测试技术复习题和答案
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信号部分
1 试判断下述结论的正误。
(1 )凡频谱是离散的信号必然是周期信号。
(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 )非周期性变化的信号就是随机信号。
(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持征。(10 )两个周期比不等于有理数的周期信号之和是周期信号。
(11 )所有随机信号都是非周期信号。
(12 )所有周期信号都是功率信号。
(13 )所有非周期信号都是能量信号。
(14 )模拟信号的幅值一定是连续的。
(15 )离散信号即就是数字信号。
2 对下述问题,选择正确答案填空。
(1 )描述周期信号的数学工具是( ) 。
A. 相关函数
B. 傅氏级数
C. 拉氏变换
D. 傅氏变换
(2 )描述非周期信号的数学工具是( ) 。
A. 三角函数
B. 拉氏变换
C. 傅氏变换
D. 傅氏级数
(3 )时域信号持续时间压缩,则频域中低频成分( ) 。
A. 不变
B. 增加
C. 减少
D. 变化不定
(4 )将时域信号进行时移,则频域信号将会( ) 。
A. 扩展
B. 压缩
C. 不变
D. 仅有相移
(5 )概率密度函数在( )域、相关函数是在( )域、功率谱密度函数是在( )域上来描述的随机信号
A. 时间
B. 空间
C. 幅值
D. 频率
3 指出题图3 所示的信号时域波形时刻与时刻频谱(幅值谱)有无变化,并说明原因。
题3 图题 6 图
4 判断下列序列是否是周期函数。如果是,确定其周期。
(1 );( 2 )。
5 有一组合信号,系由频率分别为724Hz 、44Hz 、5005410Hz 及600Hz 的相同正弦波叠加而成。求该信号的周期T 。
6 求题6 图所示,非对称周期方波信号的傅里叶级数,并绘出频谱图。
7 求题7 图所示三角波信号的傅里叶级数,并绘出频谱图。
答案:
1. 判断题
(1)×考虑准周期信号。
(2)×频率比值为有理数。
(3)×
(4)×是周期脉冲序列。
(5)×根据随机信号的定义判断。
(6)×表示的是幅值谱密度与频率的函数关系。
(7)√
(8)√
(9)√
(10)×
(11)×随机初相位的正弦信号是周期信号。
(12)√
(13)×
(14)×
(15)×
2. 选择题
(1) B (2) C (3) B (4) D (5) B A D
3. 无变化
4. (1) 不是周期函数。(2) 是周期函数,周期为0.1 秒。
5. 周期为0.25s 。
6. 频谱图略。
测试装置部分
-1 试判断下述结论的正误并讲述理由。
(1)在线性时不变系统中,当初始条件为零时,系统输出量与输入量值比的拉氏变换称为传递函数。
(2)输入信号x(t)一定时,系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s),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)测量装置的相频特性φ(ω)表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。
(7)一个线性系统不满足“不失真测量”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。
2-2 某压力测量系统由压电式传感器、电荷放大器和笔式记录仪组成。压电式压力传感器的灵敏度为80 pC/kPa,将它与一台灵敏度调到0.005 V/pC的电荷放大器相联。电荷
放大器输出又接到灵敏度调成20 的笔式记录仪上。试计算该测量系统的总灵
敏度。又当电压变化为2.5 kPa时,记录笔在纸上的偏移量是多少?
2-3 某压力传感器在其全量程0-5 MPa范围内的定度数据如题2-3 表,试用最小二乘法求出其拟合直线,并求出该传感器的静态灵敏度和非线性度。
2-4 题2-4 表所列为某压力计的定度数据。标准时加载压力范围为0-10 kPa,标准分加在(正行程)和卸载(反行程)两种方式进行。试根据题2-4 表中数据在坐标纸上画出该压力计的定度曲线;用最小二乘法求出拟合曲线,并计算该压力计的非线性度和回程误差。
题2-3 表压力传感器的定度数据题2-4 表压力计定度数据
2-5 用一个时间常数的一阶装置(传递函数H(s)=1/(1+τs))去测量周期分别为1 s、2 s和5 s的正弦信号,问各种情况的相对幅值误差将是多少?
2-6 已知某被测信号的最高频率为100 Hz,现选用具有一阶动特性的测试装置去测该信号,若要保证相对幅值误差小于 5 %,试问应怎样要求装置的时间常数τ?在选定τ之后,求信号频率为50 Hz和100 Hz时的相位差。
答案:
2-1 判断题
(1)×应该是“输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比”。
(2)×还与初始条件有关。
(3)×
(4)×灵敏度与测量范围没有直接的关系。
(5)√
(6)√
(7)×对于单频率的正弦信号,经过该系统,波形不会失真。
2-2 31.815mm
2-3 y=1.005x-0.01 静态灵敏度为1.005 、非线性度为0.6%。
2-4 解题思路同2.3 。
2-5 在已知时间常数、被测信号周期的前提下,根据一阶线性系统幅值计算公式进行计算