测试技术综合复习题.docx

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测试技术综合复习题

测试技术综合复习题

一、判断题

1、当输入信号

一定时，系统的输出

将完全取决于传递函数

，而与该系统的物理模型无关。

（T）

2、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

（F）

3、所有随机信号都是非周期信号；（F）

4、所有周期信号都是功率信号；（T）

5、所有非周期信号都是能量信号；（F）

6、非周期信号的频谱都是连续的。

（T）

7、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

（F）

8、模拟信号的幅值一定是连续的；（F）

9、瞬态信号是能量有限信号。

（T）

10、瞬态信号是时间轴上的零平均功率信号。

（T）

11、直流信号被截断后的频谱是连续的。

（T）

12、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（T）

13、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

（）

14、直流信号具有无限的频谱。

（F）

15、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。

（F）

16、频响函数反映了系统响应的稳态过程。

（T）

17、频响函数反映了系统响应的稳态过程。

（）

18、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。

（F）

19、若x（t）是限带信号，在被截断后必成为无限带宽的函数。

（F）

20、一阶系统中常用时间常数τ作为响应上升时间。

（F）

21、稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。

（F）

22、测试系统的灵敏度越高测量性能越好。

（F）

23、若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。

（F）

24、金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的尺寸变化产生的。

（T）

25、在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D转换器的位数无关。

（F）

26、变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。

（F）

27、涡流传感器分为高频透射式和低频反射式两种类型。

（T）

28、涡流式传感器属于能量控制型传感器（F）

29、涡流传感器属于有源传感器。

（T）

30、压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。

（F）

31、压电传感器要求后接的负载必须有高输入阻抗。

（T）

32、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。

（F）

33、为使四臂交流电桥平衡，若两相邻臂接入二电阻，另外两相邻臂应接入性质相同的阻抗元件。

（T）

34、半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。

（T）

35、使用电阻应变时，在半桥双臂各并联一片电阻应变片,可以提高灵敏度，这种做法对。

（F）

36、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）

37、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。

（T）

38、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。

（F）

39、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。

（F）

40、半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。

（T）

41、设带通滤波器的上、下截止频率分别为fc2和fc2,则一倍频程滤波器有：

.（F）应是2倍

42、变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。

（F）

43、变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。

（F）

44、设信号x（t）的自功率谱密度函数为常数，则x（t）的自相关函数为常数。

（T）

45、提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作幅值范围。

（F）

46、调幅波是载波与调制信号的叠加。

（F）

47、带通滤波器的波形因数

值越大，其频率选择性越好。

（F）

48、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。

（F）

49、选择好的窗函数对信号进行截断，可以减少能量泄漏。

（F）

50、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。

（T）

51、恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。

（F）

52、随机激振属于宽带激振法。

（T）

53、若系统是完全线性的，则输入输出的相干函数一定为1。

（T）

54、若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。

（F）

55、同频、同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为同频余弦信号。

（T）

56、同频的正弦信号和余弦信号,其相互相关函数是存在的。

（T）

二、选择题:

1.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

2.调幅过程相当于频率的（C）过程

A放大B缩小C转移D消失

3、用N型材料Sn02制成的气敏电阻在空气中经加热处于稳定状态后，与氧气接触后（A）。

A电阻值变大B电阻值变小C电阻值不变D不确定

4、采用图三所示的超声波传感器安装位置测量管道中流体的流量，流速，如果=0，以下说法正确的是（A）。

A不能实现对管道中流体流量的测量B可测出管道中流体的流量等于0

C可测出管道中流体的流量很大D=0不影响对管道中流体流量的测量

5、微波湿度传感器的工作原理是基于（D）。

A微波的波长很短B天线具有特殊结构使发射的微波具有尖锐的方向性

C微波遇到障碍物易于反射D水对微波的吸收作用很强

6、一个6位的二进制光电式编码器，其测量精度约为（A）。

A.5.6B.0.17C.0.016D.60

7、硫化铬光敏电阻的伏安特性如图1所示，以下说法正确的是（C）

图1硫化铬光敏电阻的伏安特性

A在一定照度下，流过硫化铬光敏电阻的电流与其两端电压的关系是不确定的

B照度越小，硫化铬光敏电阻的阻值越小

ClOOlx照度时，硫化铬光敏电阻的阻值约为5k

D照度越大，电流越小

8、在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于（B）。

A直接测量B间接测量C组合测量D等精度测量

9、电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用（D）。

A直流平衡电桥B直流不平衡电桥

C交流平衡电桥D交流不平衡电桥

10、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（B）。

A直流电桥B变压器式交流电桥C相敏检波电路D运算放大电路

11、实用热电偶的热电极材料中，用得较多的是（D）。

A纯金属B非金属C半导体D合金

12、光电管和光电倍增管的特性主要取决于（A）。

A阴极材料B阳极材料C纯金属阴极材料D玻璃壳材料

13、用光敏二极管或光敏晶体管测量某光源的光通量是根据什么特性实现的?

（D）

A光谱特性B伏安特性C频率特性D光电特性

14、下列关于微波传感器的说法中错误的是（A）。

A可用普通电子管与晶体管构成微波振荡器

B天线具有特殊结构使发射的微波具有尖锐的方向性

C用电流-电压特性呈非线性的电子元件做探测微波的敏感探头

D可分为反射式和遮断式两类

15、用N型材料SnO2制成的气敏电阻在空气中经加热处于稳定状态后，与N02接触后（B）。

A电阻值变小B电阻值变大C电阻值不变D不确定

16、  同频、同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为（D）信号。

A.正弦      B.  C.方波     D.同频余弦

三、填空题:

1.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___，后者频谱特点是__连续___。

2.周期信号傅立叶级数中的各项系数表示各谐波分量的振幅，其频谱是频谱，各频率成分是基频的整数倍。

周期信号的频谱具有三个特点：

离散性、谐波性、收敛性。

离散、周期的时域信号频谱的特点是_____、_____的。

3.周期信号截断后的频谱必是连续的，直流信号被截断后的频谱必是连续非周期的。

非周期信号包括准周期信号信号和瞬变非周期信号信号。

4.模似信号是指时间和幅值都具有连续特性的信号，数字信号是指明时间和幅值都具有离散特性的信号。

5.时域是实偶函数的信号，其对应的频域函数是实偶函数。

频域是虚奇函数的信号，其对应的时域函数是实奇函数。

6.非确定性某信号不能够用数学公式或图表来描述，但变化服从统计规律。

7.用时域窗来截取连续信号，窗越宽则主瓣窄。

8.设时域信号x（t）的频谱为X（f），则时域信号x（t）e-j2πf0t的频谱为X（f＋f0）。

9.信号的时域描述，以时间t为独立变量；而信号的频域描述，以频率为独立变量。

从时域看，系统的输出是其输入与该系统脉冲响应函数的卷积。

10.在时域中计算的信号总能量，等于在频域中计算的信号总能量。

11.测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数。

当测试系统的输出

与输入

之间的关系为

时，该系统能实现不失真测试。

此时，系统的频率特性为

A0e-j2πf0t。

12.一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围越窄。

13.对二阶系统输入周期信号x（t）=acos（wt+q）,则对应的输出信号的频率不变，输出信号的幅值振荡或衰减，输出信号的相位延迟。

14.信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽、其幅值变小，信号在频域中的高频成分将增加。

15.均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差σx2的关系是Ψx2-μx2=σx2。

16.测试系统的静态特性指标有线性度、灵敏度、分辨力。

17.系统动态特性在时域可用传递函数来描述，在复数域可用频率函数来描述，在频域可用脉冲响应函数来描述。

18.一阶系统的动特性参数是

，为使动态响应快，该参数越小越好。

将其用于测量l00Hz的正弦信号，如幅值误差限制在10%范围内，其特性参数应不大于。

19.某一阶系统的频率响应函数为

，输入信号

，则输出信号

的频率为

1/2，幅值

1/根号2，相位

-45°。

20.传递函数分别为

和

的两个环节串联后，所组成系统的总灵敏度为3*41=123。

21.已知

，

为单位脉冲函数，则积分

=12。

22.信号越光滑，高次谐波的幅值衰减越快，双边谱的幅值为单边谱幅值的一半。

23.瞬态信号的频谱是连续频谱，其幅值谱是单位频宽上的幅值。

瞬态信号可看成是无限多个幅值为无穷小的复指数谐波之和。

δ函数的频谱是均匀谱。

24.概率密度函数是在幅值域上对信号的描述，相关函数是在时延域上对信号的描述。

25.频率响应函数是系统输出的傅里叶变换与输入的傅里叶变换的比，也是当系统输入为正弦信号时，输入与输出的复数比。

它反映了系统响应的稳态过程。

26.从时域上看，系统的输出是输入与该系统脉冲响应函数响应的卷积。

27.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_____。

对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是偶对称，虚频谱（相频谱）总是奇对称。

28.两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（）。

29.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）。

30. 二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线中，幅值最高处的频率__是固有频率___， 且该值随阻尼的增加而__减小___。

31.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____。

32.测量装置的特性描述有静态态特性描述和动态特性描述。

33.测试装置输出波形无失真但有时间延迟t的有失真测试条件是：

装置的幅频特性为

常数，相频特性为

；输出波形既不失真又无延迟的条件是：

幅频特性为同上，相频特性为

。

34.连续信号x（t）与x（t-0）进行卷积其结果是：

x（t）*x（t-0）=

_____,其几何意义是_____。

35.要求一阶测试系统在输入信号为2000Hz时，其输出信号的幅值误不超过10%，则其转折频率为412Hz。

36.一阶系统的时间常数为T,被测信号的频率为1/T,则信号经过测试系统后,输出信号与输入信号的相位差为-45°.

37.当被测量是一个单向向量，要求传感器单向灵敏度高，其横向灵敏度低

38.根据采样定理，被测信号的频率f1与测试系统的固有频率f2关系是f2大于f1。

39.X（F）为x（t）的频谱，W（F）为矩形窗函数w（t）的频谱，二者时域相乘，则频域可表示为（X（F）*W（F）），该乘积后的信号的频谱为连续频谱。

40.对周期信号进行整周期截断，是获得准确频谱的先决条件。

41.引用相对误差为0.5%的仪表，其精度等级为0.5级。

若现有两个电压表，其中一个为150V量程的1.5级电压表，另一个为15V的2.5级电压表，问用这两个电压表测量一个10V左右的电压，则其绝对误差分别为2.25、0.375。

42.传感技术与信息学科紧密相连，是自动检测和自动转换技术的总称。

传感器的主要功能是。

43.某位移传感器测量的最小位移为0.01mm，最大位移为1mm，其动态线性范围（或测量范围）是40dB。

44.物性型传感器的最大特点是性能随材料的不同而异，包括、、、等。

45.变间隙式电容式传感器常作成差动的，其主要目的之一是提高灵敏度，目的之二是提高线性度，目的之三是克服外界条件对精度的影响。

46.半导体应变片传感器的工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数高；压阻效应是指单晶半导体材料在沿着某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。

涡电流式传感器的工作原理是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应。

47.闭环伺服式传感器较之一般开环式传感器具有高的精度和稳定性。

48.对于单向应力的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成0°

49.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。

为了__弥补___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___。

50.差动变压器式传感器的工作原理是互感现象，故也称其为互感型传感器。

51.磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是二阶环节。

磁电式绝对振动速度传感器测振频率应远高于其固有频率。

52.已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz，则被测轴的转速为900/min。

53.频率混叠是由于采样频率过低引起的，泄漏则是由于信号截断所引起的。

54.变间距式电容传感器的灵敏度与间距的平方成反比,所以适合于微小位移的测量.变面积式电容传感器的灵敏度与极距成反比,所以不适合微小位移的测量.

55.传感器灵敏度越高，表示该传感器单位输入引起的输出量越大,通常，其线性范围就越大。

可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：

气隙越小，灵敏度越大。

56.当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料的相对变化来决定。

57.电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。

58.电感式传感器常可分为自感型、互感型等。

自感型可变磁阻式传感器，当气隙

变化时，其灵敏度

与

之间的关系是：

＝

。

59.涡流式传感器的变换原理是电涡流效应。

可分为低频透射式式和高频反射式式两种，材料厚度的测量,通常用低频透射式，金属零件表面裂纹的测量，通常用高频反射式式的。

60.磁电式传感器测量电路中引入微分电路是为了测量加速度。

61.若石英晶体沿机轴受到正应力，则会在垂直于电轴的面上产生电荷。

压电式加速度计，其压电片并联可提高电荷灵敏度.随电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度保持不变，压电式加速度传感器的工作频率应远低于其固有频率。

62.关于压电式传感器中压电元件的连接，与单片相比，并联时,电荷量增加一倍、电容量增加一倍、输出电压不变；串联时,电荷量不便、电容量减半、输出电压不变。

63.压电式传感器是利用某些材料的压电效应特性来制作的传感器。

压电传感器的前置放大器的主要作用是将高阻抗变低阻抗和放大电压信号。

压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：

电压放大器和电荷放大器，后接电荷放大器时，可不受连接电缆长度的限制。

64.电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。

65.依赖于“铁电体”的极化强度与温度有关的特性制成的传感器是热释电型红外传感器感器

66. 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电阻率。

67.电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为电压输出的装置。

直流电桥的平衡条件是

。

交流调幅电桥的载波频率通常是调制信号频率的10倍以上.

68.当单位长度电阻值为常数时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于单位长度电阻值。

69.动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在分布电容　。

70.为尽量满足不失真测试条件，光线示波器振子应调整阻尼比ζ=0.7，被测信号频率f与振子固有频率f0之比应选择f/f0<0.5~0.6。

71.若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生混叠现象。

对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的漏泄现象。

72.相敏检波通过比较调幅波和载波的相位来判别信号的极性。

73.压控振荡器的输出电压是方波信号，其频率与输入的控制电压成线性关系。

74.根据载波受调制的参数不同，调制可分为调幅和调频。

调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号相乘，使高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。

信号调幅波可以看作是载波与调制波的相乘。

75.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。

调幅信号经解调后必须经过低通滤波

76.在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为调制波，载送低频信号的高频振荡信号称为载波，将经过调制过程所得的高频振荡波称为已调制波。

77.调频波是载波幅值随调制信号频率而变，其解调电路称为　鉴频　。

调频是利用信号电压的幅值控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而频率与信号电压成正比。

78.滤波器的通频带宽和响应时间成　反比关系。

滤波器的频率分辨力主要由其　带宽　　决定。

对于理想滤波器，滤波器因数λ＝　1。

对于实际滤波器，滤波器因数λ范围一般是　（1,5）。

滤波器的倍频程数n值越小，其品质因数Ｑ（越高）带通滤波器可由低通滤波器（fc2）和高通滤波器（fc1）串联而成（fc2>fc1）。

若其带宽为1/3倍频程则fc2=

fc1。

79.滤波器带宽B和响应建立时间Te的乘积通常选取在BTe=5~10。

滤波器的品质因素Q与带宽B的关系是成反比。

一带通滤波器的中心频率F=500HZ，-3dB带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=50。

滤波器的分辨率越高，则测量信号时其响应速度越慢。

RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率越小。

80.常用滤波器的上、下截止频率

、

的定义为幅频特性曲线降为最大值的

倍时对应的频率为截止频率，其带宽

，若为倍频程滤波器

与

的关系为fc2=2fc1。

81.如果一个信号的最高频率为50Hz，为了防止时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应大于100Hz。

若信号频率为5000Hz，则信号采样后的混迭频率是0Hz。

82.超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上会发生反射现象而实现的.

83.信号的预处理包括调幅、滤波、隔离直流分量、解调等环节，数字信号处理中，采样频率fa与被测信号中最高频率成分fc的关系应为（fa>2fc）。

84.信号χ（t）的自功率谱密度函数Sx（f）是自相关函数,信号χ（t）和y（t）的互谱Sxy（f）是互相关函数Rxy（τ）的傅里叶变换

85. 设有一电路，

是工作桥臂，

，

，

是固定电阻，且

。

工作时

，则电桥输出电压

。

为电桥的电源电压。

86.一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，则电桥的输出电压变大两倍

87.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正弦波

88.自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度降低很多倍。

89.设信号x（t）的自功率谱密度函数为常数，则其自相关函数为非常数

90.相干函数用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性，其取值在0~1范围内。

91.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越小。

92.自相关函数是偶函数，其最大值发生在τ=0时刻，当时延趋于无穷大时，周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期。

93.相关滤波的工作原理是同频相关，不同频不相关

94.若信号满足y（t）=kx（t）关系，其中k常数，则其互相关系数pxy（）=1.

95.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy（）=0.同频的正弦函数和余弦函数，其互相关函数Rxy（）=1.

96.正弦信号的自相关函数是同频的余弦函数。

自相关函数的傅立叶变换是自功率谱密度函数。

97.已知某信号的自相关函数为Rx（τ）＝100cosωοτ，则该信号的平均功率为100，标准差为10。

三、简答题

1）试用方框图描述测试系统的组成，并简述测试工作的全过程。

2）比较周期信号傅里叶级数的三种展开形式，分析各自的物理含义，及相互之间的转化关系。

3）说明如何求解测试装置动态特性的数学描述的3个函数，它们之间有何内在关系？

4）以二阶系统为例，简述求解具体系统频谱特性的一般步骤。

 并根据二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线，说明将阻尼比设置在0.7左右的理论依据？

要拓宽二阶系统的分析频率区间，应如何确定二阶系统的特性参数。

5）测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？

重复性误差和回程误差有何区别?

静态特性：

（1）线性度，

（2）灵敏度，（3）回程误差，（4）分辨率，（5）零点漂移和灵敏度漂移。

动态特性：

（1）传递函数，

（2）频率响应函数，（3）脉冲响应函数，（4）环节的串联和并联

重复性误差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，而