测试技术章节习题(附答案)
各章节习题(后附答案) 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 )(0 ω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)()(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。（ ）
第四章 信号的调理 第一节 电桥 电桥是将电阻、电容、电感等参量的转变变成电压或电流输出的一种测量电路。 电桥 一、直流电桥 ()() 4321423 1043421 1R R R R R R R R U R R R R R R U U U ad ab y -=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+-+=-= ∴ 电桥平稳条件：4231R R R R =，即对臂电阻乘积相等。 实际选择电阻为04321R R R R R ==== 直流电桥⎪ ⎩ ⎪⎨⎧⎩⎨ ⎧全桥式 半桥双臂半桥单臂半桥式 1、半桥单臂：设1R 在工作中发生转变R R R ∆+=11 () 000 0000 042422R R U R R U R R R U R R R R R R U y <<∆∆≈∆+∆=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-∆+∆+=∴ 00 41U R S = ∴（近似为常值） ∴此电路在测量进程中存在非线性误差。 2、半桥双臂 注意：双臂中，1R 与2R 应一增加，一减少。 ⎩⎨⎧交流 直流图4-1 直流电桥
00 2U R R U y ∆= 3、全桥：四臂中相邻臂转变方向相反。 00 U R R U y ∆= 讨论：①全桥连接灵敏度最高。 ②半桥单臂连接存在非线性误差。 ③相邻臂应变符号应相反。 缺点：上述电桥是在不平稳条件下工作的，当电源电压不稳固或环境温度转变时，产生测量误差。 改良：采纳平稳电桥。 练习：一个半臂电桥，已知该电桥的输出电压0 11 41e R R e y ∆= ，但该表达式是 经简化后取得的，真正的输出 ' y e 与1R ∆成非线性，试求由于非线性引发的相对 误差 ' ' y y y e e e -=ε。 解： 1 10 1 11 1 11011 2242441R R e R R R e R R R e R R ∆= ∆+∆∆+∆-∆= ε 二、交流电桥 电桥的四臂可为电感、电容、或电阻。 其平稳条件4231Z Z Z Z = 若1011ϕj e Z Z = 2022ϕj e Z Z = 3033ϕj e Z Z = 4 044ϕj e Z Z = 那么有：⎩⎨ ⎧+=+=4 23104 020301ϕϕϕϕZ Z Z Z ∴ 交流电流平稳条件：①相对两臂阻抗之模的乘积应相等 ②它们的阻抗角之和也应相等。 讨论：为了知足平稳条件，电桥两臂接入同性质的阻抗。
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)(+= ωj 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)()(0 t 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 。 （1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3） ) ()()()(2121ωωQ 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 6、 一阶系统的动态特性参数是 3 。 （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 1 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。（ x ） 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。（ v ） 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。（ v ） 4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ v ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ x ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ x ） （四）简答和计算题 1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 2、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？ 4、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为 1 005.01)(+= s s H 。求其对周期信号)45100cos(2.010cos 5.0)(?-+=t t t x 的 稳态响应)(t y 。 5、 将信号 t ωcos 输入一个传递函数为s s H τ+= 11)(的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出)(t y 的表达式。 第三章 常用传感器 （一）填空题
章节测试题 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、 对信号的双边谱而言，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
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ｘｒms 。 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
第四、五章 信号调理、记录和显示 （一）填空题 1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。 2、 在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。 3、 在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测 量电路。 4、 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 。 5、 调频波的解调又称为 。 6、 调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成 正比。 7、 常用滤波器的上、下截止频率1c f 、2c f 的定义为 ，其带宽B ＝ ，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为 。 8、 RC 低通滤波器中RC 值愈 ，则上截止频率愈低。 9、 为提高灵敏度，磁记录仪重放磁头的线圈匝数应 ，为补偿其微分特 性，重放放大器应采用 。 10、驱动振动子转动的动力是由被记录信号电流通过振动子线圈所产生 的 。 （二）选择题 1、 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 为电桥的电源电压。 （1） 01 14e R R ? （2） 01 12e R R ? （3） 01 1e R R ? （4） 01 12e R R ? 2、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。 （1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减 3、 电路中鉴频器的作用是 。 （1）使高频电压转变成直流电压 （2）使电感量转变为电压量 （3）使频率变化转变为电压变化 （4）使频率转变为电流
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：离散性，谐波性, 收敛性 . 4、非周期信号包括准周期信号和瞬变周期信号。 5、描述随机信号的时域特征参数有均值、均方值、方差。 6、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是关于Y轴（偶）对称，虚频谱（相 频谱)总是关于原点（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。( √） 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、求正弦信号的绝对均值μ｜x|和均方根值x rms。 2、求正弦信号的均值，均方值，和概率密度函数p(x)。 3、求指数函数的频谱。 4、求被截断的余弦函数的傅立叶变换. 5、求指数衰减振荡信号的频谱。 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,输入信号，则输出信号的频率为，幅 值,相位。 2、试求传递函数分别为和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、当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现测试。此时，系统的 频率特性为. 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、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和，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为。 （1) （2）（3）（4） 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
第三章 常用传感器 （一）填空题 1、 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）。 2、 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。 3、 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。 4、 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。 5、 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。 6、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。 （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。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数 7、 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。 （1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式 8、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。 （1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层 （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。（ ） （四）简答和计算题 1、 哪些传感器可选作小位移传感器？ 2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测 量大位移量？为什么？ 3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？ 4、 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？ 5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 6、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离 )(3.00mm =δ，介质为空气。问： （1） 如果极板间距离变化量)(1m μδ±=?，电容的变化量C ?是多少？ （2） 如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／ mV ）在)(1m μδ±=?时，读数仪表的变化量为多少？
一、单项选择题（每题分。每题的备选项中，只有1个最符合题意） ∙7. 按选频作用来划分，滤波器不包括（）。 A. 低通滤波器 B. 高通滤波器 C. 有源滤波器 D. 带阻滤波器 正确答案为：C ∙ 1. 调制的分类不包括（）。 A. 功率调制 B. 幅度调制 C. 频率调制 D. 相位调制 正确答案为：A ∙ 2. 交流电桥不可测量（）。 A. 电阻 B. 电流 C. 电感 D. 电容 正确答案为：B ∙ 5. 放大器的分类不包括（）。 A. 直流放大器 B. 交流放大器 C. 电荷放大器 D. 电容放大器 正确答案为：D ∙ 6. 测量放大器的优点不包括（）。 A. 适合微弱信号缩小
B. 抗共模干扰能力强 C. 线性度高，噪声低 D. 用于精密测量 正确答案为：A ∙ 3. 反相、同相、差动放大器的共同点不包括（）。 A. 都是通用运算放大器 B. 抗共模干扰能力强 C. 失调电压为毫伏级 D. 温漂可达到每度数十微伏 正确答案为：B ∙ 4. 解调的分类不包括（）。 A. 同步解调 B. 整流检波 C. 相位检波 D. 相敏检波 正确答案为：C 二、多项选择题（每题分。每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少1个错项.错选，本题不得分；少选，所选每个选项得0.5分） ∙12. 电桥的特点包括（）。 A. 结构简单 B. 精确度和灵敏度高 C. 精确度和灵敏度低 D. 易消除温度及环境影响 正确答案为：A,B,D ∙10. 对放大器的基本要求包括（）。 A. 高阻抗输入 B. 低阻抗输出
C. 失真大 D. 抗干扰 正确答案为：A,B,D ∙13. 运算放大器的分类包括（）。 A. 通用型运算放大器 B. 高阻型运算放大器 C. 低温漂型运算放大器 D. 高速型运算放大器 正确答案为：A,B,C,D ∙9. 直流电桥的优点包括（）。 A. 所需高稳定度的直流电源容易获得 B. 电桥输出是直流 C. 对连接导线要求较低 D. 电桥的平衡电路简单 正确答案为：A,B,C,D ∙8. 调制与解调的作用包括（）。 A. 微弱缓变信号的放大 B. 微弱缓变信号的缩小 C. 利于信号的远程传输 D. 利于信号的近距离传输 正确答案为：A,C ∙11. 交流电桥的优点包括（）。 A. 可测量电阻 B. 输出为调制波，外界工频干扰不易从线路引进 C. 后接的交流放大电路简单而无零飘 D. 后接的交流放大电路简单而有零飘
机械工程测试技术练习题及答案 第一章绪论 1、列举出一些农业工程中应用测试技术的例子。 2、写一篇关于位移、速度、温度、力或应变测量系统的构成和测量过程的简短报告。 3、何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？ 4、为什么是用测量仪器时，不仅要考虑其准确度，而且要考虑其量程？ 第二章测试装置基本特性 1、填空题 1) 某一阶系统的频率响应函数为，输入信号，则输出信号的频率为，幅值，相位。2）当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为。 3）传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。 4）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。 2、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和，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为（）。 （1）（2）（3） （4） 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（）。 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）（2）（3）（4） 3、判断题 1）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。（）2）当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关。（）3）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（） 4）测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（） 5）幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（） 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。（）4、问答题1）什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 2）测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 3）测试装置实现不失真测试的条件是什么？ 5计算题 1、）某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为。求其对周期信号的稳态响应。 2）将信号输入一个传递函数为的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出的表达式。 3）试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。 第三章常用传感器 1、填空题 1）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）。2）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。 3）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
一、采集及传输部分思考题 1.信号调理的内容和目的？ 答：信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。内容：(1)把传感器输出的微弱电压或电流信号放大，以便于信噪分离、传送或驱动其他测量显示电路；(2)多数传感器的输出是电阻、电感或电容等不便于直接记录的电参量，需要用电桥电路等把这些电参量转换为电压或电流的变化；(3)抑制传感器输出信号中噪声成分的滤波处理；其他内容：如阻抗变换、屏蔽接地、调制与解调、信号线性化等。 2.信号调制与解调的种类？ 答：根据载波受调制的参数不同，使载波的幅值、频率或相位随调制信号而变化的过程分别称为调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。调幅是将一个高频简谐信号（载波）与测试信号（调制信号）相乘，使高频信号的幅值随测试信号的变化而变化。在实际的调幅信号的解调中一般不用乘法器而采用二极管整流检波器和相敏检波器；调频是利用信号电压的幅值控制载波的频率，调频波是等幅波，但频率偏移量与信号电压成正比。调频波的解调又称为鉴频，调制波的解调电路又叫鉴频器。调相：载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式，称为相位调制，或称调相。 3.隔离放大器有何特征和特点，主要用在哪些场合？它分哪几类？ 答：隔离放大器是带隔离的放大器，其输入电路、输出电路和电源之间没有直接的电路耦合，信号的传递和电源的传递均通过变压器耦合或光电耦合（多用变压器耦合，因光电耦合线性度较差）实现。隔离放大器不仅具有通用运放的性能，而且输入公共地与输出公共地之间具有良好的绝缘性能。变压器耦合隔离放大器有两种结构：一种为双隔离式结构，另一种为三隔离式结构。光隔离放大器，最简单的光隔离放大器可用光电耦合器件组成。但是，光电耦合器的电流传输系数是非线性的，直接用来传输模拟量时，会造成非线性失真较大和精度差等问题。 4.信号滤波器的种类？ 答：滤波器按其阶次可分为一阶滤波器、二阶滤波器、三阶滤波器……等；根据滤波器的电路是数字的还是模拟的，可将滤波器分为数字滤波器和模拟滤波器两类；根据构成滤波器的元件类型，可分为RC、LC或晶体谐振滤波器；根据构成滤波器的电路性质，可分为无源滤波器和有元滤波器；最常用的是根据滤波器的通频带可将滤波器分为低通、高通、带通和带阻类型。 1.A/D，D/A转换器的主要技术指标有那些？ 答：①分辨率：A/D对输入模拟信号的分辨能力；D／A转换器的分辨力可用输入的二进制数码的位数来表示。位数越多，则分辨力也就越高。常用的有8位、10位、12位、16位等。12D/A转换器的分辨力为1/212=0.024% 。②转换误差：通常以输出误差的最大值形式给出，它表示A/D实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别，常用最低有效位的倍数表示；③转换精度定义为实际输出与期望输出之比。以全程的百分比或最大输出电压的百分比表示。理论上D/A转换器的最大误差为最低位的1/2，10位D/A转换器的分辨力为1/1024，约为0.1%，它的精度为0.05%。如果10位D/A转换器的满程输出为10V，
《机械工程测试技术基础》课后试题及答s 案 章节测试题 第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的差不多任务是猎取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们 来传输的。这些物理量确实是 ，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点参数有 、 、 。 6、 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。 （二）判定对错题（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）简答和运算题 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 e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的差不多特性 （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。 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。现在，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
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()(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 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。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 6、 一阶系统的动态特性参数是 3 . (1）固有频率 （2）线性度 （3)时间常数 (4）阻尼比
课后答案 章节测试题 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（t ）为独立变量；而信号的频域描述,以 频率(f ） 为独立 变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 , 谐波性 ,收敛性 。 4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号. 5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、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。 （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()(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 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 。 2、 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。123 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 傅立叶变换法 、 和 滤波器法 。 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
填空题 （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(t) 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率（f ） 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 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。 （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2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y 2/1 ，相位=φ 45- 。 2、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 傅里叶变换法 和 滤波器法 。 3、 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 00t j e A ω-。 4、 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。 5、 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）选择填空题 1、 不属于测试系统的静特性。（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。（3）脉冲 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）)()(21ωωQ Q + 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。（4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。（2）一阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 。(3)时间常数 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 （一）填空题 1、 属于能量控制型的传感器有 电阻、电感、电容、涡流 等，属于能量转换型的传感器有 压电、磁电 等（每个至少举例两个）。 2、 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 金属丝的几何变形 引起的电阻变化，后者利用 半导体材料的电阻率 变化引起的电阻变化。 3、 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 差动 工作方式。 4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电荷 放大器和 电压 放大器，后接 电荷 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。 5、 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 涡电流 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 mv/(m/s) 。 7、 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。 （二）选择题 1、 电阻应变片的输入为 。（2） 应变 2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。（3）结构参数 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。（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。（2）线性 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 。（3）电阻率 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。（3）灵敏度 7、 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。（4）电涡流式 8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙δ变化时，其灵敏度S 与δ之间的关系是：S ＝ 。（4）2--δk 9、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。（2）外光电 第四章 信号调理、记录和显示 （一）填空题 1、 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。