测试技术复习题
一、填空题:
1.一阶系统的时间常数为T，被测信号的频率为1/T，则信号经过测试系统后，输出
信号与输入信号的相位差为（-45 度）.
2.一阶系统的动特性参数是（），为使动态响应快，该参数（越小越好）。
3.周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（谐波性）和（收敛性）特性。
4.周期信号的频谱具有（离散）特点，瞬变非周期信号的频谱具有（对称）特点。
5.模似信号是指时间和幅值都具有（连续）特性的信号。
6.信号在时域被压缩，则该信号在频域中的（低频）成分将增加。
7.X(F)为x(t)的频谱，W(F)为矩形窗函数w(t)的频谱，二者时域相乘，则频域可表示
为（X(F)* W(F)），该乘积后的信号的频谱为（连续）频谱。
8.根据采样定理，被测信号的频率f1与测试系统的固有频率f2关系是（f2>2f1）。
9.正弦信号的自相关函数是一个同频的（余弦）函数。
10.对二阶系统输入周期信号x(t) =a cos(wt+q)，则对应的输出信号的频率（不变），
输出信号的幅值（震荡或衰减），输出信号的相位（延迟）。
11.时域是实偶函数的信号，其对应的频域函数是（实偶）函数。
12.频域是虚奇函数的信号，其对应的时域函数是（实奇）函数。
13.引用相对误差为0.5%的仪表，其精度等级为（0.5 ）级。
14.某位移传感器测量的最小位移为0.01mm，最大位移为1mm，其动态线性围（或
测量围）是（40 ）dB。
15.测试装置输出波形无失真但有时间延迟t的有失真测试条件是：装置的幅频特性为
（常数），相频特性为（）；输出波形既不失真又无延迟的条件是：幅频特性为（常数），相频特性为（）。
16.系统实现动态测试不失真的频率响应特性满足权函数，幅值或时延。
17.若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生（混叠）现
象。对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（泄露）现象。
18.若信号满足y(t)=kx(t)关系，其中k常数，则其互相关系数p xy()=（ 1 ）.
19.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy()=（0）.
20.同频的正弦函数和余弦函数，其互相关函数Rxy()=（1）.
21.周期信号的频谱是离散频谱，各频率成分是基频的整数倍。
22.双边谱的幅值为单边谱幅值的1/2 。
23.自相关函数是偶（奇或偶）函数，其最大值发生在τ= 0 时刻，
当时延趋于无穷大时，周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信
号。
24.概率密度函数是在幅值域上对信号的描述，相关函数是在时延域
上对信号的描述。
25.自相关函数的傅立叶变换是自功率谱密度函数。
26. 频率响应函数是系统输出的 傅里叶 变换与输入的 傅里叶 的比，也
是当系统输入为正弦信号时，输入与输出的 复数比 。
27. 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。
28. 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。
29. 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号。
30. 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。
31. 均方值Ψx 2表示的是信号的强度，它与均值μx 、方差σx 2的关系是σx 2=Ψx 2- μx 2 。 32. 系统动态特性在时域可用 脉冲响应函数 来描述，在复数域可用 传递函数 来
描述，在频域可用 频响函数 来描述。
33. 某一阶系统的频率响应函数为121
)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y 1/
，相位=φ -45度 。
34. 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
敏度是（ 3*41=123 ）。 35. 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 不失真 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H jwt A t y -=e )(0 。
36. 变间距式电容传感器的灵敏度与（ 极距平方 ）成反比，所以适合于微小位移的
测量.变面积式电容传感器的灵敏度与（ 极距 ）成反比，所以不适合微小位移
的测量.
37. 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（ 越高 ）。
38. 变间隙式电容式传感器常作成差动的，其主要目的之一是（ 提高灵敏度 ），目
的之二是（ 提高线性度 ），目的之三是（ 克服外界条件对精度的影响 ）。
39. 半导体应变片传感器的工作原理是基于（ 压阻 ）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（ 涡流 ）效应
40. 压电式传感器是利用某些材料的（ 压电效应 ）特性来制作的传感器。。
41. 半导体应变片工作原理是基于（ 压阻 ）效应。半导体材料在沿着某一轴向受到
（ 外力 ）作用时，其（ 电阻率 ）发生变化的现象它的灵敏系数比金属应变
片的灵敏系数（ 高 ）。
42. 差动变压器式传感器的工作原理是（互感现象），故也称其为（ 互感型 ）传感器。
43. 压电式传感器使用（电荷）放大器时，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。
44. 压电传感器的前置放大器的主要作用是 使传感器的高阻抗输出变为低阻抗输出
和 放大传感器输出的微弱信号 。
45. 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电压 放大器和 电荷 放
大器，后接 电荷 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。
46. 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 涡流 效应。
47. 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 电压或电流 输出的装置。
48. 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 幅值 而变化。调幅波可以看作是载波与调制波的 卷积 。
49. 调频是利用信号电压的 幅值 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 载波
频率 与信号电压成正比。
50. 当 单位长度电阻值为常数 时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，
其灵敏度S 趋于 单位长度电阻值 。
51. 动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在 分布电容 。
52. 周期信号可按三角函数分解成下列形式：
)
cos cos ()(00
10t n b t n a a t x n n n ωω++=∑∞= ，其中，0a =
，
n a =
，
n b =
。
53. 根据载波受调制的参数的不同，调制可分 调幅 、 调频 、 调相 。
54. 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。
55. 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。
56. 如果一个信号的最高频率为50Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采
样频率应该大于 100 Hz 。
57. 带通滤波器的中心频率F=500HZ ，负3分贝点的带宽B=10HZ ，则该滤波器的品
质因数Q=（50）。
58. 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= 2c f -1c f ，若为倍频程滤波器1c f 与2
c f 的关系为 2c f =21c f 。
59. 滤波器的分辨率越高，则测量信号时其响应速度（ 越慢 ）。
60. 滤波器的带宽和响应时间成 反比 关系。滤波器的频率分辨力主要由其 带宽 决定。
61. 带通滤波器的上下限截止频率为fc 2、fc 1，其带宽B = 2c f -1c f ；若其带宽为
1/3倍频程则fc 2 = fc 1。 62. 滤波器的倍频程数n 值越小，其品质因数Ｑ是 越大 。
63. 恒带宽比滤波器的带宽Ｂ与其中心频率?0是 比值为常数 。
64. 脉冲函数的频谱是 均匀谱 ，非周期信号的频谱是 连续谱 。
65. 将信号在时域进行扩展，则信号在频域将 压缩 。
66. 交流调幅电桥的载波频率通常是调制信号频率的 10倍以上 。
67. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的 加速度 成正比。
68. 两个同频方波的互相关函数曲线是 三角波 。两个不同频的简谐信号，其互相关函
为 0 。
69. 数字信号处理中，采样频率fa 与被测信号中最高频率成分fc 的关系应为 fa >2fc
70. 信号χ(t)的自功率谱密度函数Sx(f)是 χ(t)的自相关函数Rx(t)的傅里叶变换
71. 信号χ(t)和y(t)的互谱Sxy(f)是 互相关函数Rxy(t)的傅里叶变换
72.调幅信号经解调后必须经过检波
73.方波信号的谐波频率是基波频率的整数倍。
74.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衰减。
75.提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作围。
76.设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号的频谱为X(f
＋fo）。
77.当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻变大
78.自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度提高一倍。
79.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距平方成反比
80.压电式传感器是高阻抗传感器，要求前置放大器的输入阻抗很大。
81.变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随间隙的减小而增大。
82.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用电荷放大
器。
83.随电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度相应减小。
84.压电式加速度计，其压电片并联可提高电荷灵敏度。
85.磁电式绝对振动速度传感器测振频率应远高于其固有频率。
86.压电式加速度传感器的工作频率应远高于其固有频率。
87.一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
88.一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并
联，则电桥的输出电压不变
89. 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 正弦波
90. 在时域中计算的信号总能量，等于在频域中计算的信号 总能量
91. 周期信号截断后的频谱必是 连续 的
92. 设信号x(t)的自功率谱密度函数为常数，则其自相关函数为 非常数
93. 同频、同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为 同频余弦 信号
94. 直流信号被截断后的频谱必是 连续非周期 的
95. 二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线中，幅值最高处的频率 等于系统固有频率
96. 用电涡流传感器探测金属零件表面裂纹，则电涡流传感器是 自感高频反射型
式的
97. 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 电阻率 .
98. 频响函数反映了系统响应的 稳态 过程
99. 变极距型电容传感器的输出与输入，成 非线性 关系
100. 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 脉冲 响应的卷积
101. 两环节的相频特性各为1()Q ω和2()Q ω，则两环节串联组成的测试系统，其相频特
性为 1()Q ω+2()Q ω
102. 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 ）。0e 为电桥的电源电压
103.
调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 相乘 104. 一带通滤波器，其中心频率是0f ，带宽是B ，则滤波器的品质因数Q 等于0f /B
105.为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用D电荷放大器
106.相敏检波通过比较输出信号和参考信号的相位差来判别信号的极性。
二、简答题
1）为什么选择测试装置时，需考虑待测信号的频率结构？在进行旋转机械故障诊断时，若测试装置的幅频特性不为常数，会产生什么结果？
考虑频率结构能更好的选择合适的测试装置，提高测试效果；会失真，测试结果失真，导致误判
2）设计一阶测试系统，若要求输入信号为2000Hz时其输出信号的幅值误不超过10%，其转折频率是多少？
r=1-*
=0.0365
=4.36
3）一阶测试系统的频响函数为H(jω)=1/(1+jω)，分析当测试信号为x(t)=sint+sin5t 时，有无波形失真现象，误差为多少？
y(t)=存在幅值和相位失真，输出波形会畸变
4）某截面积为5cm2的试件，已知材料的弹性模量为2.0×1011 N/m 2 ，沿轴向受到105 N的拉力，若沿受力方向粘贴一阻值为120Ω、灵敏系数为2的应变片，试求出其ΔR。
C
e
A
A
A
t
y t
u
?
=
-
-
+
=-7.
72
)
1)(
(
)(/
τ
%
47
.
14
%
100
85
7.
72
85
=
?
-
=
γ
5）用热电阻温度计测量热源的温度，将该温度计从20℃的室温突然放入85℃的热源
时，求10S后测得的温度和最终示值的相对误差？已知一阶测试系统热电阻温度计的时间常数τ=6S。
经过10S后测得的温度为
偏离最终示值的相对误差为
6）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。
7）一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r=4mm，工作初始间隙δ=0.3mm，介电常数ε=8.85×10-12F/m，试求：1) 工作中，若传感器与工件的间隙变化量Δδ=2μm，(+-1)电容变化量是多少? 2) 若测量电路的灵敏度S1=100mV/PF，读数仪表的灵敏度S2=5格/ mV，当Δδ=2μm(+-1)时，读数仪表示值变化多少格?
8）压电加速度传感器与电荷放大器连接的等效电路如题图所示。图中C为传感器固有电容、电缆等效电容和放大等效电容之和。已知传感器电荷灵敏度Sq =100PC/g,反馈电容Cf =1000pF，试求当被测加速度为0.5g时，输出电压是多少?(g为重力加速度) Uo=Q/Cf，a=Q/Sg Uo=0.05V
9）齿轮随被测轴转动，已知齿数Z=60，当磁电式速度计测得频率计感应电势频率f=2400Hz时，求被测轴的转速(r/min)。
f=n*z/60 n=60*f/z=2400 r/min
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
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_____。
全国2001年10月自学考试传感器与检测技术试卷 课程代码：02202 第一部分选择题（共24分） 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是 符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C ） A．压力B．力矩C．温度D．厚度 2．属于传感器动态特性指标的是（D ） A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率 3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（A ） A．光电式传感器B．电容式传感器 C．压电式传感器D．磁电式传感器 4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ D ） A．变极板面积型B．变极距型 C．变介质型D．容栅型 5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C ）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ D ） A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度 C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗 7．固体半导体摄像元件CCD是一种（ C ） A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路 C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路 8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是 （D ）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声 C．克服串扰D．消除电火花干扰 9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（ A ） A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.315 10．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ D ） A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV 11．周期信号的自相关函数必为（A ） A．周期偶函数B．非周期偶函数 C．周期奇函数D．非周期奇函数 12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（D ） A．2X(f 3) B．2 3 X(f 3 ) C．2 3 X(f) D．2X(f) 第二部分非选择题（共76分） 二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题 的空格内。错填或不填均无分。 13．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 14．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。 15．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。 16．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为r s= 。
《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, …）
科目：《传感与检测技术》试题 考试说明：本课程为闭卷考试，答案一律答在后面得答题纸上，答在其它地方无效，可携带计算器。 一、选择题（每题1分，共10分，将答案写在答题纸上）。得分阅卷教师 1、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（） A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度 2、（）不可以改变电感式传感器的电容。 A、改变极板间距离 B、改变极板间电压 C、改变极板面积 D、改变介电常数 3、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 4、在下列元件中不属于光电元件的是（）。 A、光纤 B、光敏电阻 C、光电池 D、光敏晶体管 5、( )传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。 A.金属辐射式 B.热电偶 C.半导体三极管 D.比色计 6、在信号远距离传输中，常采用调制方法，当高频振荡的频率受缓慢变化信号控制时，称为（）。 A、调频 B、调相 C、调幅 D、鉴相 7、改变电感传感器的引线电缆后，（）。 A.不必对整个仪器重新标定 B. 必须对整个仪器重新调零 C. 必须对整个仪器重新标定 D. 不必对整个仪器重新调零 8、若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）。 A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV 9、在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，
这种现象称为（ ）。 A.磁电效应 B.声光效应 C.光生伏特效应 D.光电导效应 10、属于传感器动态特性指标的是（ ） A ．重复性 B ．线性度 C ．灵敏度 D ．固有频率 二、填空题（每空1分，共20分，答案写在答题纸上）。 1、将温度转换为电势大小的热电式传感器是 传感器，而将温度变化转换为电阻大小的热电式传感器是 （金属材料）或 （半导体材料）。 2、热敏电阻可分为 和 型两大类。 3、电感式传感器也称为 传感器，它是利用 原理将被测的物理量转换成线圈 和 的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。 4、霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受 作用产生 的结果。 5、噪声一般可分为 和 两大类。 6、用于制作压电传感器的常用压电材料是 和 。 7、光纤是由折射率较大 和折射率较小 组成，按照的传播模式分类，光纤可以分为 光纤和 光纤。 8、传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向 方向发展。 三、判断题：（每题1分，共7分，将答案写在答题纸上） 1、测量的输出值与理论输出值的差值即为测量误差。（ ） 2、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（ ） 3、电涡流的产生必然消耗一部分磁场能量。（ ） 4、在光线作用下，电子从物体表面逸出的现象，称为外光电效应，也称光电发射效应。（ ） 5、在光线作用下，物体电导性能发生变化或产生一定方向的电动势的现象，称为内光电效应。（ ） 得分 阅卷教师 得分 阅卷教师
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 。
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
测试与传感器技术试题(1) 一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“√”，错误的打B“×”。每小 题2分，共10分) 1.X-Y记录仪可记录任何频率的信号。( B ) 2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。( A ) 3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。( A ) 4.瞬态信号的频谱一定是连续的。( A ) 5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。( B ) 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号 内。每小题2分，共10分) 1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A ) A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号 *2.用共振法确定系统的固有频率时，在有阻尼条件下，( )频率与系统固有频率一致。 A.加速度共振 B.速度共振 C.位移共振 D.自由振动 3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A ) A.电荷放大器 B.A/D转换器 C.相敏检波器 D.滤波器 4.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。 A.相邻桥臂同变输入电压相加 B.相邻桥臂差变输入电压相减 C.相对桥臂同变输入电压相加 D.相对桥臂差变输入电压相加 5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B ) A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变化而变化 三、填空题(每空1分，共30分) 1.若位移信号x(t)=Acos(ωt+ψ),则其速度信号的振幅为___AW_____，加速度信号的振幅为 ______AW2__。 2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测________，高频信号测________。 3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱。 4.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在着________共振频率， ________共振频率，________共振频率。 5.高频情况下，多采用___压电式____测力传感器来测量激振力，而且在实验前需对测力系统 进行____标定____。 6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力作用在压电晶片上， 由于___压电_____效应，在压电晶片两表面上就有___电荷_____产生。 7.阻抗头由两部分组成，一部分是___力_____传感器，一部分是_加速度_______传感器。它 是用来测量驱动点__阻抗______的。 8.阻容式积分电路中，输出电压从_电容C_______两端取出，RC称为__积分______时间常数， RC值越大，积分结果越__准确______，但输出信号___越小_____。 9.光线示波器的关键部件是________，通过它，可将按一定规律变化的________信号，转换 成按同样规律变化的________摆动信号，从而记录测量结果。 10.热电偶的热电势由________和________两部分组成。 @@@11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为_分辨率_______。 12.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为________。
------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（）
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
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
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
2、离散信号频谱是_持续_（持续/离散）信号。 5、如果一种信号最高频率为60Hz ，为了防止在时域采样过程中浮现混叠现象，采样频率应当不不大于_120_Hz 。 7、调幅是指一种高频正（余）弦信号与被测信号_相乘__，使高频信号幅值随被测信号_频率变化_而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波_相乘__ 。 9、绘制周期信号)(t x 单边频谱图，根据数学表达式是_傅氏三角级数中各项系数_，而双边 频谱图根据数学表达式是_傅氏复指数级数中各项系数。 11、单位脉冲函数0()t t δ-与在0t 点持续模仿信号()f t 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 频率为=ω__ _1/2__，幅值=y __ 1/2_，相位=φ_ 0 45-__。 频率保持特性， 13、满足测试装置不失真测试频域条件是_幅频特性为一常数和_相频特性与频率成线性 关 系_。 14、依照载波受调制参数不同，调制可分为_调幅_、__ 调频_、_调相 _。 15、惯用滤波器上、下截止频率1c f 、2c f 定义为_ 幅频特性曲线降为最大值1/2 倍 时相应频率为截止频率_，其带宽B ＝__21c c f f -___，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 关系为_212c c f f =_。 16、若某一信号自有关函数为)cos(ωτA ，则该信号均方值为2x ψ=_A ，均方根值为x rms =____A __。 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，系统输出是其输入与该系统__脉冲响应函数__卷积。 20、当被测信号不随时间而变化或相对观测时间而言其变化是极其缓慢，此时测试称为_静
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
《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? ≥?=? ?
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， 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χ(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。 11、 单位脉冲函数:(t -t o )与在t o 点连续的模拟信号 f(t)的下列积分：.；f (t)： (t - t o )dt = _f ( to )_。这性质称为_积分筛选特性(抽样特性、筛选特性) 。 1 t 12、 某一阶系统的频率响应函数为 H(L) ，输入信号x(t) = sin —,则输出信号 2j ω +1 2 y(t)的频率为国= _______ 1/2 ，幅值 y =_ 1/相位 $ =_ -45° ______________ 15、常用滤波器的上、下截止频率 fd 、f c2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 = __仁2 - J 一，若为倍频程滤波器 f c1与f c2的关系为_ f c^2fd =O 2 16、若某一信号的自相关函数为 ACOSgl ),则该信号的均方值为 屮X =_A ,均方根值为 .A 17、 R C 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， _静态测试。 采样频率 频率保持特性， 13、 满足测试装置不失真测试的频域条件是 关系_。 14、 根据载波受调制的参数不同，调制可分 幅频特性为一常数和 相频特性与频率成线性 调幅、 调频、调相 x rms' 此时的测试称为