期末有部分答案.docx
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期末有部分答案
一、选择题（每题1分，共10分）
1、全桥的各桥臂上各并联一只应变片，其灵敏度（D）。
Ａ 增加１倍 Ｂ 减小１倍 Ｃ 不确定 Ｄ 不变
解答：
电桥的电压灵敏度为
，即电桥的输出电压
和电阻的相对变化成正比。
由此可知：
1）半桥双臂各串联一片，虽然桥臂上的电阻变化增加1倍，但桥臂总电阻也增加1倍，其电阻的相对变化没有增加，所以输出电压没有增加，故此法不能提高灵敏度；
2）半桥双臂各并联一片，桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半，电阻的相对变化也没有增加，故此法也不能提高灵敏度。
2、压电晶体式传感器其测量电路常采用（ AB）。
Ａ 电压放大器 Ｂ 电荷放大器 Ｃ 电流放大器 Ｄ 功率放大器
参见书P93页
3、用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数τ（ A）。
Ａ 越小越好 Ｂ 越大越好 Ｃ 0.6～0.7之间最好 Ｄ 负值最好
参见书P59页
4、截断的方波信号的频谱是（）。
A离散谱B连续谱C低频谱D高频谱
5、窗函数在时域变窄，则其频域的频带（B）
A缩小B加宽C不变D不确定
参见书P32页
6、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＋fo）。
A.
B.
C.
D.
参见书P30页表格傅里叶变换的频移特性
7、若一选频滤波器的幅频特性是：
在∞~fc间接近常数，在fc~0之间急剧衰减。
该滤波器为（B）滤波器。
A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻
参见书P139-P140页文字和图4-22
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（）
A.直流信号 B.正弦波 C.调幅波 D.脉动波
9、设各态历经随机过程x（t）的均值为μx，标准差为σx，则其自相关函数Rx（τ）的最大值为（A）
A.μx2 B.μx2+σx2 C.μx+σx D.σx2
参见书P163页自相关函数的性质及公式5-17
10、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
参见书P134页调幅信号的频域分析及图5-13
二、填空题（每空1分，共15分）
1、周期信号频谱特点是频谱是离散的（离散性）；每条谱线只出现在基波的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数（谐波性）；各频率分量对应的谱线高度表示谐波的幅值或相位角（收敛性）（三个），其双边谱的幅值为单边谱幅值的1/2。
参见书P24-25页
2、自相关函数的傅立叶变换是偶函数。
参见书P163页自相关函数的性质
3、单位脉冲函数
与在
点连续的模拟信号
有积分式
f（t0）。
参见书P33页单位脉冲函数的采样性质
4、要不产生频混现象，就要求采样频率
与信号的最高频率
满足fc>2fm关系。
参见书P159页避免混叠的处理
5、线性系统具有___频率___保持性，即若系统输入一个正弦信号，则其稳态输出的频率保持不变。
线性定常系统具有频率保持性、比例性和叠加性。
6、测试装置实现不失真测试，但有时间延迟t0的条件是：
装置幅频特性A（ω）=A0=常数;相频特性Ψ（ω）=-t0ω。
参见书P58页不失真的条件
7、各态历经（遍历性）随机过程任一单个样本函数的__________平均统计特征等于该过程的__________平均统计特征。
8、频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy（）=0.参见书P165页不同频率不相关
9、热电偶的工作原理是基于金属的热电效应，涡电流式传感器的变换原理是利用金属导体在交变磁场中的涡电流效应；光电池的工作原理是利用某些物质的光电效应。
参见书P95页、P85页、P99页
三、分析问答题（共分）
1、已知信号
，试绘制该信号的实频谱、虚频谱和单边幅频谱、双边幅频谱（10分）
2、以阻值
，灵敏度S=2的电阻应变片与阻值
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，当应变片上的应变分别为1
和1000
时，半桥单臂、半桥双臂及全桥的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
（10分）
参见书P152页例题4-1
3、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源为
，输入信号x（t）的幅值谱如图所示。
电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。
试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱Xm（jf）、Xe（jf）、Xf（jf）。
（10分）
参见书P135页
4、电容传感器有哪几种类型，各有何特点，传感器设计时在结构上为何多设计成差动型结构？
（10分）
参见书P79-P81页
5、选择三种不同类型的传感器实现转速测量，要求
（1）写出所用传感器；
（2）所选用传感器工作原理；（3）绘制工作简图；
四、计算与作图（15分）
⑴求非周期信号
的傅立叶变换并绘制其幅频谱与相频谱图；
⑵求
的傅立叶变换并绘制其幅频谱简图
已知低通滤波器的频率特性为
，式中
=0.05s,当输入信号
时，求其输出
并比较
与
的幅值与相位有何区别。
利用互相关函数的性质设计一个测试系统，来测量输送带的运动速度，要求按非接触测量。
画出系统工作原理图，并简要论述工作原理
测试技术模拟考试题
（1）
一、是非题（对的打√，错的打×）（每题2分，共20分）
１.所有周期信号都是功率信号。
（）
２.电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。
（）
３.频响函数反映了系统响应的稳态过程。
（）
４.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。
（）
５.直流信号具有无限的频谱。
（）
６.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。
（）
７.压电式传感器不一定要配接前置放大器。
（）
８.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。
（）
９.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。
（）
10.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。
（）
二、选择题（每题2分，共20分）
1．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（）范围。
A.频率 B.阻尼 C.相位 D.幅值
2．设时域信号x（t）的频谱为X（f），则时域信号（）的频谱为X（f＋fo）。
A.
B.
C.
D.
3．如果系统的权函数为h（t），系统的输入x（t）为单位脉冲函数，此时系统输出y（t）为（）
A.h（t）x（t） B.x（t） C.h（t） D.无法确定
4．若一选频滤波器的幅频特性是：
在∞~fc间接近常数，在fc~0之间急剧衰减。
该滤波器为（）滤波器。
A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻
5．一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
6．输入x（t）和输出y（t）的相干函数的取值在０和１之间，可能是（）。
A.有外界噪声干扰 B.系统是非线性的
C.输出y（t）是输入x（t）和其它输入的综合输出 D.以上三种
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直流测量用桥的输出是（）
A.直流信号 B.正弦波 C.调幅波 D.脉动波
8．记录0~200Hz的正弦信号，宜采用固有频率为（）Hz的振动子较合适。
A.120 B.400 C.1200 D.2500
9．在时域中计算的信号总能量，等于在频域中计算的信号（）。
A.自功率谱积分 B.平均功率 C.总功率 D.互功率谱积分
１０.周期信号截断后的频谱必是（）的。
A.连续 B.离散 C.连续非周期 D.离散周期
三、分析问答题（共３０分）
1、已知信号
，试绘制信号的实频谱、虚频谱和单边幅频谱、双边幅频谱及双边相频谱（10分）
２、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源
和输入信号x（t）的幅值谱如图所示。
电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。
试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱Xm（f）、Xe（f）、Xf（f）。
（１０分）
3、若用光线示波器来记录图一所示的方波信号，可否选用FC6-400型振动子?
并说明理由。
（注：
该振动子的固有频率为400Hz）（10分）
四、计算题（共3０分）
１、用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问仪器的时间常数T的取值范围。
若用该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？
（10分）
2试求正弦信号
和基频与之相同的周期方波信号y（t）的互相关函数
。
（10分）
3、某信号的时域表达式如下
问:
（1）该信号属于哪类信号（周期或非周期），试画出波形图?
（4分）
（2）当该信号通过一理想带通滤波器，该滤波器的A（ω）=1，带宽B=80Hz，中心频率f0=50hz,画出该滤波器输出波形的幅频谱（3分）并求出滤波器输出波形的平均值为多少（已知该信号基频f0=50hz）（3分
测试技术模拟考试题
（2）
一、是非题（对的打√，错的打×）（每题2分，共20分）
1．离散信号是数字信号。
（）
2．若x（t）是限带信号，在被截断后必成为无限带宽的函数。
（）
3.傅立叶变换只适用于非周期信号，不适用于周期信号。
（）
４．测试系统的灵敏度越高测量性能越好。
（）
５．频响函数同时反映了系统响应的稳态过程和过渡过程。
（）
６．一阶系统中常用时间常数τ作为响应上升时间。
（）
７．涡流传感器分为高频透射式和低频反射式两种类型。
（）
８．压电传感器要求后接的负载必须有高输入阻抗。
（）
９．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。
（）
１０。
设带通滤波器的上、下截止频率分别为
和
则一倍频程滤波器有：
.（）
二、选择题（每题2分，共20分）
1．周期信号截断后的频谱必是（）的。
A.连续 B.离散 C.连续非周期 D.离散周期
2．设时域信号x（t）的频谱为X（f），则时域信号（）的频谱为X（f＋fo）。
A.
B.
C.
D.
3．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（）
A.常数 B.脉冲函数 C.正弦函数 D.零
4．设各态历经随机过程x（t）的均值为μx，标准差为σx，则其自相关函数Rx（τ）的最大值为（）
A.μx2 B.μx2+σx2 C.μx+σx D.σx2
5．交流电桥的桥臂依次是Z1Z2Z3Z4,其平衡条件是（）
A.Z1Z2=Z3Z4 B.
C.Z1Z3=Z2Z4 D.
6．相干函数的取值在（）范围内。
A.0与∞ B.0与1 C.-1与1 D.-∞与+∞
7．同频、同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为（）信号。
A.正弦 B.同频正弦 C.方波 D.同频余弦
8．记录0~200Hz的正弦信号，宜采用固有频率为（）Hz的振动子较合适。
A.120 B.400 C.1200 D.2500
9．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（）
A.直流信号 B.正弦波 C.调幅波 D.脉动波
10．二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线中，幅值最高处的频率（）
A.等于系统固有频率 B.大于系统固有频率
C.小于系统固有频率 D.与系统固有频率无确定关系
四、分析问答题（共３０分）
1、已知信号
，试绘制信号的实频谱、虚频谱和单边幅频谱、双边幅频谱及双边相频谱（10分）
２、已知电阻应变仪交流电桥的输入信号x（t）和电桥电源y（t）的波形如图所示。
电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。
试画出电桥输出信号xm（t）、相敏检波输出信号xe（t）和低通滤波器输出信号xf（t）。
（10分）
3、若用光线示波器来记录图一所示的方波信号，可否选用FC6-400型振动子?
并说明理由。
（注：
该振动子的固有频率为400Hz）（10分）
四、计算题（共3０分）
１、已知RC低通滤波器，
=1kΩ,
=1μF,试：
（1）确定该滤波器的
、
、
、
。
（4分）
（2）输入信号
求输出信号
（６分）
２、已知信号的自相关函数
，试确定该信号的自功率谱
及自谱图。
（１０分）
3、某信号的时域表达式如下
问:
（3）该信号属于哪类信号（周期或非周期），试画出波形图?
（４分）
（4）当该信号通过一理想带通滤波器，该滤波器的A（ω）=1，带宽B=80Hz，中心频率f0=50hz,画出该滤波器输出波形的幅频谱（３分）并求出滤波器输出波形的平均值为多少（已知该信号基频f0=50hz）（３分）？
测试技术模拟考试题（3）
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。
（）
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．变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。
（）
6．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。
（）
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。
（）
8．选择好的窗函数对信号进行截取，可以达到能量不泄漏的目的。
（）
9．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。
（）
10．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。
（）
二、选择题（每题2分，共20分）
1．周期信号截断后的频谱必是（）的。
A.连续 B.离散 C.连续非周期 D.离散周期
2．如果系统的权函数为h（t），系统的输入x（t）为单位脉冲函数，此时系统输出y（t）为（）。
A.h（t）x（t） B.x（t） C.h（t） D.无法确定
3．设各态历经随机过程x（t）的均值为μx，标准差为σx，则其自相关函数Rx（τ）的最大值为（）。
A.μx2 B.μx2+σx2 C.μx+σx D.σx2
4．一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并联，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
5．用电涡流传感器探测金属零件表面裂纹，则电涡流传感器是（）式的。
A.互感和高频反射 B.自感和低频投射
C.互感和低频投射 D.自感和高频反射
6．设时域信号x（t）的频谱为X（f），则时域信号（）的频谱为X（f-f0）。
A.
B.
C.
D.
7．压电式传感器后面的放大器的主要功能为（）。
A.阻抗变换B.信号放大C.阻抗变换和信号放大D.不确定
8．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（）范围。
A.频率 B.阻尼 C.相位 D.幅值
9．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（）。
A.长度 B.截面积 C.电阻率D.高通
10．二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线中，幅值最高处的频率（）。
A.等于系统固有频率 B.大于系统固有频率
C.小于系统固有频率 D.与系统固有频率无确定关系
五、分析问答题（共３０分）
1、绘制信号
的实频谱、虚频谱、双边幅频谱及双边相频谱（10分）。
２、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源
和输入信号x（t）的幅值谱如图所示。
电桥输出信号经相敏检波输出。
试画出电桥输出信号xm（t）、相敏检波输出信号xe（t）及其幅值谱Xm（jf）、Xe（jf）。
（设信号x（t）的频率为f1，f0大于f1）。
（10分）
3、若用光线示波器来记录图一所示的方波信号，可否选用FC6-400型振动子?
并说明理由。
（注：
该振动子的固有频率为400Hz）（10分）
四、计算题（共3０分）
１.用时间常数为0.5s的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于5%，问被测参数变化的最高频率是多少？
如果被测参数的周期是2s和5s，问幅值误差是多少？
（10分）
２.已知信号的自相关函数
，试确定该信号的自功率谱
及自谱图。
（10分）
3.某信号的时域表达式如下:
问:
（5）该信号属于哪类信号（周期或非周期）?
（2分）
（6）当该信号通过一理想恒带宽带通滤波器，该滤波器的A（ω）=1，带宽B=80Hz，中心频率f0=50hz,画出该滤波器输出波形的幅频谱（4分）并求出滤波器输出波形的平均值为多少（已知该信号基频f0=50hz）（4分）?
复习题
一.填空题:
1.同频的正弦信号和余弦信号,其相互相关函数是（）的.
2.压电式传感器使用（）放大器,此方法使传输电压几乎不受电缆长度的影响.
3.中心频率能自动跟随某参考信号频率而变化的滤波器成为（）滤波器.
4.一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（）.
5.变间距式电容传感器的灵敏度与（）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（）成反比,所以不适合微小位移的测量.6.测试系统的静态特性有（）、（）、（）。
在测试装置中，从调制信号的方法来看，当用12KHZ的交流信号作为电桥的激励电压时，其作用在于生成（）波。
7某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为（）。
8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（）。
9从信号的周期性来看，有阻尼衰减的自由震动信号是有（）特性的信号。
10数字信号是指明时间和幅值都具有（）特性的信号。
11虽然信号可在时域或频域中描述，但是其（）是不变的。
12带滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=（）。
13周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（）和（）特性。
14传感器按输入量分，大致有（）、（）、（）、（）等类型。
15压电式传感器是利用某些材料的（）特性来制作的传感器。
16正弦信号的自相关函数是一个同频的（）函数。
17A/D转换是将（）信号转换成（）信号的装置。
18直流电桥的平衡条件是（）。
19磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频带（）。
20压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其（）发生变化。
21滤波器带宽B和响应建立时间Te的乘积通常选取在BTe=（）.
22当被测量是一个单向向量，要求传感器单向灵敏度（），其横向灵敏度（）。
23传感器的灵敏度越高，则线性范围就（）。
24时域为常数M的信号，其频谱是（）。
25各态历经随机过程任一单个样本函数的（）平均统计特征等于该过程的（）平均统计特征。
26周期信号的频谱具有（）特点，瞬变非周期信号的频谱具有（）特点。
27一阶系统的动特性参数是（），为使动态响应快，该参数（）。
28测试系统应包括（）、（）、（）、（）、（）等五个部分。
29测量装置的特性描述有（）态特性描述和（）特性描述。
30由信息与信号的关系可知，信号是信息的（）。
31根据采样定理，被测信号的频率W1与测试系统的固有频率W2关系是（）。
32表示无用信息的信号又称之为（）或（）。
33从能否用数学公式描述的角度来说，信号可分类为（）和（）。
34非确定性某信号不能够用（）或（）来描述，但变化服从（）规律。
35信号在时域被压缩，则该信号在频域中的（）成分将增加。
36模似信号是指时间和幅值都具有（）特性的信号。
37物性型传感器的最大特点是（）。
38X（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（），该乘积后的信号的频谱为（）频谱。
39变间隙式电容式传感器常作成差动的，其主要目的之一是（），目的之二是（），目的之三是（）。
40各态历经平稳随机信号的均值表示信号的（）分量；方差表示信号的（）。
41描述周期信号的工具是（）。
42获得周期性时域信号的频谱用（）的数学工具。
43获得非周期时域信号的频谱用（）数学工具。
44若测试装置实现不失真测量，则该装置的幅频特性是：
A（w）=（）,该装置的相频特性是&（W）与W成（）或称（）关系。
45半导体应变片传感器的工作原理是基于（）效应；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（）效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的（）效应。
46滤波器的分辨率越高，则测量信号时其响应速度（）。
47有一个信号，其数学描述为X（T）=2SIN2T,y信号输入=0。
5的某一阶装置后，稳态输出的幅值为（）；稳态输出相位滞后为（）；输出信号的数学描述为（）。
48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（），输出信号的幅值（），输出信号的相位（）。
49低通滤器对输入信号的作用是（）。
50调幅过程相当于频率的（）过程。
51概率密度函数提供随机信号沿（）分布的信息。
52单位频宽上的幅值表示的是（）函数。
53光线示波器的振子的动特性是（）系统的特性。
54时域是实偶函数的信号，其对应的频域函数是（）函数。
55时域是实奇函数的信号，其对应的频域函数是（）函数。
56频域是虚奇函数的信号，其对应的时域函数是（）函数。
57两个信号时域相乘，对应于频域函数是各自频域的（）。
58用时域窗来截取连续信号，窗越宽则主瓣（）。
59窗函数的优劣大致可从（），（），（）等几个方面来评价。
60窗函数的选择应力求其频谱的（）窄些，（）小些。
61对周期信号进行（）截断，是获得准确频谱的先决条件。
62比较窄的主瓣可以获得较高的（），小的旁瓣可以减小（）。
63矩形窗函数的（）最窄，旁瓣则（），泄漏较（）。
64当需要获得精确的频谱主峰的（），而对幅值的精度要求不高的场合，可以选用（）。
65三角窗与矩形窗相比，主瓣宽度为矩形窗的（），旁瓣（），并且不会出现（）。
66汉宁窗的旁瓣明显（），因此具有抑制（）的作用，但是（）较宽，致使（）
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