三、简答题（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）
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
（2）传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。
（3）中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。
（4）信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）
（5）显示、记录部分：作用是输出测试结果。
.测量按测量值获得的方法进行分类有哪些？（6’）
答：直接测量——指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值得测量。（等
精度直接测量和不等精度直接测量）；（2’）间接测量——指在直接测量值的基础上，根据已
知函数关系，计算被测量的量值的测量；（2’）组合测量——指将直接测量或间接测量与被
测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测值得方法。（2’）
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）
相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化，λEε是由电阻率的变化引起的阻值变化。
不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R≈(1+2H)ε，S≈1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=λEε，S ≈λE。
各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。
3、选用传感器的原则是什么？（10分）
基本原则是：选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。
（1）静态特性方面：a、应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内，并保证线性误差在允许范围内；b、传感器的分辨率（力）从数据上应小于测量要求的分辨率（力）c、满足实际要求的条件下，精度不宜过高。
4、简述调幅波的特点。（10分）
（1）当调制信号x(t)>0时，调幅波x m (t)与载波y(t)同频同相，其幅值的大小与x(t)的大小有关；x(t) y(t)
（2）当x(t)<0时，x m (t)与载波y(t) 同频反相，其幅值大小仍与x(t)的大小有关；
（3）调幅波是一高频，但其包洛线和调制信号x(t)相似，其副值受x(t)变化的影响，y(t)的频率越高，即波形越宽，相似程度越好。
5、交流电桥达到平衡时必须满足的条件是什么？如何来实现交流电桥的平衡？
两个条件：相对两臂阻抗之模的乘机应相等，并且它们的阻抗角之和也必须相等。
实现：电阻平衡，电容平衡。
6、简要说明如何求解测试装置动态特性的数学描述的3个函数，它们之间有何内在关系？
对系统的微分方程做拉氏变换，传递函数为输出和输入的拉氏变换之商，另拉氏变换中的a=0即可求得频率响应函数，对传递函数进行拉氏反变换就可求得脉冲响应函数。它们之间的关系分别是拉氏变换对和傅立叶变换对关系。
7、什么是调制和解调？其作用是什么？如何实现对信号进行调幅和解调？
调制：就是使一个信号的某些参数在另一个信号的控制下而发生变化的过程。
解调：从已调制波中恢复出调制信号的过程。
作用：调制的目的：使缓变信号便于放大和输出。经过调制后，采用交流放大，比直接用直流放大， 效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。
解调的目的：恢复原信号。
调幅是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使得高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。可使用同步解调、相敏检波的方式来实现对信号进行解调。
8.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？（4’）
对一个测试装置，其输出y(t)和输入x(t)满足 y(t)=A 0x(t-τ0)。式中A 0、τ0 均为常量。即认为该测试装置实现了不失真测量。（2’） 这表明，输出信号较输入信号，幅值放大了0A 倍，时间上滞后了0t ，波形一致。对上式作傅里叶变换，有)()(00ωωωX e
A Y jt -=。 所以，若要实现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下条件00()()A A t ωωω===-常数；。（2’）
9.重复性误差和迟滞误差有何区别? （6’）
答：重复性是指测试装置在输入按同一方向做全量程连续多次变动时，所得特性曲线不一致
的程度。一般来说正行程的最大重复性偏差为max1R ∆，反行程的最大重复性偏差为max 2R ∆，
重复性误差取这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出fs y 的百分数表示。即
max 100%R fs
R r y ∆=⨯（3’） 迟滞是测试装置在正反行程中输入输出曲线的不重合程度。即 max 100%H fs H r y ∆=
⨯ 式中，max H ∆是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。（3’）
10、测试装置2个环节的串联后的频率响应函数与它的2个组成之间的关系是什么？为什么所有 的系统都可以由一阶和二阶系统来组成？
测试装置2个环节的串联后的频率响应函数是它的2个组成频率响应函数之积。根据数学知识可知，任何多项式相除都可以化简为一次式和二次式组合而组成。故所有的系统都可以由一阶和二阶系统来组成。
11、信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？（4分）
答：① 各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真；（2’）
② 尽可能减小或消除各种干扰。（2’）
12.周期信号的频谱具有哪几个特点？（6分）
答：① 周期信号的频谱是离散的。（2’）
② 每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是各分量频率的公约数。（2’）
