测试技术基础试题及答案2

北京工业大学2009—2010学年第二学期

测试技术基础试卷（闭卷）

班级 学号 姓名 成绩 题目 一 分数

一、填空题（30分，每空1.5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τ为 0 情况下，自相关函数值达到最大值。

3. 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fc与采样频率fs之间的关系应满足

二 三 四 合计 1

关系式 错误！未找到引用源。 。

12. 某信号的自相关函数为Rx(?)?100cos?0?，则该信号的均值为 0 ，均方根值为

10 。

13. 若窗函数w(t)的频谱为W(?)?Tsinc(?T2)，则时延窗函数w(t?t0)的频谱为 错误！未找到引用源。。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．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 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

2 B 1 C 2/2 D 1/2

9．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

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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，频率分辨率越高 D建立时间越长，频率分辨率越高

13．若?0、??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，S为极板面积，在????1的条件下，该电容传感器灵敏度近似为 D 。 A．

?????S?S B． C． D． 22?????0?014．若瞬变信号x(t)的频谱为X(f)，则信号ax(bt)(其中a、b均为正实常数)的频谱为 A 。 A C

afbfX() B X() bbabbfafX() D X()

baaa15．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

????x(t)?(t?t0)dt?x(t0) B x(t)*?(t?t0)?x(t?t0)

C x(t)*?(t)?x(t) D ?(t)?1 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

3

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 三、计算题（共30分）

1．已知周期矩形脉冲信号的傅立叶级数展开式为：x(t)??Tn????sinc(?n??jn?0t，其时域波形)eT和频谱如下图所示。其中周期矩形脉冲的周期为T，脉冲宽度为?。（10分）

（1） 若??0.25ms，T?1ms，该周期矩形脉冲信号的带宽为 4000 Hz，谱线间隔为

1000 Hz。

（2） 若矩形脉冲幅度和宽度?保持不变，周期变为T?2ms时，其带宽为 4000 Hz、谱线

间隔为 500 Hz，频谱最大幅度为 0.125 。

2．若要求100Hz正弦信号通过某一阶滤波器后，幅值误差小于5％，问该一阶滤波器的时间常数最大为多少？120Hz正弦信号通过该滤波器后，幅值误差为多少？(6分)

解：滤波器作为一阶系统，有

H(s)?11 和 H(f)? 212?s?1[1?(?2?f)]对于同一频率f，?越大，测量误差越大，令 f =100Hz, 测量误差小于5%，即

H(f)?0.95，求出??5.23?10?4。

所以该滤波器的时间常数最大取为??5.23?10。

120Hz正弦信号通过该滤波器时，有H(f)?0.93028，即幅值误差为6.972%。

?4 4

3．某等截面梁（泊松比为0.3）受单向拉力F作用，将灵敏系数为2.4的四个应变片粘贴在梁上，如下图所示。(1) 请利用粘贴的四片应变片组成全桥（绘制电桥图），实现拉力F的测量。(2) 若供桥电压为8V，应变片R1和R3产生应变为150με（1με＝1×10-6），问电桥输出电压是多少？ (8分)

FR1R2FR3R4

解：

eo?eieK(?1??2??3??4)?iK(?1???1??1???1) 44eie8VK?1(1???1??)?iK?1(1??)??2.4?150?10?6(1?0.3)?1.872mV422

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4．利用压电式传感器组成加速度测量系统。其中压电式传感器的灵敏度Scp=9.00Pc/g，它与灵敏度为SVC=0.005V/Pc的电荷放大器联接后，接到灵敏度为SXV=20mm/V的示波器上显示。试画出该加速度测量系统的方框图，并计算系统总灵敏度S。（6分） 解：

被测物体 被测物体 被测物体 被测物体

S?SCP?SVC?SXV?9.0Pc/g?0.005V/Pc?20mm/V?0.9mm/g

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