华中科技大学工程测试与信息处理 作业及答案

1、1 请给出3种家用电器中的传感器及其功能。洗衣机：水位传感器 冰箱：温度传感器 彩电：亮度传感器 热水器：温度传感器 空调：温度传感器2 请给出智能手机中用到的测试传感器。重力传感器、三维陀螺仪、GPS、温度传感器、亮度传感器、摄像头等。3 系统地提出（或介绍）你了解的（或设想的）与工程测试相关的某一（小）问题。考虑通过本门课程的学习，你如何来解决这一问题。（注意：本题的给出的答案将于课程最后的综合作业相关联，即通过本课程的学习，给出详细具体可行的解决方案）第二章 普通作业1请写出信号的类型1) 简单周期信号2) 复杂周期信号3) 瞬态信号准周期信号4) 平稳噪声信号5) 非平稳噪声信号第二章

2、 信号分析基础 测试题1. 设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（C）的频谱为X(ffo）。  A . B.    C.   D. 2. 周期信号截断后的频谱必是（A）的。  A. 连续     B. 离散     C. 连续非周期    D. 离散周期 3. 不能用确定的数学公式表达的信号是 (D) 信号。 A 复杂周期 B 非周期 C 瞬态 D 随机4. 信号的时域描述与频域描述通过 (C) 来建立关联。A 拉氏变换 B

3、卷积 C 傅立叶变换 D 相乘5. 以下 (B) 的频谱为连续频谱。A周期矩形脉冲 B矩形窗函数 C正弦函数 D周期方波6. 单位脉冲函数的采样特性表达式为（A） 。A B C D 2.6 思考题1) 从下面的信号波形图中读出其主要参数。解答提示：峰值9.5V，负峰值-9.5V，双峰值19V，均值0V。周期=0.06/3.5S2) 绘出信号的时域波形解答提示：3) 为什麽能用自相关分析消去周期信号中的白噪声信号干扰。如何在噪声背景下提取信号中的周期信息，简述其原理？解答提示：根据自相关函数的性质：周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息；随机噪声信号的自相关函数将随

4、 t 的增大快速衰减。原始信号做自相关后噪声部分快速衰减，而周期信号部分保留。4) 简述相关测速、相关测距的原理？解答提示：利用两个传感器，做互相关分析。互相关曲线上的最大点表明了两个传感器测量信号之间的时间延迟，已知两个传感器之间的距离则可以算出信号的传播速度(例如声音)；已知信号的传播速度(例如超声波)，则可以测出距离。5) 求周期为T，幅值为A的方波信号的自相关函数？tAT解答提示：t1T6) 从下面的幅值谱中读出信号的主要频率成分。解答提示： 1、55Hz,2V 2、110Hz, 1V 3、130Hz,4V 4、175Hz, 2.2V 7) 已知信号绘出信号的实频虚频谱、幅值相位谱和功

5、率谱。解答提示：024f100200300024f100200300虚频谱 实频谱024f1002003000f100200300幅值谱 相位谱01020f100200300功率谱第3章 传感器原理及应用基础-普通作业11. 电阻应变片的输入为（B）。 A力 B 应变 C速度 D加速度2. 结构型传感器是依靠（C） 的变化实现信号变换的。 A本身物理性质 B体积大小 C结构参数 D电阻值3. 不能用涡流式传感器进行测量的是（D）。 A位移 B材质鉴别 C探伤 D非金属材料4. 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成（B）关系。 A非线性 B线性 C反比 D平方5. 半导体式应变片在外力作用下引

6、起其电阻变化的因素主要是（C）。 A长度 B截面积 C电阻率 D高通6. 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 （D）传感器。 A电容式 B压电式 C电阻式 D电涡流式7用电涡流传感器探测金属零件表面裂纹，则电涡流传感器是( D )式的。 A互感和高频反射 B自感和低频投射 C互感和低频投射 D自感和高频反射8压电式传感器目前多用于测量（D）。A 静态力 B 温度 C 速度 D 加速度与动态力第3章 传感器原理及应用基础-普通作业21. 热电偶可以测量（ C ）。 A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势2. 属于传感器动态特性指标的是（ D ）。 A重复性 B线性

7、度 C灵敏度 D固有频率3. 下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是（ B ）。 A自感式传感器 B磁电感应式传感器 C电容式传感器 D应变式传感器4. 在光线作用下，能使物体产生一定方向的电动势的现象称（ B ）。光电效应 B光生伏特效应 C内光电效应 D外光电效应5. 在霍尔元件的主要指标中，KH是指（ A ）灵敏度。磁乘积电流电势6. 传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合称为（ B ）。 A非线性 B迟滞 C重复性 D灵敏度误差第三章综合作业1) 在什么条件电阻式传感器的输出量与输入量之间有较好的线性关系？ 解答提示：测量负载电阻趋近于无穷大。2) 简述应变式电阻传感器的工作原理，

8、其测量电路有何特点？解答提示：测量原理，测量电路为电桥。3) 电容式传感器的工作原理是什么？ 解答提示：平板电容当被测的量使、A或发生变化时，都会引起电容C的变化。根据电容器变化的参数，电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类，。4) 何谓涡流效应？怎样利用涡流效应进行位移测量？ 解答提示：把一块金属板置于一只线圈的附近，当线圈中通入高频交变电流时，产生交变磁，在金属板表层上产生感应电流，这种现象称为涡流效应。涡流效应反作用于线圈产生的感抗是金属板与线圈距离的函数通过分压电路测量出感抗Z的变化就可以实现距离测量。5) 请设计几种测量物体位移的方法，描述其基本原理，各种方法的特点

9、，局限性。解答提示：电阻传感器，大量程，低精度，接触测量 电容传感器，小量程，高精度，接触测量 超声波传感器，超大量程，低精度，非接触测量6) 试比较热电偶测温与热电阻测温原理有什么不同。 解答提示：热电偶测温是基于材料的热电效应，热电阻测温是基于半导体材料的电阻效应。7) 选择传感器时，一般主要考虑哪些因素？ 解答提示：灵敏度、响应特性、线性性、稳定性、精确度、测量方式。第4章 测试系统特性-普通作业11.（ D ）不属于测试系统的静特性。A 灵敏度 B线性度 C回程误差 D阻尼系数2. 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 (C ) 响应的卷积。A 正弦 B阶跃 C脉冲 D斜坡3. 两环节

10、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（B）。A B C D4. 一阶系统的阶跃响应中，超调量（ D ）。A 存在，但<5 B存在，但<1C在时间常数很小时存在 D不存在5. 忽略质量的单自由度振动系统是 ( B ) 系统。A 零阶 B一阶 C二阶 D高阶6. 一阶系统的动态特性参数是（ C ）。A固有频率 B线性度 C时间常数 D阻尼比第4章 测试系统特性-普通作业21. 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（ A ）倍所经过的时间作为时间常数。 A 0.632 B 0.865 C 0.950 D 0.9822. 测试系统动态特性的测定方

11、法包括阶跃响应试验和( A )试验。A频率响应 B脉冲响应 C传递函数 D任意输入响应3. 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4. 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（C）A. h(t)x(t) B. x(t) C. h(t) D.无法确定5. 输入x(t)和输出y(t)的相干函数的取值在和之间，可能是（D）。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6. 一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B )。A越宽 B越窄

12、 C不变 D不确定第5章 信号调理技术-普通作业11直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将( C )。A增大 B减少 C不变 D变化不定2调制可以看成是调制信号与载波信号( A )。A相乘 B相加 C相减 D相除4理想滤波器在通带内的幅频特性为(A)。A常数 B 零 C零或常数 D无法确定5. 如果隔振台对低频激励起不了明显的隔振作用，但对高频激励却有很好的隔振作用，那么，隔振台属于(B)。A 高通滤波器 B 低通滤波 C 带通滤波器 D 带阻滤波器6 滤波器的-3dB截止频率指信号幅值衰减为输入幅值( C )对应的频率。A B 1 C D 1/27若一选频滤波器的幅频特性是：在fc间接

13、近常数，在fc0之间急剧衰减。该滤波器为(B )滤波器。  A 低通   B 高通    C 带通    D 带阻 8. 设有一电路，是工作桥臂，是固定电阻，且。工作时，则电桥输出电压（ A ）。为电桥的电源电压。A B C D 第6章 数字信号处理技术-普通作业11.对连续信号进行采样时，若信号的记录时间不变，采样频率越高，则( C )。A 泄漏误差越大 B 频率混叠越严重 C 采样点数越多 D 频域分辨率越低2数字信号的特征是（ B ）。A 时间上离散，幅值上连续B 时间、幅值上都离散C 时间上连续，

14、幅值上量化D 时间、幅值上都连续3A/D转换器的位数越多，则其（ B ）。A 分辨力越低 B 转换精度越高 C 转换速度越快 D 转换时间越短4. 模拟信号在进行A/D转换前，通常要先进行（ B ）滤波A高通 B低通 C带通 D带阻5. 记录500Hz的正弦信号，宜采用采样频率为（ D )Hz的模数转换器较合适。 A.120 B.400 C.800 D.25006如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越大，则该窗函数的泄漏误差（A）。A.越小 B. 越大 C.不定 D.不确定第7章 虚拟仪器技术-普通作业11.以下( D )不是虚拟仪器所采用的信号测量硬件模块。A GPIB接口卡 B VX

15、I C DAQ D 显示卡2以下( B )不是常用的虚拟仪器的应用软件开发平台。A Labview B Autocad C Agilent VEED Dasylab Windows3虚拟仪器主要工作集中在（ A ）。A 软件开发 B 电路设计 C 电路制作 D 电路调试4.下列哪种总线产品对PCI总线产品完全兼容。（ A ）A PXI总线 B GPIB总线 C VXI总线 D RS-232串口总线5. 下列哪种说法是错误的？（B ）A虚拟仪器采用的是面向对象和可视化编程技术。B在程序运行的过程中波形的可见性是不可以改变的。C在LabVIEW中，VI程序的运行是数据流驱动的。D在创建子程序时，可

16、以使用连线工具给前面板的控制器和指示器分配端口。6. 判断正误：目前数字信号处理正在逐步取代用模拟电路实现的模拟信号处理。（ 正确 ）综合作业1) 用一个时间常数为0.35S的一阶装置去测量周期为1S，2S和5S的正弦波规律变化的信号，问幅度减小量是多少？解答提示：将时间常数为0.35S和周期1S，2S和5S转换为角频率带入。2) 信号放大电路的种类，如何根据传感器输出特性选择合适的放大电路 ？解答提示：直流放大器、交流放大器、电荷放大器、电桥。电阻元件用直流放大器，电感和电容元件可用交流放大器。压电传感器用电荷放大器。3) 如何消除调幅波中的过调失真？解答提示：直流偏置足够大，大于信号的负峰值。4) A/