） 1．（5分）

2分

频谱特点：离散性、谐波性、递减性 3分(每答对一个得1分) 2．（5分）

固有频率(n ω)和阻尼比(ξ) 3分(每答对一个得1.5分) 为了实现不失真,阻尼比(ξ)取值0.6 ~ 0.8; 工作频率取值小于等于0.58n ω

2分(每答对一个得1分) 3. （5分）

输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A 0x(t-t 0), 其中A 0和t 0为常数, 则为不失真测试。 2分

或者用文字描述上述关系，描述正确2分，不完整1分，错误不得分。 实现不失真测试的测试装置的

幅频特性为 A(ω)= A 0 = 常数 1.5分

相频特性为 φ(ω)=ω0t - 1.5分 或者用文字表述，表述正确同样得分。 4. （5分）

（1）电压幅值调理（或者放大） 1分 （2）滤波（或者滤去高频） 2分 （3）隔离直流分量（或者隔直） 1分

（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 1分

5. （5分）

动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1分），相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平衡外，还须有电容平衡（3分）。 5分

其它的表述酌情给分。 6. （5分）

（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。 2分

（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同 1分

相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 1分 幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1分 五、 计算题（共14分）

1. （6分） )45100cos(5.0)60cos(6.0)(?-+=t t t x

令)60cos(6.0)(1t t x =，)45100cos(5.0)(2?-=t t x 根据线性系统频率保持性和幅频相频特性 2

)

(11

)(τωω+=A ，)tan()(τωω?-=

由601=ω，可以得到：

316.0)

6005.0(11

)(2

1=?+=

ωA 1分

?-=?-=-=565.71)6005.0()()(1arctg arctg τωω? 1分 )565.7160cos(1896.0)565.7160cos(316.06.0)(1?-=?-?=t t t y 由1002=ω，可以得到：

196.0)

10005.0(11

)(2

2=?+=ωA 1分

?-=?-=-=69.78)10005.0()()(2arctg arctg τωω? 1分

)69.123100cos(098.0)69.7845100cos(5.0196.0)(2?-=?-?-?=t t t y

由线性系统的叠加性可得

)69.123100cos(098.0)565.7160cos(1896.0)()()(21?-+?-=+=t t t y t y t y 2分

2.（4分） 自相关函数：?+?=T

x dt t x t x T R 0

)()(1lim )(ττ 1分

=dt t A t A T T

)])(cos[)cos(1lim 0?τω?ω++?+?

=)cos(2

2

ωτA 1分 均值：?-=22000)(1T

T x dt t x T μ=?-+2200

)cos(

1T T dt t A T ?ω=0 1分 方差：2

])([12

22

2

00A dt t x T T T x x

=-=?

-μσ 1分

3. （4分）单臂：

36000105.241010005.24141414--?=????==??=??=u S u R R u R R u y εV 2分 双臂：

3600010541010005.22

121212--?=????==??=??=

u S u R R u R R u y εV 2分 六、 应用题（共16分）

1. （6分）转动轴I 的转动频率为：2000/60=33.3HZ ； 1分 转动轴II 的转动频率为：1500/60=25HZ ； 1分 转动轴III 的转动频率为：600/60=10HZ ； 1分

与实验测得振纹的频谱图比较可知轴II 上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。 3分

2．（10分） （1）（6分）

测试系统组成框图：（4分）

测试过程（2分）：信号发生器产生的信号由功率放大器放大后传送给激振器，激振器通过压电式力传感器对简支梁激振；压电力传感器拾取激振力信号，压电加速度传感器拾取振动信号，分别经电荷放大器放大后送入数据采集系统，最后由显示设备显示频率响应函数。

（2）（4分）

幅频特性峰值0A 对应的频率为简支梁的固

有频率n ω；2分 半功率点（或者

02

1A 或者0.7070A ）对应

的频率分别为1ω、2ω；阻尼比如下方法估计：

n ωωωζ1

2-=

2分

要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。

《测试技术基础》期末试题及答案--

第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这些物理量就 是 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点：离散的 ，谐波型 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和 准周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值x μ、均方值2x ψ，方差2 x σ；。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 偶 对称，虚频谱（相频谱）总是 奇 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ v ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ v ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ x ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ x ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ v ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2 x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数?? ?≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为1 21 )(+= ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y √2/2 ，相位=φ -45 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35 .1+s 和2 2 2 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。123 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 傅里叶级数展开式 、 和 傅里叶变换 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 延时 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题 1、 4 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 3 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 2 。 （1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）) ()() ()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。 （1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 2 系统。 （1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶

测试技术基础习题答案-江征风

测试技术基础部分题目答案 第二章 2-21．求正弦信号)2sin( )(t T A t x π =的单边、 双边频谱、实频图、虚频图，如该信号延时4/T 后，其各频谱如何变化？ 解： (1)由于22()sin()cos()2 x t A t A t T T πππ==-，符合三角函数展开形式，则 在 2T π 处：1n A =，所以，单边频谱图为图1的（a ）。 对)2sin()(t T A t x π =进行复指数展开：由于222()sin( )()2 j t j t T T jA x t A t e e T ππ π-==- 所以，在2T π -处：2n jA C =，0nR C =，2nI A C =，||2n A C =，2n πθ= 在2T π处：2n jA C =-，0nR C =，2nI A C =-，||2n A C =，2 n πθ=- 所以，实频图、虚频图、双边幅频图、双边相频图分别如图1的(b)、(c)、(d)、(e)。 T T - (a)单边幅频图 (b) 实频图 (c) 虚频图 (d) )双边幅频图 (e) 双边相频图 图1 正弦信号x (t)的频谱 （2）当延迟4/T 后，()x t 变为2()sin ()4T x t A t T π ??=-? ???，由于 222()sin ()cos ()cos 442T T x t A t A t A t T T T πππππ?????? =-=--=- ??????????? ，符合三角函数 展开形式，则 在 2T π 处：1n A =，所以，单边频谱图为图2的（a ）。 对222()sin ()sin()cos()42T T x t A t A t A t T T T π ππ??=-=-=-? ???进行复指数展开， 由于222()cos()()2 j t j t T T A x t A t e e T ππ π--=-=+ 所以，在2T π -处：2n A C =-，2nR A C =-，0nI C =，||2n A C =，n θπ=

机械工程测试技术期末考试试题A

机械工程测试技术期末 考试试题A Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】

《机械工程测试技术基础》课程试题A 一、填空题（20分，每空1分） 1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为_____和_____ 。 2.测量结果与_____ 之差称为_____ 。 3.将电桥接成差动方式习以提高_____ ，改善非线性，进行_____ 补偿。 4.为了_____温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在 _____。 5．调幅信号由载波的_____携带信号的信息，而调频信号则由载波的_____ 携带信号的信息。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是 _____，而双边频谱图的依据数学表达式是 _____。 7．信号的有效值又称为_____，有效值的平方称为_____，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。 8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是_____，后者频谱特点是_____。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是_____和_____。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= _____。其几何意义是_____。 二、选择题（20分，每题2分） 1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将( )。 A ．增大 B ．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号( )。 A 相乘 B ．相加 C ．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是( )。 A ．相关函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，( )是周期信号。 A ． 5cos100()00t t x t t π?≥?=??

机械工程测试技术基础课后答案

2-1 进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa ，将它与增益为0.005V/nC 的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V 。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa 时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？ 解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即 S =90.9(nC/MPa)?0.005(V/nC)?20(mm/V)=9.09mm/MPa 。 偏移量：y =S ?3.5=9.09?3.5=31.815mm 。 2-2 用一个时间常数为0.35s 的一阶装置去测量周期分别为1s 、2s 和5s 的正弦信号，问稳态响应幅值误差将是多少？ 解：设一阶系统1()1H s s τ= +，1 ()1H j ωτω =+ 2 2 11 ()()21()1() A H T ωωπττω== = ++，T 是输入的正弦信号的周期 稳态响应相对幅值误差()1100%A δω=-?，将已知周期代入得 58.6%1s 32.7%2s 8.5%5s T T T δ=?? ≈=??=? 2-3 求周期信号x (t )=0.5cos10t +0.2cos(100t ?45?)通过传递函数为H (s )=1/(0.005s +1)的装置后得到的稳态响应。 解：1()10.005H j ωω= +，21 ()1(0.005) A ωω=+，()arctan(0.005)?ωω=- 该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y (t )，根据线性定常系统的频率保持性、比 例性和叠加性得到 y (t )=y 01cos(10t +?1)+y 02cos(100t ?45?+?2) 其 中 01 01 2 1( 1 0) 01(0 . y A x == ?≈ + ?，1(10)arctan(0.00510) 2.86??==-?≈-? 02022 1(100)0.20.179 1(0.005100) y A x == ?≈+?， 2(100)arctan(0.005100)26.57??==-?≈-? 所以稳态响应为()0.499cos(10 2.86)0.179cos(10071.57)y t t t =-?+-?

机械工程测试技术基础试题及答案

（二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√； 1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形 失真。（ ） 2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。 （ ） 3、 当输入信号)(t x 一定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，而与该系统的物理模型无关。（ ） 4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ ） （三）╳ √ √ √ ╳ ╳ （三）判断对错题（用√或×表示） 1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ） 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ） 3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ） 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ） （三）√ √ ╳ ╳ （二）选择题 1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 。 （1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3） ) ()() ()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。 （1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。 （1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 。 （1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比 7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经过的时间作为时间 常数。 （1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 （二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1） （二）选择题 1、 电阻应变片的输入为 。 （1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度 2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。 （1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。 （1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料 4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方 5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通 6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。

传感器与检测技术期末考试试题与答案

第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。

机械工程测试技术_期末考试试题A

《机械工程测试技术基础》课程试题A 一、填空题（20分，每空1分） 1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为静态测量和动态测量。 2.测量结果与被测真值之差称为绝对误差。 3.将电桥接成差动方式习以提高灵敏度，改善非线性，进行温度补偿。 4.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻。 5．调幅信号由载波的幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的频率携带信号的信息。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是傅式三角级数的各项系数，而双边频谱图的依据数学表达式是傅式复指数级数中的各项级数。 7．信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为均方值，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。 8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和阶跃响应法。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= X(t-t0)。其几何意义是把原函数图像平移至t0的位置处。 二、选择题（20分，每题2分） 1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。 A ．增大 B ．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。 A 相乘 B ．相加 C ．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是(D)。 A ．相关函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，(C)是周期信号。 A ．5cos100()00t t x t t π?≥?=??

《软件测试技术基础教程》习题解答

第一章软件测试理论 一、选择题 1. 软件测试的目的是 C 。 A．表明软件的正确性B．评价软件质量 C．尽可能发现软件中的错误D．判定软件是否合格 2. 下面关于软件测试的说法， A 是错误的。 A．软件测试是程序测试 B．软件测试贯穿于软件定义和开发的整个期间 C．需求规格说明、设计规格说明都是软件测试的对象 D．程序是软件测试的对象 3. 某软件公司在招聘软件评测师时，应聘者甲向公司做如下保证： ①经过自己测试的软件今后不会再出现问题； ②在工作中对所有程序员一视同仁，不会因为在某个程序员编写的程序中发现的问题多，就重点审查该程序，以免不利于团结； ③承诺不需要其他人员，自己就可以独立进行测试工作； ④发扬咬定青山不放松的精神，不把所有问题都找出来，决不罢休； 你认为应聘者甲的保证 B 。 A．①、④是正确的B．②是正确的 C．都是正确的D．都不正确 4. 软件测试的对象包括 B 。 A．目标程序和相关文档B．源程序、目标程序、数据及相关文档C．目标程序、操作系统和平台软件D．源程序和目标程序 5. 导致软件缺陷的原因有很多，①－④是可能的原因，其中最主要的原因包括 D 。 ①软件需求说明书编写的不全面，不完整，不准确，而且经常更改②软件设计说明书③软件操作人员的水平④开发人员不能很好的理解需求说明书和沟通不足 A．①、②、③B．①、③C．②、③D．①、④ 二、简答题 1．简述软件测试发展的历史及软件测试的现状。 参考答案： 软件测试是伴随着软件的产生而产生的。在软件行业发展初期，没有系统意义上的软件测试，更多的是一种类似调试的测试，测试用例的设计和选取也都是根据测试人员的经验随机进行的，大多数测试的目的是为了证明系统可以正常运行。 到了20世纪70年代以后，很多测试理论和测试方法应运而生，逐渐形成了一套完整的体系。在产业界，从20世纪70年代后期到20世纪80年代中期，很多软件企业成立了QA 或者SQA部门。后来QA的职能转变为流程监控(包括监控测试流程)，而测试(Testing)则从QA中分离出来成为独立的组织职能。 到了20世纪80年代初期，一些软件测试的基础理论和实用技术开始形成，软件测试作为软件质量保证（SQA）的主要职能，包含软件质量评价的内容。软件测试已有了行业标准（IEEE/ANSI ）。 在我国，软件测试目前还没有形成一个真正的产业，尚处于起步阶段。 但是，在国内，现在在软件测试行业中各种软件测试的方法、技术和标准都还在探索阶段。

《工程测试技术基础》复习题答案

《工程测试技术基础》复习题答案 一、选择题 1．信息与信号之间的关系是 （ D ）。 A ．信息与信号并列 B ．信息与信号无关 C ．信息包含信号 D ．信息在信号之中 2．描述周期信号的数学工具是（ B ）。 A ．相关函数 B ．傅氏级数 C ． 傅氏变换 D ．拉氏变换 3． 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ C ）。 A ．相位 B ．周期 C ．振幅 D ．频率 4．关于信息和信号，下面的说法正确的是（ C ）。 A ．信息包含信号 B ．信息与信号无关 C ．信号是信息的载体 D ．信息描述了事物某物理量的变化过程 5．多种信号之和的频谱是（ C ）。 A ． 离散的 B ．连续的 C ．随机性的 D ．周期性的 6．下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。 A ．12()sin()sin(3)x t A t B t ω?ω?=+++ B ． ()5sin 303sin x t t =+ C ．0()sin at x t e t ω-=? 7．不能用确定函数关系描述的信号是（ C ）。 A ．复杂的周期信号 B ．瞬变信号 C ．随机信号 8．复杂的周期信号的频谱是（ A ）。 A ．离散的 B ．连续的 C ．δ函数 D ．sinc 函数 9．数字信号的特性是（ B ）。 A ．时间上离散、幅值上连续 B ．时间、幅值上均离散 C ．时间、幅值上都连续 D ．时间上连续、幅值上量化 10．下列函数表达式中，（ B ）是周期信号。 A ．5cos10()0x t ππ ≥?= ? ≤?当t 0当t 0 B ．()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞ C ．()20cos20()at x t e t t π-= -∞<<+∞ D ．()1t x t e τ-=- 11．下列信号属周期信号的有（ A ）。 A ．y 1=Sinω0t+ Sinω1t B ．y 2=Con 2t+Sin 23t C ．y 1=Sin 3t+Sin2t 12．描述非周期信号的数学工具是（ C ）。 A ．三角函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D ．傅氏级数 13．下列传感器中（ B ）是基于压阻效应的。

《机械工程测试技术基础》第三版熊诗波-黄长艺-课后答案.doc

《机械工程测试技术基础》第三版熊诗波-黄长艺-课后答案

机械工程测试技术基础第三版课后题答案 1.1求周期方波（图1-4）的傅立叶级数（复指数函数形式）。画出频谱图|C n |—ω ；φn —ω 图并与表1-1对比。 解：傅立叶级数的复指数形式表达式： ? ??±±±== ∑+∞ -∞=,3,2,1,0;)(0n e C t x n t jn n ω 式中： 所以： [] ()????????±±±=???±±±=-=--=+?+-=??????-+??????--=? ??+???-== ---------??? ,6,4,2; 0,5,3,1;2cos 12111)(1)(12 000 2 00 2002 022 00000 0000 00n n n A j n n A j e e n jA n jA e jn A T e jn A T dt Ae dt e A T dt e t x T C jn jn T t jn T t jn T t jn T t jn T T t jn n πππ ππωωππωωωωω???±±±±=??? ? ? -= ∑+∞ -∞=,7,5,3,1;2)(0n e n A j t x t jn n ωπ

1.4求符号函数（题图1-1a ）和单位阶跃函数（题图1-1b ）的频谱. 解:1) 符号函数的频谱: 令: 2)单位阶跃函数的频谱: f j dt e e dt e e dt e t x f X t x e t x ft j t ft j t ft j t ππαπααπαα1)1(lim )()(; )(lim )(022002110 1=?? ? ??+-===???∞+---∞--→--→dt e e dt e t x f X t x e t x ft j t ft j t παπαα1lim )()(; ) (lim )(22220 2=?? ?===∞+----→

机械工程测试技术基础(第三版)试卷及答案集

机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题 １、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是的。 ２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差ζx2的关系是。 ３、测试信号调理电路主要有、、。 ４、测试系统的静态特性指标有、、。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。 ６、传感器按信号变换特性可分为、。 ７、当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。 ８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。 ９、信号分析的过程主要包括：、。 10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。 11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对信号有放大作用。 12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称，其解调电路称为。 15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝。 18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是 由误差引起的。 二、问答题（共30分） １、什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分） ２、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分） ３、选用传感器的原则是什么？（10分） 三、计算题（共55分） １、已知信号x(t)=e-t (t≥0)， (1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 (2) 求x(t)的自相关函数R x (η) 。（15分） ２、二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比？。（10分）３、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙δ0 =0.3mm， （1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，求电容的变化量。 （2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在 Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格？ （ε0 = 8.85×10-12 F/m）(8分) ４、已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx= 100sin1000t时， 求输出信号μy 。（7分） ５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量x(t) = sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。 (15分 一、填空题： 1、连续 2、￠x2=H x2+óx2 3、电桥、放大、调制解调电路 4、非线性度、灵敏度、回程误差 5、斜率 6、组合型、一体化型 7、Δó〈〈ó0定位 8、相邻相反相对相同 9、信号分析、信号处理 10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容 13、频率 14、鉴频、鉴频器 15、反比 16、带宽B 17、1 18、串联19、系统、随机 一、问答题 1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。 （1）测量对象

【精品】机械工程测试技术 期末考试试题一

《机械工程测试技术基础》课程试题一一、填空题（每空1分，共30分） 1、非周期信号，时域为 )(t x，频域为) (f X，它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分 别是： ) (f X＝t ft j d e t xπ2 )(- +∞ ∞ - ? ， )(t x＝f ft j d e f Xπ2 ) ( +∞ ∞ - ? 。 2、不失真测试条件中，要求幅频特性应为常数，相频特性应为线性。 3、具有压电效应的材料称为压电材料，常用的压电材料有石英晶体和压电陶瓷。 4、当霍尔片受到与电流方向垂直的磁场作用时，不仅会产生霍尔电势，而且还会出现半导体电阻率增大的现象，这种现象成为磁阻效应（或高斯效应）。热电偶的工作原理是基于热电效应。 5、自相关函数能将淹没在噪声中的周期信号提取出来，其频率保持不变，而丢失了相位信息。 6、频率混叠是由于采样频率过低引起的，泄漏则是由于信号截断引起的。 二、单项选择题(每小题2分，共20分) 1、测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是 B 。 A.卷积 B.傅氏变换对 C.拉氏变换对 D.微分 2、极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为 C 。 A．电容量微小影响灵敏度 B.非接触测量 C. 灵敏度与极距的平方成反比，极距变化大则产生非线性误差 D. 以上都不对 3、在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是 D 。 A.恢复载波信号 B.恢复调制信号的幅值 C.恢复已调制波 D.恢复调制信号的幅值和极性 4、RC微分电路实际上是一种 B 滤波器。 A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻 5、对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录时间不变时，则 C 。 A.泄漏误差就越大 B.量化误差就越小 C.采样点数就越多 D.频域上的分辨率就越低 三、判断题(正确的在题干的括号内划“√”，错误的在题干的括号内划“×”；每小题1 分，1、对二阶系统输入周期信号 )0 ,0 ( ) sin( )( ≠ ≠ + =? ? ωA t A t x ，则其输出 信号将保持频率不变，幅值、相位改变。（√）

测试技术基础(江征风)部分习题参考答案

j 第二章部分题目答案 2-21．求正弦信号)2sin()(t T A t x π =的单边、双边频谱、实频图、虚频图，如该信号延时4 /T 后，其各频谱如何变化？ 解： (1)由于22()sin()cos()2 x t A t A t T T πππ==-，符合三角函数展开形式，则 在 2T π 处：1n A =，所以，单边频谱图为图1的（a ）。 对)2sin()(t T A t x π =进行复指数展开：由于222()sin( )()2j t j t T T jA x t A t e e T ππ π-==- 所以，在2T π-处：2n jA C =，0nR C =，2nI A C =，||2n A C =，2n π θ= 在2T π处：2n jA C =-，0nR C =，2nI A C =-，||2n A C =，2 n πθ=- 所以，实频图、虚频图、双边幅频图、双边相频图分别如图1的(b)、(c)、(d)、(e)。 T T - (a)单边幅频图 (b) 实频图 (c) 虚频图 (d) )双边幅频图 (e) 双边相频图 图1 正弦信号x (t)的频谱 （2）当延迟4/T 后，()x t 变为2()sin ()4T x t A t T π ??=-? ???，由于 222()sin ()cos ()cos 442T T x t A t A t A t T T T πππππ?????? =-=--=- ??????????? ，符合三角函数 展开形式，则 在 2T π 处：1n A =，所以，单边频谱图为图2的（a ）。 对222()sin ()sin()cos()42T T x t A t A t A t T T T π ππ??=-=-=-????进行复指数展开， 由于222()cos()()2 j t j t T T A x t A t e e T π π π--=-=+ 所以，在2T π-处：2n A C =-，2nR A C =-，0nI C =，||2n A C =，n θπ=

机械工程测试技术基础试题及答案

机械工程测试技术基础 一、填空题 1、信号可分为(确定性信号)与(随机信号),确定性信号又分为(周期信号)与(非周期信号)。 2、测量结果与(变量真值)之差称为测量误差。 3、在平稳随机过程中,若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平 均统计特性,则该过程叫(各态历经)。 4、用来定量变量的(仪器)与(技术)统称为标准。 5、测试技术就是(测量)与(试验技术)的统称。 6、测量装置的干扰来自多方面,干扰窜入测量装置主要有(电磁场干扰)、(信道干扰)与 (电源干扰)三种途径。 7、某装置由于后接另一装置而产生的种种现象,称为(负载效应)。 8、传感器就就是(输入量为被测量)的测量变换器。 9、传感器的选用原则一般从灵敏度、(响应特性)、线性范围、(可靠性)、精确度、(测 量方法)与稳定性这些方面来综合考虑。 10、频率调制就是指利用(调制信号)控制(高频载波信号)频率变化的过程。 二、选择题 1、周期信号的每条谱线只出现在基波频率的整倍数上,基波频率就是诸分量频率的(C) A、公倍数 B、平均值 C、公约数 D、最大值 2、描述非周期信号的数学工具就是(D) A、三角函数 B、拉氏变换 C、傅氏级数 D、傅氏变换 3、时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换就是(C) A、1 (j2πf)2X(f) B、1 (2πf)2 X(f) C、(j2πf)2X(f) D、(2πf)2X(f) 4、概率密度函数就是在什么域上描述随机信号的分布规律(C) A、时间域 B、频率域 C、幅值域 D、复数域 5、差动式电感传感器与差动式电容传感器具有(C)的特点。 A、灵敏度提高了一倍,非线性度降低了一倍 B、灵敏度与非线性度都降低了 C、灵敏度提高了一倍,非线性度降低了若干 D、灵敏度提高了若干,非线性度降低了一倍 6、欲进行旋转齿轮的转速测量,宜选用(B)传感器。 A、压电式 B、磁电式 C、电阻式 D、热电式 7、常用于对调幅波解调的装置就是(D) A、乘法器 B、滤波器 C、鉴频器 D、相敏检波器 8、数字信号的特征就是(D) A、时间上连续幅值上离散 B、时间上离散幅值上连续 C、时间上与幅值上都连续 D、时间上与幅值上都离散 9、电荷放大器就是一个(C)放电器。 A、高增益,带电阻反馈的运算 B、低增益,带电容反馈的运算 C、高增益,带电容反馈的运算 D、高增益的电桥 10、基本放大电路分为三种,以下选项中不包括的就是(D) A、反相放大器 B、同相放大器 C、差分放大器 D、电流放大器 三、问答题 1、什么就是测试装置的静态特性？常用哪几个特性参数来描述？

机械工程测试技术期末考试试题B

《机械工程测试技术基础》课程试题B 1．将电桥接成差动方式习以提高_____，改善非线性，进行_____补偿。 2．调幅信号由载波的_____携带信号的信息，而调频信号则由载波的_____ 携带信号的信息。 3．调幅过程在频域相当于_____过程，调幅装置实质上是一个_____。 4.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为_____和_____。 测量结果与被测真值之差称为测量误差。 5．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是_____，后者频谱特点是_____。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是_____，而双边频谱图的依据数学表达式是_____。 7．周期信号的傅氏三角级数中的n 是从0到+∞展开的。傅氏复指数级数中的n 是从_____到_____展开的。 8．周期信号()x t 的傅氏三角级数展开式中：a n 表示_____，b n 表示_____,a 0表示 直流分量。 9．余弦函数只有_____谱图，正弦函数只有_____谱图。 10．单位脉冲函数0()t t δ-与在0t 点连续的模拟信号()f t 的下列积分：0()()f t t t dt δ∞ -∞-=?g _____。这一性质称为_____。 二、选择题（20分，每题2分） 1．为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作，传感器的两个电容应当连接成( )。 A ．并联电路 B ．串联电路 C ．电桥电路

2．要使RC 低通滤波器的通带加宽，则RC 值应( )。 A.增加 B ．减少 C ．不变 3．描述非周期信号的数学工具是 ( )。 A 三角函数 B ．拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数 4．下列信号中,( )信号的频谱是连续的。 A ．12()sin()sin(3)x t A wt B wt ??=+++ B ．()5sin 303sin x t t =+ C.0()sin at x t e t ω-= 5．数字信号的特征是( ) 。 A ．时间上离散、幅值上连续 B ．时间、幅值上均离散 C ．时间、幅值上都连续 D ．时间上连续、幅值上量化 6．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为( )。 A.精度 B ．灵敏度 C ．精密度 D.分辨率 7．测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是（ ）。 A ．卷积 B ．傅氏变换对 C ．拉氏变换对 D ．微分 8．多种信号之和的频谱是( )。 A.离散的 B.连续的 C.随机的 D.周期的 9．二阶装置，用相频特性中0()90w ?=-时所对应的频率w 作为系统的固有频率 的估计值，该值与系统阻尼率的大小（ ）。 A ．有关 B ．无关 C ．略有关系 D ．有很大关系 10.滤波器的上、下截止频率为 21,c c f f ，中心频率0f ；则它们的关系是( )。 A ．0f B ．0f =212c c f f + C.0f =212c c f f -

《机械工程测试技术基础》熊诗波课后习题答案

《 机械工程测试技术基础 》 -第三版- 熊诗波等 著 绪 论 0-1 叙述我国法定计量单位得基本内容。 解答：教材P4~5，二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值得准确与一致？ 解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值得传递与计量器具检定） 1、对计量单位做出严格得定义； 2、有保存、复现与传递单位得一整套制度与设备； 3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现得计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。 0-3 何谓测量误差？通常测量误差就是如何分类表示得？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差） 0-4 请将下列诸测量结果中得绝对误差改写为相对误差。 ①1、0182544V±7、8μV ②(25、04894±0、00003)g ③(5、482±0、026)g/cm 2 解答： ①-6 6 7.810/1.01825447.6601682/10±?≈± ②6 0.00003/25.04894 1.197655/10±≈± ③0.026/5.482 4.743±≈‰ 0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出得建议《实验不确定度得规定建议书INC-1(1980)》得要点就是什么？ 解答： (1)测量不确定度就是表征被测量值得真值在所处量值范围得一个估计，亦即由于测量误差得存在而对被测量值不能肯定得程度。 (2)要点：见教材P11。 0-6为什么选用电表时，不但要考虑它得准确度，而且要考虑它得量程？为什么就是用电表时应尽可能地在电表量程上限得三分之二以上使用？用量程为150V 得0、5级电压表与量程为30V 得1、5级电压表分别测量25V 电压，请问哪一个测量准确度高？ 解答： (1)因为多数得电工仪表、热工仪表与部分无线电测量仪器就是按引用误差分级得（例如，精度等级为0、2级得电表，其引用误差为0、2%），而 引用误差=绝对误差/引用值 其中得引用值一般就是仪表得满度值(或量程)，所以用电表测量得结果得绝对误差大小与量程有关。量程越大，引起得绝对误差越大，所以在选用电表时，不但要考虑它得准确度，而且要考虑它得量程。 (2)从(1)中可知，电表测量所带来得绝对误差=精度等级×量程/100，即电表所带来得绝对误差就是一定得，这样，当被测量值越大，测量结果得相对误差就越小，测量准确度就越高，所以用电表时应尽可能地

机械工程测试技术基础第三版熊诗波课后答案(打印版)

机械工程测试技术基础第三版熊诗波课后答案 (打印版) 如何表达测量结果？对某量进行8次测量，测得值分别为：802、40，802、50，802、38，802、48，802、42，802、46，802、45，802、43。求其测量结果。解答：(1)测量结果=样本平均值不确定度或(2)所以测量结果=802、44+0、0-8 用米尺逐段丈量一段10m的距离，设丈量1m距离的标准差为0、2mm。如何表示此项间接测量的函数式？求测此10m距离的标准差。解答：(1) (2)第一章信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|cn|–ω和φn–ω图，并与表1-1对比。解答：在一个周期的表达式为积分区间取（-T/2，T/2）所以复指数函数形式的傅里叶级数为，。没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。解答：1-5 求被截断的余弦函数(见图1-26)的傅里叶变换。解：w(t)为矩形脉冲信号所以根据频移特性和叠加性得：可见被截断余弦函数的频谱等于将矩形脉冲的频谱一分为二，各向左右移动f0，同时谱线高度减小一半。也说明，单一频率的简谐信号由于截断导致频谱变得无限宽。1-7 设有一时间函数f(t)及其频谱如图1-27所示。现乘以余弦型振荡。在这个关系中，函数f(t)叫做调制信号，余弦振荡叫做载波。试求调幅信号的傅里叶

变换，示意画出调幅信号及其频谱。又问：若时将会出现什么情况？解：所以根据频移特性和叠加性得：可见调幅信号的频谱等于将调制信号的频谱一分为二，各向左右移动载频ω0，同时谱线高度减小一半。若将发生混叠。第二章测试装置的基本特性2-1 进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为 90、9nC/MPa，将它与增益为0、005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3、5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即S= 90、9(nC/MPa)0、005(V/nC)20(mm/V)=9、09mm/MPa。偏移量：y=S3、5=9、0 93、5= 31、815mm。2-5 想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，那么时间常数应取多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相角差是多少？解：设该一阶系统的频响函数为，t是时间常数则稳态响应相对幅值误差令d≤5%，f=100Hz，解得t≤523ms。如果f=50Hz，则相对幅值误差：相角差：2-7 将信号coswt输入一个传递函数为H(s)=1/(ts+1)的一阶装置后，试求其包括瞬态过程在内的输出 y(t)的表达式。解答：令x(t)=coswt，则，所以利用部分分式法