测试技术考试试题库（带答案）

测试技术考试试题库（带答案）

一， 题号 得分 学院 班级 姓名 学号 一 二 三 四 五 六 总分 一、填空（每空1份，共20分）

1． 测试技术的基本任务是 。 2． 从时域看，系统的输出是其输入与该系统 的卷积。 3． 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 4． 如果一个信号的最高频率为50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频

率应该大于 Hz。

5． 在桥式测量电路中，根据其 的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。

6． 金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用

引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。 7． 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。

8． 带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1，其带宽B = ；若其带宽

为1/3倍频程则fc2 = fc1。

9． 属于能量控制型的传感器有 、 等。

10 根据载波受调制的参数不同，调制可分为 、 、 。 11 相关滤波的工作原理是 。

12 测试装置的动态特性可以用 函数、 函数和

函数进行数学描述。

二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分） 1． 不能用确定的数学公式表达的信号是 信号。 A 复杂周期 B 非周期 C 瞬态 D 随机 2． 平稳随机过程必须 。

A 连续 B统计特征与时间无关 C 各态历经 D 统计特征等于时间平均 3． 一阶系统的动态特性参数是 。

A 固有频率 B 阻尼比 C 时间常数 D 灵敏度

4． 系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值

不同的输出量之间的最大差值称为 。

A 回程误差 B 绝对误差 C 相对误差 D 非线性误差 5． 电阻应变片的输入为 。

A 力 B 应变 C 速度 D 加速度

6． 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

A 传递函数 B 互相关函数 C 互谱密度函数 D 相干函数

7． 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用 放大器。

A 电压 B 电荷 C 微分 D 积分

8． 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

传感器。

A 电容式 B 压电式 C 电阻式 D 电涡流式

9． 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带 ，

也可达到分析的目的。

A 重放速度放快 B 重放速度放慢 C 重放速度不变 D 多放几次 10. 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。

A 存在，但<5％ B 存在，但<1 C 在时间常数很小时存在 D 不存在

三、判断题（用√或×表示，在正确的题目对应的括号里填√，反之填 ×，每题1分，共

10分）

1． （ ）非周期信号的频谱是连续的。

2． （ ）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 3． （ ）调幅波是载波与调制信号的叠加。 4． （ ）涡流传感器属于有源传感器。

5． （ ）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。

6． （ ）窗函数频谱的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。 7． （ ）恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。 8． （ ）随机激振属于宽带激振法。

9． （ ）压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。

10.（ ）若系统是完全线性的，则输入输出的相干函数一定为1。 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。

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？

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？ 4． 信号的预处理包括那些环节？

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？ 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？

五、计算题（共14分）

1． （6分）已知低通滤波器的频率响应函数为

2． （4分）有一信号x(t)?Acos(?t??)，初始相角?为一随机变量；

试求 1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。

3． （4分）以阻值R?120?，灵敏度S?2.5的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电阻

组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为1000??时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压

六、 应用题（共16分）

1. （6分）某车床加工外圆表面时，表面振纹主要是由主轴箱转动轴上齿轮不平衡惯性力使主轴箱振动所引起，实验测得振纹的频谱如图2（a）所示，主轴箱内的传动示意图如图2(b)所示，传动轴Ⅰ、Ⅱ和主轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为Z1 = 30, Z2 = 40, Z3=20, Z4=50, 传动轴Ⅰ的转速为 n1 = 2000转/分（根据传动比计算可知：传动轴Ⅱ的转速为 n2 = 1500转/分，主轴Ⅲ的转速为 n2 = 600转/分），试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响较大？为什么？

1， 式中 ??0.05s

1?j???当输入信号为x(t)?0.6cos(60t)?0.5cos(100t?45)时，求滤波器的稳态输出y(t) H(?)?（a） (b)

图2

2. （10分）欲测试图3(a)所示简直梁的动态特性参数（固有频率和阻尼比），（1）请从现有设备中选择，并用框图表示测试系统构成，简述测试过程；

（2）测得该梁的幅频特性曲线如图3（b）所示，根据该曲线如何确定简直梁的动态特性参数（给出原理、公式并在图中表示）

（现有设备： 压电式加速度计、 压电式力传感器、磁电式速度计、电阻应变片、电荷放大器、功率放大器、信号发生器、激振器、数据采集分析系统、显示设备）

图3 (a)

图3 (b)

xx大学200X—200X学年第一学期

《传感器与测试技术》期末考试试卷参考答案

学院 _ 年级 _ 考试班级 ___ 一、 填空( 每空1分，答对得分，答错不得分，共20分)

1． 获取有用的信息 2． 脉冲响应函数

3． 时间(t)、频率f或(?) 4． 100Hz

5． 激励电压（或工作电压或桥压或电源）

6． 导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应） 7． 压电效应

8． fc2?fc1 、32（或1.26）

9． 电阻式传感器、涡电流传感器、电容式传感器、电感式传感器等，答对任何两

个均得2分

10． 调幅、调频、调相

11． 同频相关不同频不相关/同频检测原理 12． 传递、频率响应、脉冲响应 二、 选择题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分）

1—5 D B C A B 6—10 D B D B D 三、 判断题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分） 1—5 ×√×√√ 6—10 √×√×√ 四、 简答题（每题5分，共30分） 1．（5分）

2分

频谱特点：离散性、谐波性、递减性 3分(每答对一个得1分) 2．（5分）

固有频率(?n)和阻尼比(?) 3分(每答对一个得1.5分) 2分(每答对一个得1分) 3. （5分）

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。 2分

或者用文字描述上述关系，描述正确2分，不完整1分，错误不得分。 实现不失真测试的测试装置的

幅频特性为 A(ω)= A0 = 常数 1.5分

相频特性为 φ(ω)=?t0? 1.5分 或者用文字表述，表述正确同样得分。 4. （5分）

（1）电压幅值调理（或者放大） 1分 （2）滤波（或者滤去高频） 2分 （3）隔离直流分量（或者隔直） 1分

（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 1分 5. （5分）

动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1分），相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平

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

衡外，还须有电容平衡（3分）。 5分

其它的表述酌情给分。 6. （5分）

（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。 2分

（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同 1分

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 1分 幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1分 五、 计算题（共14分）

1. （6分） x(t)?0.6cos(60t)?0.5cos(100t?45?)

令x1(t)?0.6cos(60t)，x2(t)?0.5cos(100t?45?) 根据线性系统频率保持性和幅频相频特性 A(?)?11?(??)2，?(?)??tan(??)

由?1?60，可以得到：

1?(0.05?60) ?(?1)??arctg(??)??arctg(0.05?60)??71.565? 1分 y1(t)?0.6?0.316cos(60t?71.565?)?0.1896cos(60t?71.565?) 由?2?100，可以得到：

1 A(?2)??0.196 1分

21?(0.05?100) ?(?2)??arctg(??)??arctg(0.05?100)??78.69? 1分

y2(t)?0.196?0.5cos(100t?45??78.69?)?0.098cos(100t?123.69?)

由线性系统的叠加性可得

y(t)?y1(t)?y2(t)?0.1896cos(60t?71.565?)?0.098cos(100t?123.69?) 2分

2.（4分） 自相关函数：Rx(?)?limA(?1)?12?0.316 1分

1Tx(t)?x(t??)dt 1分 ?0T1T =lim?Acos(?t??)?Acos[?(t??)??)]dt

T0A2cos(??) 1分 =2TT120120?t??)dt=0 1分 均值：?x?T0x(t)dt=T0Acos(????T02T02 方差：?x21?T0?T02T?02A2[x(t)??x]dt? 1分

2 3. （4分）单臂：

uy??R1?R11?u0??u0?S?u0??2.5?1000?10?6?4?2.5?10?3V 24R4R44?R1?R11?u0??u0?S?u0??2.5?1000?10?6?4?5?10?3V 2分 2R2R22分

双臂：

uy?六、 应用题（共16分）

1. （6分）转动轴I的转动频率为：2000/60=33.3HZ； 1分 转动轴II的转动频率为：1500/60=25HZ； 1分 转动轴III的转动频率为：600/60=10HZ； 1分

与实验测得振纹的频谱图比较可知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。 3分 2．（10分） （1）（6分）

测试系统组成框图：（4分）

测试过程（2分）：信号发生器产生的信号由功率放大器放大后传送给激振器，激振器通过压电式力传感器对简支梁激振；压电力传感器拾取激振力信号，压电加速度传感器拾取振动信号，分别经电荷放大器放大后送入数据采集系统，最后由显示设备显示频率响应函数。

（2）（4分） 幅频特性峰值A0对应的频率为简支梁的固有频率?n；2分 半功率点（或者12A0或者0.707A0）对应

的频率分别为?1、?2；阻尼比如下方法估计： ?? ?2??1?n 2分 要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。 复习题

第一章 信号及其描述

（一）填空题

1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来

传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特

点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对

称。

（二）判断对错题（用√或×表示）

1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ）

4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （三）简答和计算题

1、 求正弦信号x(t)?x0sin?t的绝对均值μ|x|和均方根值xrms。

2、 求正弦信号x(t)?x0sin(?t??)的均值?x，均方值?x，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数x(t)?Ae?at2(a?0,t?0)的频谱。

|t|?T?cos?0tx(t)?4、 求被截断的余弦函数的傅立叶变换。 ?0|t|?T??at5、 求指数衰减振荡信号x(t)?esin?0t(a?0,t?0)的频谱。

第二章 测试装置的基本特性

（一）填空题

1、 某一阶系统的频率响应函数为H(j?)?12j??1，输入信号x(t)?sint，则输出信号2y(t)的频率为?? ，幅值y? ，相位?? 。

1.52、 试求传递函数分别为和

3.5s?0.541?n222s?1.4?ns??n的两个环节串联后组成的系统的

总灵敏度。

3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、

和 。

4、 当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为H(j?)? 。

5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。

6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题

1、 不属于测试系统的静特性。

（1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。

（1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡

3、 两环节的相频特性各为Q1(?)和Q2(?)，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性

为 。

Q1(?)Q2(?) （2）Q1(?)?Q2(?) （3）（1）

Q1(?)Q2(?)Q1(?)?Q2(?) （4）

Q1(?)?Q2(?)4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。

（1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。

（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 。

（1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比 7、 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 倍所经过的时间作为时间常数。

（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 （三）判断对错题（用√或×表示）

1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然

导致输出波形失真。（ ） 2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为

传递函数。（ ）

3、 当输入信号x(t)一定时，系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s)，而与该系统

的物理模型无关。（ ）

4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ ） （四）简答和计算题

1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 2、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？

4、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为H(s)?1。求其对周期信号

0.005s?1x(t)?0.5cos10t?0.2cos(100t?45?)的稳态响应y(t)。

15、 将信号cos?t输入一个传递函数为H(s)?的一阶装置，试求其包括瞬态过程在

1??s内的输出y(t)的表达式。

第三章 常用传感器

（一）填空题

1、 属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传

感器有 等（每个至少举例两个）。 2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。

3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影

响，实际应用时常常采用 工作方式。 4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 放大器和 放

大器，后接 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。

5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。

7、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。 （二）选择题

1、 电阻应变片的输入为 。

（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度

2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。

（1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。

（1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料 4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方

5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通

6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数 7、 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 传感器。 （1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式

8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙?变化时，其灵敏度S与?之间的关系是：S＝ 。 （1）k1? （2）k? （3）k??2 （4）?k??2

9、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。

（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层 （三）判断对错题（用√或×表示）

1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ） 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ） 3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ） 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ） （四）简答和计算题

1、 哪些传感器可选作小位移传感器？

2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测

量大位移量？为什么？

3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？

4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是

什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。

5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 6、 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

（1） 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理； （2） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。

7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r?4(mm)，工作初始极板间距离

?0?0.3(mm)，介质为空气。问：

（1） 如果极板间距离变化量????1(?m)，电容的变化量?C是多少？

（2） 如果测量电路的灵敏度k1?100(mVpF)，读数仪表的灵敏度k2?5（格／mV）在????1(?m)时，读数仪表的变化量为多少？

第四章 信号调理、记录和显示

（一）填空题

1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。

2、 在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。

3、 在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。

4、 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被测信

号的 而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。 5、 调频波的解调又称为 。

6、 调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成正比。

7、 常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为 ，其带宽B

＝ ，若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为 。

8、 RC低通滤波器中RC值愈 ，则上截止频率愈低。 （二）选择题

1、 设有一电路，R1是工作桥臂，R2，R3，R4是固定电阻，且R1?R2?R3?R4。工

作时R1?R1?2?R1，则电桥输出电压ey?（ ）。e0为电桥的电源电压。 （1）

?R1?R?R2?R1e0 （2）1e0 （3）1e0 （4）e0 4R12R1R1R12、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。 （1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减 3、 电路中鉴频器的作用是 。

（1）使高频电压转变成直流电压 （2）使电感量转变为电压量 （3）使频率变化转变为电压变化 （4）使频率转变为电流

4、 一选频装置，其幅—频特性在f2??区间近于平直，在f2?0区间急剧衰减，这叫

滤波器。

（1）低通 （2）高通 （3）带通 （4）带阻

5、 一带通滤波器，其中心频率是f0，-3dB带宽是B，则滤波器的品质因数Q等于 。

（1）f0?B （2）f0?B （3）f0B （4）f0B

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。 （ ） 2、 调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ） 3、 带通滤波器的波形因数?值越大，其频率选择性越好。 （ ） 4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ ） （四）简答和计算题

1、 何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条

件？

2、 调幅波的解调方法有哪几种？

3、 抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？ 4、 相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。 5、 以阻值R?120?，灵敏度S?2的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电阻组成电桥，

供桥电压V0?3V，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变??2000??。 （1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。 （2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度

6、 若x(t)为调制信号，y(t)?cos2?f0t为载波，xm(t)为调幅波（如图所示）

（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。 （2）画出载波与调幅波的双边频谱图。

?A8.85?10?12?5.027?10?5?6?3?C??2?????2?10??9.85?10PF 2?3??0.3?10?(2) 仪表示值变化格数为：

N=5×100×(-?C)=5×100×9.85×10-3=4.9格

三，

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 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

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)e，T其时域波形和频谱如下图所示。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[1?(?2?f)]?s?1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%。

?43．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

?

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

四．分析应用题（20分）

1．何为系统不失真测试条件？根据右图所示二阶系统的幅频特性和相频特性曲线，说明如何选择二阶系统动态特性参数及工作频带？（6分）

解：不失真测试条件：幅频特性为一常数，相频特性与频

率成线性的关系。

对于一个二阶系统来说，在

??0.3的范围内，系统的幅频特?0性接近一条直线，其幅值变化不超过10%，但从相频曲线上看，曲线随阻尼比的不同剧烈

变化。其中当?接近于零时相位为零，此时可以认为是不失真的。而当?在0.6~0.8范围内时，相频曲线可以近似认为是一条起自坐标系原点的斜线。

2．周期信号的傅立叶级数表达式的物理含义为：周期信号可以分解成众多具有 不同频率 的

谐波 信号，该周期信号可以利用傅立叶级数中的某几项之和逼近。下图为周期方波在不同阶次谐波逼近波形，请问，基波频率为 250Hz ，图 a 逼近中谐波阶次更高。（4分）

1.5

1.00.5

0-0.5-1.0

-1.5

1.51.00.50幅度/V 幅度/V -0.5

-1.0

012345678910

-1.5

012345678910

时间/ms

时间/ms

图(a) 图(b)

3．下图为采用某一种传感器测量不同的非电量的示意图。图中被测物体2均为金属材料制成，1为传感器。试问：（6分） （1）该种传感器是何种传感器？ （2）图中分别测量的是哪些非电量？ （3）总结该种传感器的两个优点。

1112

2

2

（a） （b） （c）

答：（1）涡流传感器

（2）（a）测转速，（b）测材料的厚度，（c）计数 （3）结构简单，使用方便，非接触测量等优点

4. 已知某位移传感器的位移测量值右侧表所列，其拟合直线为y??2.2?6.8x，试问：

此拟合直线能否满足线性误差小于5%的要求？(4分)

答：根据已有拟合直线，计算当x取不同值时，对应的y值

及误差为：

y/mm x/mV 0 10 20 30 40 0.00 1.85 3.45 4.92 6.22 7.37 当x?0时， y??2.22?6.8x??2.2， 对应误差为-2.2 50 当x?1.85时，y??2.22?6.8x?10.38， 对应误差为0.38 当x?3.45时，y??2.22?6.8x?21.26， 对应误差为0.26 当x?4.92时，y??2.22?6.8x?31.256， 对应误差为1.256 当x?6.22时，y??2.22?6.8x?40.096， 对应误差为0.096 当x?17.37时，y??2.22?6.8x?47.916， 对应误差为-2.084 所以，最大误差出现在当x?0时，此时误差?Lmax??2.2 线性误差为?L??LmaxY?100%?2.2?100%?4.4%?5%，故此拟合直线能满50足线性误差小于5%的要求。

四，

（一）填空题

1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来

2、传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

3、信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 4、周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。 5、非周期信号包括 信号和 信号。

6、描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 7、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。

8、某一阶系统的频率响应函数为H(j?)?12j??1，输入信号x(t)?sint，则输出信号2y(t)的频率为?? ，幅值y? ，相位?? 。

41?n1.59、试求传递函数分别为和2的两个环节串联后组成的系统的

3.5s?0.5s?1.4?ns??n22总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。

10、当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为H(j?)? 。

11、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。

12、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。

13、属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有 等（每个至少举例两个）。

14、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。

15、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用 工作方式。

16、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 放大器和 放大器，后接 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。

17、涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。 18、磁电式速度计的灵敏度单位是 。 19、压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。

20、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。 21、在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。

22、在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。

23、调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被测信号的 而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。 24、调频波的解调又称为 。

25、调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成正比。

26、常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为 ，其带宽B＝ ，若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为 。 27、RC低通滤波器中RC值愈 ，则上截止频率愈低。

28、为提高灵敏度，磁记录仪重放磁头的线圈匝数应 ，为补偿其微分特性，重放放大器应采用 。

29、驱动振动子转动的动力是由被记录信号电流通过振动子线圈所产生的 。 为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 、和 。

为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。

30、在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为 ，还应使采样频率满足采样定理即 。

31、如果一个信号的最高频率为50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 Hz。

32、若x(t)是均值为ux为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时Rx(τ) ，τ?∞时Rx(τ) 。 33、 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

34、若某一信号的自相关函数为Acos(??)，则该信号的均方值为?x= ，均方根值为xrms= 。

35、最常用的功率谱估计方法为 。

36、Sx(f)为信号的 沿频率轴的分布，X(f)称为 。 37、巴塞伐尔定理表示在 中计算的信号总能量，等于在 中计算的信号总能量。

38、为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 、和 。

22

?0?0.3(mm)，介质为空气。问：

（1）如果极板间距离变化量????1(?m)，电容的变化量?C是多少？

（2）如果测量电路的灵敏度k1?100(mVpF)，读数仪表的灵敏度k2?5（格／mV）在????1(?m)时，读数仪表的变化量为多少？

18、何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？

19、调幅波的解调方法有哪几种？

20、抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？ 21、相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。

22、以阻值R?120?，灵敏度S?2的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电阻组成电桥，23、供桥电压V0?3V，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变??2000??。

（1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。 （2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度

24、若x(t)为调制信号，y(t)?cos2?f0t为载波，xm(t)为调幅波（如图所示）

（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。 （2）画出载波与调幅波的双边频谱图。

25、已知信号x(t)?A0?A1cos(?1t??1)?A2sin(?2t??2)，求信号的自相关函数

Rx(?)，并画出自功率谱Sx(?)（双边幅值谱）。

26、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。 27、相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。

28、试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分。 29、某一系统的输入信号为x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数Rx(?)和输入—输出的互相关函数Rxy(?)之间的关系为Rx(?)?Rx(??T)，试说明该系统起什么作用？

30、应用巴塞伐尔定理求

????sinc2(t)dt的积分值。

31、已知信号x(t)?A0?A1cos(?1t??1)?A2sin(?2t??2)，求信号的自相关函数

Rx(?)，并画出自功率谱Sx(?)（双边幅值谱）。

32、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。 33、相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。

34试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分。 35某一系统的输入信号为x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数Rx(?)和输入—输出的互相关函数Rxy(?)之间的关系为Rx(?)?Rx(??T)，试说明该系统起什么作用？

36应用巴塞伐尔定理求

五，

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 频率 携带信号的信息。 6．绘制周期信号x(t)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x(t)与?(t?t0)进行卷积其结果是：x(t)??(t?t0)? x(t?t0)。其几何意义是 把原函数图像平移至t0位置处 。 二、 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)。

2????sinc2(t)dt的积分值。

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 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。

??5cos10?tA．x(t)????0B．x(t)?20e?at当t?0当t?0

cos20?t(???t???)

(???t???)

C．x(t)?5sin20?t?10cos10?t5．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．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° B．45°C．90° D．30° 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）

1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？（4分）

答：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’）

② 尽可能减小或消除各种干扰。（2’） 2.周期信号的频谱具有哪几个特点？（6分） 答：① 周期信号的频谱是离散的。（2’）

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。（2’） 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。（2’）

3.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）。（5分） 答：正确的接桥方法如图所示：（3’）

电桥的平衡条件是：

R1R2?jwL?1L?（2’） jwCC4.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：

1?R（2’） ui2R2?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（2’） ?2RRuo?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

uo?ui?R。（1’） R5.什么是调制和解调？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。

x(t) A -T/2 0 T/2 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：

?2At??Tx(t)????2At??T0?t??T2T?t?02（2’）

因为x(t)为偶函数，所以bn?0， n?1,2,3T2（1’）

1T/22T/22A4A1Aa0??x(t)dt??tdt?2t2?T?T/2T0T2T202T/24T/22A8A1an??x(t)cosn?0tdt??tcosn?0tdt?2(cosn??1)（2’）

T?T/2T0TT(n?0)2??4A2A?(n?)2n?[(?1)?1]??(n?)2?0?n?1,3,5n?2,4,6出此得x(t)的三角函数形式傅里叶级数展开为

x(t)?a0??(ancosn?0t?bnsinn?0t)?n?1?A4A12n??2?2cost（1’） 2?n?1,3,5nTn次谐波分量的幅值

22An?an?bn?4A（1’） n2?2n次谐波分量的相位

?n??arctanbn???（1’） an画出x(t)的频谱如图所示。

（2’）

2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变?。其贴片及组

uo?ub?ud??R??RR??R?R1??R1R2??R2ui?ui??0?0?uiR1??R1?R4R2??R2?R3?2R0??R2R0??R??R（4’）

2R0??R2R0?u?u2i2i4R0??R??R?1???2R0??2??R?由此可知，当??2R?0?1时，得uo??R?ui，在忽略了高阶无穷小之后，两电桥的输出2R0电压是一样的，均为uo?1?R（1’）不同之处是：立式桥由非线性误差，而卧式桥?ui。

2R没有，所以卧式桥更精确。（1’） 五、分析题（10分）

在输油管道上，常装有监测装置用以监测管道的裂损或泄漏，并能确定损伤位置，如图5-21所示。

s=vτm/2x2(t)K油管传感器2漏损处中心线图5－21 确定输油管裂损位置s0传感器1x1(t)相关分析Rx1x2(τ)0τm 答题说明：漏损处K，视为向两侧传播声响的声源，在两侧管道上分别放置传感器1和传感器2，因为放传感器的两点距漏损处不等远，则漏油的音响传至两传感器就有时差，在互相关图上???m处Rx1x2(?)有最大值，这个?m就是时差。由?m就可确定漏损处的位置：

1Rx1x2max?Rx1x2(?m)；s???m

2式中：s—两传感器的中点至漏损处的距离；?—音响通过管道的传播速度。 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 C、4 D、5 2、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^-15 C、3.27×10^-9 D、3.27×10^-9 6、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/√2

13、 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+φ1）+A2sin(w2t+φ2）B、A1A2sinw1tsinw2t

C、A1＇sinw1t+A2＇sinw2t D、A1＇sin（w1t+φ＇１）+A2＇sin（w2t+φ２＇） 14、 概率密度函数提供了随机信号（ B）的信息

A、沿频域分布 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fe1～fe2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０.７外，应使被测正弦信号的最高频率fm(C )振动子的固有频率fn

A、等于 B、>2倍 C、≤（０.５-０.６）D、<０.1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τ→∞时,信号x（t）的自相关函数Rx（τ）呈周期性变化,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、5

26、 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

Ａ、低通滤波器 Ｂ、高通滤波器 Ｃ、乘法器 Ｄ、振荡器 30、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 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( 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(f＋f0）。

x(t)ex(t)e A . x(t?t0) B. x(t?t0) 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

?j2?f0tj2?f0t

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 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

二、判断题

1、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取有用信息。(T) 2、周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的整数倍。(T)

3、一般把控制高频震荡波的缓变信号称为调制波，载送缓变信号的高频震荡称为载波，调制后的震荡波称为已调波。(T)

4、测量环节作为被测量环节的负载,两环节将保持原来的传递函数。(F) 5、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应具有线性关系为最佳。(T) 6、压电传感器的前置放大器的主要作用是对传感器输出信号进行解调。(F) 7、周期信号的频谱是由无限多条离散谱线组成，每一条谱线代表一个谐波分量。(T) 8、当τ＝0时，自相关函数值最小值。F

9、滤波器中，一般规定幅频特性值等于1.414A时所对应的频率称为截止频率。(f) 10、用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应接近0.707。(T)

11、信噪比越大则有用信号的成分越大,噪声影响也大。(T)

12、用二阶系统作测量装置时，影响幅值测量误差大小的参数有灵敏度。(T)

13、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，差动半桥接法可以获得最大的输出。(F)

14、周期信号频谱具有发散性、谐波性、离散性。(f)

15、对于电压放大器来说，当改变电缆的型号尺寸，输出电压将不改变。(F) 16、前置放大器在电路中起到了放大传感器微弱信号和将传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出的作用。(F)

17、霍尔式传感器是目前国内外应用最广的一种磁敏传感器之一，其工作原理为霍尔效应。(T)

18、差动半桥接法的灵敏度是单臂电桥灵敏度的3 倍。(F)

19、任意函数和δ函数的卷积，就是将该函数在自己的横轴上平移到δ函数所对应的位置。(F)

20、调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频震荡波的某个参数。使其按被测信号的规律变化，以利于信号的放大与传输。(T) 21．非周期信号的频谱都是连续的。（ T） 22．随机信号是确定性信号。（F）

23．传递函数不仅反映了系统的稳态过程，还反映了系统响应的过渡过程。（T ） 24．变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。（F）

25．选择好的窗函数对信号进行截断，可以减少能量泄漏。（T ） 26．非周期信号的频谱一定是离散的。（F ） 27．瞬态信号是能量有限信号。（T ）

28．变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。（ F ）

29．在直流电桥中，只要满足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外两相邻桥臂阻值的乘积， 则电桥一定处于平衡。（F ）

30．测试系统的灵敏度越高测量性能越好。（F） 三、填空题

1、 若x(t)的傅立叶变换是X(f),则x(kt)的傅立叶变换是1/k*X(f/k)

2、 测试装置输出波形无失真但有时间延迟的不失真测试条件是：装置的幅频特性为（ 常数 ），相频特性为（

?（?）=-t?）。

3、 x(t) 的频谱是X（f）,y(t)的频谱是Y(f),若在频域内X(f)与Y(f)作相乘运算，则对应在时域内x(t)与 y(t)应作__卷积_____

4、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有（线性 ）关系最佳。 5、 压电式传感器是利用某些物质的_压电效应__而工作的 6、 调幅波可以看作是载波与调制波的相乘。

7、 为了提高便极距型电容传感器的灵敏度,线形度及减小外部条件对测量精度的影响，实际应用时常常采用差动式工作方式

8、 频率不同的两个正弦信号,其互相关函数Rxy(τ )=(0 )

9、 滤波器分离信号中相邻频率成份的能力称为（分辨能力），它取决于滤波器的（带宽 ）。 10、 压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度改变，测量系统的灵敏度也发生变化

11、 测试系统通常由（传感器 ），（信号的调理和转换 ）及（信号处理 ）所组成。 12、 对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（ 泄露）现象。

13、 能用确切数学式表达的信号称为确定性信号，不能用确切数学式表达的信号称为随机信号。

14、选择窗函数对信号进行截断时，应力求其频谱的主瓣宽度窄些，旁瓣幅度小些。 15、根据滤波器的选频作用分，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、 带阻滤波器。

16、由δ函数卷积特性，任一函数x(t)与具有时移to的单位脉冲函数δ(t±to)的卷积为x=(t±to)，δ(t)函数的频谱密度函数为

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

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