填空：
0-1、测试技术包含了________和_______两方面内容。
0-2、测试系统通常由__________、_____________、及__________所组成。
1-1、如果所测试的信号不随时间变化,这种测试称为_________测试，如果所测试的信号随时间变化很快，这种测试称为_________测试.
1-2、周期信号的频谱具有以下三个特点：____________、__________、____________。
1-3、描述周期信号的数学工具是__________；描述非周期信号的数学工具是__________。
1-4、周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有和特性。
1-5、某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为。
1-6、数字信号是指时间和幅值都具有特性的信号。
2-1、测试装置的特性可分为_______特性和________特性。
2-2、测试装置的静态特性指标有_______及________等。
2-3、测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的___________。
2-4、测试装置输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的___________。
2-5、测试装置输出信号的付里叶变换和输入信号的付里叶变换之比称为装置的_________。
2-6、测试装置实现不失真测试，但有时间延迟t0的条件是：装置幅频特性A(ω)=_________;相频特性Ψ(ω)=_____________。
2-7、对装置的动态特性进行测试，可用和两种方法进行测试。
2-8、二阶系统的固有频率越_____，系统响应赶快影响其超调量的因素是二阶系统的______。
2-9、一阶系统的动特性参数是，为使动态响应快，该参数。
ω2-10、一阶装置的时间常数τ越，其响应速度越快；二阶装置的固有频率0
越，其工作频带越宽。
2-11、测量装置的特性描述有态特性描述和特性描述。
2-12、某位移传感器，在输入量变化600 mm时，输出电压变化为300 mV，则其灵敏度为。2-13一阶装置的传递函数H(S)= ,幅频特性A(ω)= ，相频特性φ（ω）=
3-1、将被测物理量转换成与之相对应的、容易传输和处理的信号的装置称之为_________。
3-2、变间距式电容传感器的灵敏度与(间距的平方)成反比，所以适合于微小位移的测量。
3-3、可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：气隙越小，灵敏度。
3-4、压电式传感器是利用某些材料的特性来制作的传感器。
3-5、传感器的灵敏度越高，则线性范围就。
3-6、半导体应变片传感器的工作原理是基于效应；涡电流式传感器的工作原理是利用金属导体在交变磁场中的效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的效应。
3-7传感器一般由、、三部分组成，是能把外界_________转换成_________的器件和装置。
3-8差动式涡流传感器是基于原理制成的。在金属体内涡流渗透的深度与传感器线圈激磁电流的有关。
3-9差动式传感器的优点是：、、。
常用交流电桥的平衡条件是（用文字叙述）。
3-10电容传感器从原理上可分为、、三种
4-1、在测试装置中，从调制信号的方法来看，当用12KHZ的交流信号作为电桥的激励电压时，其作用在于生成波。
4-2、带滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q= 。
4-3、交流流电桥的平衡条件是（相对两臂阻抗之积相等）。
4－4滤波器按通过信号的频率范围分为、、、四类。
选择题
0-1. 测试工作的任务主要是从复杂的信号中提取（）。
A. 干扰噪声信号
B. 正弦信号
C. 有用信息
D. 频域信号
1-1.信号的时域与频域描述方法是依靠（）来确立彼此的关系。
A 拉氏变换
B 傅氏变换
C 卷积
D 相乘
1-2、工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而（）。
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≤0.3
ωτ→<
(
)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
1.58a m
σ=
==
0.158b m
σ=
== (3) 计算a 和b 的标准偏差
0.707
a
σ===m
0.0707
b
σ===m
(4) 计算面积
2
100101000
S a b m
=?=?=
(5) 计算面积的标准偏差
9.998
S
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，它代表了声频范围内的总声级。
6答：
（1）传声器
传声器是将声能换成电能的声电换能器,也就是将声波信号转换成电信号的传感器。在精密测量中,使用最广的传感器是电容传声器,它具有灵敏度变化小、时间稳定性好、频率响应特性平直等优点。
（2）声级计
声级计是测量噪声的主要仪器,目前常用的有普通声级计、精密声级计和脉冲的精密声级计。
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。
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= 。
思考题与习题 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：金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：金属电阻应变片是基于电阻应变效应工作的；半导体应变片则是基于压阻效应工作的。 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：由0dR R s ε = 得，0R R s ε?=??即，6012010001020.24R R s ε-?=??=???= ()1.5 12.5120 I mA = = 3-5 电容式传感器常用的测量电路有哪几种 答：变压器式交流电桥、直流极化电路、调频电路、运算放大电路。 3-6 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 ，求： 图3-105 题3-4图
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
（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。（ ） （二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√； 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。（ ） （三）╳ √ √ √ ╳ ╳ （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。（ ） （三）√ √ ╳ ╳ （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 （二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1） （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。
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 三、计算题 1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。 解答： 000 2200000 224211()d sin d sin d cos T T T T x x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T T ωT ωπ ====-== ??? 2 222 00 rms 000 111cos 2()d sin d d 22 T T T x x ωt x x t t x ωt t t T T T -====??? 1-3求指数函数的频谱。 解答： (2)22022 (2) ()()(2)2(2)a j f t j f t at j f t e A A a j f X f x t e dt Ae e dt A a j f a j f a f -+∞ ∞ ---∞-∞ -==== =-+++??πππππππ 2 2 ()(2) k X f a f π= + Im ()2()arctan arctan Re ()X f f f X f a ==-π? 单边指数衰减信号频谱图 f |X (f )| A / φ(f ) f 0 π/2 -π/2
1-5求被截断的余弦函数(见图1-26)的傅里叶变换。 0cos ()0 ωt t T x t t T ?
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 。 2-2 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，问稳态响应幅值误差将是多少？ 解：设一阶系统1()1H s s τ= +，1 ()1H j ωτω =+ 2 2 11 ()()21()1() A H T ωωπττω== = ++，T 是输入的正弦信号的周期 稳态响应相对幅值误差()1100%A δω=-?，将已知周期代入得 58.6%1s 32.7%2s 8.5%5s T T T δ=?? ≈=??=? 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= +，21 ()1(0.005) A ωω=+，()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 01 2 1( 1 0) 01(0 . y A x == ?≈ + ?，1(10)arctan(0.00510) 2.86??==-?≈-? 02022 1(100)0.20.179 1(0.005100) 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 =-?+-?
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________。
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2章习题及解答 1.判断正误 (1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。( × )准周期信号 (2)任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。( × ) (3)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。( × ) (4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。( √ ) (5)非周期变化的信号就是随机信号。( × )准周期信号 (6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。( × ) (7)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。( × ) (8)各态历经随机过程是平稳随机过程。( √ ) (9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。( √ ) (10)非周期信号的频谱都是连续的。( × ) 准周期信号 (11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√） (12)直流信号的频谱是冲击谱（√） 2.选择正确答案填空 (1)描述周期信号的数学工具是(B )。 A.相关函数 B. 傅里叶级数 C. 拉普拉斯变换 D. 傅里叶变换 (2)描述非周期信号的数学工具是( C )。 A.三角函数 B. 拉普拉斯变换 C. 傅里叶变换 D. 傅里叶级数 (3)将时域信号进行时移，则频域信号将会( D ) A.扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 (4)瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C ) A.信号的一个频率分量的能量 B. 在f处的微笑频宽内，频率分量的能量与频宽之比 C. 在f处单位频宽中所具有的功率 (5)概率密度函数是在（C）域，相关函数是在（A）域，功率谱密度函数是 在（D）域描述随机信号。
《工程测试技术基础》复习题答案 一、选择题 1．信息与信号之间的关系是 （ D ）。 A ．信息与信号并列 B ．信息与信号无关 C ．信息包含信号 D ．信息在信号之中 2．描述周期信号的数学工具是（ B ）。 A ．相关函数 B ．傅氏级数 C ． 傅氏变换 D ．拉氏变换 3． 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ C ）。 A ．相位 B ．周期 C ．振幅 D ．频率 4．关于信息和信号，下面的说法正确的是（ C ）。 A ．信息包含信号 B ．信息与信号无关 C ．信号是信息的载体 D ．信息描述了事物某物理量的变化过程 5．多种信号之和的频谱是（ C ）。 A ． 离散的 B ．连续的 C ．随机性的 D ．周期性的 6．下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。 A ．12()sin()sin(3)x t A t B t ω?ω?=+++ B ． ()5sin 303sin x t t =+ C ．0()sin at x t e t ω-=? 7．不能用确定函数关系描述的信号是（ C ）。 A ．复杂的周期信号 B ．瞬变信号 C ．随机信号 8．复杂的周期信号的频谱是（ A ）。 A ．离散的 B ．连续的 C ．δ函数 D ．sinc 函数 9．数字信号的特性是（ B ）。 A ．时间上离散、幅值上连续 B ．时间、幅值上均离散 C ．时间、幅值上都连续 D ．时间上连续、幅值上量化 10．下列函数表达式中，（ B ）是周期信号。 A ．5cos10()0x t ππ ≥?= ? ≤?当t 0当t 0 B ．()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞ C ．()20cos20()at x t e t t π-= -∞<<+∞ D ．()1t x t e τ-=- 11．下列信号属周期信号的有（ A ）。 A ．y 1=Sinω0t+ Sinω1t B ．y 2=Con 2t+Sin 23t C ．y 1=Sin 3t+Sin2t 12．描述非周期信号的数学工具是（ C ）。 A ．三角函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D ．傅氏级数 13．下列传感器中（ B ）是基于压阻效应的。
《绪论》 0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。 答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。 1．基本单位 根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。 它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。 国际单位制(SI)的基本单位的定义为： 米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。 千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。 秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。 安培(A)是电流单位。在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N，则每根导线中的电流为1A。 开尔文(K)是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。 摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0．012kg碳-12的原子数目相等。使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。 坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr。 2．辅助单位 在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。它们的定义如下：弧度(rad)是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。 球面度(sr)是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积。 3．导出单位 在选定了基本单位和辅助单位之后，按物理量之间的关系，由基本单位和辅助单位以相乘或相除的形式所构成的单位称为导出单位。 0-2如何保证量值的准确和一致？ 答：通过对计量器具实施检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值经过各级计量标准传递到工作计量器具，以保证被测对象量值的准确和一致。在此过程中，按检定规程对计量器具实施检定的工作对量值的准确和一致起着最重要的保证作用，是量值传递的关键步骤。 0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？ 答：测量结果与被测量真值之差称为测量误差。 根据误差的统计特征将误差分为：系统误差、随机误差、粗大误差。 实际工作中常根据产生误差的原因把误差分为：器具误差、方法误差、调整误差、观测误差和环境误差。 常用的误差表示方法有下列几种： （1）绝对误差 测量误差=测量结果-真值 （2）相对误差 相对误差=误差÷真值 当误差值较小时，可采用 相对误差≌误差÷测量结果 （3）引用误差 引用误差=绝对误差÷引用值（量程） （4）分贝误差
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
第1章软件测试概述 1、简述软件缺陷的含义。 答：软件缺陷是软件开发过程中潜在的缺陷，这些缺陷可能在软件运行后出现，因而使软件的性能和可靠性等方面与系统的设计需求不符。 2、说明软件缺陷、软件错误和软件失败的关系。 答：缺陷、缺点、偏差统称为缺陷，是软件故障的根源；错误、谬误、问题、异常、矛盾等统称为错误，软件错误出现的原因是软件缺陷所致；失败、事故、灾难统称失败，失败的直接原因是软件系统存在软件错误。 14、“软件测试是有风险的工作”，试解释这种说法的含义。 答：软件不测试，就会有风险；软件测试，同样也会有风险。因为，软件是个复杂的系统，其复杂性体现在软件实现的内容复杂性、开发过程的复杂性和组织工作的复杂性等方面。而软件测试的目的是为了发现故障，并加以排除。对一个复杂的软件系统来说，故障的排除往往可能又带来新的软件缺陷。所以，软件测试又会带来一定的风险。 第2章软件测试基础 2、条件覆盖是否高于判断覆盖的逻辑覆盖程度如果不是，请给出反例加以说明。 答：条件覆盖是高于判断覆盖的逻辑覆盖程度。 a 、用条件覆盖所设计的测试用例可使得程序中的每一个判断的每一个条件的可能 取值至少执行一次。 b、用判断覆盖所设计的测试用例可使被测程序中的每个判断的真分支和假分支至少经历 一次。 每个判断语句可能包含多个条件(比如，if (A>3&&B<7……)。条件覆盖针对判断语句的每一个条件的所有可能取值编写测试用例；判断覆盖只针对每一个判断语句整体的所有可能取值编写测试用例。所以，条件覆盖的逻辑覆盖程度高于判断覆盖。 4、已知某种计算机程序设计语言的标识符语法规则规定“标示符是由非数字开头的，有效 字符数为32个，最大字符数为128个的任意符号串”。试用等价类划分法设计测试用例。
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题 １、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是的。 ２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差ζx2的关系是。 ３、测试信号调理电路主要有、、。 ４、测试系统的静态特性指标有、、。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。 ６、传感器按信号变换特性可分为、。 ７、当时，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。 ８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。 ９、信号分析的过程主要包括：、。 10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。 11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对信号有放大作用。 12、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。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称，其解调电路称为。 15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝。 18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是 由误差引起的。 二、问答题（共30分） １、什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分） ２、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分） ３、选用传感器的原则是什么？（10分） 三、计算题（共55分） １、已知信号x(t)=e-t (t≥0)， (1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 (2) 求x(t)的自相关函数R x (η) 。（15分） ２、二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比？。（10分）３、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙δ0 =0.3mm， （1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，求电容的变化量。 （2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在 Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格？ （ε0 = 8.85×10-12 F/m）(8分) ４、已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx= 100sin1000t时， 求输出信号μy 。（7分） ５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量x(t) = sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。 (15分 一、填空题： 1、连续 2、￠x2=H x2+óx2 3、电桥、放大、调制解调电路 4、非线性度、灵敏度、回程误差 5、斜率 6、组合型、一体化型 7、Δó〈〈ó0定位 8、相邻相反相对相同 9、信号分析、信号处理 10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容 13、频率 14、鉴频、鉴频器 15、反比 16、带宽B 17、1 18、串联19、系统、随机 一、问答题 1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。 （1）测量对象
机械工程测试技术基础 一、填空题 1、信号可分为(确定性信号)与(随机信号),确定性信号又分为(周期信号)与(非周期信号)。 2、测量结果与(变量真值)之差称为测量误差。 3、在平稳随机过程中,若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平 均统计特性,则该过程叫(各态历经)。 4、用来定量变量的(仪器)与(技术)统称为标准。 5、测试技术就是(测量)与(试验技术)的统称。 6、测量装置的干扰来自多方面,干扰窜入测量装置主要有(电磁场干扰)、(信道干扰)与 (电源干扰)三种途径。 7、某装置由于后接另一装置而产生的种种现象,称为(负载效应)。 8、传感器就就是(输入量为被测量)的测量变换器。 9、传感器的选用原则一般从灵敏度、(响应特性)、线性范围、(可靠性)、精确度、(测 量方法)与稳定性这些方面来综合考虑。 10、频率调制就是指利用(调制信号)控制(高频载波信号)频率变化的过程。 二、选择题 1、周期信号的每条谱线只出现在基波频率的整倍数上,基波频率就是诸分量频率的(C) A、公倍数 B、平均值 C、公约数 D、最大值 2、描述非周期信号的数学工具就是(D) A、三角函数 B、拉氏变换 C、傅氏级数 D、傅氏变换 3、时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换就是(C) A、1 (j2πf)2X(f) B、1 (2πf)2 X(f) C、(j2πf)2X(f) D、(2πf)2X(f) 4、概率密度函数就是在什么域上描述随机信号的分布规律(C) A、时间域 B、频率域 C、幅值域 D、复数域 5、差动式电感传感器与差动式电容传感器具有(C)的特点。 A、灵敏度提高了一倍,非线性度降低了一倍 B、灵敏度与非线性度都降低了 C、灵敏度提高了一倍,非线性度降低了若干 D、灵敏度提高了若干,非线性度降低了一倍 6、欲进行旋转齿轮的转速测量,宜选用(B)传感器。 A、压电式 B、磁电式 C、电阻式 D、热电式 7、常用于对调幅波解调的装置就是(D) A、乘法器 B、滤波器 C、鉴频器 D、相敏检波器 8、数字信号的特征就是(D) A、时间上连续幅值上离散 B、时间上离散幅值上连续 C、时间上与幅值上都连续 D、时间上与幅值上都离散 9、电荷放大器就是一个(C)放电器。 A、高增益,带电阻反馈的运算 B、低增益,带电容反馈的运算 C、高增益,带电容反馈的运算 D、高增益的电桥 10、基本放大电路分为三种,以下选项中不包括的就是(D) A、反相放大器 B、同相放大器 C、差分放大器 D、电流放大器 三、问答题 1、什么就是测试装置的静态特性？常用哪几个特性参数来描述？