测试技术试题和答案
测试技术zz
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，其中目前应用最广泛的是电信号。
2、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。
3、周期信号的频谱具有三个特
点：，，。
4、非周期信号包括信号和信号。
5、描述随机信号的时域特征参数有、、。
6、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。
（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。（）
（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2x 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 。
2、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n
s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的
总灵敏度。
3、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、
和。
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
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越小。
6、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。
（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
（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。（）
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。（）
（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、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？
3、测试装置实现不失真测试的条件是什么？
4、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 。
5、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。
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等，属于能量转换型的传
感器有等（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：前者利用引起的电阻
变化，后者利用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：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。
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效应。
6、磁电式速度计的灵敏度单位是。
7、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。
（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。
（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
＝。
（1）δ1
k （2）δk （3）2-δk （4）2--δk
9、光电倍增管是利用效应制成的器件。
（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、电容的变化转化为输出的装置。
2、在桥式测量电路中，按照的性质，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，使高频信号的幅值随被测信
号的而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的。
5、调频波的解调又称为。
6、调频是利用信号电压的控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而与信
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，其带宽B
＝，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为。
8、 RC 低通滤波器中RC 值愈，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。
（1）0114e R R ? （2）0112e R R ? （3）011e R R ? （4）01 12e 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。（）
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、调幅波的解调方法有哪几种？
3、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？
4、相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。
5、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
6、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。
第五章信号处理初步
（一）填空题
1、为了识别信号类型，常用的信号分析方法有、
和。
2、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、
和。
3、在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为，
还应使采样频率满足采样定理即。
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 Hz 。
5、若x(t)是均值为u x 为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时
R x (τ) ，τ→∞时R x (τ) 。
6、用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。
7、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= ，均方
根值为x rms = 。
8、最常用的功率谱估计方法为。
9、 )(f S x 为信号的沿频率轴的分布，2)(f X 称为。
10、巴塞伐尔定理表示在中计算的信号总能量，等于在中计算的信号总能
量。
（二）判断对错题（用√或×表示）
1、频率分辨力越高，则泄漏误差越小。（）
2、 A/D 转换器的位数越多，则量化误差越小。（）
3、对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。（）
4、窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。（）
5、互相关函数是偶实函数。（）
6、利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。
（）
7、若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为1。（）
（三）简答和计算题
1、已知信号)s in ()c o s ()(2221110?ω?ω++++=t A t A A t x ，求信号的自相关函数)(τx R ，并画出自功率谱)(ωx S （双边幅值谱）。
2、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。
3、相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。
4、试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分。
5、某一系统的输入信号为x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数)(τx R 和输
入—输出的互相关函数)(τxy R 之间的关系为)()(T R R x x +=ττ，试说明该系统起什么
作用？
6、应用巴塞伐尔定理求
∞∞-dt t c )(sin 2的积分值。
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2x ψ，方差2x σ；6、偶，奇；
（二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；
（三）1、π0
2x ，20x ；2、0，22
0x ，)cos(10?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 πωπω
44202220+--；
第二章测试装置的基本特性
（一）1、1/2，2/1，45-；2、123；3、傅立叶变换法，滤波器法；4、00t 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21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
第五章信号处理初步
（一）1、概率密度函数，自相关函数；2、带通滤波法，傅立叶变换法；3、有限带宽，h s f f 2>；
4、100；
5、2
x σ，0；6、相干函数；7、A A ,；8、周期图法；9、功率密度，能
谱；10、时域，频域；
（二）1、╳；2、√；3、√；4、√；5、╳；6、╳；7、╳；（三）1、τωτωτ22
212120cos 2cos 2)(A A A R x ++=， [][])()(4)()(4)(222
2112120ωωδωωδωωδωωδω++-+++-+=A A A S x ； 2、ωτπτsin 2
)(=xy R ；
3、同频相关、不同频不相关；
4、信号的常值分量为其自相关函数均值的开方，周期成分与其自相关函数周期成分
的频率相同、幅值成比例关系；
5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前T ；
6、
-∞∞-==ππππ2/12/1221)(sin df dt t c ；
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
学院班级姓名学号题号
一二三四五六总分得分
一、填空（每空1份，共20分）
1．测试技术的基本任务是。
2．从时域看，系统的输出是其输入与该系统的卷积。
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．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 Hz 。
5．在桥式测量电路中，根据其的性质，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：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。
7．压电式传感器是利用某些物质的而工作的。
8．带通滤波器的上下限截止频率为fc 2、fc 1，其带宽B = ；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、、。
11 相关滤波的工作原理是。
12 测试装置的动态特性可以用函数、函数和
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信号。
A 复杂周期
B 非周期
C 瞬态
D 随机
2．平稳随机过程必须。
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
3．一阶系统的动态特性参数是。
A 固有频率
B 阻尼比
C 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
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
+++= t 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)( -+=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Z 1 = 30, Z 2 = 40, Z 3=20, Z 4=50, 传动轴Ⅰ的转速为n 1 = 2000转/分（根据传动比计算可知：传动轴Ⅱ的转速为 n 2 = 1500转/分，主轴Ⅲ的转速为 n 2 = 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
学院 _ 年级 _ 考试班级 ___
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)(21=?+=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)(22=?+=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
])([12220200
A dt t x T T T x x =-=?-μσ 1分 3. （4分）单臂：
36000105.241010005.24
141414--?===??=??=u S u R R u R R u y εV 2分双臂：3600010541010005.22121212--?===??=??=
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021
A 或者0.7070A ）对应
的频率分别为1ω、2ω；阻尼比如下方法估计：
n ωωωζ12-=
2分要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。
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。
测试技能考试试卷 一、判断题（每题1分，共15分） 1.软件测试目的仅仅是为了发现软件的错误，找不出错误的测试是没有任何价值的。（N） 2.测试人员要坚持原则，缺陷未修复完坚决不予通过。（Y） 3.错误强度曲线下降到预定的水平，可以作为软件测试结束的标志。（Y） 4.在设计测试时，测试的粒度应是越粗越好。（N） 5.自底向上的集成测试需要测试人员编写测试驱动程序。（ N） 6.测试执行过程中发现缺陷的唯一依据是软件需求规格说明书。（N） 7.软件测试的对象包括源程序、目标程序、数据及相关文档。（Y） 8.使用等价类划分方法时，需要对每个有效等价类设计一个用例。（N） 9.软件测试中的二八原则暗示着测试发现的错误中的80％很可能起源于程序模块中的 20%。（Y） 10.单元测试主要测试函数内部接口、数据结构、逻辑与异常处理等对象；集成测试模块之 间的接口与异常；系统测试主要测试整个系统的规格实现情况。（Y） 11.手工测试能发现比自动化测试更多的缺陷。（N） 12.负载测试是验证要检验的系统的能力最高能达到什么程度。（N） 13.逻辑驱动覆盖测试、基本路径测试白盒测试方法，与黑盒相比，黑盒测试更关心软件的 内部逻辑结构。（N） 14.利用有效等价类设计的测试用例，可以检验程序是否实现了需求说明书中规定的功能和 性能；利用无效等价类设计的测试用例，可以检查程序中功能和性能是否不符合需求说明书的规定。（Y） 15.失败测试和通过测试是软件测试的两个相互对立的基本方法，进行通过测试的系统没有 必要再进行失败测试。（N） 二、单项选择题（每题1分，共15分） 1.下列自动化测试工具中，属于功能测试工具的是（D） A．TestDirector； B．L oadRunner； C．C learQuest； D．WinRunner； 2.关于缺陷报告处理流程的原则，下列说法不合理的是（C） A．正常情况下，在提交开发人员修正Bug前，需要有丰富测试经验的测试人员验证发现的缺陷是否是真正的Bug，并且验证Bug是否可以再现 B．每次对Bug的处理都要保留处理信息，包括处理人姓名、处理时间、处理方法、处理意见以及Bug状态 C．B ug修复后必须由报告Bug的测试人员确认Bug已经修复，才能关闭Bug D．对于无法再现的Bug，应该由项目经理、测试经理和设计经理共同讨论决定拒绝或者延期 3.软件工程每一个阶段结束前，应该着重对可维护性进行复审。在系统设计阶段的复审期 间，应该从（A）出发，评价软件的结构和过程。 A.指出可移植性问题以及可能影响软件维护的系统界面
《机械工程测试技术基础》试卷 一、选择填空题（每小题2分，共20分） 1. 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取( ) A、干扰噪声信号 B、正弦信号 C、有用信号 D、频域信号 2. 测试装置静态特性的一个基本参数是( ) A、阻尼系数 B、灵敏度 C、单位脉冲响应时间 D、时间常数 3. 概率密度函数提供了随即信号（）的信息。 A、沿概率轴分布 B、沿幅值域分布 C、沿时域分布 D、沿强度分布 4. 反映噪声强弱程度的是响度，其单位是（） A、宋 B、方 C、分贝 D、瓦 5. 由几个频率不同的正弦信号合成的周期信号，合成信号的周期是（）。 A、各信号周期的最小公倍数 B、各信号周期的最大公约数 C、各信号周期的平均值 D、各信号周期中的最大值 6. 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 7. .极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（） A 成正比 B 方成正比 C 成反比 D 平方成反比 8. 脉冲函数的频谱是（） A 均匀谱 B 非均匀谱 C 逐渐增高 D 逐渐降低 9. 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，常用（）作为解调器。 A 鉴相器 B 整流器 C 鉴频器 D 变压器 10. 光线示波器的振子的幅频特性相当于（）滤波器的幅频特性。 A 低通 B 高通 C 带通 D 带阻 二、判断题（每小题2分，共20分） 1.凡频谱是离散的信号必然是周期信号。（） 2.当信号的时间尺寸压缩时，其频谱的频带加宽，幅值增高。（） 3.二阶系统的动态特性参数是阻尼比和固有频率。（） 4. 测量小应变时，应选用金属丝应变片，测量大应变时，应选用半导体应变片。（） 5. A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（） 6. 一阶系统的时间常数τ越小越好。（） 7. 频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号的频率总等于输入信号的频率。（） 8. 在常系数的线性系统中，当初始条件为零时，系统输出的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。（） 9. 压电式传感器采用电荷放大器或电压放大器，所构成测量系统的特性总是相同的。（） 10. 对连续时间信号进行离散采样时，只要采样频率足够高，就可以避免频谱“泄漏”。（）
第二章习题 一、选择题 2.（非）线性度是表示标定曲线（ ）的程度。 A.接近真值 B.偏离其拟合直线 C.正反行程的不重合 3.测试系统的频率响应函数H （j ω）是该测试系统的动态特性在（ ）中的描述。 A ．幅值域 B.时域 C.频率域 D.复数域 5.下列微分方程中（ ）是线性定常系统的数学模型。 A.225d y dy dx t y x dt dt dt ++=+ B. 22d y dx y dt dt += C.22105d y dy y x dt dt -=+ 6.线性定常系统（线性时不变系统）的叠加原理表明（ ）。 A.加于线性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 7.测试系统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 8.一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（ ）。 A.越宽 B. 越窄 C.不变 10.线性系统)t ()(00x b t y a = 的灵敏度是（ ）。 A.随机变量 B.常数 C.时间的线性函数 12.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是系统的（ ）。 A.幅频特性 B.相频特性 C.传递函数 D.频率响应函数 13.时间常数为τ的一阶装置，输入频率为 1ωτ= 的正弦信号，则其输出与输入 间的相位差是（ ）。 A.-45° B-90° C-180° 14.测试装置的单位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
测试技术模拟考试题(1) 三、分析问答题 (共３０分) 1、已知信号 0()sin(2/3) x t A f t ππ=-，试绘制信号的实频谱、虚频谱和单边幅频谱、双边幅频谱及 双边相频谱（10分） ２、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源 0()cos 2y t f t π=和输入信号x(t)的幅值谱如图所示。电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱X m (f)、 X e (f)、 X f (f)。（１０分） 3、若用光线示波器来记录图一所示的方波信号，可否选用FC6-400型振动子? 并说明理由。(注：该振动子的固有频率为400Hz)（10分） 分析问答题 答案 2． 3. 答：不能选用。因该方波信号是一个由多频率成分叠加而成的复杂周期信号，周期为5ms ，则其基频为：Hz f 200005.0/10==，要较完整地记录该信号，必须保证其前十次谐波的幅值误差小于5％，即需满足： 58.010 200100≤?= ?n n f f f ，得Hz f n 3448≥。而FC6-400型振动子的固有频率 Hz f n 400=，远小于要求的3448Hz ，仅仅只有构成该方波的一次谐波(200Hz)可以满足不失真的记 录要求，其余各次谐波记录时都会产生很大的幅值误差，故不能选用FC6-400型振动子来进行记录。 四、计算题（共3０分） １、用一阶测量仪器测量100Hz 的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问仪器的时间常数T 的取值范围。若用该仪器测50Hz 的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？（10分） 一阶装置,仍有1 1)(+= Ts s H 2 12] )2(1[1 )(f T f H π+= 同一 f ,T 越大, )(f H 越小.今f =100Hz, 测量误差小于 5%，即 95 .0)(>f H ,求出4 10 23.5-? （完整版）工程测试技术试题及答案 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 谱图的纵坐标是与信号具有相同量纲的物理量，而正弦函数的频谱密度图的纵坐标是其双边幅频谱图的频率密度，故正弦函数的双边幅频谱图的谱线为线段，而正弦函数的频谱密度图的谱线为脉冲。 4. (10分) 简述电涡流传感器的工作原理。涡电流式传感器的测量电路一般有分压式调幅电路和调频电路，试根据传感器在这两种电路中的作用，说明其对电路中信号的参数（工作信号的频率和幅值）的影响。 答：电涡流传感器的工作原理是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应，而涡电流产生的磁场会使原线圈的电感发生变化，其变化程度已线圈与金属体之间的位置关系（距离）有关，从而可用电涡流传感器检测图示的。 图a 所示的是分压式调幅电路，其在测量电路中与电阻R串联后作为产生恒定频率振荡信号的振荡器的负载，故电涡流传感器的电感变化时，其与并联电容的等效阻抗发生变化，导致工作信号幅值发生变化。 图b 所示的是调频电路，其在测量电路中作为产生振荡信号的振荡器的调谐电路部分，故电涡流传感器的电感变化时，使振荡器输出的信号频率发生变化，即使工作信号的频率发生变化。 得分 评卷人 二、（12分）一个电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm，工作初始间隙d0=0.3mm空气介质。问：（1）通过测量得到电容变化量为±0.01PF，则传感器与工作之间由初始间隙变化的距离△d=?；（2）如果测量电路的放大系数 K1=100mV/PF,读数仪表灵敏度K2=5格/mV,则此时仪表指示值变化多少格？（真空介电常数ε0＝8.85×10-12 F/m） 解：(1) 由 得 (1) （3分） 式中：A=r2=5.02410-5m2; =1; 0=8.8510-12 F/m; 0=d0=310-4 m; dC=±0.01PF 将上述参数带入式（1）得 一、单项选择题 1 传感器的静态特性指标之一有[ B ] A 幅频特性 B 线性度 C 相频特性 D 阶跃特性 2 半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的[ A ] A 压阻效应 B 应变效应 C 霍尔效应 D 光电效应 3 传感器的组成局部中，直接感受被测物理量的是[ B ] A 转换元件 B 敏感元件 C 转换电路 D 放大元件 4 在以下传感器中，将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是[ B ] 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 5 假设瞬变信号()t x 的傅立叶变换为()f X ，那么信号()⎪⎭⎫ ⎝⎛=3t x t y 的频谱为[ D ] A ()⎪⎭⎫ ⎝⎛=331f X f Y B ()⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=33f X f Y C ()()f X f Y 33 1= D ()()f X f Y 33= 6 一阶系统的动态特性参数是[ C ] A 固有频率 B 线性度 C 时间常数 D 阻尼比 7 连续非周期信号的频谱是[ B ] A 离散、周期的 B 离散、非周期的 C 连续、非周期的 D 连续、周期的 8 调制可以看成是调制信号及载波信号[ C ] A 相乘 B 相加 C 相减 D 相除 9 滤波器的-3dB 频率即截止频率，是指信号幅值衰减为输入幅值的[ C ]处的频率。 A 2 B 1 C 2/2 D 1/2 10 对连续信号进展采样时，采样频率越高，当保持信号的记录时间不变时，那么[ 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 11 数字信号的特征是[ D ] A 时间上连续幅值上离散 B 时间上离散幅值上连续 C 时间上和幅值上都连续 D 时间上和幅值上都离散 12测量装置的频率特性为()ωA 和()ωϕ，当它们满足[ D ]条件时，输出波形及输入波形将相似而无失真。 A ()1=ωA ,()0=ωϕ B ()=ωA 常量，()=ωϕ常量 《测试技术》试题及答案 一、填空题（20*1=20分） 1、离散信号的频谱是_连续_（连续/离散）信号。 2、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 。 3、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__ 。 4、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。 5、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）。 6、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 __ 1/2_，相位=φ_ 0 45-__。 频率保持特性， 7、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_。 8、根据载波受调制的参数不同，调制可分为_调幅_、__ 调频_、_调相 _。 9、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/ 2 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 =_。 二、单选题（2*10=20分） 1、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（ A ）倍所经过的时间作为时间常数。 A 、0.632 B 、0.865 C 、0.950 D 、0.982 2、周期信号傅立叶级数中的各项系数表示各谐波分量的（ C ）。 A 、 相位 B 、 周期 C 、 振幅 D 、 频率 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 测量误差 ; 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 桥臂上; 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 ; 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2ψ ,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*-= 0()x t t - ;其几何意义是 把原函数图像平移至0t 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,B 是周期信号; A ．5cos100()0 0t t x t t π⎧≥⎪=⎨⎪<⎩当当 B ． ()20cos20()at x t e t t π-=-∞<<+∞ C ．()5sin 2010cos10()x t t t t ππ=+-∞<<+∞ 5．时域信号的时间尺度压缩时,则其频带的变化为B; 北京工业大学2023—2023学年第二学期 测试技术基础试卷（闭卷） 班级 学号 姓名 成绩 一、填空题（30分，每空1.5分） 1. 作为传感器的核心部件，直接感受被测物理量并对其进行转换的元件称为 敏感元件 。 2. 在τ为 0 情况下，自相关函数值达成最大值。 3. 已知某周期信号的周期为0.2s ，则该信号的3次谐波分量的频率为 15 Hz 。 4. 周期信号的频谱具有 离散 性， 谐波 性和衰减性。 5. 若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样信号的频谱会产生 频混 现象。 6. 在外力作用下，金属应变式传感器重要产生几何尺寸变化，而压阻式传感器重要是 电阻率 发生变化，两者都引起 电阻值 发生变化。 7. 衡量传感器在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致限度的指标为 反复性 。 8. 电感式和电容式传感器常采用 差动 结构来提高其灵敏度，改善 非线性误差 。 9. 描述一阶系统动态特性的参数是 时间常数 ，其值越 小 ，则该系统频带越宽，响应越快。 10. 当压电式传感器使用 电荷 放大器，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。 11. 抗混滤波器是一种 低通 滤波器 ，其上限截止频率c f 与采样频率s f 之间的关系应满足 关系式 。 12. 某信号的自相关函数为τωτ0cos 100)(=x R ，则该信号的均值为 0 ，均方根值为 10 。 13. 若窗函数)(t w 的频谱为)2(sinc )(T T W ωω=，则时延窗函数)(0t t w -的频谱为 。对比可以发现，时延窗函数的 幅值谱 与原窗函数的相应量相同。 二、选择题（20分，每题1分） 1. 描述传感器静态特性的指标有 D 。 A 幅频特性 B 稳定期间 C 动态范围 D 线性度 2. 下列记录参数中，用以描述随机信号波动范围的参数为 B 。 A 均值 B 方差 C 均方值 D 概率密度函数 3．信号的时域描述与频域描述通过 C 来建立关联。 A 拉氏变换 B 卷积 C 傅立叶变换 D 相乘 4．抱负滤波器在通带内的幅频特性为 A 。 A 常数 B 零 C 零或常数 D 无法拟定 5. 假如隔振台对低频激励起不了明显的隔振作用，但对高频激励却有很好的隔振作用，那么，隔振台属于 B 。 A 高通滤波器 B 低通滤波器 C 带通滤波器 D 带阻滤波器 6．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为 D 。 A 量程 B 灵敏度 C 精确度 D 分辨力 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 测量误差 。 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 桥臂上。 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 。 7．信号的有效值又称为 均方根指 ，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*-= 0() x t t - 。其几何意义是 把原函数图像平移至0t 位置处 。 一、 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()0 t t x t t π⎧ ≥⎪=⎨ ⎪<⎩当当B ．()20cos20()at x t e t t π-=-∞<<+∞ C ．()5sin 2010cos10()x t t t t ππ=+-∞<<+∞ 5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。 A ．频带变窄、幅值增高 B ．频带变宽、幅值压低 C ．频带变窄、幅值压低 D ．频带变宽、幅值增高 6．非线性度是表示定度曲线(A)的程度。 第一章 信号及其描述 〔一〕填空题 1、 测试的根本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在*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2x 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一样的信息量。〔 v 〕 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。〔 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|*|和均方根值*rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(*)。 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。 第二章测试装置的根本特性 〔一〕填空题 1、 *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=ω1/2，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222 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正确。 〔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．何为标定？标定可分为几种类型？静态标定的作用和意义有哪些？ 答：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程称为标定。 根据标定时输入到测量系统中的已知量是静态量还是动态量，标定分静态标定和动态标定。 作用：（1）确定仪器或测量系统的输入-输出关系，赋予仪器或测量系统分度值。（2）确定仪器或测量系统的静态特性标定。（3）消除系统误差，改善仪器或测量系统的正确度。 通过标定，可得到测量系统的响应值yi 和激励值xi 之间的一一对应关系。 2．试证明：二阶测量系统当阻尼率ζ为0.7时，输入信号在0～0.58ωn 的频率范围内，其幅频特性A(ω)的变化不超过5%。 答：二阶系统的幅频特性为 当阻尼率ζ为0.7时，输入信号在0～0.58ωn 的频率范围内，其幅频特性A(ω)的变化范围为1～0.9535。即A(ω)的最大变化率为4.65%，小于5%，命题得证。 3．欲测量某回路中一标称值为10Ω±1%电阻器的功率损耗P,可采用两种方法进行，一是只测电阻器两端 的电压V,然后用公式P=V 2 /R 计算功率损耗；二是分别测量电阻器两端的电压V 和流过电阻器的电流I,由公式P=VI 计算电阻器上的功率损耗。估算这两种方案的电功率误差，设V 和I 的测量结果为V=100±1%(V), I=10±1%(A)。 答： 4．叙述测量系统实现不失真测量的条件。在工程测试技术中如何保证测试系统的测试不失真？ 答：其幅频和相频特性应分别满足：A (ω)=A 0=const ，φ(ω)=-t 0ω即为实现不失真测试的条件。 对一阶测试系统而言，测试系统的时间常数τ原则上越小越好。 对二阶测试系统而言，其特性曲线中有两段值得注意。一般而言，在ω<0.3ωn 范围内，φ(ω)的数值较小，而且 φ(ω)- ω特性接近直线。A(ω)在该范围内的变化不超过10%，因此这个范围是理想的工作范围。在ω>（2.5～3）ωn 范围内φ(ω)接近180°且差值很小，如在实测或数据处理中采用减去固定相位差值或把测试信号反相180°的方法，则也可接近于不失真地恢复被测信号波形，若输入信号频率范围在上述两者之间，则系统的频率特性受阻尼比ζ的影响较大，因此需做具体分析。分析表明，ζ越小，测量系统对斜坡输入响应的稳态误差 2ζ/ωn 愈小。但是对阶跃输入的响应，随着ζ的减小，瞬态振荡的次数增多，过调量增大，过渡过程增长。在ζ=0.6～0.7时，可获得较为合适的综合特性。对于正弦输入来说当ζ=0.6～0.7时，幅值在比较宽的范围内保持不变。计算表明，当ζ=0.7时，ω在0～0.58 ωn 的频率范围中，幅值特性A (ω)的变化不会超过5%，同时在一定程度下可认为在ω<ωn 的范围内，系统的φ(ω)也接近于直线，因而产生的相位失真很小。 5．何为动态误差？为了减少动态误差，在一、二阶测量系统中可采取哪些相应的措施？ 答：除了具有理想比例特性的环节外，输出信号将不会与输入信号具有相同的时间函数，这种输入与输出之间的差异就是动态误差。 对于一阶系统系统：时间常数t 越小，频响特性越好，当wt 《1时，A （w ）约等于1，表明测试系统输入输出为线性关系。 ()[] ()2 222411)(n n A ωωξωωω+-= 224422222 2 224R V R V P R V R V R P V P σσσσσ⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭ ⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=() % 236.201.001 .0442 2 2 2 =+⨯=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=R V p R V P σσσI V P =∂∂V I P =∂∂2 22222 22V I V I P V I V P I P σσσσσ+=⎪⎭ ⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=() % 414.101.001 .02 2 22 =+=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=I V p I V P σσσ%2±=∆+∆=∆U U I I P P % 32±=∆-∆=∆R R U U P P R V V P 2= ∂∂2 2 R V R P -=∂∂ 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2x 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()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x 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222 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 测试技术模拟考试题(1) 一、是非题（对的打√ ，错的打×）（每题2分，共20分） １.所有周期信号都是功率信号。(√) ２.电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。（×） ３.频响函数反映了系统响应的稳态过程。（√） ４.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。（×） ５.直流信号具有无限的频谱。（×） ６.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。（√） ７.压电式传感器不一定要配接前置放大器。（×） ８.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。（√） ９.在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D 转换器的位数无关。（×） 10.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。（×） 二、选择题 （每题2分，共20分） 1．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（A ）范围。 A.频率 B.阻尼 C.相位 D.幅值 2．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（C ）的频谱为X(f ＋fo ）。 A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 02)(π 3．如果系统的权函数为h(t)，系统的输入x(t)为单位脉冲函数，此时系统输出y(t)为（C ） A. h(t)x(t) B. x(t) C. h(t) D.无法确定 4．若一选频滤波器的幅频特性是：在∞~fc 间接近常数，在fc~0之间急剧衰减。该滤波器为(B )滤波器。 A. 低通 B. 高通 C. 带通 D. 带阻 5．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电 压（C ） A. 加大一倍 B. 减小一倍 C. 不变 D. 加大两倍 6．输入x(t)和输出y(t)的相干函数的取值在０和１之间，可能是（D ）。 A. 有外界噪声干扰 B.系统是非线性的 C.输出y(t)是输入x(t)和其它输入的综合输出 D. 以上三种 7．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的直流测量用桥的输出是（B ） A. 直流信号 B. 正弦波 C. 调幅波 D. 脉动波 8．记录0~200Hz 的正弦信号，宜采用固有频率为（B)Hz 的振动子较合适。 A.120 B.400 C.1200 D.2500 9．在时域中计算的信号总功率，等于在频域中计算的信号（C ）。 A.自功率谱积分 B.平均功率 C.总功率 D.互功率谱积分 １０.周期信号截断后的频谱必是（A ）的。 A. 连续 B. 离散 C. 连续非周期 D. 离散周期 三、分析问答题 (共３０分) 1、已知信号 0()sin(2/3)x t A f t ππ=-，试绘制信号的实频谱、虚频谱和单边幅频谱、双边幅频谱及 双边相频谱（10分） ２、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源 0()cos 2y t f t π=和输入信号x(t)的幅值谱如图所示。电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信 号幅值谱X m (f)、 X e (f)、 X f (f)。（１０分） 3、若用光线示波器来记录图一所示的方波信号，可否选用FC6-400型振动子? 并说明理由。(注：该振动子的固有频率为400Hz)（10分） 分析问答题 答案 2． ------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（）收藏（完整版）工程测试技术试题及答案
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