测试技术与信号处理复习题客观题.docx

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测试技术与信号处理复习题客观题

测试技术与信号处理复习题（客观题）

第1、3章一、判断题.1.对多次测量的数据取算数平均值，就可以减少随机误差的影响。

（√）2.传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。

（√）3.一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。

（√）4.一台仪器的重复性很好，但其静态测量结果也可能存在很大的误差。

（√）5.频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号的频率总等于输入信号的频率。

（√）6.固有频率fn=600Hz的振动子测量600Hz的谐波信号，输出不会失真。

（×）7.若振动子的固有频率fn=400Hz，则其工作频率范围为0~400Hz。

（×）8.测试系统的幅频特性在工作频带内通常是频率的线性函数，而线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。

（×）9.线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。

（×）10.测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。

（×）11.一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测试范围越窄。

（√）12.同一测量系统，测量有效频带不同的信号时肯定表现出不同的幅频特性。

（×）13.一阶系统的时间常数τ越小越好。

（√）14.一般的机械系统都可近似看成是二阶的“质量-弹簧-阻尼”系统。

（√）15.在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。

（√）16.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（t）,而与系统的物理模型无关。

（√）17.测试装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。

（×）18.随机误差不可能被修正，但在了解其统计规律之后，还是可以控制和减少它们对测量结果的影响。

（√）19.实际测试系统的输出与输入之间保持严格的线性关系（×）20.测试装置的相频特性表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。

（×）二、选择题1.下述参量的测量属于间接测量法的是（D）A．用天平测量物体质量；

B．用弹簧秤称物体重量；

C．声级计测声强级；

D．线圈靶测速2.要测量x（t）=50sin40pt+10sin20XX年pt的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（B）的惯性加速度计。

A．fn=15Hz、b=0.707；

B．fn=1000Hz、b=0.707；

C．fn=50Hz、b=0.04；

D．fn=1000Hz、b=0.04。

3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为（A）。

A．1℃B．0.5℃C．2℃D．20℃4.对某二阶系统输入周期信号x（t）=A0sinwmt，则系统输出信号有以下特性（C）。

[注：

wmwn]A．幅值、频率、相位皆不变；

B．频率改变，幅值、相位不变；

C．幅值、相位改变，频率不变；

D．相位不变，幅值、频率改变。

5.一般来说，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；

D．无规律可寻。

6.二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（C）。

A．使得系统输出值稳定；

B．使系统不共振；

C．获得较好的幅频、相频特性；

D．获得好的灵敏度。

7.测量等速变化的温度时，为了减小测量误差，希望测温传感器的时间常数（B）。

A．大些好；

B．小些好；

C．要适中；

D．可不考虑。

8.为实现不失真测试，在所传输信号的频带内，除应保证幅频特性恒定不变外，相频特性应（C）。

A．等于0；

C．与频率保持线性比例关系；

9．不属于测试装置动态特性的参数是（AB．等于常数；

D．等于-45°。

）。

A．灵敏度；

C．固有频率；

B．时间常数；

D．阻尼比。

10.测试装置所能检测输入信号的最小变化的能力，称为（D）。

A．精度；

B．灵敏度；

C．稳定性；

D．分辨力。

11.下列哪个参数可以反映测试系统的随机误差的大小?

（B）。

A．灵敏度；

B．重复性；

C．滞后量；

D．线性度。

12.仪器结构不完善所引起的误差属于（A）。

A．引用误差；

B．随机误差；

C．过失误差；

D．系统误差。

13.在一测试系统中，被测信号频率为1000Hz，幅值为4V，另有两干扰信号分别为20XX年Hz，8V和500Hz，2V，则利用（C）提取有用信号。

A．叠加性；

B．比例性；

C．频率保持性；

D．幅值保持性。

14．用二阶系统作为测试装置时，影响幅值测量误差大小的参数有（C）。

A．时间常数；

B．灵敏度；

C．固有频率和阻尼度；

D．回程误差。

15．信噪比越大则（A）。

A．有用信号的成分越大，噪声的影响越小；

B．有用信号的成分越大，噪声的影响越大；

C．有用信号的成分越小，噪声的影响越小；

D．有用信号的成分越小，噪声的影响越大。

16.在下面的传感器的主要性能指标中，能够反映传感器对于随时间变化的动态量的响应特征的是（C），能够反映多次连续测量值的分散度的是（C）。

A．灵敏度，动态特性；

B．动态特性，线性度；

C．动态特性，重复度；

D．稳定度，动态特性。

17．以下对二阶测试环节叙述正确的是（B）。

A．测量环节的静态灵敏度应高于被测试环节的静态灵敏度；

B．测试系统的固有频率越高越好；

C．测试系统的固有频率应低于被测量环节的静态灵敏度；

D．测试环节的静态灵敏度应低于被测量环节的静态灵敏度。

18.若要求信号在传输过程中不失真，则输出与输入应满足：

在幅值上（A）差一个比例因子，在时间上（A）滞后一段时间。

A．允许，允许；

B．允许，不允许；

C．不允许，允许；

D．不允许，不允许。

19．线性测试系统产生失真是由（A）两种因素造成的A．幅值失真，相位失真；

B．幅值失真，频率失真；

C．线性失真，相位失真；

D．线性失真，频率失真。

20．关于传递函数的特点，下列叙述不正确的是（C）。

A．与具体的物理结构无关；

B．反映测试系统的传输和响应特性；

C．与输入有关；

D．只反映测试系统的特性。

三．填空1.测试作为具有试验性质的测量，是（测量）和（试验）的综合。

2.信息与信号二者间的关系是（信号是信息的载体，信息是信号的内涵）。

3.在测试系统中，输入量与输出量之间一般是（一一对应）关系。

4.测试装置的动态特性在（时）域内用脉冲响应函数描述，在（复数）域内用传递函数描述，在（频）域内用频率响应函数描述。

表征一阶系统动态特性的参数是（时间常数），表征二阶系统动态特性的参数是固有频率和（阻尼比）。

5．测试系统一般由（试验装置）、测量装置、（数据处理装置）和（显示记录装置）等四部分组成。

6.测量误差是指（测量值与其真值之间）的差值，有系统误差、（随机误差）和（粗大误差）3类。

7.测量范围是指该装置在规定的误差范围内所能测量的（被测量）的范围，对于动态测试装置还要标明在允许误差极限内它所能测量的（频率范围）。

8．测试装置的静态特性指标主要有线性度、（灵敏度）、（回程误差）等。

9.线性度是指测试系统输出、输入之间保持（常值比例）关系的程度。

10.线性定常系统的叠加原理和（频率保持特性），在测量工作中具有重要作用。

11.回程误差是由于系统内部的（弹性元件）、（磁性元件）的滞后特性以及机械部分的摩擦、（间隙）、灰尘积塞等原因造成的。

12.现有0~300oC、0.5级和0~120oC、1级的两支温度计，预测量100oC左右的温度，测量精度高的是用（?

0~120oC、1级）。

13.理想的测量系统应该具有单值的、确定的（输入-输出）关系，其中以输出和输入成（线性）关系为最佳。

14.测试装置的结构参数不随时间而变化的系统称为（定常或时不变）系统。

若输入和输出呈线性关系，则成为（线性）系统。

15.二阶系统得主要特征参数有（静态灵敏度）、固有频率、阻尼比。

四．测量系统基本知识题1.试证明一阶线性测量系统的频率响应函数为H（jw）=1/（1+jwT）并推倒出它的幅频特性和相频特性的表达式。

参考答案：

一阶系统微分方程为两边拉氏变换得?

tdy+y（t）=x（t）dttsY（s）+Y（s）=Z（s）（ts+1）Y（s）=Z（s）H（s）=Y（s）=Z（s）?

11+ts＼H（jw）=＼A（w）=?

11+jwt11+（wt）22.一阶线性系统和二阶线性系统的传递函数表达式是什么？

影响一阶系统和二阶系统动态特性的主要参数是什么？

如何选取？

参考答案：

一阶系统的传递函数：

G（s）=二阶系统的传递函数：

G（s）=?

11+ts1s2+2xws+w2nn影响一阶系统的主要参数是时间常数τ。

时间常数小说明系统的响应速度快，反之，系统的响应速度慢。

因此，一阶系统的时间常数应该尽可能小些。

影响二阶系统的主要参数是系统的阻尼比x和固有频率wn。

阻尼比大响应速度慢，阻尼比小会产生振荡，趋于稳态值的速度也很慢。

因此，通常阻尼比应在0.6—0.8之间。

当阻尼率x一定时，固有频率wn越大，系统的工作频率越大。

3.信噪比的含义是什么？

信噪比小好还是大好？

为什么？

参考答案：

?

⎛Ns⎞信号与噪声或者信号与干扰的比值定义为信噪比，SNR=10lg⎜⎝N?

⎟dBn⎠信噪比越大越好。

信噪比大，意味着有用信号所占的功率大，减小了噪声的干扰。

4.选用传感器的一般原则有哪些？

参考答案：

1）灵敏度:

传感器的量程范围是和灵敏度是紧密相关的。

传感器的灵敏度并非越高越好，根据被测量要求来选取。

2）线性范围：

为了保证测量的精确度，传感器必须在线性区域内工作。

3）响应特性：

传感器的响应特性必须在所测频率范围内尽量保持不失真。

但实际传感器的响应总有一迟延，但迟延时间越短越好。

4）稳定性：

经过长期使用以后，其输出特性不发生变化的性能。

为了保证稳定性，在选用传感器之前，应对使用环境进行调查，以选择合适的传感器类型。

5）精确度：

表示传感器的输出与被测量的对应程度。

传感器的精确度也并非愈高愈好，因为还要考虑到经济性。

传感器在实际测试条件下的工作方式，也是选用传感器时应考虑的重要因素。

第2章一、判断题1.压电传感器的电压灵敏度及电荷灵敏度不受外电路的影响。

（×）2.将传感器做成差动式可以提高灵敏度、改善非线性、实现某些补偿。

（√）3.压电式传感器在后接电荷放大器时，可基本消除电缆电容的影响，而且可以实现对变化缓慢的被测量的测量。

（√）4.只要保证两组相对桥臂阻抗大小之积相等这一条件，就可使直流电桥及交流电桥达到平衡。

（×）5.磁电式传感器由于存在运动部分，因此不能用于高频测量。

（×）6.测量小应变时，应选用灵敏度高的金属应变片；

测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。

（×）7.由于霍尔式传感器输出的霍尔电势与控制电流及所处的磁场强度的乘积成正比，因此可用作乘法器。

（√）8.压电式传感器的电荷灵敏度与外电路（连接电缆、前置放大器）无关，电压灵敏度则受外电路的影响。

（√）9.用差动变压器式电感传感器测量位移时，直接根据其输出就能辨别被测位移的正负极性。

（×）10.半导体应变片的灵敏度比金属应变片高，线性和稳定性也比后者好。

（×）11.差动螺管式自感传感器与差动变压器式互感传感器的结构相似，都是把被测位移的变化转换成输出电压的变化。

（×）12.由于线圈可以做得比较轻巧，因此动圈式磁电传感器可以用来测量变化比较快的被测量，而动铁式磁电传感器则不能。

（×）13.压电式传感器的电荷灵敏度只取决于压电材料本身，而电压灵敏度则还与外电路的电气特性有关。

（√）14.测量小应变时，应选用金属丝应变片，测量大应变时，应选用半导体应变片。

（×）16.作为温度补偿的应变片应和工作应变片作相邻桥臂且分别贴在与被测试件相同的置于同一温度场的材料上。

（√）17.交流电桥可测静态应变，也可测动态应变。

（√）18.电荷放大器使压电加速度计输出的电荷量得到放大，由此而得电荷放大器的名称。

（√）19.由于存在横向效应，所以用金属丝应变片单独测定横向应变时，其灵敏度比测定纵向应变要低。

（√）20.接触式测温是基于热平衡原理进行的，非接触式测温是基于热辐射原理进行的。

（√）21.同一材料构成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。

（√）22.压电式传感器与电压放大器配合使用时，传感器的灵敏度与电缆长度无关。

（×）二、填空1.某些传感器常做成差动式使用，其优点是（提高灵敏度），（改善非线性）和（实现某些补偿）。

2.压电式传感器的后面可连接两种测量电路，它们是（电压放大器），（电荷放大器）。

3.金属应变片是基于材料的（应变）效应工作的，半导体应变片是基于材料的（压阻）效应工作的，压电传感器是基于材料的（压电）效应工作的。

4．属于结构型传感器的有（电感传感器）、（磁电传感器）等，属于物性型传感器的有（压电传感器）、（霍尔传感器等）。

5．出于负载效应的考虑，压电式加速度计的质量应尽可能地（小）。

6.光栅传感器具有（平均）作用，它可基本上消除栅线刻划误差的影响。

7.差动变压器式传感器是将被测位移量的变化转换成线圈（互感系数）的变化，通常两个次级线圈要求（反串）连接。

8．用电容式传感器测量液位、薄膜厚度等参数时，其型式属于（变介质）。

9.压电效应有四种：

（纵向压电效应）、（横向压电效应）、（切向压电效应）、（逆压电效应）。

10.热电偶是基于某些金属或半导体材料的（热电）效应工作的。

11.传感器的作用是（感受被测量并将其转换成便于进一步处理的电量或电参数），它通常由（敏感元件）元件和（转换元件）元件两部分组成。

12．在各种型式的电容传感器中，以（变间隙）型电容传感器的灵敏度最高。

13.光电元件是基于半导体材料的（光电效应）效应工作的。

14.压电式传感器在后接（电压）放大器时，由于电路存在比较明显的放电效应，因此不能对缓慢变化的被测量进行测量。

15.将被测量的变化转换成敏感元件结构参数的变化的传感器称为（结构）型传感器，利用敏感元件材料物理性质的某一特点工作的传感器称为（物性）型传感器。

三、选择正确的答案填空。

1．半导体应变片是基于材料的（B）工作的。

A．应变效应B．压阻效应C．热电效应D．压电效应2.电容传感器中灵敏度最高的是（A）。

A．极距变化型B．面积变化型C．介质变化型3.为提高应变电桥的灵敏度，可采取（C）。

A．半桥双臂各串联一片电阻应变片；

B．半桥双臂各并联一片电阻应变片；

C．适当提高供桥电源的电压；

D．增加应变片的电阻值。

4．（D）传感器属于根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的物性型传感器。

A．电感式B．电容式C．磁电式D．压电式5．在电容传感器的测量电路中，（C）可以使输出电压的幅值与传感器极板间隙成正比。

A．交流电桥B．调频电路C．运算式电路6．电阻应变片的灵敏度定义为（B）。

A．应变片的电阻变化与应变之比；

B．应变片电阻的相对变化与应变之比；

C．应变片的电阻变化与形变之比；

D．应变片电阻的相对变化与形变之比。

7．可以实现非接触测量的传感器是（D）。

A．差动变压器B．压电传感器C．变阻器式传感器D．涡流式传感器8．下述参量的测量属于间接测量法的是（D）。

A．用天平测量物体质量；

B．用弹簧秤称物体重量；

C．声级计测声强级；

D．线圈靶测速。

9.磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成，其作用主要为（D）。

A．提高传感器的灵敏度及改善线性；

B．提高传感器的灵敏度及改善频响特性；

C．改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响；

D．提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响；

10.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（C）。

A．压电测压传感器的力学系统的频率特性；

B．压电晶体的电路特性；

C．测量电路的时间常数；

D．放大器的时间常数。

11．在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（A）效应。

A．内光电；

B．外光电；

C．热电；

D．阻挡层光电12．半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，其电阻的相对变化主要是由（A）引起。

A．半导体电阻率的变化；

B．半导体几何尺寸的变化；

C．贴片位置的温度变化；

D．供桥电源的变化。

13．压电式加速度传感器的阻尼率一般为（D）。

A．β1；

B．0.707β1；

C．β=0.707；

D．β0.707。

14.金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由（B）引起的。

A．贴片位置的温度变化；

B．电阻丝几何尺寸的变化；

C．电阻材料的电阻率的变化。

15.压电式传感器最好采用电荷放大器的原因是（C）。

A．使放大器的增益增大；

B．非线性失真小；

C．可忽略导线电容和分布电容；

D．频率特性特别好。

16．半导体应变片在测量某一构件应变时，其电阻相对变化是由（B）来决定的。

A．变形；

B．电阻率的变化；

C．弹性模量的变化；

D．泊松比的变化。

17.压电式传感器与一般电压放大器连接使用时，中间要加一级前置放大器，其主要作用是（B）。

A．获得高的放大倍数；

B．实现高阻抗输入、低阻抗输出的变换；

C．实现低阻抗输入、高阻抗输出的变换。

四、简要回答下列问题1.什么是压电效应？

具体有哪几种压电效应？

试画出压电传感器完整的等效电路，说明电路中各符号所表示的参数。

压电传感器后接的测量电路有哪两种？

各有何特点？

答：

某些物质当受到外力作用时，其某些表面上会产生电荷。

当外力去掉时，又回到原来的状态，物质的这种性质称为压电效应。

若将这类物质置于电场下，其几何尺寸也会发生变化，称为逆压电效应或电致伸缩效应。

压电效应有四种：

纵向压电效应、横向压电效应、切向压电效应、逆压电效应。

压电传感器完整的等效电路如下图所示。

2.磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么？

磁头件与被测物体固紧时有何要求？

答案：

1）串联的作用：

①使两线圈的输出叠加，提高系统灵敏度；

②当永磁体有弹跳时，保证其与两线圈的距离和相等，可以消除弹跳引起的误差。

2）固紧要求：

①连接件的质量要小，刚度要大；

②固紧刚度要大。

目的：

提高系统固有频率。

3．压电测压传感器与电压放大器相接时，为能测量静态压力信号（防止静电泄漏），从放大器本身出发应采取哪些措施？

答案：

为防止静电泄露要做到：

①放大器本身的输入阻抗要很高在10″Ω以上，一般采用MOS型场效应管。

②输出阻抗要小，以达到阻抗变换的目的，一般采用射极输出。

③为防止电缆电容的影响，可以将放大器小型化，装入传感器之中。

④输入电容Ci要小，以提高灵敏度。

4．应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要有哪些区别？

答案：

筒式应变测压传感器的弹性元件是一只钻了肓孔的圆筒内部装有测压油。

当有压力作用时，应变片感受筒的周向应变。

管式应变测压传感器的弹性元件是一只应变管，它感受活塞上加载的集中应力、发生径向形变，应变片贴于径向上。

这种传感器的固有频率的筒式的高。

第4章一、判断题1．凡频谱是离散的信号必然是周期信号。

（´）2．任何周期信号都由频率不同，但成整数倍比的离散的谐波叠加而成。

（√）3．周期单位脉冲序列的频谱仍然是周期单位脉冲序列。

（√）4．非周期性变化的信号就是随机信号。

（´）5．非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。

（√）6．各态历经随机过程是平稳随机过程。

（√）7．平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。

（√）8.频率没有公倍数的各周期信号线性叠加后的信号必为非周期信号。

（√）9.由周期信号相互叠加的信号必为周期信号。

（×）10.周期信号的频谱是连续的，非周期信号的频谱离散的。

（×）二、选择题1．自相关函数是τ的偶函数，互相关函数是τ的（B）。

A.奇函数B.非奇非偶函数C.偶函数D.既奇又偶函数2．描述周期信号的数学工具是（B）。

A.相关函数B.傅氏级数C.拉氏变换D.傅氏变换3.如果一个信号的频谱是离散的，则该信号的频率成分是（C）。

A.有限的B.无限的C.可能是有限的，也可能是无限的24.瞬变信号的傅氏变换的模的平方Z（w）的意义为（B）。

A.信号的一个频率分量的能量B.在ω处单位频宽中所具有的功率C．在ω处的微小频宽内，频率分量的能量与频宽成正比.5.功率谱密度函数是在（D）域上来描述随机过程。

A.时间B.空间C.幅值D.频率6.周期信号在时域内按时间间隔Ts采样后，其频谱将具有（A）特征。

A.周期、离散B.非周期、离散C.周期、连续D.非周期、连续7．不能用确定的函数关系描述的信号是（C）。

A．复杂周期信号B．瞬态信号C．随机信号D．离散信号8.傅里叶级数中的各项系数表示谐波分量的（C）。

A．相位B.周期C．振幅D．频率9.随机信号的静态分量在数学上用（A）表示。

A．均值B．均方值C．均方差D．均方根值10.数字信号的特征是（）。

A．时间上离散、幅值上连续B．时间、幅值上均离散C．时间、幅值上均连续D．时间上离散、幅值