武汉工程大学邮电院机械工程测试期末考试考点

1、机械工程控制基础复习资料1.作为传感器的核心部件，直接感受被测物理量并对其进行转换的元件称为 敏感元件 。2. 在为    0 情况下，自相关函数值达到最大值。3. 若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样信号的频谱会产生频混现象。4.在外力作用下，金属应变式传感器主要产生几何变化，而压阻式传感器主要是电阻率发生变化，两者都引起电阻值发生变化。5衡量传感器在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标为   重复性 6描述一阶系统动态特性的参数是时间参数，其值越小，则该系统频

2、带越宽，响应速度越快。7.  当压电式传感器使用  电荷   放大器，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。8. 抗混滤波器是一种  低通  滤波器 ，其上限截止频率cf与采样频率sf之间的关系应满足关系式 2cf<sf9.1. 描述传感器静态特性的指标有（D）A幅频特性        B稳定时间        

3、; C动态范围        D线性度2. 下列统计参数中，用以描述随机信号波动范围的参数为(B) A 均值            B 方差            C 均方值    

4、0;     D 概率密度函数3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 卷积            C 傅立叶变换      D&

5、#160;相乘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.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为(D)A 量程

6、           B灵敏度            C 精确度         D分辨力6. 传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为_B_。A、线性度   B、灵敏度   C、

7、稳定性   D、回程误差 7.    8单位脉冲函数的采样特性表达式为 ( A ) 。9. 属于物性型传感器为(D)A应变式传感器      B电感式传感器       C电容式传感器       D压电式传感器 10. 可以实现非接触振动测量的传感器为   B或者C 

8、   。A应变式传感器      B电感式传感器       C电容式传感器       D压电式传感器 11.动态电阻应变仪中相敏检波电路的作用是    B    。 A幅值调制       

9、60;  B幅值解调           C频率解调           D滤波简答题：1.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？（4）答：若都是常数，如果一个测试装置，则有，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，幅值放大了倍，时间上滞后了，波形一致。对上式作傅里叶变换，有。所以，若要实现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满

10、足如下条件。（2）2.下面四个图分别是哪一种滤波器的幅频曲线特性图，并说明各自的工作特征。（4）答：低通滤波器 之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1）高通滤波器 之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1）带通滤波器 之间为通频带，其它的频率成分极大地衰减；（1）带阻滤波器 之间为阻带频率，其它的频率成分通频带。（1）3.试叙述信号的采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何？（5）答：采样就是对时间历程进行等时间距离的信号“摘取”，以便于计算机的存储和计算分析。（2）而由因为计算机只能对有限长的信号进行处理，所以，必须截断过长的信号时间历程进行截断，即对信号加窗。所加窗宽为的矩形窗函数，其傅里

11、叶变换是一个无限带宽的函数。（2）采用矩形窗函数截断采样信号，就是将采样信号，乘以时域有限宽矩形窗函数；其时域和频域数学描述为（1）4. 把一个变阻器式传感器按如图接线，它的输入量是什么？输出量是什么？在什么条件下，它的输出量与输入量之间有较好的线性关系？ 输入量是被测量的位移。输出量是电压值。只有当变阻器的最大电阻值与后接电路的输入电阻比值趋于0时，它的输出量与输入量之间有较好的线性关系5.什么是调制，调制的目的是什么，如何实现对信号进行调幅和解调？调制是指利用某种低频信号来控制或改变一高频振荡信号的某个参数的过程。信号调理的的目的是（1）实现缓变信号的传输，特别是远距离传输 （2）提高信号

12、传输中的抗干扰能力和信噪比对信号进行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。 6. 试用方框图描述测试系统的组成，并简述测试工作的全过程。传感器将被测物理量(如噪声,温度等) 检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。 7.计算题1. 第2部分1. 作为传感器的核心部件，直接感受被测物理量并对其进行转换的元件称为 敏感元件 。2. 在为 0 情况下，自相关函数值达到最大值。3.

13、 已知某周期信号的周期为0.2s，则该信号的3次谐波分量的频率为 15 Hz。4. 周期信号的频谱具有 离散 性， 谐波 性和衰减性。5. 若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样信号的频谱会产生 频混 现象。6. 在外力作用下，金属应变式传感器主要产生几何尺寸变化，而压阻式传感器主要是 电阻率 发生变化，两者都引起 电阻值 发生变化。7. 衡量传感器在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标为 重复性 。8. 电感式和电容式传感器常采用 差动 结构来提高其灵敏度，改善 非线性误差 。9. 描述一阶系统动态特性的参数是 时间常数 ，其值越 小 ，则该系统频带越

14、宽，响应越快。10. 当压电式传感器使用 电荷 放大器，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。11. 抗混滤波器是一种 低通 滤波器 ，其上限截止频率与采样频率之间的关系应满足关系式 。12. 某信号的自相关函数为，则该信号的均值为 0 ，均方根值为 10 。13. 若窗函数的频谱为，则时延窗函数的频谱为 。对比可以发现，时延窗函数的 幅值谱 与原窗函数的对应量相同。二、选择题（20分，每题1分）1. 描述传感器静态特性的指标有 D 。A幅频特性 B稳定时间 C动态范围 D线性度2. 下列统计参数中，用以描述随机信号波动范围的参数为 B 。A 均值 B 方差 C 均方值 D 概率密度函数3

15、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 卷积 C 傅立叶变换 D 相乘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 低通滤波器 C 带通滤波器 D 带阻滤波器6 测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为 D 。A 量程 B灵敏度 C 精确度 D分辨力7 已知变磁通式转速传感器的测速齿轮的齿数为30，若测得感应电动势的频率为300Hz，则被测轴的转速为 D 。A 300转/分 B 480转/分 C 900转/分 D

16、600转/分8 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 1/29 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10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11当时，两信号的互相关函数呈周期变化，说明两信号必定 B 。A为周期信号 B含有同频率的周期成分 C为非周期信号 D含有不同频率的周期成分12 滤波器的带宽越小，表示该滤波器 D 。A建立时间越短，频率分辨率越低 B建立时间越长，频率分辨率越低C建立时间越短

17、，频率分辨率越高 D建立时间越长，频率分辨率越高13若、分别为变极距型电容式传感器极板间的初始极距和极距变化量，为极板面积，在的条件下，该电容传感器灵敏度近似为 D 。A B C D14若瞬变信号的频谱为，则信号(其中、均为正实常数)的频谱为 A 。A B C D 15 测试系统动态特性的测定方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16以下 C 的频谱为连续频谱。A周期矩形脉冲 B正弦函数 C矩形窗函数 D周期方波17单位脉冲函数的采样特性表达式为 A 。A B C D 18属于物性型传感器为 D 。A应变式传感器 B电感式传感器 C电容式传感器 D

18、压电式传感器19可以实现非接触振动测量的传感器为 B或者C 。A应变式传感器 B电感式传感器 C电容式传感器 D压电式传感器20动态电阻应变仪中相敏检波电路的作用是 B 。A幅值调制 B幅值解调 C频率解调 D滤波一 填空题（20分，每空1分）1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。2.测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差 。3.将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。4.为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在 相邻 桥臂上。5调幅信号由载波的 幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频

19、率 携带信号的信息。6绘制周期信号的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。7信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为 均方值，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。8确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和 阶跃响应法。10.连续信号与进行卷积其结果是： 。其几何意义是 把原函数图像平移至位置处 。一选择题（20分，每题2分）1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

20、.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3描述周期信号的数学工具是(D)。A相关函数 B拉氏变换 C傅氏变换 D.傅氏级数4下列函数表达式中，(B)是周期信号。ABC5时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。A频带变窄、幅值增高 B频带变宽、幅值压低C频带变窄、幅值压低 D频带变宽、幅值增高6非线性度是表示定度曲线(A)的程度。A偏离其拟合直线 B接近真值 C正反行程的不重合7一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B)。A越宽 B越窄 C不变8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D）A.波登管 B膜片C波纹管 D

21、电阻应变片9.对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A）A.0° B45°C90° D30°10二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。A使系统不发生共振 B使得读数稳定 C获得较好的幅频、相频特性三、简答题（共30分）4.有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？（5分）答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：（2）当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为（2）即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要

22、提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接。这时。（1）5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。（2）解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。（1）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。（2）6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5分）答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声

23、发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。（每一种0.5分）四、计算题（共20分，每小题10分）1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。0T/2-T/2Atx(t)解：1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。解：一个周期内的表达式为：（2）因为为偶函数，所以， （1）（2）出此得的三角函数形式傅里叶级数展开为（1）n次谐波分量的幅值（1）n次谐波分量的相位（1）画出的频谱如图所示。（2）一、填空题（20分，每空1分） 8、带通滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=（ 50 ）。1将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。2调幅

24、信号由载波的 幅值 携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。3调幅过程在频域相当于 频率搬移 过程，调幅装置实质上是一个乘法器。4.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。测量结果与被测真值之差称为测量误差。5确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是 离散的 ，后者频谱特点是连续的。6绘制周期信号的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。7周期信号的傅氏三角级数中的是从0到展开的。傅氏复指数级数中的是从 到 展开的。8周期信号的傅氏三角级数展开

25、式中：表示 余弦分量的幅值 ，表示 正弦分量的幅值 ，表示直流分量。9余弦函数只有 实频 谱图，正弦函数只有虚频谱图。10单位脉冲函数与在点连续的模拟信号的下列积分：。这一性质称为 脉冲采样 。得分二、选择题（20分，每题2分）1为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作，传感器的两个电容应当连接成( a )。A并联电路 B串联电路 C电桥电路2要使RC低通滤波器的通带加宽，则RC值应( b )。A.增加 B减少 C不变3描述非周期信号的数学工具是 c 。A三角函数 B拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数4下列信号中 c 信号的频谱是连续的。A BC.5数字信号的特征是 b 。A时间上

26、离散、幅值上连续 B时间、幅值上均离散C时间、幅值上都连续 D时间上连续、幅值上量化6测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为( d )。A.精度 B灵敏度 C精密度 D.分辨率7测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是（ b ）。A卷积 B傅氏变换对 C拉氏变换对 D微分8多种信号之和的频谱是 c 。A.离散的 B.连续的 C.随机的 D.周期的9二阶装置，用相频特性中时所对应的频率作为系统的固有频率的估计值，该值与系统阻尼率的大小（b ）。A有关 B无关 C略有关系 D有很大关系10.滤波器的上、下截止频率为，中心频率；则它们的关系是( a )。A= B= C.=三、简答题（共

27、30分）2.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，反行程的最大重复性偏差为，重复性误差取这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出的百分数表示。即（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。即式中，是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。（3）3.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？（4）答：若都是常数，如果一个测试装置，则有，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，幅值放大了倍，时间上滞后了，波形一致。对上式作傅里叶变换，有。

28、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。（2）4.下面四个图分别是哪一种滤波器的幅频曲线特性图，并说明各自的工作特征。（4）答：低通滤波器 之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1）高通滤波器 之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1）带通滤波器 之间为通频带，其它的频率成分极大地衰减；（1）带阻滤波器 之间为阻带频率，其它的频率成分通频带。（1）5.试叙述信号的采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何？（5）答：采样就是对时间历程进行等时间距离的信号“摘取”，以便于计算机的存储和计算分析。（2）而由因为计算机只能对有限长的信号进行处理，所以，必须截断过长的信号时间历程进行

29、截断，即对信号加窗。所加窗宽为的矩形窗函数，其傅里叶变换是一个无限带宽的函数。（2）采用矩形窗函数截断采样信号，就是将采样信号，乘以时域有限宽矩形窗函数；其时域和频域数学描述为（1）6.电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？（5）答：包括电阻式、电感式、电容式三种。电阻式传感器工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种装置；（2）电感式传感器工作原理：把被测量如位移转换为电感量变化的一种装置；（2）电容式传感器工作原理：把被测物理量转换为电容量变化的一种装置。（1）四、计算题（共20分，每小题10分）一、选择题1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的_A_倍. A、2 B、3

30、C、4 D、52、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有_D_和 _。A、时域法，相频法 B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法 D、时域法，频域法3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的_B_。A、电阻应变效应 B、压电效应C、电磁感应 D、霍尔效应4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为_B_。A、线性度 B、灵敏度 C、稳定性 D、回程误差5、若电容式传感器在真空中，其覆盖板面为一圆形，r=20cm，极板间距d=2mm，其电容量为：_答案都是错的_。A、1.11×10-9 B、1.11×10-15C、3.27

31、5;10-9 D、3.27×10-96、信息与信号二者间关系是_C_。 A、信息与信号相同 B、信息包含信号C、信息在信号之中 D、信息与信号无关7、当两信号的互相关函数在t0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t0时，相关程度_B_。A、最低 B、最高 C、适中 D、一般8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的_a_越小。A、被测量 B、输出量 C、频率特性 D、显示值9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取(c )A、干扰噪声信号 B、正弦信号 C、有用信号 D、频域信号10、时域信号的时移，则频谱变化为（D ）A、扩展 B、压缩 C、不变 D、相移11、 记录磁带

32、快录慢放，放演信号的频谱带宽(D )A、变窄，幅值压低 B、扩展，幅值压低C、扩展，幅值增高 D、变窄，幅值增高12、 用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应(D )A、愈大愈好 B、愈小愈好C、接近1/2 D、接近1/213、 对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为( D) A、A1sin(w1t+1）+A2sin(w2t+2）B、A1A2sinw1tsinw2tC、A1sinw1t+A2sinw2t D、A1sin（w1t+）+A2sin（w2t+）14、 概率密度函数提供了随机信号（ B）的信息A、沿频域分布

33、 B、沿幅值域分布 C、沿时域分布 D、强度方面15、 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 )A、电容式B、压电式 C、电阻式 D、电涡流式16、 只使在fe1fe2间频率的信号通过，应采用（B ）滤波器A、带阻B、带通 C、高通 D、低通17、 在选用振子时，除了使阻尼比接近.外，应使被测正弦信号的最高频率fm(C )振动子的固有频率fnA、等于 B、>2倍 C、（.-.）D、<.1倍18、 为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（B ）放大器。 A、电压 B、电荷 C、微分 D、积分19、 当时,信号x（t）的自相关函数Rx（）呈周期

34、性变化,说明该信号(B )。A、为周期信号B、含有周期成份C、为离散信号D、为非周期信号20、 正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息(B )A、不变 B、丢失 C、移相 D、一定变为90°21、 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、瞬态 C、非周期 D、随机22、 非线性度是表示定度曲线（B ）的程度。 A、接近真值 B、偏离其拟合直线 C、正反行程不重合D、滞后现象23、 自相关函数一定是（B ）函数。 A、奇 B、偶 C、周期 D、非周期24、 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用（D）做为解调器。A、鉴频器 B、整流器 C、鉴相器 D、相

35、敏检波器25、 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的（2 ）倍A、4 B、2 C、10 D、526、 压电式传感器前置放大器的主要作用是（B ）。 A、把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出 B、把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出 C、调制传感器的输出信号D、对传感器的输出信号尽行检波27、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，_D_ 接法可以获得最大的输出。 A、单臂电桥B、差动半桥C、补偿电桥 D、全桥28、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的是_B_。  A、将传感器的高阻抗

36、输入变成低阻抗输出。B、将传感器的底阻抗输入变成高阻抗输出。C、将压电传感器的微弱信号放大。D、电压放大器和电荷放大器的区别在于电荷放大器带有一个深度负反馈。29、幅值调制装置实质是一个C、低通滤波器 、高通滤波器 、乘法器 、振荡器30、理想滤波器在通带内的幅频特性为  A  、常数 、零 、零或常数 、无法确定31变极距型电容传感器的输出与输入，成（A ）关系。A.非线性 B.线性 C.反比 D.平方32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33不能用涡流式传感器进行测量的是(

37、D )。A.位移 B.材质鉴别 C. 探伤 D.非金属材料34设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（C ）的频谱为X(ff0）。  A . B.    C.   D. 35压电式传感器后面的放大器的主要功能为（ C ）。 A.阻抗变换 B.信号放大 C. 阻抗变换和信号放大 D.不确定36一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（D）  A. 加大一倍   B. 减小一倍    C. 不变    

38、; D. 加大两倍 37一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（）  A. 加大一倍   B. 减小一倍    C. 不变     D. 加大两倍 四、简答题1、 差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：（1）此电桥需接入何种激励电压？高频正弦电压（2）该电桥的输出电压是何波形？高频正弦波的幅值随传感器输出波的变化而变化（3）输出电压的幅值与传感器的什么量有关？灵敏度（4）输出电压大小能否反映被测量的方向？欲知被测量的方向，测量电路中应带有什么环节?不能，在测量电路之后接入差动相敏检波电路2、 在用应变仪测量机构的应力，应变时，如何消除由于温度变化所产生的影响？利用电桥的和差特性，将两片应变片分别接到测量机构