填空：
0-1、测试技术包含了________和_______两方面内容。
0-2、测试系统通常由__________、_____________、及__________所组成。
1-1、如果所测试的信号不随时间变化,这种测试称为_________测试，如果所测试的信号随时间变化很快，这种测试称为_________测试.
1-2、周期信号的频谱具有以下三个特点：____________、__________、____________。
1-3、描述周期信号的数学工具是__________；描述非周期信号的数学工具是__________。
1-4、周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有和特性。
1-5、某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为。
1-6、数字信号是指时间和幅值都具有特性的信号。
2-1、测试装置的特性可分为_______特性和________特性。
2-2、测试装置的静态特性指标有_______及________等。
2-3、测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的___________。
2-4、测试装置输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的___________。
2-5、测试装置输出信号的付里叶变换和输入信号的付里叶变换之比称为装置的_________。
2-6、测试装置实现不失真测试，但有时间延迟t0的条件是：装置幅频特性A(ω)=_________;相频特性Ψ(ω)=_____________。
2-7、对装置的动态特性进行测试，可用和两种方法进行测试。
2-8、二阶系统的固有频率越_____，系统响应赶快影响其超调量的因素是二阶系统的______。
2-9、一阶系统的动特性参数是，为使动态响应快，该参数。
ω2-10、一阶装置的时间常数τ越，其响应速度越快；二阶装置的固有频率0
越，其工作频带越宽。
2-11、测量装置的特性描述有态特性描述和特性描述。
2-12、某位移传感器，在输入量变化600 mm时，输出电压变化为300 mV，则其灵敏度为。2-13一阶装置的传递函数H(S)= ,幅频特性A(ω)= ，相频特性φ（ω）=
3-1、将被测物理量转换成与之相对应的、容易传输和处理的信号的装置称之为_________。
3-2、变间距式电容传感器的灵敏度与(间距的平方)成反比，所以适合于微小位移的测量。
3-3、可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：气隙越小，灵敏度。
3-4、压电式传感器是利用某些材料的特性来制作的传感器。
3-5、传感器的灵敏度越高，则线性范围就。
3-6、半导体应变片传感器的工作原理是基于效应；涡电流式传感器的工作原理是利用金属导体在交变磁场中的效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的效应。
3-7传感器一般由、、三部分组成，是能把外界_________转换成_________的器件和装置。
3-8差动式涡流传感器是基于原理制成的。在金属体内涡流渗透的深度与传感器线圈激磁电流的有关。
3-9差动式传感器的优点是：、、。
常用交流电桥的平衡条件是（用文字叙述）。
3-10电容传感器从原理上可分为、、三种
4-1、在测试装置中，从调制信号的方法来看，当用12KHZ的交流信号作为电桥的激励电压时，其作用在于生成波。
4-2、带滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q= 。
4-3、交流流电桥的平衡条件是（相对两臂阻抗之积相等）。
4－4滤波器按通过信号的频率范围分为、、、四类。
选择题
0-1. 测试工作的任务主要是从复杂的信号中提取（）。
A. 干扰噪声信号
B. 正弦信号
C. 有用信息
D. 频域信号
1-1.信号的时域与频域描述方法是依靠（）来确立彼此的关系。
A 拉氏变换
B 傅氏变换
C 卷积
D 相乘
1-2、工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而（）。
1-3 周期信号的频谱是______
A 连续的
B 离散的
C 不存在基频的非整数倍频率分量
D 信号的付里变换
1-4 非周期信号的频谱是______
A 连续的
B 离散的
C 信号的付里叶变换
D 相应频率的信号幅度
E 谱密度函数
1－5不能用确定的函数关系式描述的信号是___ ____
A、复杂周期信号
B、瞬态信号
C、周期信号
D、随机信号
2-1用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数τ（）。
2-2、测试系统的传递函数和（）
2-3、用二阶系统作测试装置，为使系统响应最快，其固有频率（）。
2-4、线性时不变系统的特点是_______
A具有其特性的微分方程式的系数均为常数 B 符合迭加原理
C 具有频率保持性
D 具有比例性能
2-5、传感器实现不失真测试的条件除要求测量系统幅频特性是常值外，其相频特性要求满足
A、相移与频率成正比
B、常值相移
C、任意相移
D、无特殊要求
2-6、下面说法正确的是
A、测量装置的传递函数和频率响应函数，是其自身的一种特性反映，与输入、输出量的大小无关。
B、测量装置的传递函数不容易直接测量，而频率响应函数可用实验方法方便的获得
C、对用户而言，测量装置只具有良好的动态特性就够了，静态特性的好坏对实际测量没有影响
D、如果两个测量装置的内部结构不同，其传递函数和频率响应函数肯定不同。
3-1极距变化型电容传感器的灵敏度与（）。
3-2当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（）
A 变大
B 变小
C 不变
D 不定
3-3自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（）。
3-4极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（）。
3-5下列指标中，描述传感器静态特性的是
A、阶跃特性
B、频率特性
C、线性度
D、时间常数3-6、传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的是
A、转换元件
B、敏感元件
C、转换电路 D放大元件
3-7、在下列传感器中，将被测物理量的变化量直接转达化为电荷弯化量的是
A、压电式传感器
B、电容式传感器
C、自感式传感器
D、电阻式传感器
3-8、面积变化型电容式传感器，其灵敏度大小与极距___ ____
A、成正比
B、平方成正比 C成反比 D平方成反比
3-9、一个受力能够变形的悬臂梁，在梁的上、下表面各贴一个应变片，并将两个应变片接入电桥的相邻两臂上，则下面说法正确的是___ ____
A、整个电桥的输出等于两个应变片所引起电压变化量的差值
B、整个电桥的输出等于两个应变片所引起电压变化量的和
C、整个电桥的输出始终为零
D、这种接法，可实现温度误差的自动补偿，抑制温漂
4-1调频波是____
A 截波幅值随调制信号频率而变
B 截波幅值随调制信号幅值而变
C 截波频率随调制信号幅值而变
4-2调幅信号经解调后必须经过____
A 高通滤波器
B 低通滤波器
C 相敏检波器
4-3调幅波的截波频率至少应是调制波频率的（）。
4-4、为了能从调幅波中恢复出愿被测信号，常用（）做为解调器。
4-5、低通滤波器的作用是（）。
A 滤除低频信号
B 滤除高频信号
C 直流变交流
D 交流变直流
4-6、一选频装置，其幅频特性在f1~f2区间急剧衰减（f2>f1）,在0~f1和f2~∞之间近于平直，这叫（）滤波器。
A.低通
B.高通
C.带通
D.带阻
4-7、幅度调制（ＡＭ）是______
A 载波与调制波相乘
B 载波幅值随调制信号幅值而变
C 载波与调制波相加
D 载波频率随调制信号幅值而变
4-8、滤波器带宽Ｂ越窄，表示着它的______
A 频率分辨率越高
B 响应的建立时间Ｔe越长
C 响应的建立时间Ｔe越短
D 频率选择性越差
4-9、滤波器的截止频率是其幅频特性值等于（）时所对应的频率。
4-10、高通滤波器的作用是___ ____
A、滤除信号的低频成分
B、滤除信号的高频成分
C、滤除信号的中频成分
D、将直流变交流
9-1、半导体热敏电阻随温度上升，其阻值（）。
9-2、热电偶伟感器通常利用电桥不平衡原理进行补偿，其作用为
A、扩大量程
B、提高灵敏度
C、确保测量精度
D、提高测量速度
判断
1-1、具有离散频谱的信号一定是周期信号。（）
4-1、滤波器的中心频率就是其通频带的幅值-3dB处的频率。（）
名词解释
电测法非线性度压阻效应滤波器的频率分辨力灵敏度线性度回程误差负载效应压电效应传感器信号调制零点残余电压传递函数不失真测试条件
三、问答题
1.简述交流电桥的平衡条件。
2.画出直流电桥的全桥接法，说明其优点。
3.传感器选用应考虑的基本原则有哪些？
4.影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？为提高其灵敏度可以采取什么措施？
5.阐述实现不失真测量的条件。
6、说明热电偶式温度传感器中间导体定律的实际应用意义。
7.欲测液位，试采用某种传感器进行测量，绘出可行性方案，并简述工作过程。
8.试用某种传感器对压力P进行测量，请绘出可行性方案原理图，并简述工作过程。
9.结合所学知识，采用两种不同类型的传感器测量转速大小的方法，并画简图说明其原理。
10.简述电涡流传感器的工作原理。
11.试说明二阶装置阻尼比多采用ζ=0.6~0.7的原因。
12.复杂周期信号的频谱与瞬态（非周期）信号的频谱相比有何异同点?
13.热电偶进行冷端温度补偿的原因是什么？通常采用的冷端温度补偿方法有哪些？
14、某个信号的傅氏展开式为x(t)=20-10cost-4cos(3t-π/2)，画出其幅频图和相频图。
15、什么是线性时不变系统的频率保持性，它在测试技术中有什么作用？
16、用秒表、温度计，如何确定温度计的时间常数?
17、有一吊车的拉力传感器如右图所示。其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知R1、R2、R3、R4标称阻值均为200Ω，桥路电压为4V，物重m引起R1、R2变化增量为2Ω。
①、画出应变片组成的电桥电路，使其输出电压反映出物体重量的大小。
②、计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度。
③、说明R3、R4起到什么作用？
1-3：在对动态信号进行分析时，为何要采用频域描述方法？
由于信号的时域描述只能反映信号的幅值随时间变化的特征，除简谐波外一般不能揭示信号的频率组成成分。为了研究信号的频率结构和各频率成份的幅值大小，相位关系，所以应对信号进行频域描述。
1-4：在动态测试工作中，频谱的概念及其分析方法有何意义或应用？
频谱就是通过某种信号分析方法将时间信号中的各频率成份分离并进行排列的结果，常用的是频谱图。其中频率与幅值的关系谱图，称为幅频图，频率与相位关系的谱图称为相频图。信号不同域的描述，只是为了使所研究信号特征更为突出，频谱分析在故障诊断，设计测量系统，选择使用测量仪器和完成不失真测量等都有重要意义。例如：判定机器的振动裂度，在机器的故障诊断中寻找振源，确定仪器设备的固有频率和使用范围等方面。
2-4：对于二阶装置，为何要取阻尼比ζ=0.6～0.7？
当阻尼比ζ= 0.6～0.7时，从幅频特性曲线上看，几乎无共振现象，而且水平段最长。这意味着工作频率范围宽，即测量装置能在0～0.5ω的较大范围内保持近于相同的缩放能力。满足了A(ω)= C 的不失真测量条件。
从相频特性曲线上看几乎是一条斜直线。这意味着ωτω?0)-=（，因此满足相频不失真测量条件。
3-6接触式和非接触式传感器的主要性能特点有何不同? 请分别选定一种传感器并说明它们的具体应用。
接触测量与非接触测量主要是说明传感器在实际条件下的工作方式，也是选用传感器时应考虑的重要因素。因为条件不同对传感器要求亦不同。例如对回转轴的运动误差、振动、扭力矩等运动部件的被测参数的测量，往往采用非接触测量的电容式、涡电流式传感器。这样就避免测量头的磨损、接触状态的变动，不易信号的采集等所造成的的测量误差。相反对静态被测参数的测量，采用接触测量最为方便的高精度的电感式传感器。
3-7可能的情况下, 传感器为何总是优先采用差动工作方式?
传感器采用差动式的结构主要优点：1）提高灵敏度；2）改善非线性，扩大测量范围；3）消除信号的共模成分，抑制零漂。
3-10选用传感器的基本原则是什么?
1、灵敏度高，在适用的测量范围内传感器的信噪比高。
2、在保持不失真的测量条件，响应特性要快，即希望迟延时间越短越好。
3、线性范围愈宽愈好，则表明传感器的工作量程大。
4、稳定性要好，表明长期使用其输出特性不发生变化的性能好。
5、精确度高，表明传感器输出与被测量对应程度好，当然精确度的选择应从价格比，从实际出
发来选择。
6、测量方式应根据测量条件来选，接触测量还是非接触测量是在线还非在线测量的方式。
7、还应考虑：结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、易于维修等。
7-4 利用计量光栅测量位移时, 采用细分技术的目的是什么?
计量光栅的位移量是根据移过的莫尔条纹的数量来确定的，其分辨力为光栅的栅矩。为了提高分辨力以测得更小的位移量，需采用细分技术。
9-1 何为热电效应? 回路中热电势恒等于零的充分必要条件有那些?
两种不同材料的导体首尾依次相接，当两接触端点温度不同时构成的闭合回路产生热电势（或热电流）的现象，称热电效应。
热电势等于零的充要条件是：①两根导体（热电极）的材料相同；②两接触端点的温度相同。9-2 热电偶和热电阻分别属于那种传感器?
热电偶是一种能量转换型温度传感器，而热电阻是利用导体或半导体受热后电阻值变化的原理测温的，是能量控制型温度传感器。
第一章
1答：测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法，是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。
2答：测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。传感器将被测物理量检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。
3答：在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。
4答：例如：全自动洗衣机中用到如下传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度) 液位传感器，电阻传感器(衣物烘干检测)。
第二章
1答：信号波形是指被测信号幅度随时间的变化历程。
2答：
从信号描述上分为：确定性信号与非确定性信号；
从信号的幅值和能量上分为：能量信号与功率信号；
从分析域上分为：时域与频域；
从连续性分为：连续时间信号与离散时间信号；
从可实现性分为：物理可实现信号与物理不可实现信号。
3答：可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。
4答：在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称为能量信号，能量不是有限值的信号称为功率信号。
5答：周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息。
6答：信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)。时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。
7答：周期函数展开为傅立叶级数的物理意义: 把一个比较复杂的周期信号看成是许多不同频率的简谐信号的叠加。
8答：平均值、方差、均方值、概率密度函数、自相关函数、互相关函数、自功率谱密度函数、互功率谱密度函数、相干函数等。
第三章
1答：传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。
2答：传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。
3 答：
工作原理：利用电阻应变片受力产生应变而使电阻值发生变化的原理来测量被测参数的大小。
特点：
⑴性能稳定，精度高。
⑵测量范围广。
⑶对环境条件适应能力强。
应变式传感器在称重，测力，测压力，扭力，加速度等参量方面得到广泛应用。
4答：电容式传感器是把被测物理量转化为电容器电容量变化的一种传感器。
特点：
⑴输入能量小，灵敏度高。
⑵动态特性好。
⑶能量损失小。
⑷结构简单，适应性好。
类型：变间隙式电容传感器、变面积式电容传感器、变介电常数式电容传感器
使用中应注意：
（1）变间隙式电容传感器非线性较大，应采用差动结构和电路进行改善。
(2)电缆电容影响大。
解决方法：①采用双层屏蔽电缆。②采用小型集成电路，放在传感器内部，即传感器分测量电路一
体化。
5答：电感式传感器是利用电磁感应原理，把被测量非电量转换为线圈电感的变化。
特点：
⑴ 结构简单，工作可靠；
⑵ 灵敏度高，分辨率较大；
⑶ 测量的精度较高；
⑷ 频率响应较低，不宜测试高频动态参数。
广泛用于测量位移及能引起位移变化的参量，如力，压力，速度，加速度，流量，厚度等。
6答： 压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础的。物质在机械力作用下发生变形时，内部产生极化现象，在它的两个表面上将产生符号相反的电荷，去掉外力时电荷立即消失。 特点：
⑴ 灵敏度高，信噪比大，工作可靠，体积小，重量轻。
⑵ 固有频率高，频带宽，动态响应特性好。主要用于测量动态参量，不适用于测静态参量。 ⑶ 要求绝缘电阻高，要求采用严格的绝缘措施，使用绝缘性能良好的材料。
在测量加速度，动态压力、力方面得到广泛应用。
使用中应注意：
(1) 主要用于测量动态参量，不适用于测静态参量。
(2) 要求有很高的绝缘电阻。
(3) 使用电压放大器时，当改变电缆长度时，前置放大器输入电压与传感器灵敏度都会发生变化。因此，在使用中，电缆不是规定的长度时，要重新标定灵敏度。
7答：霍耳式传感器的工作原理是利用霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
8答：热电偶是由两种不同的导体A 和B 两端相连组合闭合回路。如果两端温度T 和0T 不相等时，回路中就有电流通过，即回路内出现了电动势，该电动势称为热电势。
基本定律：
（1）中间导体定律
在热电偶回路中，只要接入的中间导体两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响。
（2） 连接导体定律
在热电偶回路中，如果热电偶A 和B 分别与连接导体'',B A 和相连接，接点温度分别为0,,T T T n 。则该回路的热电势等于热电偶A ，B 在温度为0,T T n 的热电势),(0T T E n AB 与连接导体'',B A 在温度为0,T T n 的热电势),(0''T T E n B A 的代数和。
),(),(),,(00''''T T E T T E T T T E n B A n AB n A ABB +=
（3） 中间温度定律
两种导体A 和B 组成的热电偶，当接点温度为0,T T 时所产生的热电势，等于该热电偶一个接点温度为T ，另一个接点温度为n T 所产生的热电势与同一热电偶一个接点温度为n T ,另一个接点温度为0T 时所产生的热电势的代数和。
);(),(),(000T T E T T E T T E AB n AB AB +=
（4） 相配定律
由导体A 和B 组成的热电偶，当接点温度为0T 和T 时所产生的热电势，等于由导体A 和C 组成的热电偶，在两端温度也为0T T 和时所产生的热电势与由导体C 和B 组成的热电偶，在两端温度也为0T T 和时所产生的热电势的代数和。
),(),(),(),(),(00000T T E T T E T T E T T E T T E BC AC CB AC AB -=+=
冷端补偿：冰点法、修正法、补偿电桥法
9答：传感器选择的基本原则：
（1）传感器的使用环境：实验设备允许传感器的体积大小、安装方式以及信号的引出方式等；使用的温度，湿度，严酷度范围等
（2）传感器的静态性能包括量程、灵敏度和线性度等。量程，一般最大信号为满量程的60～80％；精度，线性度和灵敏度等反映传感器的精度；灵敏度决定信号的信噪比
（3）传感器的动态特性，响应速度，频率特性等
第四章
1答：测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。
2答：测量时，测试装置的输入、输出信号不随时间而变化，则称为静态测量。
3答：静态测量时，测试装置表现出的响应特性称为静态响应特性。
4答：灵敏度、非线性度、回程误差、重复性、分辨力、可靠性等。
5答：时域条件：测试系统的输出y(t)与输入x(t)满足关系 y(t)=A0x(t-t0)
6答：不失真测试系统的幅频特性和相频特性应分别满足
A(ω)=A0=常数
φ(ω)=-t0ω
7答： 8答：
设计原则：阻尼比ζ =0.6 --0.8，固有频率
尽可能大。 选用原则：被测信号的有意义的频率成分必须包含在测量装置的可用频率范围之内。一般，
9答： 21()12n n H j j ωωωζωω=??-+ ???
幅频特性
()A ω=
相对幅值误差
(
)1100%
1100%A ω-?=
-?
1100%2.53%=-?=
第五章
1答：信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。
（1） 传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一
步放大，有的还要进行阻抗变换。
（2） 有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 n ω0.6n ωω≤0.3
ωτ→<
(一) 单选题 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 参考答案： (C) 2. 用一缓变的综合信号e(t)=来调制一载波 ，得到的调幅波的频带宽度为( )。 (A) （1000-10）Hz~（1000+10）Hz (B) -（1000+100）Hz~（1000+100）Hz (C) （1000-100）Hz~（1000+100）Hz 参考答案： (C) 3. 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 参考答案： (B) 4. 磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是一个( )。 (A) 一阶环节(B) 二阶环节(C) 比例环节 参考答案： (B)
5. 在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是( )。 (A) 恢复载波信号 (B) 恢复调制信号的幅值和极性 (C) 恢复已调制波 (D) 恢复调制信号的幅值 参考答案： (B) 6. 一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围( )。 (A) 较宽(B) 较窄(C) 不确定 参考答案： (A) 7. 高频反射式涡流传感器是基于涡电流和( )效应来实现信号的感受和变换的。 (A) 纵向(B) 横向(C) 集肤 参考答案： (C) 8. 为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是( )。 (A) 半桥双臂各串联一片电阻应变片 (B) 半桥双臂各并联一片电阻应变片 (C) 适当提高电桥的电源电压 (D) 增大应变片的初始电阻值 参考答案：
(C) 9. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高( )。 (A) 电压灵敏度 (B) 电荷 灵敏度 (C) 电压和电 荷灵敏度 (D) 参考答案： (B) 10. 滤波器的带宽B 和建立时间 的乘积是( )。 (A) 常数 (B) 信号频率的函数 (C) 随机变量 参考答案： (A) 11. 金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由( )来决定的。 (A) 贴片位置的温度变化 (B) 电阻丝几何尺寸的变化 (C) 电阻丝材料的电阻率变化 参考答案： (B) 12. 电涡流传感器是利用( )材料的电涡流效应工作的。 (A) 金属导 电 (B) 半导 体 (C) 非金 属 (D) PVF 参考答案： (A) 13. 电容式传感器中，灵敏度最高的是( )。
2、离散信号的频谱是_连续_（连续/离散）信号。 5、如果一个信号的最高频率为60Hz ，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_120_Hz 。 7、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_频率变化_而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的_相乘__ 。 9、绘制周期信号)(t x 的单边频谱图，依据的数学表达式是_傅氏三角级数中的各项系数_， 而双边频谱图的依据数学表达式是_傅氏复指数级数中的各项系数。 11、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：dt t t t f )()(0-? ∞ ∞ -δ= _ f （t0）_。这性质称为_积分筛选特性（抽样特性、筛选特性）。 12、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 __ =φ_ 0 45-__。 频率保持特性， 13、满足测试装置不失真测试的频域条件是_幅频特性为一常数和_相频特性与频率成线性 关系_。 14、根据载波受调制的参数不同，调制可分为_调幅_、__ 调频_、_调相 _。 15、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1 倍 时对应的频率为截止频率_，其带宽B ＝ __21c c f f -___，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为_212c c f f =_。 16、若某一信号的自相关函数为)cos(ωτA ，则该信号的均方值为2 x ψ=_A ，均方根值为 x rms 17、RC 低通滤波器中RC 值愈_大_，则上截止频率愈低。 18、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。 20、当被测信号不随时间而变化或相对观察时间而言其变化是极其缓慢的，此时的测试称为_静态测试 。 21、测试信号随时间而变化的测试称为__动态测试_____。
工程测试技术试题及答案Last revision on 21 December 2020
复习总结 一、概念题 1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态 测试。如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。 2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。 3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。 4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。 5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及 补偿与修正技术。 6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性 度。 7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。 8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。 9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输 出。 10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。 11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏 度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。（因为：△R=KεR，K为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量） 12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。 13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到 最大灵敏度输出。 14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。 15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。 16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零 件以及水的液位的检测。 17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象， 该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。
《测试技术》(第二版)课后 习题答案-_ -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
解： （1） 瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。 （2） 准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离 散性。 （3） 周期信号，因为各简谐成分的频率比为有理数，其频谱具有离散 性、谐波性和收敛性。 解：x(t)=sin2t f 0π的有效值（均方根值）： 2 /1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(1000 00 00 00 000 020 2 000=-= - = -== =? ? ? T f f T T t f f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ 解：周期三角波的时域数学描述如下：
（1）傅里叶级数的三角函数展开： ，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。故 =n b 0。 因此，其三角函数展开式如下： 其频谱如下图所示： ? ????????+≤ ≤-≤≤- +=) (2 02022)(0000 0nT t x T t t T A A t T t T A A t x 2 1)21(2)(12/0002/2/00000= -==??-T T T dt t T T dt t x T a ??-==-2/000 02 /2/00 000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dt t n t x T a ωω?????==== ,6,4,20 ,5,3,14 2sin 422222n n n n n π ππ?-=2 /2 /00 00sin )(2T T n dt t n t x T b ω∑∞ =+=102 2 cos 1 4 21)(n t n n t x ωπ ∑∞ =++=102 2)2sin(1 421n t n n πωπ (n =1, 3, 5, …）
复习总结 一、概念题 1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态测试。 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。 2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。 3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。 4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。 5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及补偿 与修正技术。 6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性度。 7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。 8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。 9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输出。 10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。 11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏度和 初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。（因为：△R=KεR，K 为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量） 12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。 13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大 灵敏度输出。 14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。 15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。 16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以 及水的液位的检测。 17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象，该现 象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。 18.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感系数的变化，两个次级 线圈要求反向串接。 19.电容传感器的转换电路包括：交流电桥、变压器电桥、调频电路、运算放大器电路。 20.压电式传感器是一种可逆型传感器，即可将机械能转换为电能。也可反之实现逆向变换。 21.压电传感器中压电晶片的等效电路，可以看作是一个电荷源与一个电容器的并联。 22.压电传感器测量电路常接电压或电荷放大器。其中若传感器输出接电荷放大器，则其输 出基本不受连接电缆长度的影响。 23.压电式传感器的测量电路中，前置放大器的作用是阻抗变换和信号放大。 24.目前，用压电陶瓷制作的力传感器一般不能用于测量静态力，而只能用来测量动态力。 25.热电偶热电动势的形成是由于接触电动势和温差电动势共同作用的结果。 26.若组成热电偶的两导体材料相同，当参比端温度为20℃、工作端温度为100℃时，则其
------单选 使用最小二乘法时,偏差的平方和最小意味着拟合直线与整个实验数据（）收藏 A. 偏离度大 B. 偏离度最小 C. 不相关 D. 以上3个都不对 回答错误!正确答案： B 相敏检波的特点是( ) 收藏 A. 能够知道被测信号的幅值和极性 B. 不知道被测信号的幅值,能够知道被测信号的极性 C. 能够知道被测信号的幅值,不知道被测信号的极性 D. 以上都不正确 回答错误!正确答案： A 单边谱的幅值谱图高度为双边谱的（）倍。 收藏 A. 1倍 B. 3倍 C. 2倍 D. 4倍 回答错误!正确答案： C 时域信号的时移,则其频谱变化为（）。 收藏 A. 压缩 B. 扩展 C. 不变 D. 相移
一选频装置,其幅频特性在f1~f2区间急剧衰减（f2>f1）,在0～f1和f2～∞之间近于平直,这是（）滤波器 收藏 A. 带通 B. 带阻 C. 高通 D. 低通 回答错误!正确答案： B 周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的（）倍。 收藏 A. 奇数 B. 偶数 C. 复数 D. 整数 回答错误!正确答案： D 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。 收藏 A. 电阻式 B. 电涡流式 C. 电容式 D. 压电式 回答错误!正确答案： B 差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的( )倍。 收藏 A. 3 B. 2 C. 1 D. 2.5 回答错误!正确答案： B
收藏 A. 反比 B. 平方 C. 非线性 D. 线性 回答错误!正确答案： D 各态历经随机过程必须是（）。 收藏 A. 连续的 B. 平稳随机过程 C. 非周期的 D. 周期的 回答错误!正确答案： B 下列对负载效应的表达错误的是（） 收藏 A. 测量环节作为被测量环节的负载,两环节将保持原来的传递函数 B. 测量环节作为被测量环节的负载,接到测试系统时,连接点的状态将发生改变 C. 负载效应指,测量环节与被测量环节相连时对测量结果的影响 D. 测量环节作为被测量环节的负载,整个测试系统传输特性将发生变化 回答错误!正确答案： A 压电传感器采用并联接法时,两晶片负极集中在( )上 收藏 A. 上极板 B. 下极板 C. 中间极板 D. 侧极板 回答错误!正确答案： C 一阶测试系统、二阶测试系统的瞬态响应之间最重要的差别是（）
要求： （1）以5人左右的小组为单位，注意发挥集体的力量。对问题的讨论务必注意叙述的清晰性、严谨性。 （2）最后的结果必须以word文档和Powerpoint 文档提交，每组只提交一份文档即可。注意，文件的格式、图表的规范将作为评价的一部分。其中图必须采用Microsoft Visio描画。 （3）每组在班级作10-15分钟交流。 （4）可以进行自由选题，问题可超出教师拟定的问题之外。 1、大直径钢管直线度在线测量 大直径钢管直线度测量一直是困扰现代化工业生产的一个重要的技术难题。目前国内外对大尺寸直线度测量的主要方法有:激光准直法、自准直仪法、拉线法、三坐标测量法等。上述所有这些测量方法只能适用于离线抽检，不能进行在线实时自动测量。如对大型无缝钢管轴心线直线度在线实时自动检测，国外至今都没有很好的解决；国内无缝钢管生产厂家是采用目测的方法测出钢管圆柱外表面若干母线的直线度，从而估计出轴线在任意方向上的直线度。试设计钢管直线度在线测量仪。 注：直线度的定义：空间曲线偏离理想直线（拟合直线）的最大误差值。 2、热轧中板宽度智能检测 轧钢生产过程中钢板的宽度是一个重要的参数，它直接决定着成
材率。目前国内轧钢厂中，热连轧带钢厂大部分都配备了光电测宽仪。中板厂由于设备及生产环境的关系，大部分还没有智能测宽装置，仍然采用人工卡尺测量的方法在轧制过程中对炽热钢板宽度进行测量。测量工作既危险精度又不高。试设计测宽仪。测量误差为士2m m。 3、三相异步电动机效率的在线监测 感应电动机作为一种重要的机电产品，广泛应用于从工农业生产到日常生活的各个领域。电动机的能效水平直接关系到国家的能源节约、环境保护以及资金节约，因此电动机本身效率的精确测定具有重要意义。针对标准制定的测量电动机效率的方案，选取并综合得到一个较为简单可行且准确的电机效率测量方案。 试根据课程所学知识，完成三相异步电动机效率的在线监测系统原理设计及硬件系统设计。 4、线材重量在线测量 线材生产厂家都采用手工机械秤称重的方法，原材料消耗较大，自动化程度低，有些厂家用计米测长方法来间接代替称重，减轻了工人的劳动强度提高了生产效率。由于加工线材直径的波动，最高的测量精度只能达到3%，使原材料损耗更加严重，不仅给生产厂家造成了很大的经济损失，同时也不能满足用户的要求。设计一种线材（圆形截面）在线自动称重系统，测量精度：<1％。 5、储油罐液位、温度实时检测
《机械工程测试技术基础》试题1 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 桥臂上。 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()0 t t x t t π? ≥?=? ?
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。 (2)220 2 2 (2) ()()(2) 2(2)a j f t j f t at j f t e A A a j f X f x t e dt Ae e dt A a j f a j f a f -+∞ ∞ ---∞-∞-==== =-+++??πππππππ ()X f = Im ()2()arctan arctan Re ()X f f f X f a ==-π? 1-5 求被截断的余弦函数0cos ωt (见图1-26)的傅里叶变换。 0cos ()0 ωt t T x t t T ?≥的频谱密度函数为 1122 1()()j t at j t a j X f x t e dt e e dt a j a ∞ ∞ ----∞ -= == =++? ?ωωω ωω 根据频移特性和叠加性得： []001010222200222 000222222220000()()11()()()22()()[()]2[()][()][()][()] a j a j X X X j j a a a a j a a a a ??---+= --+=-??+-++?? --= -+-+++-++ωωωωωωωωωωωωωωωωωω ωωωωωωωω
第2章习题及解答 1.判断正误 (1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。( × )准周期信号 (2)任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。( × ) (3)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。( × ) (4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。( √ ) (5)非周期变化的信号就是随机信号。( × )准周期信号 (6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。( × ) (7)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。( × ) (8)各态历经随机过程是平稳随机过程。( √ ) (9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。( √ ) (10)非周期信号的频谱都是连续的。( × ) 准周期信号 (11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√） (12)直流信号的频谱是冲击谱（√） 2.选择正确答案填空 (1)描述周期信号的数学工具是(B )。 A.相关函数 B. 傅里叶级数 C. 拉普拉斯变换 D. 傅里叶变换 (2)描述非周期信号的数学工具是( C )。 A.三角函数 B. 拉普拉斯变换 C. 傅里叶变换 D. 傅里叶级数 (3)将时域信号进行时移，则频域信号将会( D ) A.扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 (4)瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C ) A.信号的一个频率分量的能量 B. 在f处的微笑频宽内，频率分量的能量与频宽之比 C. 在f处单位频宽中所具有的功率 (5)概率密度函数是在（C）域，相关函数是在（A）域，功率谱密度函数是 在（D）域描述随机信号。
测试技术试题库 （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 2、传输的。这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。 3、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。 4、周期信号的频谱具有三个特点：， ，。 5、非周期信号包括信号和信号。 6、描述随机信号的时域特征参数有、、。 7、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。 8、某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω，幅值=y ，相位=φ。 9、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2 22 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。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。 10、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，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 11、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。 12、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有关系为最佳。 13、属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。 14、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。 15、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工作方式。 16、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：放大器和放大器，后接放大器时，可不受连接电缆长度的限制。 17、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效应。 18、磁电式速度计的灵敏度单位是。 19、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。
机械工程测试技术课后 习题答案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 答： （1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其 应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式R /R =S g 得 R =S g R =2100010-6120=0.24 1）I 1=1.5/R =1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I 2=1.5/(R +R )=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 图3-105 题3-4图
《绪论》 0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。 答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。 1．基本单位 根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。 它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。 国际单位制(SI)的基本单位的定义为： 米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。 千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。 秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。 安培(A)是电流单位。在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N，则每根导线中的电流为1A。 开尔文(K)是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。 摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0．012kg碳-12的原子数目相等。使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。 坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr。 2．辅助单位 在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。它们的定义如下：弧度(rad)是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。 球面度(sr)是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积。 3．导出单位 在选定了基本单位和辅助单位之后，按物理量之间的关系，由基本单位和辅助单位以相乘或相除的形式所构成的单位称为导出单位。 0-2如何保证量值的准确和一致？ 答：通过对计量器具实施检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值经过各级计量标准传递到工作计量器具，以保证被测对象量值的准确和一致。在此过程中，按检定规程对计量器具实施检定的工作对量值的准确和一致起着最重要的保证作用，是量值传递的关键步骤。 0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？ 答：测量结果与被测量真值之差称为测量误差。 根据误差的统计特征将误差分为：系统误差、随机误差、粗大误差。 实际工作中常根据产生误差的原因把误差分为：器具误差、方法误差、调整误差、观测误差和环境误差。 常用的误差表示方法有下列几种： （1）绝对误差 测量误差=测量结果-真值 （2）相对误差 相对误差=误差÷真值 当误差值较小时，可采用 相对误差≌误差÷测量结果 （3）引用误差 引用误差=绝对误差÷引用值（量程） （4）分贝误差
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
第1章测试技术基础知识 1.4常用的测呈结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：8 2.40、 82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46 0试用3 种表达方式表示其测量结果。 解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于/分布的表达方式和基于不确怎度的表达方式等3种 1）基于极限误差的表达方式可以表示为 均值为 因为最大测量值为82.50,最小测量值为82.38,所以本次测量的最大误差为0.06.极限误差戈m取为最大误差的两倍，所以 忑=82.44 ±2x 0.06 = 82.44 ±0.12 2）基于/分布的表达方式可以表示为 一A = X ± S = 0.014 自由度“8-1 = 7,置信概率0 = 0.95,查表得f 分布值0 = 2.365,所以 x （） = 82.44 ± 2.365 x 0.014 = 82.44 ± 0.033 3）基于不确定度的表达方式可以表示为 所以 X O =82.44±O.O14 解題思路：1）给岀公式；2）分别讣算公式里而的各分项的值；3）将值代入公式，算岀结 果。 第2章信号的描述与分析 2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为 含有正弦项的形式。 解^基波分量为 2JT T I 120JT . n ——cos —r + sin —r 10 4 30 4 所以：1)基频 co {} = - (rad / s) 4 2）信号的周期7 = —= 8（5） 5 — A — =X±(7x = X± 求: 曲)=4 + ￡( /I-1 2 K /? rm os —1 + 10 4 120”兀.fin ---- sin ——/) 30 4 （/的单位是秒） 1） ^（）： 2）信号的周期：3）信号的均值; 4）将傅立叶级数表示成只 y(r)h ?]= 第1章软件测试概述 1、简述软件缺陷的含义。 答：软件缺陷是软件开发过程中潜在的缺陷，这些缺陷可能在软件运行后出现，因而使软件的性能和可靠性等方面与系统的设计需求不符。 2、说明软件缺陷、软件错误和软件失败的关系。 答：缺陷、缺点、偏差统称为缺陷，是软件故障的根源；错误、谬误、问题、异常、矛盾等统称为错误，软件错误出现的原因是软件缺陷所致；失败、事故、灾难统称失败，失败的直接原因是软件系统存在软件错误。 14、“软件测试是有风险的工作”，试解释这种说法的含义。 答：软件不测试，就会有风险；软件测试，同样也会有风险。因为，软件是个复杂的系统，其复杂性体现在软件实现的内容复杂性、开发过程的复杂性和组织工作的复杂性等方面。而软件测试的目的是为了发现故障，并加以排除。对一个复杂的软件系统来说，故障的排除往往可能又带来新的软件缺陷。所以，软件测试又会带来一定的风险。 第2章软件测试基础 2、条件覆盖是否高于判断覆盖的逻辑覆盖程度如果不是，请给出反例加以说明。 答：条件覆盖是高于判断覆盖的逻辑覆盖程度。 a 、用条件覆盖所设计的测试用例可使得程序中的每一个判断的每一个条件的可能 取值至少执行一次。 b、用判断覆盖所设计的测试用例可使被测程序中的每个判断的真分支和假分支至少经历 一次。 每个判断语句可能包含多个条件(比如，if (A>3&&B<7……)。条件覆盖针对判断语句的每一个条件的所有可能取值编写测试用例；判断覆盖只针对每一个判断语句整体的所有可能取值编写测试用例。所以，条件覆盖的逻辑覆盖程度高于判断覆盖。 4、已知某种计算机程序设计语言的标识符语法规则规定“标示符是由非数字开头的，有效 字符数为32个，最大字符数为128个的任意符号串”。试用等价类划分法设计测试用例。 北航《测试技术基础》在线作业一 一、单选题（共 10 道试题，共 30 分。） V 1. 线形系统的叠加原理表明（）。 A. 加于线形系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响 B. 系统的输出响应频率等于输入激励的频率 C. 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数 D. 以上答案都不对 满分：3 分 2. 多种信号之和的频谱是（）。 A. 离散的 B. 连续的 C. 随机性的 D. 周期性的 满分：3 分 3. 复杂的信号的周期频谱是（）。 A. 离散的 B. 连续的 C. δ函数 D. sinc函数 满分：3 分 4. 电容式传感器中，灵敏度最高的是（）。 A. 面积变化型 B. 介质变化型 C. 极距变化型 D. 电压变化型 满分：3 分 5. 为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是（）。 A. 半桥双臂各串联一片电阻应变片 B. 半桥双臂各并联一片电阻应变片 C. 适当提高电桥的电源电压 D. 增大应变片的初始电阻值 满分：3 分 6. 描述周期信号的数学工具是（）。 A. 相关函数 B. 傅氏级数 C. 傅氏变换 D. 拉氏变换 满分：3 分 7. 对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录的时间不变时，则（）。 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 满分：3 分 8. 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 满分：3 分 9. 在动态测试中，电桥的输出量通常采用（）。 A. 电阻量 B. 电压量 C. 电流量 D. 电感量 满分：3 分 10. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（）。 A. 相位 B. 周期 C. 振幅 第一章 三、计算题 1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。 解答： 000 2200000 224211()d sin d sin d cos T T T T x x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T T ωT ωπ ====-== ??? rms x ==== 1-3求指数函数的频谱。 解答： (2)22022 (2) ()()(2)2(2)a j f t j f t at j f t e A A a j f X f x t e dt Ae e dt A a j f a j f a f -+∞ ∞ ---∞-∞-==== =-+++??πππππππ ()X f = Im ()2()arctan arctan Re ()X f f f X f a ==-π? 单边指数衰减信号频谱图 π/2 1-5求被截断的余弦函数(见图1-26)的傅里叶变换。 0cos ()0 ωt t T x t t T ? 机床在线检测技术 众所周知，产品检测已经成了制造过程中不可或缺的组成部分。没有该过程，没有任何人敢为自己设计或加工出来的产品及零件的合格性、完整性和精确性打包票。所以这个检测过程，或者我们称之为“制造中之必须”，已经逐渐变成不只是一个要求而是成为了一个市场。 越来越多的设备供应商、软硬件提供者等关注着这个市场、加强对这个市场投入、推出更好的和更全面的解决方案。Delcam公司也不例外，自1998年Delcam公司推出的PowerINSPECT检测系统，经过多年来的不断更新、不断地吸收和消化客户的需求并转化成适用的功能、不断地同行业伙伴的合作，使其，我们称之为“机械制造行业标准检测平台”，已经成为检测软件解决方案中之翘楚。 在当前竞争激烈的市场中，一个产品的研发制造周期中的每一分钟有可能为公司带来巨大的利益，也会使一家公司破产，这一点绝对不是骇人听闻！至少，制造过程的缩短会给你带来更大的竞争力。虽然检测是制造过程中之必要过程，但是毕竟“占用”了整体制造过程时间的一部分，因此，如何提高检测的效率、想方设法缩短检测的时间周期越来越成为关注的焦点。 我们先来从传统的检测过程谈起： 首先，一个产品的成品检验一般是放在诸如三座标测量机（CMM）等设备上进行的，但是如果最终测量的结果不令人满意，该怎么办？ 其次，在加工过程中，很难做出阶段性返工的决定，因为零件装夹在机床上，加工过程中每个工序和工步，尤其在数控机床上从粗加工到半精加工再到精加工，是连贯且无中间检测过程的。一旦加工完成后再发现，加工出的是一个废品，那么材料、金钱和时间的消耗，是无法再挽回的。 另一方面，即使有常规的手工检测，其结果很大程度上取决于测量者的熟练水平，而对于具有复杂型面零件或模具的手工测量，由于手工测量采点数极少，根本无法反映被测零件的状态，随之带来的问题是检测工作量和所耗费时间的增加，实际上这种测量是无法完成的。 根据这种检测要求，Delcam公司在PowerINSPECT软件上推出了其“在机检测（OMV - On Machine Verification）”模块，从根本上解决了这个问题。 OMV是一种在数控加工机床上使用的、用于自动化测量自由曲面和几何体的离线编程软件系统。它能够使工作者在加工过程中，当零件没有被从数控机床上卸下之前，做出制造过程中是否继续、是否返工等的“英明”决定！ OMV到底可以给用户带来哪些好处？首先通过以上两种使用OMV或不使用OMV的状态，我们可以看出，其最大的亮点就是能够提高加工过程的生产力和效率。试想一下，不再需要手工测量而改成数控自动测量，时间上可以节省了；在加工过程中就知道了下一道工步是否需要执行还是返工，而不必在最终测量时再发现错误而无法纠正，生产力提高了。 另外，使用OMV还可以降低装夹具的成本、最大化地节约投资，并且在你将该加工完毕的零件交付最终检测时，具有着充分的信心。在机检测能够监控加工过程中每个阶段的零件质软件测试技术习题参考答案
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