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。
2-10、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0ω
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（）。
A 不变
B 减小
C 增加
D 不确定
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（）。
Ａ越小越好Ｂ越大越好Ｃ0.6～0.7之间最好Ｄ负值最好
2-2、测试系统的传递函数和（）
Ａ具体测试系统的物理结构有关Ｂ具体测试系统的物理结构无关
Ｃ输入信号有关Ｄ输出信号有关
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（）。
Ａ越小越好Ｂ越大越好Ｃ0.6～0.7之间最好Ｄ负值最好
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（）。
Ａ极距成正比Ｂ极距成反比Ｃ极距的平方成正比Ｄ极距的平方成反比
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（）。
A 提高很多倍
B 提高一倍
C 降低一倍
D 降低许多倍
3-4极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（）。
Ａ成正比Ｂ平方成正比Ｃ成反比Ｄ平方成反比
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（）。
Ａ１倍Ｂ２倍Ｃ３倍Ｄ４倍
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。
Ａ鉴频器Ｂ鉴相器Ｃ整流器Ｄ检波器
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。
A A0/2
B A0/1.414
C A0/3
D a0/4
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（）。
A 上升
B 下降
C 保持不变
D 变为0
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。（）
3-1．差动变压器的输出值只能反映铁芯位移的大小，不能反映移动的方向。（）
4-1、滤波器的中心频率就是其通频带的幅值-3dB处的频率。（）
3-1动态范围是指装置输出的测量上限值与下限值的比值。（）
9-1、热敏电阻具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。（）
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
n ω0.6n ωω≤0.3ωτ→<
(
)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。
（3） 某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。
2答：一阶RC 低通滤波器、一阶RC 高通滤波器、RC 带通滤波器、RC 带阻滤波器 。
4 答：调频是利用信号x(t)的幅值调制载波的频率，或者说，调频波是一种随信号x(t)的电压幅值而变化的疏密度不同的等幅波.
5 答：
⑴将信号记录在磁带上，并能以电信号重新输出，这就便于和数据处理机、电子计算机联用，进行高精度、高速的数据分析处理。
⑵可以快录、快放或快录、慢放，很容易做到压缩时间轴，对分析、研究瞬态过程或长时间过程
有利。
⑶ 工作频带宽，从直流到1MHz 以上，信噪比高，线性度好，零点漂移小，易于实现多点记录。
第六章
1答：绝对误差是指测得值与真值之差。 相对误差是指绝对误差与被测真值的比值。
2答：引用误差是指测量误差的最大绝对值与仪表满量程的百分比。一般仪表常用此指标表示仪器的精度等级。
3解：使用300V ，0.5级电表，示值相对误差为：
%88.1%10080%5.0300=??≤x ρ
使用100V ，1.0级电表，示值相对误差为：
%25.1%10080%0.1100=??=x ρ
故选用100V ，1.0级电表为好。
4答：工具误差、环境误差、方法误差、人员误差。
5答：系统误差是指误差的数值大小和正负在测量过程中恒定不变，或按一定规律变化的误差。当误差的数值大小和正负确定时，称为已定的系统误差。当误差按一定规律变化时称为未定系统误差或变值系统误差。
6答：指那些误差数值特别大，超出规定条件下预计的误差。它一般是由测量者粗心大意引起的或者仪器发生异常引起的。
两个常用的判定准则：拉依达准则和格罗布斯准则。
7答：
（1）单峰性：概率密度在中心处最大，即无误差情况出现的几率最大。
（2）对称性：函数为偶函数，即绝对值相等的正误差和负误差出现的机会相同。
（3） 有界性：由函数分析，误差范围为],[+∞-∞，但误差出现在区间]3,3[σσ+- 之
外的可能性极小（<0.3%），因此可认为]3,3[σσ+- 为随机误差的极限。
（4） 抵偿性：当测量次数增加到无限多次时，随机误差的算术平均值为零。
8答：
（1）贝塞尔公式计算标准偏差精度较高，但计算量较大，主要用于测量次数较多和精度要求较高的场合；
（2）极差法计算方便迅速，在测量次数较少（n<10）计算精度与贝塞尔公式相当，主要用于测量次数较少和精度要求不高的场合。
9答：
（1）已定系统误差不影响残余误差和标准偏差的计算，对测量的精密度无影响。因此，在最终误差的表示形式中，一般不包括已定系统误差
（2）未定系统误差将以算术平均值的形式影响测量结果。未定系统误差直接影响残余误差的数值，即测量结果的精密度。
10 解：
(1) 计算a 和b 的算术平均值
1198101100991021005
n i i a a m n =++++===∑ 11109.910.29.810.1105n i i b b m n =++++===∑
(2) 计算a 和b 的标准偏差
a
σ
==
0.158b m
σ== (3) 0.707a σ=== m 0.0707b σ=== m
(4) 计算面积
2100101000S a b m =?=?=
(5) 计算面积的标准偏差
9.998S m
σ====
第七章 1答：表格法 （数字法）、图示法、经验公式法。
2答：建立经验公式的步骤大致如下：
（1）描绘曲线：将测量数据以自变量为横坐标，函数值为纵坐标逐点绘出，并连成测量曲线。
（2）对曲线进行分析，并确定公式的基本形式
（3）确定公式中的常量：
确定公式中的常量的过程称为拟合或者回归。
（4）检验公式的准确性：将测量数据的自变量代入公式计算函数值，检查其与测量值是否一致。如差别较大，则应调整经验公式的常数，甚至经验公式的型式，直至达到要求为止。
3答：在具有等精度的多次测量中，所求得的最可靠值，是各测量值的残差平方和为最小时所求得的值。用最小二乘法所求得的拟合直线使得各数据点与拟合直线间的残差平方和为最小。
4答：首先由图形曲线确定它是属于哪种函数类型。在确定了函数类型之后，再设法将其转化为线性函数，求得相应的线性函数的常量，就可得到测量数据的曲线拟合方程。
5答：A 网络是模拟人耳对40Phon 纯音的响应，其特点是中、低频声信号有较大的衰减。 B 网络是模拟人耳对70Phon 纯音的响应，其特点是对低频段声信号有一定的衰减。
C 网络是模拟人耳对100Phoa 纯音的响应，几乎在整个声频范围内，特性曲线是平直的，它代表
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。
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
信号部分 1 试判断下述结论的正误。 （ 1 ）凡频谱是离散的信号必然是周期信号。 （ 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 ）非周期性变化的信号就是随机信号。 （ 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持征。（ 10 ）两个周期比不等于有理数的周期信号之和是周期信号。 （ 11 ）所有随机信号都是非周期信号。 （ 12 ）所有周期信号都是功率信号。 （ 13 ）所有非周期信号都是能量信号。 （ 14 ）模拟信号的幅值一定是连续的。 （ 15 ）离散信号即就是数字信号。 2 对下述问题，选择正确答案填空。 （ 1 ）描述周期信号的数学工具是( ) 。 A. 相关函数 B. 傅氏级数 C. 拉氏变换 D. 傅氏变换 （ 2 ）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 （ 3 ）时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分( ) 。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定
（ 4 ）将时域信号进行时移，则频域信号将会( ) 。 A. 扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 （ 5 ）概率密度函数在( )域、相关函数是在( )域、功率谱密度函数是在( )域上来描述的随机信号 A. 时间 B. 空间 C. 幅值 D. 频率 3 指出题图 3 所示的信号时域波形时刻与时刻频谱（幅值谱）有无变化，并说明原因。 题 3 图题 6 图 4 判断下列序列是否是周期函数。如果是，确定其周期。 （ 1 ）；（ 2 ）。 5 有一组合信号，系由频率分别为 724Hz 、 44Hz 、 5005410Hz 及 600Hz 的相同正弦波叠加而成。求该信号的周期 T 。 6 求题 6 图所示，非对称周期方波信号的傅里叶级数，并绘出频谱图。 7 求题 7 图所示三角波信号的傅里叶级数，并绘出频谱图。 答案： 1. 判断题
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_____。
《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?≥?=??
一，简答题 1?什么叫测试系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？答：测试装置输出信号的傅里叶变换和输入信号的傅里叶变换之比称为装置的频率响应函数，若在系统中的传递函数 H（s）已知的情况下，令H（s）中的s=jw便可求得频率响应函数。 2. 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？答：静态特性：（1）线性度，（2）灵敏度，（3）回程误差，（4）分辨率，（5）零点漂移和灵敏度漂移。动态特性：（1）传递函数，（2）频率响应函数，（3）脉冲响应函数，（4）环节的串联和并联。 3. 在什么信号作用下，系统输出的拉斯变换就是系统的传递函数。答：在单位脉冲信号作用下，（单位脉冲函数3（t） =1）。 4. 为什么电感式传感器一般都米用差动形式？答：差动式电感器具有高精度、线性范围大、稳定性好和使用方便的特点。 5. 测试装置实现不失真测试的条件是什么？答：幅频和相频分别满足 A（w）=A 0=常数，①（w） =-t o w ; 6. 对于有时延t o的S函数（t-t °）,它与连续函数f （t）乘积的积分 （t 1 ）f（t）dt将是什么？答：对于有时延t o的S函数（t-t o），它与连续函数f （t ）0 乘积只有在t=t 0时刻不等于零，而等于强度为f （t o）的S函数，在（- X，+X）区间中积分则（t Gf（t）dt= （t o）f（t）dt=f （ t o） 8. 巴塞伐尔定即的物理意义是什么？在时域中计算总的 信息量等于在频域中计算总的信息量。 9?试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需电容平衡的原因？答：由于 纯电阻交流电桥即使各桥臂均为电阻，但由于导线间存在分布电容，相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了有电阻平衡外，必须有电容平衡。 10.说明测量装置的幅频特性A（CD ）和相频特性?（CD ）的物理意义。答：测量装置的幅频特性A（D ）是指定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出信号和输入信号的幅值比。相频特性是指稳态输出对输入的相位差。11.差动型变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在一个电桥中，这样做有什么优点？答：这样做使得灵敏度和线性度都提高。 12. 用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，对其时间常数T应提出什么要求？指出一种测量一阶系统的时间常数T的方式。答：时间常数T 应越小越好，测量方法：频率响应法、阶跃响应法。 13. 线性系统有哪些主要特性（最少指出3个）？答：（1）叠加性，（2）比例性，（3）微分性，（4）积分性，（5）频率保持性。 14. 对于有时延t o的S函数（t t o），它与连续函数f （t）乘积的积分 （t t0）f（t）dt将是什么？答：对于有时延t o的S函数（t t o）,它与连续函数f （t ）的积分只有在t=-t 0时不等于零，而等于强度f （-t 0）的函数，在（- X，+X）区间内， 15. 一阶、二阶测试系统的动态特性是什么？答：一阶系统特性：（1）当激励频
北京工业大学２００7—2００8学年第二学期 测量技术基础试卷(开卷) 班级学号姓名成绩 一、填空题（２5分，每空1分) 1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。 2．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。３．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。 4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅值变小。 5.当测量较小应变值时,应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度,且能改善或消除非线性。7．电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作,可分为低频透射式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。
8.在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为 调制波 ,载送低频信号的高频振荡信号称为 载波 ,将经过调制过程所得的高频振荡波称为 已调制波 。 9．已知()t t x ωsin 12=,()t δ为单位脉冲函数,则积分()?∞ +∞-?? ? ?? -?dt t t x ωδ2π= 12 。 １０.已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20,若测得感应电动势的频率为3０0Hz ，则被测轴的转速为 900ｒ/min 。 1１. RC 低通滤波器中的ＲＣ值越大,则其上限截止频率越 小 。 1２． 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 所引起的。 二、选择题(１5分,每题1.5分) 1．离散、周期的时域信号频谱的特点是( C ）的。 A 非周期、离散? B 非周期、连续 C 、周期、离散 D 周期、连续 2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是( C )。 Ａ 电阻传感器? B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器 3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ Ｂ )材料制成。 A 金属 Ｂ 导磁 C 塑料 Ｄ 导电 4.测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为（ D )。 A 精度 B 灵敏度 C 精密度 Ｄ 分辨力 ５.数字信号的特征是( B ）。 A 时间上离散，幅值上连续 B 时间、幅值上都离散 C 时间上连续,幅值上量化 ? D 时间、幅值上都连续
工程测试技术试题及答案
1.
2.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。 3.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。 4.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。 5.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） 6.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。 7.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。 8.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。
9.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。 10.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。 11.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。 12.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。 13.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。14.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。 15.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。 16.压电传感器测量电路常接电压或电荷放大
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2 x 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()(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 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 ，幅值 =y ，相位=φ 。 2、 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。 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)()(0 0t 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 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 。
------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（）
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。
一、选择题 1、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____2__倍. 2、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有__时域法_和__频域法_。 3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的__压电效应____。 4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___灵敏度___。 6、信息与信号二者间关系是___信息在信号之中___。 7、当两信号的互相关函数在t 0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t 0时，相关程度___最高__。 8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___被测量__越小。 9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取(有用信号) 10、时域信号的时移，则频谱变化为（ 相移 ） 11、 记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽(变窄，幅值增高) 12、 用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应(接近1/√2 ) 13、 对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为(A1＇sin （w1t+φ＇１）+A2＇sin （w2t+φ２＇）) 14、 概率密度函数提供了随机信号（沿幅值域分布）的信息 15、 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(电涡流式) 16、 只使在fe 1～fe 2间频率的信号通过，应采用（带通）滤波器 17、 在选用振子时，除了使阻尼比接近０.７外，应使被测正弦信号的最高频率fm(≤（０.５-０.６） )振动子的固有频率fn 18、 为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（电荷）放大器。 19、 当τ→∞时,信号x （t ）的自相关函数Rx （τ）呈周期性变化,说明该信号(含有周期成份)。 20、 正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息(丢失) 21、 不能用确定的数学公式表达的信号是（随机）信号。 22、 非线性度是表示定度曲线（偏离其拟合直线）的程度。 23、 自相关函数一定是（偶）函数。 24、 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用（相敏检波器）做为解调器。 25、 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的（2 ）倍 26、 压电式传感器前置放大器的主要作用是（把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出）。 27、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，___全桥___接法可以获得最大的输出。 28、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的是___将传感器的低阻抗输入变成高阻抗输出___。 29、幅值调制装置实质是一个乘法器 30、理想滤波器在通带内的幅频特性为常数 31．变极距型电容传感器的输出与输入，成（非线性）关系。 32．如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越大，则该窗函数的泄漏误差（越小）。 33．不能用涡流式传感器进行测量的是(非金属材料)。 34．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 ＋f0）。 A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 0 2)(π 35．压电式传感器后面的放大器的主要功能为（阻抗变换和信号放大）。 36．一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（加大两倍） 二、判断题
１ ‘一、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分。请将答案填写 在下表中，正确的画“○” ，错误的打“×” ） 1 .二阶装置的固有频率ωn 表征装置惯性的大小，其值将直接影响其响应速度的快慢。 2. 可以明确的用数学关系式描述的信号称为确定性信号。 3. 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。 4. 有限个周期信号必形成新的周期信号。 5. 确定了幅值和频率就可以确定一个谐波信号。 6.变极距型电容或电感传感器，只要满足δ0》△δ的条件，则灵敏度均可视为常数。 7. 在热电偶中接入另一个等温的导体，其热电势不变。 8.用差动变压器式电感器作位移测量时，根据其输出电压的正负极性就能直接辨别出被测位移的方向。 9.压电片并联时，传感器的电容量大，输出电荷小。 10.物性型传感器是利用敏感器件材料本身物理性质的变化来实现信号检测的。 二、选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分。请将答案填写在下表中） 1.测试装置能感知的输入变化量越小，表示测试装置的_______。 A ．线性度越好 B ．迟滞越小 C ．重复性越好 D ．分辨力越高 2.用常系数微分方程描述的系统为 ________ 系统。 A 相似 B 物理 C 力学 D 线性 3.无论二阶装置的阻尼比ζ如何变化，当它所受的激振力频率等于装置固有频率 时，该装置的输出与激振力之间的相位差必为 A.0? B.90? C.180? D.090??~之间反复变化的值 4．δ(t)函数的频谱是______ A 有限离散频谱 B 有限连续频谱 C 无限离散频谱 D 无限连续频谱 5. 若测试系统由两个环节并联而成，且两环节的传递函数分别为H 1(S) 和 H 2(S)，则该系统的总传递函数为________。 A.H 1(s)+H 2(s) B. H 1(s)H 2(s) C. H 1(s)–H 2(s) D. H 1(s)/H 2(s) 6.灵敏度始终为常数的传感器是_________。 A.电容式传感器 B.电感式传感器 C.电阻应变片 D.热敏电阻 7.在光电作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象称_________效应。 A ． 内光电 B 外光电 C 热 电 D 阻挡层光电 8. 若热电偶的两电极材料相同，且两结点温度不同，则热电偶 为零。 A 仅有接触电势 B 总的热电势为零 C 仅有单一导体的温差电势 D 接触电势和温差电势均不为零 9.描述非周期信号的数学工具是______。 A .相关系数 B .傅立叶级数 C .拉氏变换 D .傅立叶变换 10.将信号在时域进行时移，则在频域中信号将会___ ___。 A ．不变 B ．扩散 C ．压缩 D ．仅有相移 11.欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用________传感器。 A .压电式 B .磁电式 C .电阻式 D .热电式 12.半导体应变片具有________等优点。 A.灵敏度高 B.温度稳定性好 C.可靠性高 D.接口电路复杂 1.测试装置能感知的输入变化量越小，表示测试装置的_______。 A ．线性度越好 B ．迟滞越小 C ．重复性越好 D ．分辨力越高 4.非线性度是描述标定曲线 的程度。 A .接近真值 B .偏离拟合直线 C .正反行程不重合 D .重复性
《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? ≥?=? ?
一. 判断题(本题共10分，对则打“√”，不对则打“×”) 1．任意两个变量x 和y 之间的真实关系均可用一元线性回归方程来描述。（ ） 2．相关函数和相关系数一样都可以用它们数值的大小来衡量两函数的相关程度。( ) 3．对多次测量的数据取算数平均值，就可以减少随机误差的影响。（ ） 4．对一个具有有限频谱（0~fc ）的连续信号采样，若满足 2fcTs ≥1,采样后得到的输出信号能 恢复为原来的信号。（ ）[Ts 为采样频率] 5．设某周期信号x(t)之单位为μ，则其均方根谱之单位为μ2 ，其功率谱之单位为μ。（ ） 6．测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。（ ） 7．A/D 转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（ ） 8．接触式测温是基于热平衡原理进行的，非接触式测温是基于热辐射原理进行的（ ） 9．同一材料构成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。（ ） 10．只要信号一经截断，就不可避免地引起混叠。（ ） 二．选择题（共20分，每题2分） 1．压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（ ） a. 加速度力学系统的频率特性； b. 压电晶体的电路特性； c. 测量电路的时间常数 2．把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（ ） a. 记录时间太长； b. 采样间隔太宽； c .记录时间太短； d. 采样间隔太窄 3．要测量x(t)=50Sin40πt+10Sin2000πt 的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（ ） 的惯性加速度计。 a.f n =15Hz 、β=0.707; b. f n =1000Hz 、β=0.707 ; c. f n =50Hz 、β=0.04 ; d. f n =1000Hz 、β=0.04 4. 自相关函数是一个（ ）函数 a.奇函数； b.偶函数； c.非奇非偶函数； d. 三角函数 5．在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（ ）效应。 a.内光电； b.外光电； c.热电； d.阻挡层光电 6．（ ）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。 a.差动变压器式； b.变间隙电容式； c.变阻器式； d. 电压式 7．半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式（ ）表示（已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述） a.α=dT R dR ；b. α=2T B ；c. α=2T A ；d. α= 00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 8．如果一信号的自相关函数R x (τ)是一定周期性不衰减，则说明该信号（ ） a.均值不为0； b.含周期分量； c.是各态历经的 ； d.是各态不历经的 9．用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（ ） a.图解法； b.最小二乘法； c.分值法； d.端点连线法 10．半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，其电阻的相对变化主要是由（ ）引起。 a.半导体电阻率的变化； b.半导体几何尺寸的变化； c.贴片位置的温度变化； d.供桥电源的变化 三．测量系统基本知识题（70分） 1．磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么 ？磁头件与被测物体固紧时有何要求？（6分）
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()00 t t x t t π? ≥?=? ?
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(t ) 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率f 或)(ω 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 100Hz 。 5.在桥式测量电路中，根据其 激励电压（或工作电压或桥压或电源） 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 半导体电阻率的（或半导体压阻效 应） 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 2、fc 1，其带宽B = 12c c f f - ；若 其带宽为1/3倍频程则fc 2 = 1。 9.属于能量控制型的传感器有 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。 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 同频相关不同频不相关/同频检测原理 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 D 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 。 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 3．一阶系统的动态特性参数是 C 。 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 。 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 B 。 A 力 B 应变 C 速度 D 加速度 6． D 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 B 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 D 传感器。 A 电容式 B 压电式 C 电阻式 D 电涡流式