工程测试技术基础

华北科技学院毕业设计（论文）

第一章习题

一、 选择题

1.描述周期信号的数学工具是（ ）。

.A.相关函数 B.傅氏级数 C. 傅氏变换 D.拉氏变换 2. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ ）。 A.相位 B.周期 C.振幅 D.频率 3.复杂的信号的周期频谱是（ ）。

A．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc函数 4.如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的频率成分是（ ）。

A.有限的 B.无限的 C.可能是有限的，也可能是无限的 5.下列函数表达式中，（ ）是周期信号。

A. x(t)???5cos10???????当t?0??????????????????

?0???????????????????当t?0B.x(t)?5sin20?t?10cos10?t?????????t???) C.x(t)?20e?atcos20?t?????(???t???)

6.多种信号之和的频谱是（ ）。

A. 离散的 B.连续的 C.随机性的 D.周期性的

华北科技学院毕业设计（论文）

第一章习题

一、 选择题

1.描述周期信号的数学工具是（ ）。

.A.相关函数 B.傅氏级数 C. 傅氏变换 D.拉氏变换 2. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ ）。 A.相位 B.周期 C.振幅 D.频率 3.复杂的信号的周期频谱是（ ）。

A．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc函数 4.如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的频率成分是（ ）。

A.有限的 B.无限的 C.可能是有限的，也可能是无限的 5.下列函数表达式中，（ ）是周期信号。

A. x(t)???5cos10???????当t?0??????????????????

?0???????????????????当t?0B.x(t)?5sin20?t?10cos10?t?????????t???) C.x(t)?20e?atcos20?t?????(???t???)

6.多种信号之和的频谱是（ ）。

A. 离散的 B.连续的 C.随机性的 D.周期性的

一、是非题（对的打√ ，错的打×）（每题2分，共20分） 1．非周期信号的频谱都是连续的。（√ ） 2．瞬态信号是时间轴上的零平均功率信号。（√ ） 3．随机信号是确定性信号。（×）

4．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。（√ ） 4．频响函数同时反映了系统响应的稳态过程和过渡过程。（× ） 5．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作幅值范围。（×） 6．变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。（×）

7．金属丝应变片在测某一构件的应变时，其电阻的相对变化率主要由电阻材料的电阻率的变化决定。（×）

8．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的直流测量用桥的输出是调幅波。（×）

7．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的交流测量用桥的输出是调幅波。（√ ）

9．选择好的窗函数对信号进行截断，可以减少能量泄漏。（√） 10．设带通滤波器的上、下截止频率分别为fc2和fc1,则倍频程滤波器有：fc2?2fc1.( √ ) 1．非周期信号的频谱一定是离散的。（× ） 2．瞬态信号是能量有限信号。（√ ） 3．直流信号被截断后的频谱是连续的。（√） 5．变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。（×

一、填空题(每空1分，共10分) 1.信号可分为____ _____两大类。 2.在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性，则该过程叫_________。

3.对于线性系统，若输入为x(t)=x0ejt，则其稳态输出y(t)=y0ej(?t??0)，这个性质称为

ω

_________。

4.已知滤波器的带宽为B，它对阶跃响应的建立时间为Te，则B和Te的关系为_______。 5.若测试系统由两个环节并联而成，且各个环节的传递函数分别为H1(S)和H2(S)，则该系统的传递函数为_________。

6.若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样的离散信号的频谱会发生_______现象。

7.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy(τ)=_________。

8.若信号满足y(t)=kx(t)关系，式中k为常数，则互相关系数ρxy(τ)=________。

9.两个时域函数乘积的傅里叶变换等于这两个函数_________。

10.图1-10所示电桥的输出为_________。 图1-10

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将

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《机械工程测试技术基础》教学大纲

课程类别：必修课(技术基础课)

适用专业；机械设计制造及其自动化

执行学时：42学时

一、本课程在培养计划中的作用

（一）本课程是一门技术基础课，研究的对象是机械工程动态测试中常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法和测试信号的分析、处理。在本课程中，培养学生正确分析、选用测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能，并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向。

（二）基本要求

1 、从进行动态测试工作所必备的基本知识出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识：

（1）测试信号的基本特性和分析方法部分，着重建立频谱的概念：掌握信号的强度表述、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，了解功率谱密度函数及其应用；对数字信号分析作一般了解。

（2）测试装置的静动态特性部分：掌握一、二阶系统的静动态特性的描述及测定方法；按不失真测量的条件，正确选用测试装置。

（3）常用传感器、中间交换电路、记录仪器部分：了解常用传感器、中间交换电路、记录仪器的基本结构、工作原理及性能，能正确进行选择。

（4

Chapter 1

1、信号的三种分类方法及其定义

（1）确定性信号与随机信号。若信号可表示为一个确定的时间函数，因而可确定其任何时刻的量值，这种信号称为确定性信号（分为周期信号，非周期信号）；随机信号是一种不能准确预测未来瞬时值，也无法用数学关系式来描述的信号。

（2）连续信号和离散信号。若信号数学表示式中的独立变量取值是连续的，为连续信号；若独立变量取离散值，为离散信号。

（3）能量信号和功率信号。电压信号x（t）加到电阻R上，其瞬时功率P（t）=x2（t）/R。把信号x（t）的平方x2（t）及其对时间的积分分别称为信号的功率和能量。 2、周期信号频谱的三个特点

（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数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数（3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。

3、傅里叶变换的性质（P30 表1-3）

奇偶虚实性、对称性、时间尺度改变特性、时移和频移特性、卷积特性 性质 时域 频域 实偶函数 实偶函数 函数的奇偶虚实性 实奇函数 虚奇函数 虚偶函数 虚偶函数 虚奇函数 实奇函数 线性叠加 ax(t)+by(t) aX(f)+bY(f) 对称 X(t) x(-f) 尺度变换 x（kt） 1

机械工程测试技术（刘培基） 第二章 信号描述及其分析

2—1 描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具?如何进行描述?周期信号是否可 以进行傅里叶变换?为什么?

2—2 求指数函数x(t)?Ae?at(a?0,t?0)的频谱。

2—3 求周期三角波(图2—5a)的傅里叶级数(复指数函数形式)。 2—4 求图2-15所示有限长余弦信号x(t)的频谱。

设x(t)???cosw0t?0t?T t?T

2—5 当模拟信号转换为数字信号时遇到哪些问题? 应怎样解决?

第三章 测试系统的基本特性

3—1 测试装置的静态特性指标主要有哪些?它们对装置的性能有何影响?

3—2 什么叫一阶系统和二阶系统?它们的传递函数、频率响应函数及幅频和相频特性 表达式是什么?

3—3求周期信号工x(t)?0.5cos10t?0.2cos(100t?45)通过传递函数为

?1的装置后所得到的稳态响应。

0.005s?13—4 一气象气球携带一种时间常数为15s的一阶温度计，并以15m/s的上升速度通过大气

H(s)?层。设温度随所处的高度按每升高30m下降0.15c的规律变化，气球将温度和高度的数据用无线

《机械工程测试技术基础》课后答案

章节测试题

第1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

机械工程测试技术基础

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。（ ）

机械工程测试技术基础课后习题答案

信号及其描述习题

1.1求周期方波（图1-4）的傅立叶级数（复指数函数形式）。画出频谱图|Cn|— ； n— 图并与表1-1对比。

解：傅立叶级数的复指数形式表达式：x(t)=

jn 0

t;n=0,±1,±2,±3,×××

n

+

Cne=

式中： C1T 0 jn t1 0T jn

n=20Tdt=0 T0x(t)e2T0 T A)e0tdt+2 jn 0t0(20Aedt

T = 1 A0

jn2

T e 0t +1 Ae jn 0t 0 jn 0 TT 0 jn 0

2

= jA[]

n +jAn 12e jn +ejn = jAn

(1 cosn ) j2A;n=±1,±3,±5, = ×××

0;n n=±2,±4,±6,×××所以：

+

x(t)=

j2A ejn 0t;n=±1,±3,±5,±7

n= n ÷

,×××幅值频谱：

C=C22

2AnnR+