测试技术章节习题附答案

1、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X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

2、。（）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X（t）=X0SinCOt的绝对均值|x|和均方根值乂亦。22、求正弦信号x（t） = x0sm（ot十平）的均值七，均万值Vx，和概率笞度函数p（x）。3、求指数函数x（t） = Ae项（a A 0,t芝0）的频谱。cos%t111< T4、求被截断的余弦函数 x（t）=，的傅立叶变换。L°|tRT、 一一_2t 一.-._ 一5、求指数最减振汤信号x（t）=esin与°t（a >0,t芝0）的频谱。第二章测试装置的基本特性（一）

3、填空题1、2、1，、一t ，人,某一阶系统的频率响应函数为H（j）=，输入信号x（t）=sin,则输出2j，12信号y（t）的频率为缶=，幅值y =，相位巾=。,241 n试求传递函数分别为 3 5；：0 5和-一的两个环节串联后组成的系统3、4、5、6、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。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 -姑）时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为H （jco ）=。传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。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

4、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 Q©）和。2何），则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为。Q1( )Q2()、一，、(1) Q1 (切)。2(切)(2) Q傍)+Q2©) (3) (4) Q1 ()一。2倒)4、Q1 () Q2C)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

5、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（二）判断对错题（用/或 表ZK）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。（）4、 传递函

6、数相同的各种装置，其动态特性均相同。（）5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（）6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（）(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H(s)=。求其对周期信0.005s 1号 x(t) =0.5cos10t +0.2cos(100t 45)的稳态响应 y(t)。15、将信号cosot输入一个传递函数为 H (s)=的一阶装置，试求其包括瞬态过程1 s在内的输出y(t)的表达

7、式。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、磁电式速度计的灵敏度单位是。7、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。（二）选择题1、

8、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

9、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、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙6变化时，其灵敏度S与6之间的关系是：S=。122（1） k= （2） k& （3） k5（4） kSd9、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ZK）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

10、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？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。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、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。(1) 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；(2) 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法7、某电容传感器(平行极板电容器)的圆形极板半径r=4(mm),工作

11、初始极板间距离后0 =°.3(mm),介质为空气。问：(1) 如果极板间距离变化量 A6 =±1(Pm),电容的变化量 AC是多少？(2) 如果测量电路的灵敏度 ki =1°°(mV/pF),读数仪表的灵敏度 k2=5(格/mV)在A5 =±1(Pm)时，读数仪表的变化量为多少？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

12、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 fci、fc2的定义为，其带宽B =，若为倍频程滤波器fc1与f C2的关系为。8、RC低通滤波器中RC值愈，则上截止频率愈低。设有一电路，R是工作桥臂，R2, R3, 工作时Rt R +2AR,则电桥输出电压一、R5、识1R1(1) eo (2) eo (3) eo (4)4R12R1R1(二) 选择题1、R4是固定电阻，且Ri = &=R3=R4。ey &am

13、p; ()。e0为电桥的电源电压。2 RieoRi2、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4、 一选频装置，其幅一频特性在f2T8区间近于平直，在f?T 0区间急剧衰减，这 叫滤波器。(1)低通(2)高通(3)带通(4)带阻5、 一带通滤波器，其中心频率是 f0 , -3dB带宽是B，则滤波器的品质因数 Q等于。(1)f°+B(2)f°B(3)f°B(4)f°/B(三) 判

14、断对错题(用/或>< 表ZK)1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。()2、 调幅波是载波与调制信号的叠加。()3、 带通滤波器的波形因数 九值越大，其频率选择性越好。()4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。()(四) 简答和计算题1、何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？2、调幅波的解调方法有哪几种?3、抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定?4、相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用5、以阻值R =120Q，灵敏度S = 2的电阻丝应变片与阻值为120Q的固定电阻组成电桥，

15、供桥电压V0 =3，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变 & =2000卜谷。(1) 求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。(2) 求双臂电桥的输出电压及其灵敏度6、若x(t)为调制信号，y(t) =cos2Tif0t为载波，Xm(t)为调幅波(如图所示)(1) 利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。(2) 画出载波与调幅波的双边频谱图。第五章信号处理初步(一) 填空题1、为了识别信号类型，常用的信号分析方法有、和。2、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。3、在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为，还应使采样频 率满足米样定理即。4、 如果一个信号的最高频率

16、为50Hz,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Hz。5、 若x(t)是均值为ux为零的宽带随机信号其自相关函数r =0时R(c ) , ct8时 R( T )。6、用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。7、 若某一信号的自相关函数为 Acos®7 ),则该信号的均方值为 Wx2=,均方根值为Xrms=o8、最常用的功率谱估计方法为。- 2 .9、 Sx(f)为信号的沿频率轴的分布，|X(f)|称为。10、巴塞伐尔定理表示在中计算的信号总能量，等于在中计算的信号总能量。(二) 判断对错题(用/或>< 表ZK)1、 频率分辨力越高，则泄漏误差越小。

17、()2、 A/D转换器的位数越多，则量化误差越小。()3、 对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。()4、窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。()5、 互相关函数是偶实函数。()6、 利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。()7、 若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为1。()(三) 简答和计算题1、已知信号 x(t) = A0+A cosQt+g)十丹sin (2t +中2)，求信号的自相关函数Rx(=)，并画出自功率谱 Sx停)(双边幅值谱)。2、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数3、

18、相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用4、试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分5、某一系统的输入信号为 x(t),若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数Rx。)和输入一输出的互相关函数Rxy)之间的关系为Rx0) = Rx(T+T)，试说明该系统起什么作用？6、应用巴塞伐尔定理求 接in c2(t)dt的积分值。第六章振动测试(一)填空题1、单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，位移共振频率系统固有频率， 速度共振频率系统固有频率，加速度共振频率系统固有频率。2、单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，在相位共振处位移始终落后于激振力度

19、。3、 单自由度系统基础运动所引起的受迫振动，当激振频率固有频率时，质量块和壳体之间 的相对运动和基础振动近于相等。4、激励方式分为，。5、按所测的振动性质可将拾振器分为和。6、阻抗头的前端是，后面是测量激振点响应的。7、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 、和。8、机械系统的主要振动参数是，和。9、 相对法校准传感器时，经国家计量等部门严格校准过的传感器起着“振动标准传递”的 作用，称为传感器。（二）判断对错题（用/或X表示）1、 压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（）2、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（）3、 压电式加速度计手持探针法测振时，加

20、速度计的使用上限频率最低。（）4、 压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。（）5、 涡流位移传感器属于绝对式拾振器。（）6、 低频激振时，激振器的安装固有频率应比激振频率高3倍以上。（）7、 快速正弦扫描激振属于宽带激振法。（）8、 脉冲锤的锤头越软，则激励的频率范围越大。（）9、 振动测试中，测得的激励和响应之间的相位差包括了测试系统中所有仪器的相移。（）（三）简答和计算题1、对单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，分别写出其位移频响函数、 速度频响函数、加速度频响函数。2、对单自由度系统基础位移所引起的受迫振动，分别写出其相对位移频响函数、绝对位移频响函数。3、对于压电

21、式加速度计， 画出其工作原理图,并说明为什么其上限频率取决于固有频率?4、对于磁电式绝对速度计，画出其工作原理图，并说明为什么其下限频率取决于固有频 率？5、如何用实频曲线估计系统的固有频率和阻尼比？画图说明。参考答案第一章信号及其描述（一）1、信号；2、时间（t）,频率（f）; 3、离散性，谐波性，收敛性；4、准周期，瞬态22非周期；5、均值匕，均方值甲x，方差ox ； 6、偶，奇;（二）1; 2、v7; 3、X; 4、X; 5、2xo）1、一0 jix0;2、0 ,22X0二 x0cos（ t :）a j2：f；4、T sinc（2兀f +e0）T ）+T sinC（2兀f cc0）T ）；-022 一 22a - 4二 f -，0 j 4 二 fa第二章测试装置的基本特性(一)1、1/2,1/72,-45；2、123;3、傅立叶变换法，滤波器法；4、A°e咽° 5、被测量；6、线性；(二) (4) (3) (2) (4) (2) (3) (1)(三) X V V V X X(四) 略第三章常用传感器(一)1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电；阻率变化；3、差动；4、电荷，电压，电荷;2、金属丝的几何变形，半导体材料的电5、涡电流；6、mv / (m/s) ; 7、压电效应。(二) (2) (3) (4) (2)