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|c n |–ω和φ
n
–ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为
00 (0)2
() (0)2
T A t x t T A t ?
--≤
积分区间取（-T/2，T/2）
0000000
220
2
00
2
111()d =
d +
d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, ) T T jn t
jn t
jn t T T n c x t e
t Ae
t Ae t
T T T A
j
n n n ωωωππ
-----=
-±±±?
?
?
所以复指数函数形式的傅里叶级数为
001()(1cos )jn t
jn t
n n n A
x t c e
j
n e n
∞
∞
=-∞
=-∞=
=--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±± 。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0
nI nR A c n n n c ?
=-
-?±±±?
?=? ππ
21,3,,(1cos )00,2,4,6, n A
n A c n n n n ?=±±±?
==-=??=±±±?
πππ
1,3,5,2arctan
1,3,5,2
00,2,4,6,nI n nR
π
n c πφn c n ?-=+++???===---??=±±±???
图1-4 周期方波信号波形图
没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
解答：
(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?
单边指数衰减信号频谱图
A /a
π/2
-π/2
幅频图
相频图
周期方波复指数函数形式频谱图
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 。
2-3
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=
+
，()A ω=()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
1
(
)
00
.
y =?≈
，1(10)arctan(0.00510) 2.86??==-?≈-?
0202(100)0.20.179
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 =-?+-?
2-9 试求传递函数分别为1.5/(3.5s + 0.5)和41ω
n 2/(s 2 + 1.4ωn s + ωn 2
)的两环节串联后
组成的系统的总灵敏度（不考虑负载效应）。 解：
11 1.53
() 3.50.57171
K H s s s s =
==+++，即静态灵敏度K 1=3
22
222222
41() 1.4 1.4n n n n n n K H s s s s s ωωωωωω==
++++，即静态灵敏度K 2=41 因为两者串联无负载效应，所以总静态灵敏度K = K 1 ? K 2 = 3 ? 41 = 123
2-10 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固
有频率为800Hz ，阻尼比ζ=0.14，问使用该传感器作频率为400Hz 的正弦力测试时，其幅值比A (ω)和相角差?(ω)各为多少？若该装置的阻尼比改为ζ=0.7，问A (ω)和?(ω)又将如何变化？
解：设2
22
()2n n n
H s s ωωζωω=++，则
()A ω=
2
2()arctan
1n
n ω
ζ
ω?ωωω=-??- ???，即
()A f =
，2
2()arctan
1n
n f f f f f ζ?=-??
- ???
将f n = 800Hz ，ζ = 0.14，f = 400Hz ，代入上面的式子得到 A (400) ≈ 1.31，?(400) ≈ ?10.57?
如果ζ = 0.7，则A (400) ≈ 0.975，?(400) ≈ ?43.03?
3-2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器，并说明它们的变换原理。
解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。
3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应
如何针对具体情况来选用？
解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。 电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。
半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。
选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。
3-4 有一电阻应变片（见图3-84），其灵敏度S g
＝2，R ＝120Ω。设工作时其应
变为1000με，问?R ＝？设将此应变片接成如图所示的电路，试求：1）无应变时电流表示值；2）有应变时电流表示值；3）电流表指示值相对变化量；4）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 ε得 ?R =S g ε R =2?1000?10-6?120=0.24Ω
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 3）δ=(I 2-I 1)/I 1?100%=0.2%
4）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA 的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA 的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。
3-5 电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪
些措施？采取这些措施会带来什么样后果？ 解答：以气隙变化式为例进行分析。
2002
2N A dL
S d μδδ==-
又因为线圈阻抗Z =ωL ，所以灵敏度又可写成
2002
2N A dZ S d μωδδ==-
由上式可见，灵敏度与磁路横截面积A 0、线圈匝数N 、电源角频率ω、铁芯
磁导率μ0，气隙δ等有关。
如果加大磁路横截面积A 0、线圈匝数N 、电源角频率ω、铁芯磁导率μ0，减小气隙δ，都可提高灵敏度。
加大磁路横截面积A 0、线圈匝数N 会增大传感器尺寸，重量增加，并影响到动态特性；减小气隙δ会增大非线性。
图3-84 题3-4图
1.5V
3-7 一个电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r ＝4mm ，工作初始间隙
δ=0.3mm ，问：1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量?δ＝±1μm 时，电容变化量是多少？2）如果测量电路的灵敏度S 1=100mV/pF ，读数仪表的灵敏度S 2=5格/mV ，在?δ＝±1μm 时，读数仪表的指示值变化多少格？ 解：1）
00002
000001232632
15
3()8.85101(410)(110)
(0.310)
4.9410
F 4.9410pF
A A A A C εεεεεεδεεδ
δδδδδδδπ------???=-=≈+?+??????±?=
?≈±?=±?
2）B =S 1S 2?C =100?5?(±4.94?10-3
)≈±2.47格 答：
3-8 把一个变阻器式传感器按图3-85接线。它的输人量是什么？输出量是什
么？在什么样条件下它的输出量与输人量之间有较好的线性关系？
解答：输入量是电刷相对电阻元件的位移x ，输出量为电刷到端点电阻R x 。如果接入分压式测量电路，则输出量可以认为是电压u o 。
x p l p
x
R R k x x x =
=∝，输出电阻与输入位移成线性关系。
e e
o (1)1(1)p
p p p L p L p p
x u x u u x R R x x x x R x R x x =
=
+-+-，输出电压与输入位移成非线性关系。
由上式可见，只有当R p /R L →0时，才有o e p
x
u u x x =
∝。所以要求后续测量仪表的输入阻抗R L 要远大于变阻器式传感器的电阻R p ，只有这样才能使输出电压和输入位移有较好的线性关系。
图3-85 题3-8图
3-11 一压电式压力传感器的灵敏度S =90pC/MPa ，把它和一台灵敏度调到
0.005V/pC 的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V 的光线示波器上记录，试绘出这个测试系统的框图，并计算其总的灵敏度。 解：框图如下
各装置串联，如果忽略负载效应，则总灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即
S =?x /?P=90?0.005?20=9mm/MPa 。
3-13 何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举
出三个例子说明。 解答：
霍尔（Hall ）效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过薄片时，则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差，这种现象称为霍尔效应，产生的电位差称为霍尔电势。
霍尔效应产生的机理（物理本质）：在磁场中运动的电荷受到磁场力F L （称为洛仑兹力）作用，而向垂直于磁场和运动方向的方向移动，在两侧面产生正、负电荷积累。
应用举例：电流的测量，位移测量，磁感应强度测量，力测量；计数装置，转速测量（如计程表等），流量测量，位置检测与控制，电子点火器，制做霍尔电机—无刷电机等。
3-19 在轧钢过程中，需监测薄板的厚度，宜采用那种传感器？说明其原理。
解答：差动变压器、涡电流式、光电式，射线式传感器等。
4-1 以阻值R =120Ω、灵敏度S g =2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V ，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。 解：这是一个等臂电桥，可以利用等比电桥和差特性表达式求解。
o 1234e 1
()4U R R R R U R
=?-?+?-? ε=2με时：
单臂输出电压：66o e e 11
22103310V 3μV 44g R U U S U R ε--?=
==????=?= 双臂输出电压：66o e e 11
22103610V 6μV 22
g R U U S U R ε--?=
==????=?= ε=2000με时：
单臂输出电压：
63o e e 1122000103310V 3mV 44g R U U S U R ε--?===????=?= 双臂输出电压：
63o e e 1122000103610V 6mV 22
g R U U S U R ε--?===????=?= 双臂电桥较单臂电桥灵敏度提高1倍。
3-15 有一批涡轮机叶片，需要检测是否有裂纹，请举出两种以上方法，并阐
明所用传感器的工作原理。
涡电流传感器，红外辐射温度测量，声发射传感器（压电式）等。
4-10 已知某RC 低通滤波器，R =1k Ω，C=1μF ，试；
1）确定各函数式H (s )；H (ω)；A(ω)；?(ω)。
2）当输入信号u i =10sin1000t 时，求输出信号u o ，并比较其幅值及相位关系。 解：
1）1()1H s s τ=
+，1
()1H j ωτω
=+ τ=RC =1000?10-6=0.001s 所以 1()0.0011H s s =+，1
()10.001H j ωω
=+
()A ω=
()arctan 0.001?ωω=- 2）u i =10sin1000t 时，ω=1000rad/s ，所以
(1000)A =
=
(1000)arctan 0.00110004
π
?=-?=-
o 10(1000)sin[1000(1000)])4
u A t t π
?=?+=-（稳态输出）
相对输入u i
，输出幅值衰减为-3dB ），相位滞后4
π
。
)
一阶RC 低通滤波器
5-2 假定有一个信号x (t )，它由两个频率、相角均不相等的余弦函
数叠加而成，其数学表达式为
x (t )=A 1cos(ω1t +?1)+ A 2cos(ω2t +?2) 求该信号的自相关函数。
解：设x 1(t )=A 1cos(ω1t +?1)；x 2(t )= A 2cos(ω2t +?2)，则
112212121211
1221221()lim
[()()][()()]211lim ()()lim ()()2211lim ()()lim ()()22()()()()
T
x T
T T T
T T
T T T T
T T
T T x x x x x x R x t x t x t x t dt
T x t x t dt x t x t dt T T x t x t dt x t x t dt T T R R R R τττττττττττ-→∞--→∞→∞--→∞→∞=++++=+++++++=+++????? 因为ω1≠ω2，所以12
()0x x R τ=，21
()0x x R τ=。 又因为x 1(t )和x 2(t )为周期信号，所以
[][]{}()1
111
11
11111101
211111111101211111001
22
111110
1()cos()cos[()]1cos ()cos ()2
cos 22cos()20cos()cos()
22T x T T T T R A t A t dt T A t t t t dt T A t dt dt T A A t T τω?ωτ?ω?ωτ?ω?ωτ?ωωτ?ωτωτωτ=
+++=+++++-+-??=+++-????=+=???? 同理可求得12
22()cos()2
x A R τωτ= 所以1222
1212()()()cos()cos()22
x x x A A R R R τττωτωτ=+=+
5-3 求方波和正弦波（见图5-24）的互相关函数。
解法1：按方波分段积分直接计算。
00
34
4304411()()()()()1(1)sin()1sin()(1)sin()2
sin()T T
xy T T
T T T R x t y t dt x t y t dt
T T t dt t dt t dt T τττωωτωωτωωτωτπ
=+=-??=--+-+--????=????? 解法2：将方波y (t )展开成三角级数，其基波与x (t )同频相关，而三次以上谐波与x (t )不同频不相关，不必计算，所以只需计算y (t )的基波与x (t )的互相关函数即可。
411()cos cos3cos535y t t t t ωωωπ??=-
-+- ???
所以
[][]0000
0114()()()sin()cos()41sin()sin()22sin(2)sin()220sin()sin()T T xy T T
T R x t y t dt t t dt T T t t t t dt T t dt dt T T T ττωωωτπωωωτωωωτπωωτωτπωτωτππ
??
=+=-+ ???=-+++--??=-+-????=--=?????
解法3：直接按R xy (τ)定义式计算(参看下图)。
034430441()()()1(1)sin()1sin()(1)sin()2
sin()
T
xy T
T
T T T R x t y t dt T
t dt t dt t dt T ττττττωωωωτωτπ
----=
+??=-++--????
=????
参考上图可以算出图中方波y (t )的自相关函数
4
1024()32()0,1,2,y y T T T
R T
T
R nT n ττττττ?-≤≤??=-≤≤???
+=±±?
方波的自相关函数图
y (t
5-4 某一系统的输人信号为x (t )（见图5-25），若输出y (t )与输入x (t )相同，
输入的自相关函数R x (τ)和输入—输出的互相关函数R x (τ)之间的关系为R x (τ)=R xy (τ+T )，试说明该系统起什么作用？
解：因为R x (τ)=R xy (τ+T )
所以00
11lim ()()lim ()()T T
T T x t x t dt x t y t T dt T T ττ→∞→∞+=++??
所以x (t +τ)=y (t +τ+T )
令t 1 = t +τ+T ，代入上式得
x (t 1 - T )=y (t 1)，即y (t ) = x (t - T )
结果说明了该系统将输入信号不失真地延迟了T 时间。 5-5 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。
解：设信号x (t )的均值为μx ，x 1(t )是x (t )减去均值后的分量，则 x (t ) = μx + x 1(t )
[][]11100
2
11110211110000211()lim
()()lim ()()1lim ()()()()1
lim ()()()()00()T T
x x x T T T x x x T T T T T x x x T x x x R x t x t dt x t x t dt T T x t x t x t x t dt T dt x t dt x t dt x t x t dt T R ττμμτμμμττμμμττμτμ→∞→∞→∞→∞=+=+++??=+++++????
=+++++????
=+++=???????12
()
x R τ+
如果x 1(t )不含周期分量，则1lim ()0x R ττ→∞
=，所以此时2lim ()x x R ττμ→∞
=；如果x (t )
含周期分量，则R x (τ)中必含有同频率的周期分量；如果x (t )含幅值为x 0的简谐周期分量，则R x (τ)中必含有同频率的简谐周期分量，且该简谐周期分量的幅值为x 02/2；
根据以上分析结论，便可由自相关函数图中确定均值（即常值分量）和周期分量的周期及幅值，参见下面的图。例如：如果lim ()x R C ττ→∞
=
，则x μ=
图5-25 题5-4图
4-5 已知调幅波x a (t )=(100+30cos Ωt +20cos3Ωt )cos ωc t ，其中f c =10kHz ，f Ω=500Hz 。试求：
1）x a (t )所包含的各分量的频率及幅值； 2）绘出调制信号与调幅波的频谱。 解：1）x
a (t )=100cos ωc t
+15cos(ωc -Ω)t +15cos(ωc +Ω)t +10cos(ωc -3Ω)t +10cos(ωc +3Ω)t
各频率分量的频率/幅值分别为：10000Hz/100，9500Hz/15，10500Hz/15，8500Hz/10，11500Hz/10。
2）调制信号x (t )=100+30cos Ωt +20cos3Ωt ，各分量频率/幅值分别为：0Hz/100，500Hz/30，1500Hz/20。
调制信号与调幅波的频谱如图所示。
A 调制信号频谱
A n 调幅波频谱
含有简谐周期分量的自相关函数的图
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 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 _____________ ，谐波型，收敛性二 4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和准周期信号。 (二) 判断对错题(用"或x 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 x(t) x o sin t 的绝对均值口 |x 和均方根值X rms 。 2、 求正弦信号 x(t) 2 x °sin( t )的均值 x ，均方值 x ，和概率密度函数3、 求指数函数 x(t) at Ae (a 0,t 0)的频谱。 cos 0t |t| T 4、 求被截断的余弦函数 x(t) 的傅立叶变换。 |t| T at 5、 求指数衰减振荡信号 x(t) e sin o t(a 0,t 0)的频谱。 第二章测试装置的基本特性 (一) 填空题 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y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t) A °x(t t 。)时，该系统能实现 此时，系统的频率特性为 H(j ) ______________ 。 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 Q,)和Q 2()，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 ________________ 2 Q 1( )Q 2() (1) Q 1( )Q 2( ) (2) Q 1( ) Q 2( ) (3) 1 2 (4) Q 1( ) Q 2() Q 1( ) Q 2() 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 (1)存在，但＜5% (3)在时间常数很小时存在 5、描述随机信号的时域特征参数有 均值x 、均方值 方差 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。 1、某一阶系统的频率响应函数为 H(j ) 1/2 ____ ，幅值 y V 2/2 试求传递函数分别为 41 1.4 1 t ,输入信号x(t) sin ，则输出信号 2j 1 2 ，相位 -45 。 2 的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。 y(t)的频率为 123 n S 延时 _______ 测试。 4 _____ 。 2)存在，但＜1 (4)不存在
第1章传感器与检测技术基础思考题答案 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
大作业内容如下: 一、单选题（每小题2分，计４0分) 1、OSI参考模型就是由( Ｄ)组织提出得。 Ａ、IＥＥE B、ANSＩＣ、EIA/TIA D、ISO ２、拓扑结构就是( Ａ )得具有点到点配置得特点。 A、总线Ｂ、星型 C、环型D、都不对 3、IEEE8０2就是( A )体系结构标准。 Ａ、ＬＡN B、ＭAN C、WＡＮ D、以上都不就是 4、基带传输系统就是使用( A ）进行传输得。 A、模拟信号 B、数字信号Ｃ、多路模拟信号 D、模拟与数字信号 5、调幅(AM)与调频(FＭ）以及调相(PＭ）就是( D ）调制得例子。 A、模拟—数字 B、数字—模拟 C、数字—数字 D、模拟—模拟 6、异步传输中，字节间得时间间隙就是（Ｂ）。 A、固定不变 B、可变得 C、0 D、数据速率得函数 ７、对于（ A ),警戒频带多占用了带宽。 A、FDM B、TDＭ C、STDＭ D、以上都就是 8、在数据链路层就是通过( B )找到本地网络上主机得。 A、端口号 B、MＡＣ地址 C、默认网关 D、逻辑网络地址 9、在基于广播得以太网中，所有得工作站都可以接收到发送到网上得（ C )。 A、电信号 B、比特流 C、广播帧 D、数据包 1０、下面关于CSMA/ＣD叙述正确得就是( D ）。 A、信号都就是以点到点方式发送得
B、一个节点得数据发往最近得路由器,路由器将数据直接发到目得地 C、如果源节点知道目得地得IP与MAC地址得话,信号便直接送往目得地 D、任何一个节点得通信数据要通过整个网络,且每个节点都接收并验证该数据 11、关于共享式以太网，下列不正确得说法就是( B )。 A、需要进行冲突检测Ｂ、仅能实现半双工流量控制 C、利用CSMA/CD介质访问机制 D、可以缩小冲突域 １2、数据分段就是在OSI/RＭ中得( C ）完成得。 A、物理层Ｂ、网络层C、传输层Ｄ、应用层 13、OＳI/RM得( B ）关心路由寻址与数据包转发。 A、物理层Ｂ、数据链路层 C、网络层 D、传输层 1４、路由器并不具备( B )功能。 A、路由协议 B、减少冲突与碰撞 C、支持两种以上得子网协议 D、存储、转发、寻径 １5、对路由器理解正确得就是( D )。 A、路由就是路由器 Ｂ、路由就是信息在网络路径得交叉点 C、路由就是用以配置报文得目得地址 D、路由就是指报文传输时得路径信息 1６、非对称数字用户线就是( B )。 A、HDＳL B、ADＳＬ C、SDSL D、RADＳＬ 1７、IＳDN BRI得用户接口就是( C )。 Ａ、2B+Ｄ B、3０B+ＤC、同轴电缆Ｄ、普通电话线
Harbin Institute of Technology 测试技术与仪器大作业一 设计题目：信号的分析与系统特性 院系：英才学院 班级： 1036*** 姓名： ****** 学号： ********** 时间： 2013.07.01 工业大学
一、设计题目 二、求解信号的幅频谱和相频谱 )1-(cosn (-A)e 1e 1(t)e 10 2 t jn -0 t jn -0 2 t jn -0 02 02 00ππ ωωωn A j dt T dt A T dt x T C T T n T T =+ = = ?? ? -- 当???±±±=,5,3,1n 时，π n A j C n 2-= 当???±±±=6,4,2,0，n 时，0=n C 幅频谱函数为： π n A C n 2= ，???±±±=,5,3,1n πn A C A n n 42==，???=,5,3,1n 相频谱函数为： ,...5,3,12 --arctan arctan ==∞==n C C nR nI n ，）（π ? ,...5,-3,-1-2 arctan arctan ==∞+==n C C nR nI n ，）（π? 双边幅频图：
单边幅频图： 双边相频图： 单边相频图： 三、频率成分分布情况 方波由离散的频率成分组成。基频为0 02T π ω= ,其余频率为基频的奇数倍。 四、系统)(s H 的伯德图
1）一阶系统传递函数1 1 )(+= s s H τ，0.008s τ=，伯德图为： -40-30 -20 -10 M a g n i t u d e (d B )10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s) 二阶系统2 2240)(n n n s s s H ωζωω++= ，ζ= 0.65，n ω= 100。伯德图为： -60-40-20020 40M a g n i t u d e (d B )10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Gm = Inf dB (at Inf rad/s) , P m = 11.9 deg (at 634 rad/s) Frequency (rad/s)
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()(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 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
大作业内容如下： 一、单选题（每小题2分，计40分） 1、OSI参考模型是由（ D ）组织提出的。 A、IEEE B、ANSI C、EIA/TIA D、ISO 2、拓扑结构是（ A ）的具有点到点配置的特点。 A、总线 B、星型 C、环型 D、都不对 3、IEEE802是（ A ）体系结构标准。 A、LAN B、MAN C、WAN D、以上都不是 4、基带传输系统是使用（ A ）进行传输的。 A、模拟信号 B、数字信号 C、多路模拟信号 D、模拟和数字信号 5、调幅（AM）和调频（FM）以及调相（PM）是（ D ）调制的例子。 A、模拟—数字 B、数字—模拟 C、数字—数字 D、模拟—模拟 6、异步传输中，字节间的时间间隙是（ B ）。 A、固定不变 B、可变的 C、0 D、数据速率的函数 7、对于（ A ），警戒频带多占用了带宽。 A、FDM B、TDM C、STDM D、以上都是 8、在数据链路层是通过（ B ）找到本地网络上主机的。 A、端口号 B、MAC地址 C、默认网关 D、逻辑网络地址 9、在基于广播的以太网中，所有的工作站都可以接收到发送到网上的（ C ）。 A、电信号 B、比特流 C、广播帧 D、数据包 10、下面关于CSMA/CD叙述正确的是（ D ）。 A、信号都是以点到点方式发送的
B、一个节点的数据发往最近的路由器，路由器将数据直接发到目的地 C、如果源节点知道目的地的IP和MAC地址的话，信号便直接送往目的地 D、任何一个节点的通信数据要通过整个网络，且每个节点都接收并验证该数据 11、关于共享式以太网，下列不正确的说法是（ B ）。 A、需要进行冲突检测 B、仅能实现半双工流量控制 C、利用CSMA/CD介质访问机制 D、可以缩小冲突域 12、数据分段是在OSI/RM中的（ C ）完成的。 A、物理层 B、网络层 C、传输层 D、应用层 13、OSI/RM的（ B ）关心路由寻址和数据包转发。 A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、传输层 14、路由器并不具备（ B ）功能。 A、路由协议 B、减少冲突和碰撞 C、支持两种以上的子网协议 D、存储、转发、寻径 15、对路由器理解正确的是（ D ）。 A、路由是路由器 B、路由是信息在网络路径的交叉点 C、路由是用以配置报文的目的地址 D、路由是指报文传输时的路径信息 16、非对称数字用户线是（ B ）。 A、HDSL B、ADSL C、SDSL D、RADSL 17、ISDN BRI的用户接口是（ C ）。 A、2B+D B、30B+D C、同轴电缆 D、普通电话线
北航《测试技术基础》在线作业三15秋满分答案单选题判断题多选题 一、单选题（共 10 道试题，共 30 分。） 1. 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 -----------------选择：C 2. 二阶装置引入合适阻尼的目的是（）。 A. 系统不发生共振 B. 使得读数稳定 C. 获得较好的幅频、相频特性 D. 以上都不对 -----------------选择：C 3. 自相关函数是一个（）函数。 A. 奇 B. 偶 C. 非奇非偶 D. 三角 -----------------选择：B 4. 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 -----------------选择：B 5. 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 -----------------选择：B 6. 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
7. 电涡流式传感器是利用（）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. PVF2 -----------------选择：A 8. 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 -----------------选择：C 9. 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 D. 频率 -----------------选择：C 10. 石英晶体的压电系数比压电瓷的（）。 A. 大得多 B. 相接近 C. 小得多 D. 不能决定 -----------------选择：C 北航《测试技术基础》在线作业三 单选题判断题多选题 二、判断题（共 10 道试题，共 30 分。） 1. 测试系统的灵敏度越高测量性能越好。 A. 错误 B. 正确 -----------------选择：A 2. 对于电压放大器来说，当改变电缆的型号尺寸，输出电压将不改变。 A. 错误 B. 正确 -----------------选择：A 3. 选择好的窗函数对信号进行截断，可以减少能量泄漏。 A. 错误 B. 正确
各章节复习题(答案在后面) 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b ，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 ，幅值=y ，相位=φ 。 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。 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。（ ）
第一章检测技术的基础知识 一、填空题 1．检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。 2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。 3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。 4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值2/3 的区域。 5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。（因为U≥2/3Umax） 二、选择题 1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。 A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元 2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。 A．转换元件B．敏感元件C．转换电路D．嵌入式微处理器 3．有四台量程均为0-600℃的测量仪表。今要测一约为500℃的温度，要求相对误差≤2.5%，选用精度为 D 的最为合理。 A．5.0级B．2.5级C．2.0级D．1.5级 4．有四台量程不同，但精度等级均为1.0级的测温仪表。今欲测250℃的温度，选用量程为 C 的最为合理。A．0～1000℃B．300～500℃C．0～300℃D．0～500℃ 5．某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克 力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是Ｂ。 A．绝对误差B．示值相对误差C．满度相对误差D．精度等级 6．在选购线性仪器时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为 欲测量的Ｃ左右为宜。 A．3倍B．10倍C．1.5倍D．0.75倍 7．用万用表交流电压档（频率上限为5kHz）测量100kHz、10V左右的高频电压，发现示值不到2V，该误差属 于 B 。用该表主流电压档测量5号电池电压，发现每次示值均为1.8V,该误差属于 A 。 A．系统误差B．粗大误差C．随机误差D．动态误差 8．重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了Ｄ。 A．提高精度B．加速其衰老C．测试其各项性能指标D．提高可靠性能 9．电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 B 测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于C 测量。 A．偏位式B．零位式C．微差式 三、计算题 1．有一温度计，它的测量范围为0~200℃，精度为0.5级，求： 1）该仪表可能出现的最大绝对误差。 2）当示值分别为20℃、100℃时的示值相对误差。 2．已知待测拉力约为70N左右。现有两只仪表，一只为0.5级,测量范围为0~500N；另一只为1.0级，测量范围 为0~100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？ 3．有一台测量压力的仪表，测量范围为（0~10）Mpa,压力与仪表输出电压之间的关系为U0=a0+a1p+a2p2,式中a0=1V， a1=0.6V/ Mpa，a2=-0.02V/Mpa2 求: 1)该仪表的输出特性方程; 2)该仪表的灵敏度表达式;
大作业要求 ****(单位、公司、工厂或学校)为背景，设计一个网络建设方案。 方案中应该包括： 根据****(单位、公司、工厂或学校)的组织结构、业务需求完成网络需求分析，确定拓扑方案，完成设备选型，注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号、配置与价格，基本确定方案的预算。 要求： 1.完成建网进行需求分析，提交需求分析报告； 2、在需求分析的基础上进行系统设计、技术选型，规划、设计网络的逻辑拓扑方案、布线设计等，划分子网，设计子网地址、掩码和网关，为每个子网中的计算机指定IP地址； 3、根据条件进行设备选型，决定各类硬件和软件的配置和经费预算方案； 4、创建局域网内的DNS服务器，配置相关文件，可以对局域网内的主机作域名解析。 ○参□考□样◇例
1、需求分析 随着信息时代的到来，校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施，成为学校提高水平的重要途径。校园网络的主干所承担的信息流量很大，校园网络的建设的目标是在校园内实现多媒体教学、教务管理、通信、双向视频点播（VOD）等信息共享功能，能实现办公的自动化、无纸化。能通过与Internet的互联，为全校师生提供国际互联网上的各种服务。教师可以制作多媒体课件以及在网上保存和查询教学资源，能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指导与考查等。学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源，从而可以更好地进行学习，校园网能为学校的信息化建设打下基础。 根据本校园实际情况主要应用需求分析如下： 用户的应用需求：所有用户可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习资源，通过WWW服务器、电子邮件服务器、文件服务服务器、远程登录等实现远程学习，此外为教务处提供教务管理、学籍管理、办公管理等。 通信需求：通过E-mail及网上BBS以及其它网络功能满足全院师生的通信与信息交换的要求，提供文件数据共享、电子邮箱服务等。 信息点和用户需求：按照要求本校园网内信息点总数为531个， 其中办公区需要的信息点为（111个）：教务处（25），各院系办公区（26），图书馆（60）；教学区为（400个）：除机房需要120个信息点外，其余各系部大楼及教学楼（包括设计艺术系楼、建筑工程系楼、一号楼、大学生活动中心楼、教学主楼、B、C楼等）各需设置信息点的个数为40；生活区为（20个）：20个宿舍楼区、食堂等各设置1个信息点。电子邮件服务器、文件服务服务器等为内部单位服务，WWW服务器、远程登录等实现远程学习，从外部网站获得资源。 性能需求：此校园网络支持学校的日常办公和管理，包括：办公自动化、图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等。支持网络多媒体学习的信息传输要求。 安全与管理需求：学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高，如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相集合的方法进行管理。网络安全对于网络系统来说是十分重要的，它直接关系到网络的正常使用。由于校园网与外部网进行互联特别是
工程测试技术基础复习题 选择题： 1、以下哪项不属于常用的弹性元件（D） A、弹簧管 B、薄膜式弹性元件 C、波纹管C、悬臂梁 2、滤波器对不同频率的信号有不同的作用，下列说法错误的是（A） A、在通带内使信号受到很大的衰减而不通过。 B、在通带与阻带之间的一段过滤带使信号受到不同程度的衰减。 C、在阻带内使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。 D、在通带内使信号受到很小的衰减而通过。 3、以下哪项指标不属于滤波器的特征频率（D） A、通带截止频率 B、阻带截止频率 C、转折频率 D、载波频率 4、关于传感器，下列说法不正确的是（B） A、传感器一般由敏感元件、转换元件以及其他辅助元件构成。 B、电容式传感器有变面积型和变极距型两种。 C、应变片式传感器是利用应变片电阻的应变效应制成的。 D、有些传感器中的敏感元件既是敏感元件又起转换元件的作用。 5、对测量控制电路的主要要求，一下说法不正确的是（C） A、测控电路应具有较高的精度。 B、测控电路应具有较好的动态性能。 C、测控电路只要能够保证“精、快、灵”就可以了。 D、测控电路应具有合适的输入与输出阻抗。 6、下列指标中，哪项不是滤波器的主要特性指标（C） A、特征频率 B、群时延函数 C、线性度 D、阻尼系数与品质因数 7、下列哪项不正确（B） A、有些半导体材料也可以制成电阻式应变片。 B、只有金属导体才能制成电阻式应变片。
C、当金属电阻丝受拉时，其长度和截面积都要发生变化，其阻值也发生变化 D、当金属电阻丝受拉时，其电阻率要发生变化，阻值也要发生变化。 8、单臂电桥的灵敏度为（D ） A、U B、U/2 C、U/3 D、U/4 9、下面属于光生伏特效应的光电元件是（A） Ａ、光敏晶体管Ｂ、光敏电阻 Ｃ、光电管Ｄ、光电倍增器 10、以下关于温度测量的说法中不正确的是（A） Ａ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于中低温度区测量，而热电阻用于高温度区测量。 Ｂ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于高温度区测量，而热电阻用于中低温度区测量。 Ｃ、采用热电偶测温必须考虑冷增温度补偿问题。 Ｄ、才用热电阻测温必须采用三线制接法。 11、在保持幅频特性单调变化的前提下，通带内特性最为平坦的逼近方法是（D） Ａ、贝塞尔逼近Ｂ、切比雪夫逼近 Ｃ、以上都不是Ｄ、巴特沃斯逼近 12、以下说法错误的一项是（B） Ａ、传感器的灵敏度越大越好Ｂ、传感器的灵敏度越小越好Ｃ、滤波器的灵敏度越小越好Ｄ、滤波器的灵敏度越小，容错能力越强 13、在采用应变片测量时，实现温度补偿的前提是（D） A、补偿片应该贴在与被测试件相同材质的材料上。 B、补偿片应该贴在与被测试件处于同一环境温度中。 C、补偿片应该为测量片的相邻桥臂上。 D、以上条件都需满足。 14、工业用热电阻一般采用（C） A、单线制 B、双线制 C、三线制 D、四线制 15、若允许通带内有一定的波动量，而要求频率特性比较接近矩形时，
X X X X大学 研究生考查课 作业 课程名称：智能控制理论与技术 研究生姓名：学号： 作业成绩： 任课教师(签名) 交作业日时间：2010年12月22日
人工神经网络(artificial neural network，简称ANN)是在对大脑的生理研究的基础上，用模拟生物神经元的某些基本功能元件(即人工神经元)，按各种不同的联结方式组成的一个网络。模拟大脑的某些机制，实现某个方面的功能，可以用在模仿视觉、函数逼近、模式识别、分类和数据压缩等领域，是近年来人工智能计算的一个重要学科分支。 人工神经网络用相互联结的计算单元网络来描述体系。输人与输出的关系由联结权重和计算单元来反映，每个计算单元综合加权输人，通过激活函数作用产生输出，主要的激活函数是Sigmoid函数。ANN有中间单元的多层前向和反馈网络。从一系列给定数据得到模型化结果是ANN的一个重要特点，而模型化是选择网络权重实现的，因此选用合适的学习训练样本、优化网络结构、采用适当的学习训练方法就能得到包含学习训练样本范围的输人和输出的关系。如果用于学习训练的样本不能充分反映体系的特性，用ANN也不能很好描述与预测体系。显然，选用合适的学习训练样本、优化网络结构、采用适当的学习训练方法是ANN的重要研究内容之一，而寻求应用合适的激活函数也是ANN研究发展的重要内容。由于人工神经网络具有很强的非线性多变量数据的能力，已经在多组分非线性标定与预报中展现出诱人的前景。人工神经网络在工程领域中的应用前景越来越宽广。 1人工神经网络基本理论[1] 1.1神经生物学基础 可以简略地认为生物神经系统是以神经元为信号处理单元,通过广泛的突触联系形成的信息处理集团,其物质结构基础和功能单元是脑神经细胞即神经元(neu ron)。(1)神经元具有信号的输入、整合、输出三种主要功能作用行为。突触是整个神经系统各单元间信号传递驿站,它构成各神经元之间广泛的联接。(3)大脑皮质的神经元联接模式是生物体的遗传性与突触联接强度可塑性相互作用的产物,其变化是先天遗传信息确定的总框架下有限的自组织过程。 1.2建模方法 神经元的数量早在胎儿时期就已固定,后天的脑生长主要是指树突和轴突从神经细胞体中长出并形成突触联系,这就是一般人工神经网络建模方法的生物学依据。人脑建模一般可有两种方法:①神经生物学模型方法,即根据微观神经生物学知识的积累,把脑神经系统的结构及机理逐步解释清楚,在此基础上建立脑功能模型。②神经计算模型方法,即首先建立粗略近似的数学模型并研究该模型的动力学特性,然后再与真实对象作比较(仿真处理方法)。 1.3概念 人工神经网络用物理可实现系统来模仿人脑神经系统的结构和功能,是一门新兴的前沿交叉学科,其概念以T.Kohonen.Pr的论述最具代表性:人工神经网络就是由简单的处理单元(通常为适应性)组成的并行互联网络,它的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所作出的交互反应。 1.4应用领域 人工神经网络在复杂类模式识别、运动控制、感知觉模拟方面有着不可替代的作用。概括地说人工神经网络主要应用于解决下述几类问题:模式信息处理和模式识别、最优化问题、信息的智能化处理、复杂控制、信号处理、数学逼近映射、感知觉模拟、概率密度函数估计、化学谱图分析、联想记忆及数据恢复等。 1.5理论局限性 (1)受限于脑科学的已有研究成果由于生理试验的困难性,目前对于人脑思维与记忆机制的认识尚很肤浅,对脑神经网的运行和神经细胞的内部处理机制还没有太多的认识。 (2)尚未建立起完整成熟的理论体系目前已提出的众多人工神经网络模型,归纳起来一般都是一个由节点及其互连构成的有向拓扑网,节点间互连强度构成的矩阵可通过某种学
习题 1-2 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值x u 和均方根值rms x 。 解：dt t x T u T x ?=2 0sin ||2/1 ω 200|)cos (||2T t T x ωω-= )cos 0(cos 2||20ππ -=x π | |20x = ?=T rms dt t x T x 0 20)sin (1ω ＝ ? -T dt t T x 0 2 02 2cos 1ω ＝ 2 2 0T T x ?＝2 2 0x
1-3 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱 解：指数函数为非周期函数，用傅立叶变换求其频谱。 ?+∞ ∞---=dt e Ae f X ft j at π2)( ? +∞ +-= )2(dt Ae t f j a π ∞ ++-+-= 0)2(|2t f j a e f j a A ππ f j a A π2+= 幅频谱表示式：22)(ω ω+=a A A 相频谱表示式：a arctg ω ω?-=)( 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，问幅值误差将是多少？ 解：1）一阶系统的频率响应函数为： 1 1)(+= τωωj H 幅频表示式：1 )(1 )(2 += τωωA 2）设正弦信号的幅值为x A ，用一阶装置测量 正弦信号，测量幅值（即一阶装置对正弦信号的输出）为)(ωA A x 幅值相对误差为： )(1) (ωωA A A A A x x x -=- 3）因为T 1 =ω T=1s 、2s 、5s ，则ω=2π、π、2π/5(rad) 则A(ω)分别为：=+?1 )235.0(1 2 π0.414 673.01 )35.0(1 2 =+?π 915.01 )5 235.0(1 2 =+?π
1．绘出测试系统的基本框图，简述各组成部分的功能。 试验装置：是被测对象处于预定状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门装置。 测量装置：把被测量通过传感器变成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，变成易于处理和记录的信号的装置。 数据处理装置：将被测装置输出的信号进一步处理，以排除干扰和噪声污染，并清楚的估计测量数据的可靠程度。 显示记录装置：将被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或者记录下来的装置。 1．什么是测试系统的静态传递特性？常用哪些量来表征？ 描述测试系统静态测量时的输入输出关系的方程、图形、参数等称为测试系统的静态传递特性。 常用的主要表征参数有：静态传递方程与定度曲线、灵敏度、线性度、回程误差、灵敏度阀、漂移等。 2．试述幅频谱密度函数A(f)和幅频特性函数A(f)两者之间的主要区别？ （1）对象不同，前者对象是信号；后者的对象是系统；（2）前者反映信号的组成，后者反映系统对输入信号不同频率成分的幅值的缩放能力（3）定义不同：处理方法各异：前者是对信号付氏变换的模，后者是输出的付氏变换与输入的付氏变换之比的模3．什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后又解调？ 把缓慢变化的信号变为频率适当的交流信号称为信号调制；把调制过的交流信号还原到原来的信号称为解调。调制的目的是为了便于信号的处理和放大。 2．何谓滤波器，滤波器分类、基本参数及其定义？ 概念：滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分；分类：低通、高通、带通、带阻滤波器；基本参数：文波幅度d；截止频率f c；带宽B和品质因数Q；倍频程选择性W；滤波器因数λ。 3．信号数字分析法的主要优点 精度高，工作稳定，速度快，动态范围宽，能够完成很多模拟分析方法无法实现的运算分析。 4．11.何谓泄漏？防止泄漏的方法如何？电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 泄露是指加窗（截断）信号的能量扩散到了理论上无穷宽的频带中去。 （1）选择适当的时窗函数（主瓣宽度要小，即带宽要窄；旁瓣高度与主瓣高度相比要小，且衰减要快）（2）增加窗长（3）对周期信号实行整周期截断；；电阻丝应变片的工作原理基于电阻的应变效应, 即导体材料产生机械变形时, 它的电阻值产生相应改变的现象。半导体式应变片的工作原理是基于电阻的应变效应, 对于半导体敏感栅来说, 由于形变效应影响甚微, 其应变效应主要为压阻效应。 4．选用传感器时要考虑哪些问题？ 首先必须在它的工作频率范围内满足不失真测试的条件，此外还需满足以下几点：一是适当的灵敏度，二是足够的精度，三是高度的可靠性，四是对被测对象的影响要小 5．绘出压电式传感器连接电荷放大器的等效电路图，证明电荷放大器可以避免连接电缆分布电容的影响。 q—传感器产生的电荷; gc 、gi 、gf—电缆的漏电导、放大器的输入电导、放大器的反馈电导; Ui、Uo —电路的输入电压、输出电压; Ca 、Cc 、Ci 、Cf—压电传感器的电容、连接电缆电容、输入电容和放大器的负反馈电容。 事实上gc 、gi 和gf 都是很小的。略去漏电导等的影响, 由图6. 30 的电路可得: Uo =- qA / [Ca + Cc + Ci - Cf ( A - 1)] 当运算放大器的开环增益很大时, 即A>> 1, 有ACf > > Ca + Cc + Ci 于是, 式( 6. 26) 可近似为Uo ≈- q /Cf 式( 6 . 27) 表明, 电荷放大器的输出电压与压电传感器的电荷成正比, 与电荷放 大器的负反馈电容成反比, 而与放大器的放大倍数的变化或电缆电容等均无关系。 6．下图是一种传感器的工作原理图，试问这是何种形式的传感器？用图中符号简述其工作原理。 电感式传感器(差动变压器式传感器)当初级绕组W加以激励电压ei 时, 根据变压器的工作原理, 在两个次级绕阻W1 和W2 中便会产生感应电势e1 和e2。如果工艺上保证变压器结构完全对称, 则当活动衔铁P处于初始平衡位置,必然会使两互感系数M1 =M2 。根据电磁感应原理,将有e1 =e2 。由于变压器两次级绕组反向串联, 因而eo=e1-e2=0, 即差动变压器输出电压为零。
网络技术基础大作业 大作业内容如下： 一、单选题（每小题2分，计40分） 1、OSI参考模型是由（ D ）组织提出的。 A、IEEE B、ANSI C、EIA/TIA D、ISO 2、拓扑结构是（ B ）的具有点到点配置的特点。 A、总线 B、星型 C、环型 D、都不对 3、IEEE802是（ A ）体系结构标准。 A、LAN B、MAN C、WAN D、以上都不是 4、基带传输系统是使用（ B ）进行传输的。 A、模拟信号 B、数字信号 C、多路模拟信号 D、模拟和数字信号 5、调幅（AM）和调频（FM）以及调相（PM）是（ D ）调制的例子。 A、模拟—数字 B、数字—模拟 C、数字—数字 D、模拟—模拟 6、异步传输中，字节间的时间间隙是（ B ）。 A、固定不变 B、可变的 C、0 D、数据速率的函数 7、对于（ A ），警戒频带多占用了带宽。 A、FDM B、TDM C、STDM D、以上都是 8、在数据链路层是通过（ B ）找到本地网络上主机的。 A、端口号 B、MAC地址 C、默认网关 D、逻辑网络地址 9、在基于广播的以太网中，所有的工作站都可以接收到发送到网上的（ C ）。 A、电信号 B、比特流 C、广播帧 D、数据包 10、下面关于CSMA/CD叙述正确的是（ D ）。 A、信号都是以点到点方式发送的 B、一个节点的数据发往最近的路由器，路由器将数据直接发到目的地 C、如果源节点知道目的地的IP和MAC地址的话，信号便直接送往目的地 D、任何一个节点的通信数据要通过整个网络，且每个节点都接收并验证该数据 11、关于共享式以太网，下列不正确的说法是（ D ）。 A、需要进行冲突检测 B、仅能实现半双工流量控制 C、利用CSMA/CD介质访问机制 D、可以缩小冲突域 12、数据分段是在OSI/RM中的（ C ）完成的。 A、物理层 B、网络层 C、传输层 D、应用层 13、OSI/RM的（ C ）关心路由寻址和数据包转发。 A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、传输层 14、路由器并不具备（ B ）功能。