济南大学测试技术期末考试试题精编版

济南大学2010～2011学年第2学期课程考试试卷答案（A 卷）课 程 测试技术 授课教师 宋方臻、苏东宁、邵海燕、马玉真 考试时间 2011年 6月15日 考试班级 学 号 姓 名 题号 一 二 三 四 五 六 总 分 得分 一、分析题（共25分） 如图1所示，由电容传感器、电容测微仪、测微台架组成的位移测量系统中，电容传感器的测量范围如图2所示，请回答以下问题： 传感器被测面 量程H m h μ150max = m h μ50min = 图1 电容测量系统组成 图2 电容传感器的测量范围 (1）根据电容传感器与被测表面的相对位置关系，说明电容传感器的测量方式. 答：由于在测量位移的过程中，电容传感器与被测表面不接触，电容传感器的测量属于非接触测量方式。

——————2分 （2)写出电容传感器的电容与极距h 的关系，说明传感器的测量范围与量程. 答:传感器的输出电容C （F ）与输入位移或极距h （um)之间的关系为: hAC εε0=,传感器的测量范围为50um -150um ，量程100um 。

-———3分（3)在h 由50um 到150um 变化的过程中，将电容传感器的电容随位移(或极距)变化的关系在下图中绘出（定性表示），并说明该传感器的输出与输入之间 是否具有线性关系,灵敏度是否为常数？ —-———-3分 答：传感器的输出电容C （F)与输入位移或极距h(um ）之间的关系为： h A C εε0=， 因此具有非线性关系。

——————1分 传感器的灵敏度为：20h A S εε-=， 因此不为常数。

———--—2分 (4）电容测微仪即是电容传感器的测量放大电路，其输出为电压信号。

根据学习的理论知识，说明可能采取的测量电路,画出电路简图，并写出 系统的输出电压与被测位移量之间的关系式。

答：采用运算放大器电路可以改善极距变化的电容传感器非线性. 极距变化的电容传感器的输出为：δεεA C 0= 其电容与极距之间是非线性关系。

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。

《测试技术》期末考试样卷及参考答案（评分标准）一、填空题：（每空１分，共２０分）1、动态信号的描述可在不同的域中进行，它们分别是 时域 、 频域 和 幅值域 。

2、周期信号的频谱是 离散 的；在周期信号中截取一个周期，其频谱是 连续 的。

3、周期性方波的第2条谱线代表方波的 3 次谐波。

4、影响二阶测试装置动态特性的参数为 固有频率 和 阻尼比 。

5、动态测试中，保证幅值不失真的条件是 幅频特性为常数 ，保证相位不失真的条件是 相频特性与频率呈线性关系 。

6、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的 压阻效应 来工作的，压电式传感器的工作原理是基于 压电 材料的 压电效应 来工作的。

7、调幅波经相敏检波后，即能反映出 调制信号 电压的大小，又能反映其 相位 。

8、动圈式磁电指示仪表的工作频率比光线示波器的工作频率 低 ，这是由它们的 固有频率决定的。

9、对具有最高频率为f c 的时域信号x(t)进行采样，采样频率为f s ，若要采样后的信号频谱不产生混叠，则必须满足f s ≥2 f c 。

10、时域信号的 截断 将导致能量泄漏。

11、频域采样将导致 栅栏效应和时域周期延拓 。

二、简答或名词解释：（每小题4分，共24分）１、已知)sin(ϕω+t 的概率密度函数为)1/(12x -π，请写出)sin(0t x a ω+的概率密度函数表达式，并画出其图形。

答：概率密度函数表达式：))(/(1220a x x --π（表达式或图形正确可得3分） ２、线性系统。

答：输入、输出关系可用常系数线性微分方程描述的系统。

或：具有迭加特性和频率保持特性的系统。

３、频率保持特性。

答：线性系统输出信号频率恒等于输入信号频率。

４、已知一信号的频谱如图所示，请写出其对应的时域函数x(t)。

答：)90300sin(5.0)45100sin()(00+++=t t t x ππ（写成余弦形式也可以；未转换成角频率扣1分）5、试解释录音机走带速度不稳时所放出声音的变调现象。

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()(0ϕω+=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 et 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 √2/2 ，相位=φ -45 。

2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n ns s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

一、填空题1.PLC采用循环扫描工作方式，操作系统执行一次循环错做所需的时间称为扫描周期。

2.PLC的开关量输出单元按输出电路所用开关器件的不同可分为继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出。

3.S7中有三种计数器分别是加计数器(S_CU)、减计数器(S_CD)、可逆计数器(S_CUD)。

4.用STEP-7编写PLC的控制程序，可以选择三种顺序结构：线性式、分布式编程、结构式。

5.STEP-7用户程序通常由组织块(OB)、功能块(FB)或功能(FC)等三种类型的逻辑块和数据块组成。

6.同种数据类型的组合称之为数组，不同类型的数据的组合是结构。

二、简单题1.简述可编程控制器的工作过程。

PLC采用的是循环扫描工作方式。

在PLC中，用户程序按照先后顺序存放在PLC中，工作时CPU 从第一条指令开始执行，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始，不断循环。

PLC在运行过程中，总是处在不断循环的顺序扫描过程中。

PLC 上电后，就在系统程序的监控下，周而复始地按固定顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行，这个过程实质上是一个不断循环的顺序扫描过程。

一个循环扫描过程称为扫描周期。

2.什么是扫描周期？它主要受什么影响？答：扫描周期是PLC每执行一遍从输入到输出所用的时间。

扫描周期的长短与CPU的运算速度、I/O点的情况、用户应用程序的长短以及编程情况等有关3.s7-300的编程元件有哪些？答：1. 输入映像寄存器（输入继电器）I2.输出映像寄存器（输出继电器）Q3.位存储器M（或称辅助继电器）4.外部输入寄存器PI5.外部输出寄存器PQ6.定时器T(共5种)7.计数器C (共3种)8.数据块寄存器DB9.本地数据寄存器L4.M0.0、MB0、MW0和MD0有何区别？答：M0.0 , MB0, MW0和MD0表示位、字节、字和双字存储单元。

5.s7-300系列PLC共有几种定时器？各种定时器的运行方式有何不同？答：S_PULSE脉冲定时器SP。

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2sin )(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。

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。

20、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为输出的装置。

精选全文完整版（可编辑修改）《测试技术》期末考试试卷附答案一、填空题（共20空，每空2分，共40分）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、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。

6、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。

7、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。

8、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，后者利用引起的电阻变化。

9、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。

10、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为输出的装置。

11、调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号，使高频信号的幅值随被测信号的而变化。

信号调幅波可以看作是载波与调制波的。

二、判断题（共20小题，每小题3分，共60分）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。

（）6、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。

（）7、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。

（）8、当输入信号)(tx一定时，系统的输出)(ty将完全取决于传递函数)(sH，而与该系统的物理模型无关。

（）9、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

（）10、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。

（）11、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。

（）12滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。

测试技术模拟考试题(1)一、是非题（对的打√ ，错的打×）（每题2分，共20分）１.所有周期信号都是功率信号。

( )２.电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。

（）３.频响函数反映了系统响应的稳态过程。

（）４.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。

（）５.直流信号具有无限的频谱。

（）６.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。

（）７.压电式传感器不一定要配接前置放大器。

（）８.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。

（） ９.在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D 转换器的位数无关。

（）10.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。

（）二、选择题 （每题2分，共20分）1．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（）范围。

A.频率B.阻尼C.相位D.幅值2．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)(π3．如果系统的权函数为h(t)，系统的输入x(t)为单位脉冲函数，此时系统输出y(t)为（）A. h(t)x(t)B. x(t)C. h(t)D.无法确定4．若一选频滤波器的幅频特性是：在∞~fc 间接近常数，在fc~0之间急剧衰减。

该滤波器为( )滤波器。

A. 低通B. 高通C. 带通D. 带阻5．一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（）A. 加大一倍B. 减小一倍C. 不变D. 加大两倍6．输入x(t)和输出y(t)的相干函数的取值在０和１之间，可能是（）。

A. 有外界噪声干扰B.系统是非线性的C.输出y(t)是输入x(t)和其它输入的综合输出D. 以上三种7．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（）A. 直流信号B. 正弦波C. 调幅波D. 脉动波8．记录0~200Hz 的正弦信号，宜采用固有频率为（ )Hz 的振动子较合适。

一、填空题1.PLC采用循环扫描工作方式，操作系统执行一次循环错做所需的时间称为扫描周期。

2.PLC的开关量输出单元按输出电路所用开关器件的不同可分为继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出。

3.S7中有三种计数器分别是加计数器(S_CU)、减计数器（S_CD）、可逆计数器（S_CUD）.4.用STEP—7编写PLC的控制程序,可以选择三种顺序结构：线性式、分布式编程、结构式。

5.STEP-7用户程序通常由组织块(OB)、功能块(FB)或功能（FC）等三种类型的逻辑块和数据块组成。

6.同种数据类型的组合称之为数组,不同类型的数据的组合是结构。

二、简单题1。

简述可编程控制器的工作过程。

PLC采用的是循环扫描工作方式。

在PLC中，用户程序按照先后顺序存放在PLC中，工作时CPU 从第一条指令开始执行，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始，不断循环。

PLC在运行过程中，总是处在不断循环的顺序扫描过程中.PLC 上电后，就在系统程序的监控下，周而复始地按固定顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行，这个过程实质上是一个不断循环的顺序扫描过程。

一个循环扫描过程称为扫描周期。

2.什么是扫描周期？它主要受什么影响？答：扫描周期是PLC每执行一遍从输入到输出所用的时间。

扫描周期的长短与CPU的运算速度、I/O点的情况、用户应用程序的长短以及编程情况等有关3。

s7-300的编程元件有哪些？答：1. 输入映像寄存器（输入继电器）I2。

输出映像寄存器（输出继电器)Q3。

位存储器M(或称辅助继电器)4.外部输入寄存器PI5.外部输出寄存器PQ6.定时器T（共5种）7。

计数器C (共3种）8.数据块寄存器DB9。

本地数据寄存器L 4.M0.0、MB0、MW0和MD0有何区别?答：M0.0 , MB0, MW0和MD0表示位、字节、字和双字存储单元。

5。

s7-300系列PLC共有几种定时器？各种定时器的运行方式有何不同?答:S_PULSE脉冲定时器SP。

测试技术模拟考试题(1）一、是非题（对的打√ ，错的打×）（每题2分，共20分)１。

所有周期信号都是功率信号。

（ )２。

电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变.（）３.频响函数反映了系统响应的稳态过程。

（）４。

稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。

（）５。

直流信号具有无限的频谱。

（)６.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等,极性相反。

()７。

压电式传感器不一定要配接前置放大器。

（）８.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。

(）９。

在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D 转换器的位数无关。

（）10。

变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。

（）二、选择题 （每题2分，共20分）1．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（A ）范围.A.频率B.阻尼 C 。

相位 D 。

幅值2．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)(π3．如果系统的权函数为h(t ），系统的输入x(t ）为单位脉冲函数，此时系统输出y(t)为（）A. h （t ）x(t ）B. x(t ）C. h(t ）D.无法确定4．若一选频滤波器的幅频特性是：在∞～fc 间接近常数,在fc~0之间急剧衰减。

该滤波器为（ )滤波器. A 。

低通 B 。

高通 C 。

带通 D. 带阻5．一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（）A 。

加大一倍 B. 减小一倍 C 。

不变 D 。

加大两倍6．输入x(t)和输出y(t)的相干函数的取值在０和１之间，可能是（)。

A. 有外界噪声干扰B.系统是非线性的C 。

输出y （t ）是输入x （t ）和其它输入的综合输出D 。