工程测试考试题

1、1、求传递函数为H(S)=-1试题-一的系统对正弦输入x(t)=10sin的稳态响应y(t),并求0.01S出幅值误差和相位误差。答：由频率保持性知4 ( co)y(t)=10|H( 3 )|sin+且 I H(co) | =S()24.232(0.01 62.8)4 (w)=-arctg( t w )=-tg -1 x =-32 y(t)= )幅值误差为5X =，相位误差为322、实现不失真测试的条件是什么？分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试。答：.测试装置实现不失真测试的条件是A( w )=A0=常数(j) ( co )=-t 0 co为能满足上述条件，对于一阶装置，

2、时间常数。原则上越小越好，对于二阶装置一般选取E =, = =0con。3、用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在5%A内，则该量仪的时间常数 应设计成多大？答：一阶量仪的频率响应函数H(j ) 1一，幅频特性H( ) 1/J?(一7，1 j欲误差小于5% H ()应大于，已知 2 f 200故：1/J1 (200 )2应大于，解得：0.0005234、某光线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出(t)如下图所示的衰减振动，试根据图中数据确定该振动子的固有频率n及阻尼比保M孑称3)藉劫4输答：由图可见衰减振动的周期为=6.28 10 3s即衰减振动的频率fd 1000 ,

3、相应d 2 fd 1000r/s6.28阻尼比与振幅衰减的关系为ln正2M2/J12 ,图中注明ln业2M21 故有 /1,解得 下 0.70772衰减振动 d与无阻尼振动 n的关系为 dn 12代入值，彳导n 22 d 1410r/s5、一磁电式速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中。为该传感器的固有角频率， 为被测角频率，其阻尼比 为，为了尽量减小测量时的幅值和相位误差，（1）该传感器应工作在什么条件下？ （2） f0=10Hz时，其工作最低频率 范围应为多少？答：（1）应工作在。的条件下。（2） f （7 8）f0,即f 70 80HZo此时幅值误差很小，相位差接近180 ,成为一个

4、反相器。6、用时间常数为秒的一阶装置对正弦信号进行测量，要求振幅误差在 5/100以内，求 该装置能够测量的正弦信号的最高频率。6、2、用传递函数为 的一阶测量装置进行周期信号测量。若将幅度误差限制在5%Z下，试求所能测量的最高频率成分。此时的相位差是多少？解：（1）已知一阶系统误差公式。（2）解得w=7、用一个时间常数为秒的一阶装置去测量周期分别为1秒，2秒和5秒的正弦信号, 问幅值误差分别为多少？8、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比为卫=。用该传感器作频率为 400Hz正弦力测试时，其幅值比 A(co)和相角差。()各为多 少？若用其测量频率为4

5、00Hz的方波信号，输出信号是否失真？为什么？作出输出信号的波 形图。9、液体温度传感器是一阶传感器，现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为4dy/dx+2y = 2 X103x。|y:水银柱高(m), x:被测温度( )求：| (1)水银温度计的传递函数；(2)温度计的时间常数及静态灵敏度；(3)若被测水温是频率为的正弦信号，求此时的振幅误差和相角误差。10、一滤波器电路如图所示，R=Q , C=2uF, 1)该滤波器是低通、高通还是带通滤波器？2)确定频率响应函数 H()以及滤波器的截止频率；3)当输入信号 ux=100cos(1000t-45 ?时，求输出信号uy,并比较其幅值及相位关系

6、。11、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的电荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为Sp=5pc/Pa ,该测试系统的总灵敏度为 S=0.5mm/Pa,试问：(1)电荷放大器的灵敏度 Sv应调为何值(v/Pc)?(2)用该测试系统测 40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少？12、想用一个时间常数 =秒为一阶装置作正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在 5%以内，试问：(1)该装置所能测量的正弦信号的最高频率f为何值？(2)利用该装置测量周期为秒的正弦信号，其幅值误差将为多少？13、一测试装置如图所示，R为电阻，C为

7、电容，均为定值，输入X,输出为V。(1)试求该装置的频响函数H(3)。(2)该装置是什么类型的滤波器？如R=350K!, 0=1000 F,求它的截止频率f?14、一潜水器携带一种时间常数为2 0秒和压力计，并以每秒5米的速度下潜，假设水深每增加1米，潜水器所受压力增加1 0公斤，当压力计指示为1 0 0 0公斤时，则实际该潜水器受压多少公斤？（要求有详细计算过程）15、用一阶测量仪器测量 100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%问仪器的时间常数T的取值范围。若用该仪器测 50Hz的正弦信号，相应的振,误差和相位滞后是多少？ （10分）答：一阶装置，仍有同一，越大，越小.今=100

8、Hz,测量误差小于5%即，求出秒用该仪器测 50Hz的正弦信号，有, 即振幅误差是，相位滞后是16、用时间常数为的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于5%,问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s和5s,问幅值误差是多少？（10分）答：对一阶装置，有 H （s）H(f)11 ( 2 f)212今 0.5,有幅值误差小于H(f)12 1 21 (2 f )5% ,应 H (f) 0.95,求出 f0.1Hz。(4 分)对被测信号周期是2s, f1 0.5Hz , H(f1) 0.537,幅值误差为(3分)周期是 5s, f2 0.2Hz ,

9、H(f2)0.847,幅值误差为 （3分）17、已知一阶低通滤波器的频率特性为，式中 =,当输入信号时，求其输出并比较与的幅值与相位有何区别。（10分）解：H (f)1J4-2f2(f) arctg 2 f信号x（t）的频率构成为:f21002(2分)对九:A(f。12，210420.8941(f1)arctg 20.052100.05226.57(3 分)对f 2:AT)121 4 21000.052220.1962(f2)arctg 2100 c C0.05278.69 (3 分)0.196cos(100t 4578.69 )123.69 ) (2 分)y(t) 0.5 0.894cos(

10、10t 26.57 ) 0.20.447 cos(10t 25.57 ) 0.0392 cos(100t18、析周期信号x（t）=+（100t-冗/4）通过一个传递函数为H（s）=1/+1）的系统后所得的稳态响应。（12分）18、2、求输入信号x(t) 0.2cos(100t 45 )通过H(s) 装置后0.005s 1得到的稳态响应(t)。19、待测压缩机转速为 1000 r/min ,现有级精度，量程为 1000 r/min及级精度，量程 为3000 r/min的两个转速，请问使用哪一个转速表较好，并说明原因。20、已知一个二阶测量装置，阻尼比t=, fn=1200Hz,问：输入240Hz

11、和480Hz的信号时A(co)和()(w )是多少？若阻尼比 I变为和，A(co)和()(w )又各是多少？21、已知某一测力传感器为二阶测量装置，其动态参数为固有频率fn=1200Hz,=。试求当测量信号 x(t尸sin2兀ft+sin6兀ft+sin10兀ft时其幅值、相位变化，其中 f=600Hz。最后请用幅频、相频图作出定性解释。22、对某量进行了 8次测量，测得值为：,求测量量的最佳估计值和测量不确定度。23、试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。124、已知RC低通滤波器的传递函数为 H(s)=,其中 0.001s,求A()s 1和()。输入一信号求幅值误差和相

12、角误差25、已知RCW通滤波器的传递函数为 H(s尸一s-，其中 0.001s,求A() s 1和()。输入一信号求幅值误差和相角误差频率远高于固有频率，幅值相角如何变化？26、某一压电式压力传感器的灵敏度已调到S1=90pC/Mpa把它和一台灵敏度S2调到pC的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一 灵敏度S3已调到20mm/V勺光线示波器上记录，试绘出这个测试系统 的框图，并计算其总的灵敏度。答：传感器电荷放大器光线示波器绘图正确5分S=S1*S2*S3=90*20=9(mm) (5 分)27、某压电式传感器的灵敏度为 MPa将它与tf益为nC的电荷放 大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔

13、式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V试计算这个测量系统的总灵敏度。又当压力变化为 时，记录笔在纸上的偏移量是多少？答：设 S1=MPa S2=nC S3=20mm/V则 s Si S2 S3 99.9 0.005 20 = (mm/MPa (5 分)、JS 八当压力 P 时： P, x=3.5 9.99 34.965 (mm (5 分)28、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。 已知传感器的固有 频率为n ,阻尼比为E ,问使用该传感器作频率为 的正弦力测试时， 其幅值比A( 3)和相位角差0( 3)各为多少？。（2分）A（）. 1 （）22 4 （）2,nn（4分）2 （一）（） arc

14、tgn- （4 分）1 （一 ）2n答：H(s) 得 H（j ）29、用一个时间常数为的一阶装置去测量周期为 1s的正弦信号,问幅值误差将是多少？ ( 10分)1答：由系统为一阶系统可知：H(s尸丁 其中 0.35S由信号周期为1S可知 2 rad/s （1分）1可知Hg)=j 1A()则1 A()1W（）2（1 分）1 小（）2 （4 分）=%（1 分）30、已知二阶的力传感器，固有频率为 800HZ,阻尼比为，用此传感器来测量400Hz的正弦变化力时，求：（1）：A （3）和（3）;（2）:若该装置的阻尼比为，求此时的A（3）和（3 ）。31、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的电

15、荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为Sp=5pc/Pa ,该测试系统的总灵敏度为S=0.5mm/Pa,试问：（1）电荷放大器的灵敏度Sv应调为何值（v/Pc）?（2）用该测试系统测 40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少？S Sp Sv SxS 0 5_答：.Sv-0-5- 0.005 （V / Pc） Sp Sx 5 202. x 40 0.5 20(mm)32、在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将他与增益为5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为 25mm/V的笔试记录仪

16、上，试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的 输出变化30mnW,压力变化为多少？答：（1）求解串联系统的灵敏度。（2）求压力值。33、用一时间常数为 2s的温度计测量炉温时，当炉温在200C 400c之间，以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？答：（1）已知条件(2)温度计为一阶系统，其幅频特性为(3)输入为200 C 400c时，其输出为：y=A(w) X 200=( C ) y=A(w) X 400=( C)34、对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量的数值为，同时测得其周期为。设已知装置的静态增益为 3,试求该装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。 (1)求解阻尼比