测试技术模拟题含答案.docx
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测试技术模拟题含答案
习题汇编
1信号的分类和描述
1．1单选题
1、周期信号的频谱是（）。
（A）离散的，只发生在基频整数倍的频率
（B）连续的，随着频率的增大而减小
（C）连续的，只在有限区间有非零值
（D）离散的，各频率成分的频率比不是有理数
2、瞬变信号的频谱是（）。
（A）离散的，只发生在基频整数倍的频率
（B）连续的，随着频率的增大而减小
（C）连续的，只在有限区间有非零值
（D）离散的，各频率成分的频率比不是有理数
3、对于x（t）=2sin[«2t+5）]+cos[心叫+2）]和y（t）=sin[nt+5）]e-t两个信号，下面
的描述正确的是（）。
（A）x（t）是准周期信号，y（t）是瞬变信号
（B）y（t）是准周期信号，x（t）是瞬变信号
（C）都是准周期信号
（D）都是是瞬变信号
4、若F[x（t）]=X（f），k为大于零的常数，则有F[x（kt）]=（）。
（A）X（f/k）（B）kX（kf）（C）X（kf）/k（D）X（f/k）/k
5、信号x（t）=Asin@t+妨的均方根值为（）。
（A）A（B）A/2（C）A/21/2（D）A1/2
6若时域信号为x（t）xy（t），则相应的频域信号为（）。
（A）X（f）XY（f）（B）X（f）+Y（f）（C）X（f）*Y（f）（D）X（f）-丫⑴
7、概率密度函数曲线下的面积等于（）。
（A）0.1（B）0.7（C）1.0（D）2.0
1.2
填空题
号称为（）信号。
2、若周期信号的周期为T,则在其幅值谱中，谱线高度表示（）。
3、任何样本的时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为（）信号。
4、将x（t）=Asin（2t+⑥和y（t）=Asin（n+妨两个信号叠加，其合成信号x（t）+y（t）是（）信号。
5、实际测试中常把随机信号按（）处理，于是可以通过测得的有限个函数的时间平均值估计整个随机过程。
6已知一个正弦信号，从任意时刻开始记录其波形，所得正弦波的（）
是随机变量。
1.3简答题
1、瞬变信号的频谱与周期信号的频谱有何相同点和不相同点？
瞬变信号的幅值频谱IX（f）I与周期信号的幅值频谱ICnI均为幅值频谱；但ICnI的量纲与信号幅值的量纲一样，IX（f）I的量纲与信号幅值的量纲不一
样，它是单位频宽上的幅。
瞬变信号的频谱具有连续性和衰减性，周期信号的频
谱具有离散性、谐波性、收敛性。
2、试述平稳随机信号与各态历经信号的特点及相互关系？
平稳随机信号的统计特征不随时间的平移而变化。
平稳随机信号可分为各态
历经信号和非各态历经信号。
如果平稳随机信号的时间平均等于集合平均，则称其为各态历经信号
1.4应用题
1、求正弦信号x（t）Asin（at）的绝对均值|x，均方根值Xrms（t）及概率密度
函数p（x）。
解
1T/2
—x（t）dt
TT/2
2At/2
sinatdt
T0
t/2Asin（at
A
—cosat
n
T/2
0
）dt
2A
n
TA2sin2atdt
0
Xrms（t）
2、
2A
2A
92
2A2A
252492
2A
812
90
70
50
1
30
■
0
0
1
I
n
□□口□口
P（X）Tdx
求题图1-2
03050|79o_I
」％」「西
70
50
30
0
0
-口
题图
1.1
x（t）
Asinat
dx
Aacosatdt
2dt
2
1
1
9o
TAacosat说门sin2at
1
nA2x2
双边指数函数的傅里叶变换，双边指数函数的波形如图所
示,其数学表达式为
x（t）
ate
ate
0
o（a0）
解:
x（t）
个非周期信号,
它的傅里叶变换
即为其频谱密度函数，按定义式求解:
X（f）x（t）ej2"ftdt°eatej2"ftdt
0
（aj2nf）t（aj2nf）t
edtedt
0
112a
22
aj2nfaj2ufa（2uf）
atj2nft
eedt
3、求题图1-3周期三角波的傅里叶级数
（三角函数形式和复指数形式），并画
出频谱图。
周期三角波的数学表达式为
T
t
t0
a2At
题图1.3周期性三角波
解：
将x（t）展开成三角函数形式的傅里叶级数，求其频谱。
计算傅里叶系数:
•••x（t）是偶函数
a。
bn0
T/2
x（t）dt
T/2
于是,
2T/2
x（t）cosn
TT/2
8At/2
tcosn
0
T2
cosn0t
1sinnn0
1
2
n
ot
■ycosn
0
0t
otdt
otdt
T/2
（A
丄TA△
T22
2A
t）cosn0tdt
T
T/2
0（
2A
t）cosn0tdtT
8A（_t
T?
（r
T/2
0
■ycosn0t）
0
-sinn,
0
4A
匕n1,3,5...
n0n2,4,6...
由此得x（t）的三角函数形式傅里叶级数展开上展开式为
0t
/+、A4A1+
x（t）22cosn0t
2nn1,3,n
若取
x（t）a。
Ansin（n°tn）
n1
n次谐波分量的幅值
Aa4A
Ananbn22
nn
n次谐波分量的相位
ann
narctan—
bn2
画出X（t）的频谱如题图1.2（b）所示。
将x（t）展开成复数形式的傅里叶级数，求其频谱
计算傅里叶系数
An
4A
2
4A4A
4921812
c
I
n/2
0
n丿
30
2
n/2
5
0n丿
2
10
n/2
90
□
■
c
c
3
0
5
0
70
90
\□
题图1.3
A2A
由此得x（t）的复指数形式傅里叶级数展开上展开式为
x（t）
丄ejn0t
22'
n次谐波分量的幅值
2A
Cn
Cn
n12n2
n次谐波分量的相位
arctan―bn
an
arctanbn
an
画出|x（t）的频谱如题图1.2（c）所示＜
cosot（题图1.4）的频谱，并作频谱图
1.4求被矩形窗函数截断的余弦函数
x（t）
cosot
tT
11
0
tT
解
T
oteJtdt
T
X（）tcos
20cos
otcostdt
T
0[cos（
o）t
cos（
o）t]dt
sin[（
o）T]
sin[（
o）T]
或者，
T•t
1.5单边指数函数x（t）Aet（
X（）TcosoteJdt
解：
首先求单边指数函数x（t）Aeat（a0,t0）的傅里叶变换及频谱
X（f）x（t）ej2"ftdt
A0
atj2nft
eedt
Aoe（aj2®dt
A
aj2uf
X（f）
余弦振荡信号y（t）cos2n°t的频谱
A（aj2
e
aj2冗f
八aj2nf
a2（2冗f）2
A
（2n）2
1
Y（f）[（ffo）
2
利用S函数的卷积特性，可求出调幅信号
（f
fo）]
nf）t
z（t）
x（t）y（t）
的频谱
Z（f）X（f）Y（f）|X（f）1[（f
fo）（ffo）]
2a
[2Mffo）]2
[2Mffo）]2）
2（a2
a
z（t）
A
J
Z（f）
X
b'
0t|__fo0囤f
cc'
题图1.5a调幅信号及其频谱
求解调信号w（t）的傅里叶变换并画出解调信号及其频谱。
利用S数的卷积特性,求出调幅信号w（t）x（t）y（t）y（t）的频谱,见题图
1,5b。
1
fo）（ffo）]
W（f）|Z（f）Y（f）|Z（f）-[（f
题图1.5b解调信号频谱
若囤足够大，从解调信号频谱图中区间（-囤，卩］）的图像可恢复原信号的波形，图略。
2测量误差的分析和处理
2.1单选题
1、使用一个温度探测器时，下列关于误差的描述中，不下确的是（）
（A）滞后是系统误差
（B）重复性反映系统误差
（C）零漂反映系统误差
（D）分辨率误差是随机误差
2、如果多次重复测量时存在恒值系统误差，那么下列结论中不下确的是
（）。
（A）测量值的算术平均值中包含恒值系统误差
（B）偏差核算法中，前后两组的离差和的差值显著地不为零
（C）修正恒值系统误差的方法是引入与其大小相等，符号相反的修正值
（D）恒值系统误差对离差的计算结果不产生影响
2.2填空题
1、在随机误差分析中，标准误差C越小，说明信号波动越（）
2、（）是对应于事件发生概率峰值的随机变量的值。
3、（）误差的大小决定测量数值的准确度。
4、（）误差的大小决定测量数值的精密度。
5、引用误差是测量的（）误差与仪表的测量上限或量程之比。
2.3简答题
1、使用一个温度探测器时，已测定下列误差：
滞后
±0TC
系统误差
读数的0.2%
系统误差
重复性
±0.2C
随机误差
分辨率误差
±0.05C
随机误差
零漂
0.1C
系统误差
试确定这些误差的类型
。
2、在足够多次的测量数值中，如何根据莱茵达准则和肖维纳准则确定测量数值的取舍？
确定测量数值取舍的步骤可归纳如下：
（1）求出测量数值的算术平均值及标准差（均方根误差）Q
（2）将可疑数值的误差8与上述准则作比较，凡绝对值大于3c或"的就舍弃;
（3）舍弃数值后，重复上述过程，看是否还有超出上述准则的数值需要舍弃。
3测量系统的特性
3.1单选题
1、下列选项中，（）是测试装置静态特性的基本参数。
（A）阻尼系数；（B）灵敏度；（C）单应脉冲响时间；（D）时间常数
2、对于二阶系统，用相频特性（K3）=£0o所对应的频率3估计系统的固有频率阿，该con值与系统阻尼比的大小（）。
（A）无关;（B）依概率完全相关；（C）依概率相关；（D）成线性关系
3、测试装置的频响函数H（jo）是装置动态特性的（）描述。
（A）幅值域；（B）频域；（C）复频域；（D）相位域
4、用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数原则上
（）。
（A）越大越好；（B）越小越好；（C）应大于信号周期；（D）应小于信号周期
5、（）是一阶系统的动态特性参数。
（A）固有频率；（B）线性；（C）时间常数；（D）阻尼比
6、线性度表示标定曲线（）的程度。
（A）接近真值；（B）偏离其拟合直线；（C）加载和卸载时不重合;（D）在多次测量时的重复
7、传感器的滞后表示标定曲线（）的程度。
（A）接近真值；（B）偏离其拟合直线；（C）加载和卸载时不重合；（D）在多次测量时的重复
3.2填空题
1、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必为（）的简谐信号。
2、（）是在输入不变的条件下，测量系统的输出随时间变化的现象。
3、关于标定曲线不重合的测量系统静态特性有（）和（）。
4、测试装置在稳态下单位输入变化所引起输出变化称为该装置的（）；
能够引起输出量可测量变化的最小输入量称为该装置的（）。
5、相频特性是指（）变化的特性。
6若测试装置的输出信号较输入信号延迟的时间为to,实现不失真测试的
频域条件是该测试装置的幅频特性A（3）=（），相频特性（K^）=（）。
7、二阶测试装置，其阻尼比Z为（）左右时，可以获得较好的综合特性。
8、对数幅频特性曲线的纵坐标为（）。
9、一个指针式仪表的精度为o.5级表示该仪表的（）不大于o.5%。
10、测量系统输出信号的傅立叶变换与输入信号的傅立叶变换之比称为（）。
11、测量系统对脉冲输入的响应称为（）。
3.3简答题
1、说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。
在实际测试中，测得的信号常常会受到其他用信号或噪声的干扰，依据频率保持性可以认定，测得信号中只有与输入信号相同的频率成分才是真正由输入引起的输出。
在故障诊断中，对于测试信号的主要频率成分，依据率保持性可知，该频率成分是由于相同频率的振动源引起的，找到产生频率成分的原因，就可以诊断出故障的原因。
2、测试系统不失真测试的条件什么？
在时域，测试系统的输出y（t）与输入x（t）应满足y（t）=Aox（t-o）。
在频域，幅频特性曲线是一条平行于频率①轴的直线，即幅频特性为常数，A@）=Ao，相频特性曲线是线性曲线（K3）=-03,式中Ao,to均为常数。
3、在磁电指示机构中，为什么取0.7为最佳阻尼比？
磁电指示机构二阶系统。
当阻尼比取0.7，从的角度，在一定误差围，工作频率围比较宽，从相频特性的角度，特性曲线近似于线性，这样可以在较宽频率围实现不失真测试。
4、对一个测试装置，已知正弦输入信号，如何确定测量结果的幅值误差和相位误差？
首先确定装置频响函数把输入信号的频率对别带入幅频特性和相频特性。
分别得到输出与输入的幅值比，输出滞后于输入的相角。
幅值比与1的差值为幅值相对误差，滞后的相角即相位误差。
5、已知输入的周期信号的各简谐成分的三个基本要素，如何根据系统的传递函数，确定系统相应的输出信号？
把传递函数的自变量s换成j3,求出幅频特性和相频特性函数。
然后分别带入各简谐成分的角频率，分别得到输出与输入的幅值比和滞后的相角。
对输入的各简谐成分，幅值乘以幅值比，初相位加上滞后的相角，然后合成，得到相应的输出信号。
3.4应用题
3.2在使用灵敏度为8onC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将它与增益为5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。
当记录仪的输出变化3omm时，压力变化为多少？
解总灵敏度
K=80（nC/Mpa）x5（mV/nC）x25/1000（mm/mV）=10（mm/Mpa）
△P=30/10=3（Mpa）
3.3把灵敏度为404104pCPa的压电式力传感器与一台灵敏度调到
0.226mV.pC的电荷放大器相接，求其总灵敏度。
若要将总灵敏度调到
10106mVPa，电荷放大器的灵敏度应作如何调整？
S=S1S2=404x10-4（pC/Pa）x0.226（mV/pC）=9.13x10-3（mV/Pa）
S2=S/S1=10x10-6（mV/Pa）/（404x10-4）（pC/Pa）=2.48x10-4（mV/pC）
3.4用一时间常数为2s的温度计测量炉温时，当炉温在200C—400E之间,
以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化围是多少?
解温度计为一阶系统，其幅频特性为
0.9965
Tmax4000.9965398.6C
3.5已知一测试系统是二阶线性系统，其频响函数为
0.5j
信号x（t）cos（ot才）0.5cos（2otn0.2cos（40t
输入此系统，基频00.5n，求输出信号y（t）。
解输入信号x（t）各次谐波的幅值和相位与频率的关系是
频率I0,20,40
幅值10.50.2
相位n/2nn/6
式（2.34）和（2.35）,求出它们所对应的幅频特性值和相频特性值
频率
0,
20,
40
|H（jCD）|幅值
1.28
2.00
0.32
©（3）相位
-0.1n
—）.5n
-）.9n
得到时域表达式
cos（20t—）0.064cos（40t
3.6用一阶系统对100Hz的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%
以，时间常数应为多少？
如果用该系统对50Hz的正弦信号进行测试时，则此时
的幅值误差和相位误差是多少?
于是，有
4
7.7110
A（50）0.971
J（7.71104）（2n501
1Hz、2Hz的正弦信号，试求其幅度误差。
1
A（f）—
』0.042（2廿）21V0.063166f21
将f=0.5,1,2（Hz）分别代入，有A（f）=0.9922,0.9698,0.8935
相对误差
r=A⑴-1
分别为r=-0.78%,-3.02%,-10.7%
3.8用传递函数为1（0.0025s1）的一阶测量装置进行周期信号测量。
若将幅
度误差限制在5%以下，试求所能测量的最高频率成分。
此时的相位差是多少？
A（）t0.95
J（0.0025）21
于是，有
=131.5（1/s）=20.9Hz,
（）arctan（0.0025）
arctan（0.0025131.5）
©（3）=-0.318=-18.2°
3.9设一力传感器作为二阶系统处理。
已知传感器的固有频率为800Hz,阻
尼比为0.14，问使用该传感器作频率为400Hz正弦变化的外力测试时，其振幅和相位角各为多少？
400/8000.5
1.31
（10.52）2（20.140.5）2
3.10对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量
的数值为1.5,同时测得其周期为6.28ms。
设已知装置的静态增益为3,试求该装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。
解
最大过冲量M=1.5/3=0.5
=0.216
际出现-1C的真实高度是多少?
解气球的温度表达式
y（t）Kt
Z（
H30005152925m
4常用传感器的变换原理
4.1单选题
1、导体应变片在外力作用下引起电阻变化的因素主要是（）
（A）长度；（B）截面积；（C）电阻率；（D）温度
介质影响
（A）电容；（B）压电；（C）电阻；（D）电涡流
3、面积变化型电容传感器的灵敏度（）。
（A）正比于两块极板之间的线速度；（B）正比于两块极板之间的线位移；
（C）正比于两块极板之间的间隙；（D）等于常数
4、变极板间隙型电容传感器的输入与输出成（）关系。
（A）正比；（B）线性；（C）反比；（D）平方
5、下列第（）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。
（A）热电偶、电涡流、电阻应变电；（B）热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；
（C）硅光电池、霍尔、磁电；（D）压电、霍尔、电感
6、RO）J4$Ikl用fA$到几L$GJ穴jbhot工N又过街的p社测色
（A）hXth（Brgr（？
H＄R]jkff
7下列第（）期化感％钦逅s十测旋转轴叩转递
一A）电利0L田地应变电容
（以盼电阻应电涡流此电
（gK4th$ALy＆
1）Jk$gJJ；rniX
8、下①I北涡洲o感器城以0确的是【〕
〔马）不受油污等计成影响
川I它属于控触恻S
门J有8频透射式
（U）房间频封闭式
4.2填空题
1为了提高变出历型电日n感器的灵敏旧线则暂N减小N邦件变此对测8
用
四0」@响买际应用时常常采JS]（〕工作才九
2电钢人传感％彻党m计为用距区o凹面积四比型和〔）咽
3、（JK面科的输出电势与被测速度成晶比
4、W个n的元时的（）旧m于地达国电行为辅UINjjk含
5、螺级管力和四Q感K感器比单嫖线管型电感传感器有较高的灵敏因q]
〕
4.3简答题
1、什么是物件四＊感器n鱼是结为观c感器”试举例说叽
物N型传感骼依靠敏感元问以出人恩o.伽——仆。
、11。
L7。
回怄贴冷绩叨里制n破四油附再叮_。
。
I。
，+。
、、。
…m_已
回给冈地问团ao阿供协到上主量印。
。
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I。
、…一、、Jlq
DD电钮式测项fLo进文测报四g地四件舢力扑1.k＄MK＄M0rdeBffNffiK83KBC。
。
。
。
。
。
———一
D—。
、。
贝H甲M门J卞人hS川这势n由日出）热泪二对oc杠。
。
、。
。
。
。
2、n源型防感器和大源型传吸器向你】榔？
试举例说明
有源型传感脚p能由田制地传感慨足以外翻m给冰协胜B旧月TMhp中出d
刻来的制外部出优能滥的暨I例句卜电附④变观B中*贝11伏v由OkD厂0田派出*批供组出因酒S变化所引后的）生lw朋变u兴技％J电例L不平说用四山
尤申城艺洲快现出容式测帐仪等四四此种类外
X原则5场罂树陵山转挨到传感队Oe核o功测U家林八们时蛐战了n的地伽热中储油BH弹性n力HX①u剿C感器m4四例问团门门感地之他的能出
l
巴必然o拉被测何家状态的业化而a山腼出0扔
3、了什么星金属的电哪＆文敏＊”8成的的d敏度》数的物理面目自什么”自M特
Ag
8属发生o俐JK田用①随Z发u西化的现象称为电叫响生好应S阴N的义敏
度系数是其在mm成目还呼卜的旧阳区比利nS属N们白附极评以下的围巾刎呶＄hthiMi
回击恻山变H丐v白山V四厂在【叶以挥回n们不问”
简8渊D获利出咂引@电印的项他而且躬自x叫H日仍率领车倒M用电阻的呢
fi（KMniN／L
b什么D应变H的麦政系数、Z与中四时的B敏事或现你不同”为H么人利十R我叫棋H如山间风M扶志工受U川NG的椽柳轴向川同师用以【刑
Q囚0比平与四Pjjv到的Lm林州山公DOWjJ敏8现
一艘情况下闭变h的见阳系数小于电1m丝m*敬东院于可原四位v仰wT似
贴于弹性粹次面或X直密特D迎片规0下a测试件回时出三
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