1．何为标定？标定可分为几种类型？静态标定的作用和意义有哪些？ 答：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程称为标定。
根据标定时输入到测量系统中的已知量是静态量还是动态量，标定分静态标定和动态标定。
作用：（1）确定仪器或测量系统的输入-输出关系，赋予仪器或测量系统分度值。（2）确定仪器或测量系统的静态特性标定。（3）消除系统误差，改善仪器或测量系统的正确度。 通过标定，可得到测量系统的响应值yi 和激励值xi 之间的一一对应关系。
2．试证明：二阶测量系统当阻尼率ζ为0.7时，输入信号在0～0.58ωn 的频率范围内，其幅频特性A(ω)的变化不超过5%。 答：二阶系统的幅频特性为
当阻尼率ζ为0.7时，输入信号在0～0.58ωn 的频率范围内，其幅频特性A(ω)的变化范围为1～0.9535。即A(ω)的最大变化率为4.65%，小于5%，命题得证。
3．欲测量某回路中一标称值为10Ω±1%电阻器的功率损耗P,可采用两种方法进行，一是只测电阻器两端
的电压V,然后用公式P=V 2
/R 计算功率损耗；二是分别测量电阻器两端的电压V 和流过电阻器的电流I,由公式P=VI 计算电阻器上的功率损耗。估算这两种方案的电功率误差，设V 和I 的测量结果为V=100±1%(V), I=10±1%(A)。 答：
4．叙述测量系统实现不失真测量的条件。在工程测试技术中如何保证测试系统的测试不失真？
答：其幅频和相频特性应分别满足：A (ω)=A 0=const ，φ(ω)=-t 0ω即为实现不失真测试的条件。 对一阶测试系统而言，测试系统的时间常数τ原则上越小越好。
对二阶测试系统而言，其特性曲线中有两段值得注意。一般而言，在ω<0.3ωn 范围内，φ(ω)的数值较小，而且 φ(ω)- ω特性接近直线。A(ω)在该范围内的变化不超过10%，因此这个范围是理想的工作范围。在ω>（2.5～3）ωn 范围内φ(ω)接近180°且差值很小，如在实测或数据处理中采用减去固定相位差值或把测试信号反相180°的方法，则也可接近于不失真地恢复被测信号波形，若输入信号频率范围在上述两者之间，则系统的频率特性受阻尼比ζ的影响较大，因此需做具体分析。分析表明，ζ越小，测量系统对斜坡输入响应的稳态误差
2ζ/ωn 愈小。但是对阶跃输入的响应，随着ζ的减小，瞬态振荡的次数增多，过调量增大，过渡过程增长。在ζ=0.6～0.7时，可获得较为合适的综合特性。对于正弦输入来说当ζ=0.6～0.7时，幅值在比较宽的范围内保持不变。计算表明，当ζ=0.7时，ω在0～0.58 ωn 的频率范围中，幅值特性A (ω)的变化不会超过5%，同时在一定程度下可认为在ω<ωn 的范围内，系统的φ(ω)也接近于直线，因而产生的相位失真很小。
5．何为动态误差？为了减少动态误差，在一、二阶测量系统中可采取哪些相应的措施？
答：除了具有理想比例特性的环节外，输出信号将不会与输入信号具有相同的时间函数，这种输入与输出之间的差异就是动态误差。
对于一阶系统系统：时间常数t 越小，频响特性越好，当wt 《1时，A （w ）约等于1，表明测试系统输入输出为线性关系。
()[]
()2
222411)(n n A ωωξωωω+-=
224422222
2
224R V R V P R V R V R P V P σσσσσ???
? ??+???? ??=??
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%
236.201.001
.0442
2
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2
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σσσI V
P
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P =??2
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I V I P V I V P I P σσσσσ+=??
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22
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I V P
σσσ%2±=?+?=?U U I I P P %
32±=?-?=?R R
U U P P R
V V P 2=
??2
2
R
V
R P -=??
6．某测量系统的频率响应曲线ω
ωj j H 05.011)(
+=
,若输入周期信号
x(t)=2Cos10t+0.8Cos(100t-300
),式求其响应y(t)。 答：
7．试说明：有效地完成一项工程测试（测动态量）一般要进行哪些工作？
答：（1）了解被测对象（2）制定测试方案，组建测试系统（3）标定（4）测试（5）数据分析，结果报告 10.解释下列术语：测试、测试技术、测试系统、试验。
答：测试：是具有试验性质的测量，或者可理解为测量与试验的综合。 测试系统:为完成测试或测量任务，所使用仪器和设备的总称。 测试技术:是测量技术及试验技术的总称。
试验：已知某事物时，为了了解其性能或结果进行的试用操作。
11.什么是非电量电测法？一套完整的测试系统有哪些环节构成？各环节有何作用？
非电量的电测法就是将各种非电量（如温度、压力、速 度、位移、应变、流量、液位等）变换为电量，而后进 行测量的方法。一个完整的测试系统包括以下几个部分：传感器，信号变换与测量电路，显示与记录器，数据处理器，以及打印等外围设备。
(1) 传感器： 将被测非电量转换成便于放大记录的电量。 (2) 中间转换:对信号进行放大，调制解调，滤波等 。
测量电路： 将传感器输出的电信号进行处理，使之适合于显示、记录及和微型计算机的联接。 (3) 显示与记录器：把中间变换与测量电路送来的电压或电流信号不失真的显示和记录出来。
（4）数据处理器，打印机，绘图仪是上述测试系统的延伸部分，他们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确化。
14. 测试系统的静态特性包括哪些参数？简述各参数的概念。
1.灵敏度-是仪器在静态条件下响应量的变化量的变化△y 和与之相对应的输入量变化△x 的比值。
2.量程：测量系统能测量的最小输入量至最大输入量范围。
3.非线性通常也称为线性度是指测量系统的实际输入输出特性曲线对于理想线性输入输出特性的接近或偏离程度。
4.迟滞性：亦称滞后量，滞后或回程误差，表征测试系统在全量程范围内，输入量由小到大（正行程）或由大到小（反行程）两者静态特性不一致的程度。
5.重复性：表示测量系统在同一工作条件下，按同一方向作全量程的多次（三次以上）测量时，对于同一个激励量其测量结果的不一致程度。
6.准确度：是指测量仪器的指示接近被测量真值的能力。
7.分辨率：是指测试系统能测量到输入量最小变化的能力，即能引起响应量发生变化的最小激励变化量 8．漂移：是指当测量系统的激励不变时，响应量随时间的变化趋势。
15. 如何评价测试系统的动态误差？（一、二阶系统）
对于一阶系统系统：时间常数t 越小，频响特性越好，当wt 《1时，A （w ）约等于1，表明测试系统输入输出为线性关系。
17．一、二阶系统的动态特性包括哪些参数？
与动态响应相关的参数：一阶系统只有时间常数t ，二阶系统有固有频率Wn ，阻尼比ξ
第五章作业
1.简述应力测试的基本原理？从原理说明金属丝式应变片与半导体式应变片有何区别？
电阻应变片简称应变片，是一种能将试件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件，其转换原理是基于金属电阻丝的电阻应变效应。（所谓电阻应变效应是指金属导体（电阻丝）的电阻值随变形（伸长或缩短）而发生改变的一种物理现象。）
金属丝式电阻应变片与半导体式应变片的主要区别在于：前者是利用金属导体形变引起电阻的变化，后者则是利用半导体电阻率变化引起电阻的变化。
2.如何选择应变片？（应变片的选择原则）
对于被测试件所处的环境和条件，诸如温度、湿度、被测材料的均匀程度、测试的重要性和应变范围等，作出全面的考虑。在测试工作过程中，首先是如何选择能真实地、精确地反应应变的应变片，通常是根据选定的测试方案从以下几个方面加以适当的考虑: 1．零件的受力方式2．零件的受力状态 3．零件的受力面积及其材料性质 4．零件的工作环境5．应变片电阻：6．各类应变片的适用范围7．敏感栅材料： 4.温度补偿的意义是什么？补偿的方法有几种？桥路补偿有哪些技术要求？
由温度误差及其产生原因于温度变化所引起的应变片电阻变化与试件（弹性敏感元件）应变所造成的电阻变化几乎有相同的数量级，如果不采取必要的措施克服温度的影响，测量精度将无法保证。温度误差产生包括两方面：
(一)、温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变
(二)、试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变 补偿的方法：1桥路补偿法2应变片自补偿法3热敏电阻补偿法
桥路补偿法的补偿块与测试点温度场一致、补偿块与测试对象材料一致、补偿块不受力
7.如何根据应力参数的特点建立一套测试系统？
根据应力参数的特点，对下面问题进行解决（1）传感器的选择（2）非线性特性线性化（3）温度补偿技术（4）智能化技术（5）可靠性问题（6）抗干扰技术
10.简述速度和转速测试的方法和原理。 速度测量: 测量原理
1. 物体运动的线速度可以从物体在一定时间内移动的距离或者从物体移动一定距离所需的时间求得，这种方法只能求某段距离或时间的平均速度。越越小，越接近瞬时速度。
2. 角速度和线速度的相互转化。
3. 利用物理参数测量：多普勒效应、电磁感应原理
4. 加速度积分法和位移微分法
5. 相关法 测试方法
一、平均速度法 平均速度法适用于测量运动较平稳的物体的速度。
通过已知的位移Δx 和相应的时间间隔Δt 来测量平均速度。
二、相 关 法
相关法检测线速度，是利用随机过程互相关函数的方法进行的，其原理如图所示。被测物体以速度V 行进，在靠近行进物体处安装两个相距L 相同的传感器（如光电传感器、超声波传感器等）。传感器检测易于从被测物体上检测到的参量(如表面粗糙度、表面缺陷等），例如对被测物体发射光，由于被测物表面的差异及传感器等受随机因素的影响。传感器得到的反射光信号是经随机噪声调制过的。图中传感器2得到的信号x （t ）是由于物体A 点进入传感器2的检测区得到的。当物体A 点运动到传感器1的检测区．得到信号y （t ）。当随机过程是平稳随机过程时，y(t)的波形和x （t)是相似的，只是时间上推迟了t0(=L/v)，即
s v t =
v r ω=x t υ?=?
0000
0()()
11()lim ()()lim ()()()
T T
xy T T x y t x t t R x t y t dt x t t x t dt T T R t ττττ→∞→∞
=-=-=--=-??
其物理含义是x(t)延迟t o 后成x(t －t 0)，其波形将和y （t ）几乎重叠，因此互相关值有最大值。 三、多普勒测速
当光源和反射体或散射体之间存在相对运动时，接收到的声波频率与入射声波频率存在差别的现象称为光学多普勒效应，是奥地利学者多普勒于1842年发现的。
当单色光束人射到运动体上某点时，光波在该点被运动体散射，散(反) 射光频率与人射光频率相比，产生了正比于物体运动速度的频率偏移，称为多普勒频移。 转速测量
1.数字式转速表 测量原理：数字式转速测量系统由频率式转速传感器、数字转换电路和数字显示器等部分组成。首先由传感器把转速转变成频率信号，再通过测量信号的频率或周期来测量转速。 2频率法测转速 把被测转速转换成脉冲信号
第六章作业
1.做出应变、压电、压阻三种测压方法的系统框图，并叙述每一框图的工作特点。如要设计一套测压系统，该考虑哪些因素？
被测压力-->应变式压力->传感电阻应变仪->测量记录仪 |
压力标定机
应变式压力测量系统组成：应变式测压法适用于在压力作用较长的条件下使用
被测压力--->压电式压--->电荷放大器--->测量记录仪
力传感器 电压放大器
|
压力标定机
压电式压力测量系统组成：压电式测压法适合于压力作用时间短的情况。
压阻式压力测量系统组成：工作频率DC-100khz ，量程从小到大，应考虑静态灵敏度
被测压力--->压阻式压--->电压放大器--->测量记录仪
力传感器 电阻应变仪
|
压力标定机
第七、八章作业
1接触式和非接触式测温方法各有何特点？ 1. 接触式测温
接触式的特点是测温元件直接与被测对象相接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参效的量值就代表了被测对象的温度值。 优点：直观可靠。
缺点：是感温元件影响被测温度场的分布，响应差、接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。 2、非接触式测温
非接触测温的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可避免接触测温法的缺
点。
优点：具有不改变被测物体的温度分布，热惯性小，测温上限可设计得很高，响应可达微秒、纳秒级，便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。
缺点：受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。
4.如何建立温度测试系统？（特点、使用原则） 测温系统应有足够的准确度和良好的动态响应 使用原则：（1）测温范围的大小和精度要求 （2）测温元件的大小适当与否
（3）在被测对象温度随时间变化的场合，测温元件的滞后能否适应测温要求 （4）被测对象和环境条件对测温元件是否有损害
5.在不同温度范围，如何选取热电偶进行标定设备？
答：300℃以下，采用恒温油浴，与标准水银温度计进行比较； 300～1300℃，采用管式电炉，与标准铂铭—铂热电偶进行比较； 1300～2000℃，采用钼丝炉，与一等或二等光学高温计进行比较 7.如何正确使用惯性式测振传感器进行振动体的振动测量？
①当用测振仪测量被测对象的振动时，位移计敏感被测物的振幅 ,而加速度计则敏感被测物的振动加速度的幅值。因此，位移计总是被用来测量低频大振幅的振动，而高频振动则选用加速度计较为合适。
根据位移计和加速度计的工作特性和测量范围，可以看出，位移计的频率必须设计得很低，而加速度计的频率则要设计得很高。因此，通常位移计的尺寸和重量较大，而加速度计的尺寸和重量很小。
②阻尼比的取值对测振仪幅频特性和相频特性都有较大的影响，对位移计和加速度计而言，当取值在0.6~0.8范围内时，幅频特性曲线有最宽广而平坦的曲线段，此时，相频特性曲线在很宽的范围内也几乎是直线。对于速度计而言，则是阻尼比越大，可测量的频率范围越宽，因此，在选用速度计测量振动速度的响应时，往往使其在很大的过阻尼状态下工作。 2 振动传感器的使用
(1)振动传感器使用时要安装在能反映试件或结构整体动态特性的位置上，而不要装在可能产生局部共振的地方。当然，如果需要测量的就是局部共振，则例外。
(2)一般情况下，振动传感器最好直接装在被测系统上而不使用支架。如必须采用安装支架时，支架应有足够的刚度，并且尽可能轻。传感器安装支架的影响可以这样来估计，即把它视为一简单的无阻尼的弹簧——质量单自由度系统，在弹簧的一端受到激励。通常要使传感器安装夹具的最低阶共振频率为被测上限频率的10倍。
(3)应注意传感器在试件上的固定方式，应按传感器说明书中规定的方法进行安装固定。一般来说，用钢螺栓固定，能获得较好的频率特性，如用其它方式，如永久磁铁吸座、粘接剂、蜡粘或手持方式固定时将会影响频响特性，具体影响程度可通过试验确正。
(4)应注意传感器信号输出线及接插件的接触可靠程度，避免由接插件接触不可靠而引起噪声。要注意防止接插件受油垢污染，尤其对高输出阻抗的压电式加速度计应特别注意。
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 ，5s 的正弦信号，问幅值
误差将是多少？
解：()()()
ωωωτωωX Y j j H =
+=
+=
1
35.011
1 ()()
2
2
77.01135.011??
? ??+=
+=
πωωA
当T=1s 时，()41.01=ωA ，即x Y A A 41.0=，误差为59% 当T=2s 时，()67.02=ωA ，误差为33% 当T=5s 时，()90.03=ωA ，误差为8%
2.3求周期信号()(
)
45100cos 2.010cos 5.0-+=t t t x ，通过传递函数为()1
05.01+=
s s H 的装置后所得到的稳态响应。
解： 利用叠加原理及频率保持性解题
()(
)()
45100sin 2.09010sin 5.0+++=t t t x
()()
()
2
2
005.01111ωτωω+=
+=
A ，()()ωωφ005.0arctg -=
101=ω，()11=ωA ，() 86.21-ωφ
()(
)
86
.29010sin 15.01-+??=t t x ，
1002=ω ，()89.02=ωA ，() 57.262-=ωφ
()(
)
45
57.26100sin 89.02.02+-??=t t y
()(
)()
43.18100sin )178.0(14
.8710sin 5.0+-++=∴t t t y
2.7将信号t ωcos 输入一个传递函数为()1
21
+=s s H 的一阶装置后，试求其包括瞬态过程在内的输出()t y 的表达式。
解： ()()(
)
90sin cos +==t t t x ωω
()11
+=
s s H τ，()()211τωω+=A ，()τωφarctg -=
()()()()τωωτωarctg t t y -++=
90sin 112
=
()
()τωωτωarctg t -+cos 112
2.11某力传感器可以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
14.0=ξ，问使用该传感器作频率为400Hz 的正弦力测试时，其振幅比()ωA 和相角差
()ω?各为多少？若该装置的阻尼比可改为7.0=ξ，问()ωA 和()ω?又将作何种变化？
解： 作频率为400Hz 的正弦力测试时 ()2
22
2
411
???
?
??+???
????????
?
??-=
n n
A ωωξωω
ω
()2
22
280040014.0480040011
???
???+???
???????? ??-=
31.1≈
()212???
? ??-?
??? ??-=n n arctg ωωωωξω? 2
800400180040014.02??
? ??-?
??
????-=arctg
6.10-≈ 当阻尼比改为
7.0=ξ时 ()()97.08004007.0480040011
2
22
2≈???
???+???
???????? ??-=
ωA
() 4380040018004007.022
-≈??
? ??-?
?? ????-=arctg ω?
即阻尼比变化时，二阶振荡系统的输出副值变小，同时相位角也变化剧烈，相位差变大。
四、问答题（每小题5分，共25分）
1.电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？
2.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。
3.选用传感器时要考虑哪些问题？
4.什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后又解调？
5.光电转换元件有哪些优点？由于这些优点使它在工业技术中得到了广泛的应用。
五、计算题（每题10分，共20分）
1.用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在5%以内，则该量仪的时间常数τ应设计成多大？
2.某光线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出θ()t如下图所示的衰减振动，试根据图中数据确定该振动子的固有频率ω
及阻尼比ζ。
n
六、综合题（共10分）
一精密高速机床，传动部分由电机、齿轮、滚动轴承等组成，因操作不当产生了振动现象。现要求：
（1）组成一个测量该振动加速度的测试系统（以框图形式表述）
（2）简述传感器的选用原则，
（3）简述框图各组成部分的作用，
（4）简述信号分析时，欲得到信号频谱所采用数字信号处理的具体步骤。
七、任选题（共5分。以下共有3小题，考生任选一题解答，多做则以前一题计分。）
1.采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前,必须对所获取的模拟信号进行哪些预处理工作？
为该传感器的固有角频率，2.一磁电式速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中ω
ω为被测角频率，其阻尼比ζ为0.7，为了尽量减小测量时的幅值和相位误差，（1）该传感器应工作在什么条件下？（2）f0=10Hz时，其工作最低频率(f)范围应为多少？
3.测量主轴回转误差运动，需使用位移传感器。试根据回转误差运动测量的特定情况（例如：精确度高、量程范围小、不允许与测量零件接触、主轴表面材质不一定均匀等），逐一分析电感式、电容式、电阻式、光栅式、磁栅式的性能，确定它们适用与否。
答案
问答题（每小题5分，共25分）
1.电阻丝应变片利用导体形变引起电阻变化，半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
2.本题图所示为差动变压器式传感器的工作原理图。
测杆P 在中间位置时，1W W ?之间的互感与2W W ?之间的互感相等，感应电势e e e 1200==,，
测杆上移后,1W W ?的互感增大,2W W ?互感减小,0e ,e e 021>>反之0e <。 3.选用传感器要考虑 （1）灵敏度 （2）响应特性 （3）线性范围 （4）稳定性 （5）精确度 （6）测量方法
4.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。
5.光电转换元件的优点是：灵敏度高、体积小、重量轻、性能稳定、价格便宜。 一、计算题（每小题10分，共20分）
1. 一阶量仪的频率响应函数①,j 11
)j (H τω
+=
ω②幅频特性2)(1/1)(H τω+=ω，
③欲误差小于5%，)(H ω应大于0.95,已知π=π=ω200f 2
④故: 2)200(1/1πτ+应大于0.95,⑤解得:000523.0<τ 2.①由图可见衰减振动的周期为6.28ms=31028.6-?s
即衰减振动的频率28
.61000
f d =
，相应s /r 1000f 2d d =π=ω
②阻尼比ζ与振幅衰减的关系为2
211/2M M ln ζ-πζ=，图中注明π=2M M ln 21
③故有11/2=ζ-ζ，解得707.02
1
==ζ ④衰减振动d ω与无阻尼振动n ω的关系为2n d 1ζ-ω=ω ⑤代入ζ值，得s /r 14102d n =ω=ω
二、综合题（共10分）
（1）
被测对象
压电加速度计
电荷放大器
数字信号处理
显示记录
（2）测量对象为高速、精密机床的振动，其频率较高、振幅不太大，宜采用压电加速
计。
（3）被测对象产生的振动，其加速度被压电加速度计转换为电信号（电荷），然后被电荷放大器转换为被放大了的电压信号，经过信号的预处理及A/D 转换和运算处理后得到处理数据，再经显示记录即可得到测量处理结果。 （4）①信号预处理
②采样和量化（A/D 转换）
③确定分析信号的长度T 和数据点数N ④选窗函数（加窗）
⑤进行FFT 运算，从而得到信号频谱
三、任选题（每题5分）
1.（1）如果处理前为调制信号首先要进行解调，如果不是调制信号则不需解调。 （2）抗混叠泸波。
（3）消除直流分量（当测试信号中不应有直流分量时）。 （4）电压幅值处理，使幅值适应于A/D 转换器的动态范围 2.（1）应工作在0ω>>ω的条件下。
（2）0f )87(f ->，即Hz 8070f ->。此时幅值误差很小，相位差接近?180，成为一个反相器。
3.针对回转误差运动测量的特定情况：
（a ）测量精度高（b ）量程范围小（c ）非接触测量（d ）材质不均等。逐一分析对照各传感器性能；
（1）电感式：a 、b 、c 均可满足，d 不满足；
（2）电容式：采用极距变化型a 、b 、c 、d 各点均能满足； （3）电阻式：除d 以外a b c 均不满足； （4）光栅式：b c 不满足；
（5）磁栅式：除d 以外a b c 均不满足；
经上述分析可知，仅极距变化型电容式传感器适用。
（2）简述参数式传感器和发电式传感器的区别，并各举出相应的例子。
参数式传感器:从外部供给能量并有被测量控制外部供给能量的变化 例如：电阻应变片
发电式传感器：直接由被测对象输入能量使其工作 例如：热电偶温度计、压电式加速度计
(6)说明二阶测量装置的阻尼比的值多采用0.6～0.7的原因。
时域分析：二阶系统对阶跃信号的响应，当ξ=0.6-0.8之间，系统以较短时间进入稳态误差+（2%～5%）范围
频域分析：从实现不失真测试的条件出发，当ξ=0.6-0.8之间，可以获得较为合适的综合特性。计算分析表明，当ξ=0.7时，在0-0.058ωn 的频率范围内，幅频特性的变化不超过5%，同时相频特性接近与直线，因而所产生的相位失真也很小
（11 ）测量仪表的主要性能指标有哪些？请简要说明其含义。 量程：仪表能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围
精度（精确度）：测量某物理量时，测量值与真值的复合程度。
灵敏度：仪表在做静态测量时，输入端的信号增量Δy 与输入端信号增量ΔX
之比
分辨率：仪表能够检测出被测量最小变化的能力。
稳定性：在规定的工作条件下和规定的时间内，仪表性能的稳定程度，它用观
测时间内的误差来表示
重复性：在同一测量条件下，对同一数值的被测量惊醒重复测量时，测量结果
的一致程度。
温度误差：当环境温度偏离仪表的定标温度（20摄氏度）时，其输出值的变化 零点漂移：仪表工作的环境温度偏离20摄氏度时，零位的温度误差随温度变化
而变化的变化率
动态误差：在对随时间变化而变化的物理量进行测量时，仪表在动态下的读数
和它在同一瞬间系相应量值的静态读数之间的差值。
频响特性
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_____。
一、X射线物相分析的基本原理与思路 在对材料的分析中我们大家可能比较熟悉对它化学成分的分析，如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% ,FeO 4%等。这是材料成分的化学分析。 一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。 X射线物相分析的基本原理是什么呢？ 每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度来表征。 其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。 衍射花样有两个用途： 一是可以用来测定晶体的结构，这是比较复杂的； 二是用来测定物相。 所以，任何一种结晶物质的衍射数据d和I是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相，分析的思路将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。 X射线物相分析方法有： 定性分析——只确定样品的物相是什么？ 包括单相定性分析和多相定性分析定量分析——不仅确定物相的种类还要分析物相的含量。 二、单相定性分析 利用X射线进行物相定性分析的一般步骤为: ①用某一种实验方法获得待测试样的衍射花样； ②计算并列出衍射花样中各衍射线的d值和相应的相对强度I值； ③参考对比已知的资料鉴定出试样的物相。 1、标准物质的粉末衍射卡片 标准物质的X射线衍射数据是X射线物相鉴定的基础。为此，人们将世界上的成千上万种结晶物质进行衍射或照相，将它们的衍射花样收集起来。由于底片和衍射图都难以保存，并且由于各人的实验的条件不同（如所使用的X射线波长不同），衍射花样的形态也有所不同，难以进行比较。因此，通常国际上统一将这些衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d值和强度I，制成卡片进行保存。
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
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。
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
《材料分析测试技术》试卷（答案） 一、填空题：（20分，每空一分） 1. X射线管主要由阳极、阴极、和窗口构成。 2. X射线透过物质时产生的物理效应有：散射、光电效应、透射X射线、和热。 3. 德拜照相法中的底片安装方法有：正装、反装和偏装三种。 4. X射线物相分析方法分：定性分析和定量分析两种；测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定量分析方法。 5. 透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 6. 今天复型技术主要应用于萃取复型来揭取第二相微小颗粒进行分析。 7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。 8. 扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。 二、选择题：（8分，每题一分） 1. X射线衍射方法中最常用的方法是（ b ）。 a．劳厄法；b．粉末多晶法；c．周转晶体法。 2. 已知X光管是铜靶，应选择的滤波片材料是（b）。 a．Co ；b. Ni ；c. Fe。 3. X射线物相定性分析方法中有三种索引，如果已知物质名时可以采用（c ）。 a．哈氏无机数值索引；b. 芬克无机数值索引；c. 戴维无机字母索引。 4. 能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是（b）。 a．第二聚光镜光阑；b. 物镜光阑；c. 选区光阑。 5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是（ b ）。 a．球差；b. 像散；c. 色差。 6. 可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是（a）。 a．高阶劳厄斑点；b. 超结构斑点；c. 二次衍射斑点。 7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nm厚表层成分的信号是（b）。 a．背散射电子；b.俄歇电子；c. 特征X射线。 8. 中心暗场像的成像操作方法是（c）。 a．以物镜光栏套住透射斑；b．以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。 三、问答题：（24分，每题8分） 1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么？ 答：X射线衍射仪法中样品是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小 适中，在1um-5um之间；其次粉末不能有应力和织构；最后是样品有一 个最佳厚度（t =
测试技术题库 by D.R.C 2011.1.15修改1．判断题 (1)发动机排放废气中的氧气比其他成分气体的磁化率要低很多。( ×) (2)用两种不同的金属导线组成的闭合电路，只要两端接点温度不同，就会在回路中产生 热电流。(√) 热电偶 (3)柴油机进水温度一般使用热电偶测量，排气温度一般使用热电阻测量。（错） (4)水银温度计不能看作为一个测量系统。( × ) P3简单测试系统 (5)弹簧管式压力计适合于作动态压力测量。( × ) 适用稳态压力仪表 (6)腰轮流量计(罗茨流量计)的两个转子每转动一周,就有2倍于计量腔容积的流体由出口 排出。(× ) 4倍流量计P134-135 (7)选择测量仪表的量程时应尽可能使指示值接近于满刻度。( √ ) P4-5 Ps。个人认为此题是错的，老死讲的却是对的。 (8)半导体热敏电阻与一般金属导体热电阻相反，其阻值随温度升高按指数关系急剧下 降。(√ ) 半导体电阻温度计P39 (9)在船上适合用吸收式测功仪测量发动机的输出功率。( ) (10)测振仪一般有位移计、速度计和加速度计。( √ ) P210 (11)噪声是一种电磁波。( × ) (12)涡街流量计测流体速度，当涡列间隔h和漩涡间隔L满足h/L=1.280时，涡列就能 保持稳定。（×）h/L=0.281涡街流量计P129 (13)声压的数值不随声源与测点之间的距离而改变，受环境的影响较小。( × ) 前半句话对，受环境影响较大(14)云母水位计处于汽包外，由于散热，会导致显示水位高于汽包内实际水位。（× ）显示水位低于汽包内实际水位云母水位计P142 (15)激光可以用来测量流体的速度。(√ ) 激光多普勒测速计P115 (16)水力测功机最大功率吸收点大于发动机最大输出工况点则达到匹配要求。( 对)P194 (17)热电偶产生的热电势由温差电势和接触电势组成。( √) 热电偶P19 (18)应变式转矩测量仪是利用应变原理来测量扭矩的。( √ )应变式转矩测量仪P188 (19)压电式测振传感器属于参数型传感器。( √ )发电型传感器测振传感器的选择和使用P206 (20)响度级与声压级是同一概念的不同说法。( × ) (21)激光可以用来测量构建的厚度。（√ ） (22)金属电阻应变片的测量灵敏度小于半导体的灵敏度。（√） (23)测量装置的灵敏度高，其测量范围越大。（× ） 2.填空题 (1)非确定性信号可分为平稳随机信号和非平稳随机信号两类。 (2)任何一个测试系统，都要有感受元件、传递元件和显示元件三个主要作用元件
------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（）
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
《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? ≥?=? ?
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
. ... .. 现代材料测试技术复习 第一部分 填空题： 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种电磁波。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要稳定、强度大、光谱纯洁。 4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。 7、特征X射线产生的根本原因是原子层电子的跃迁。 8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。 9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。 10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的衰减。 11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。 12、光源单色化的方法：试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 名词解释 1、X-射线的衰减：当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X-射线的吸收。 2、短波限：电子一次碰撞中全部能量转化为光量子，此光量子的波长 3、吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大，称吸收限。吸收限：引起原子层电子跃迁的最低能量。 4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关 5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关 6、Ｘ射线：波长很短的电磁波 7、特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。 8、连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多色X射线。 9、荧光Ｘ射线：当入射的X射线光量子的能量足够大时，可以将原子层电子击出，被打掉了层的受激原子将发生外层电子向层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X射线 10、二次特征辐射：利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 11、Ka辐射：电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 12、相干辐射：X射线通过物质时在入射电场的作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线，称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，称为相干散射 13、非相干辐射：散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的 14、俄歇电子：原子中一个K层电子被激发出以后，L层的一个电子跃迁入K层填补空白，剩下的能量不是以辐射 15、原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f≤E)，称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果
测试技术试题库 （一）填空题 1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来 2、传输的。这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。 3、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。 4、周期信号的频谱具有三个特点：， ，。 5、非周期信号包括信号和信号。 6、描述随机信号的时域特征参数有、、。 7、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。 8、某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω，幅值=y ，相位=φ。 9、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2 22 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。 10、当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 11、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。 12、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有关系为最佳。 13、属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。 14、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。 15、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用工作方式。 16、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：放大器和放大器，后接放大器时，可不受连接电缆长度的限制。 17、涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的效应。 18、磁电式速度计的灵敏度单位是。 19、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。
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
《材料分析测试技术》试卷（答案) 一、填空题：(20分，每空一分) 1．X射线管主要由阳极、阴极、和窗口构成。 2．X射线透过物质时产生的物理效应有：散射、光电效应、透射X 射线、和热。 3．德拜照相法中的底片安装方法有: 正装、反装和偏装三种。 4. X射线物相分析方法分: 定性分析和定量分析两种；测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定量分析方法。 5．透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 6.今天复型技术主要应用于萃取复型来揭取第二相微小颗粒进行分析。 7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。 ８．扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。 二、选择题:（8分，每题一分） 1.X射线衍射方法中最常用的方法是( b ）。 a．劳厄法；b．粉末多晶法;ｃ.周转晶体法。 2. 已知X光管是铜靶，应选择的滤波片材料是(b)。 ａ．Co;b. Nｉ;c.Fe。 3.X射线物相定性分析方法中有三种索引,如果已知物质名时可以采用( c )。 a．哈氏无机数值索引;b. 芬克无机数值索引；ｃ. 戴维无机字母索引。 4.能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是(b)。 a．第二聚光镜光阑；b．物镜光阑;c. 选区光阑。 5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是( b )。 a.球差; b. 像散; c. 色差。 6．可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是( a)。 ａ．高阶劳厄斑点；ｂ．超结构斑点;c. 二次衍射斑点。 7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nｍ厚表层成分的信号是（b)。 a.背散射电子; b.俄歇电子；ｃ. 特征Ｘ射线。 8. 中心暗场像的成像操作方法是（ｃ)。 a．以物镜光栏套住透射斑;b．以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。 三、问答题：(2４分,每题8分） 1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么？ 答: X射线衍射仪法中样品是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小适 中,在1ｕｍ－5uｍ之间;其次粉末不能有应力和织构;最后是样品有一个 最佳厚度(t =
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、选择题（本题共13小题,每小题2分，共26分) (从下列备选答案中选择正确答案) 1. 金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由 ( ) 来决定。 A.贴片位置的温度变化 B.电阻丝几何尺寸的变化 C.电阻材料电阻率的变化 2. 周期信号截断后的频谱必是( )的。 A. 连续 B. 离散 C. 连续非周期 D. 离散周期 3. 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 ）。 A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 02)(π 4. 设各态历经随机过程x(t)的均值为μx ，标准差为σx ，则其自相关函数R x (τ)的最大值为 ( ) A.μx 2 B.μx 2+σx 2 C.μx +σx D.σx 2 5. 不能用涡流式传感器进行测量的是( )。 A.位移 B.材质鉴别 C. 探伤 D.非金属材料 6. 为实现不失真测试，在所传输信号的频带内，除应保证幅频特性恒定不变外，相频特 性应( )。 A. 等于0 B. 等于常数 C. 与频率保持线性比例关系 D. 等于-45° 7. 调幅可看作是调制信号与载波信号的（ ）。 A. 相加 B. 相乘 C. 相减 D. 相除 8. 二阶装置的动态特性参数是它的( ) A.时间常数τ B.传递函数H(s) C.固有频率ω0和阻尼比ζ D.功率谱 9. RC 低通滤波器中，RC 值越大，则（ ） A.上截止频率越低 B.下截止频率越低 C.上截止频率越高 D.下截止频率越高 10. 为了提高直流电桥的灵敏度，可采取( )。 A.半桥双臂各串联一片应变片 B. 半桥双臂各并联一片应变片 C.提高电桥的供桥电压 D.增大应变片的初始电阻值。