发布时间 : 星期一 文章长沙理工大学测试技术复习试题更新完毕开始阅读
17.压电传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度的改变，测量系统的灵敏度也将凡是变化。 18.电容式传感器有面积、极距和介质3种类型，其中极距型的灵敏度最高。 19.霍尔元件是利用半导体元件的磁敏特性（霍尔效应）特性工作的。 5. 按光纤的作用不同，光纤传感器可分为功能型和传光型两种类型。 1.一个理想的测试装置应具有单站值的、确定的输出—输入关系。 2.测试装置的特性可分为静态特性和动态特性。
3.测试装置的静态特性指标有灵敏度、非线形度和回程误差。
4.某位移传感器测量的最小位移为0.01mm，最大位移为1mm，其动态线形范围是40dB。 5.描述测试装置动态特性的数学模型有微分方程、传递函数、频率响应函数等。
6.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为定常（时不变）系统。若其输入、输出呈线形关
系时，则称为线形系统。
7.线形系统中的两个最重要的特性是指线形叠加性和频率保持性。
8.测试装置在稳态下，其输出信号的变化量?y与其输入信号的变化量?x之比值，称为灵敏度，如果它
们之间的量纲一致，则又可称为放大倍数。
9.测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的传递函数。
10.测试装置对单位脉冲函数δ（t）的响应，称为脉冲响应函数记为h（t），h（t）的傅氏变换就是装置
的频率响应函数。
11.满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为常数和相频特性为线形。 12.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是阶越响应法和频率响应法。 13.测试装置的动态特性在时域中用微分方程描述，在频域中用频率响应函数描述。 14.二阶系统的主要特征参数有静态灵敏度、固有频率和阻尼率。
15.已知输入信号 x（t）=30cos（30t+30°）， 这时一阶装置的A（ω）=0.87，?(?) =-21.7°，
则该装置的稳态输出表达式是：y（t）= 26.1cos（30t+8.3°） 。
16.影响一阶装置动态特性参数是时间常数τ，原则上希望它越小越好。 17.二阶系统的工作频率范围是??0.5?n。
18.输入x（t），输出y（t），装置的脉冲响应函数h（t），它们三者之间的关系是
卷积关系
y(t)?x(t)?h(t)。
19.测试装置的频率响应函数为H（jω），则｜H（jω）｜表示的是输出与输入的幅值比（幅频特性），∠H
（jω）表示的是输出与输入的相位差（相频特性），它们都是频率的函数。
20.信号x（t）=6sin23t，输入τ=0.5的一阶装置，则该装置的稳态输出幅值A= 3，相位滞后?=-60°。
21.一个时间常数τ=5s的温度计，插入一个以15℃/min速度线形降温的烘箱内，经半分钟后取出，温度
计指示值为90℃，这时，烘箱内的实际温度应为88.75℃。
6. 周期信号的傅氏三角级数中的n是从0到+∞展开的。傅氏复指数级数中的n是从–∞到+∞展开的。 7. 周期信号x（t）的傅氏三角级数展开式中：an表示余弦分量的幅值，bn表示正弦分量的幅值，a0表示直流分量，
An表示n次谐波分量的幅值，?n表示n次谐波分量的相位角,n?0表示n次
谐波分量的角频率。
四、简答题（每题5分，共30分） 1． 已
知
周
期
方
波
的
傅
立
叶
级
数
展
开
式
为
x(t)?8A?11??sin?0t?sin3?0t?sin5?0t??? ??35?试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。
频谱特点：离散性、谐波性、递减性
2． 二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范围？
固有频率(?n)和阻尼比(?) 为了实现不失真,阻尼比(?)取值0.6 ~ 0.8; 工作频率取值小于等于0.58?n
3． 何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？
输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A0x(t-t0), 其中A0和t0为常数,则为不失真测试。
实现不失真测试的测试装置的
幅频特性为 A(ω)= A0 = 常数 相频特性为 φ(ω)=?t0?
4． 信号的预处理包括那些环节？
（1）电压幅值调理（或者放大） （2）滤波（或者滤去高频）
（3）隔离直流分量（或者隔直） （4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 5． 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外还设有电容平衡旋钮
动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥，即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容，相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平衡外，还须有电容平衡。
6． 测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：
图1
（1） 这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？ （2） 从波形中可以获得信号的哪些信息？
答：（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。
（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同
相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 7.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？
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 尽可能减小或消除各种干扰。
8.周期信号的频谱具有哪几个特点？ ① 周期信号的频谱是离散的
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
③ 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。因此，在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分量
9.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）
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。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。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。
10.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？
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；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。 11.现有电阻
R1和
R2，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法，
并写出该电桥的平衡条件。（设激励为
ui，输出为
uo）。
答：正确的接桥方法如图所示：（3’）
R1R2?jwL?电桥的平衡条件是：
1L?jwCC
12.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）
不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：
uo?1?Rui2R
2?R?R?R 当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为2Ruo?ui?RR。
即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接,这时
13.测量按测量值获得的方法进行分类有哪些？（6’）
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）；（
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；
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。
14.重复性误差和迟滞误差有何区别?
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
?Rmax1yfs，反行程的最大重复性偏差为
?Rmax2，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
rR??Rmax?100%yfs
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
rH?
?Hmax?100%yfs式中，
?Hmax是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。
15.试叙述信号的采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何？ 答：采样就是对时间历程
x(t)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
x(t)进行截断，即对信
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号加窗。所加窗宽为T的矩形窗函数用矩形窗函数
w(t)，其傅里叶变换W(f)是一个无限带宽的sinc函数。
（2’）采
w(t)截断采样信号，就是将采样信号x(t)s(t)，乘以时域有限宽矩形窗函数w(t)；其时
域和频域数学描述为
x(t)s(t)w(t)??
X(f)?S(f)?W(f)
16.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。