1、11、填空（每空 1 份，共 20 分）1.测试技术的基本任务是 获取有用的信息2.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。3.信号的时域描述，以 时间( ) 为独立变量；而信号的频域描述，以t频率 或 为独立变量。f)(4.如果一个信号的最高频率为 50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 100Hz。5.在桥式测量电路中，根据其 激励电压（或工作电压或桥压或电源） 的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。6.金 属 电 阻 应 变 片 与 半 导 体 应 变 片 的 主 要 区 别 在 于 ： 前 者 利 用 导体机械形变 引起的电阻变化，后者利用
2、半导体电阻率的（或半导体压阻效应） 变化引起的电阻变化。 7.压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。8.带通滤波器的上下限截止频率为 fc2、fc 1，其带宽 B = ；12cf若其带宽为 1/3 倍频程则 fc2 = fc1。39.属于能量控制型的传感器有 电阻式传感器 、 涡电流传感器 电容式传感器、电感式传感器等。10. 根据载波受调制的参数不同，调制可分为 调幅、调频、调相 。11. 相关滤波的工作原理是 同频相关不同频不相关/ 同频检测原理12 测 试 装 置 的 动 态 特 性 可 以 用 传递 函 数 、 频率响应 函 数 和 脉冲响应函 数 进 行 数 学 描 述
3、。2二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题 1 分，共 10 分）1 不能用确定的数学公式表达的信号是 D 信号。A 复杂周期 B 非周期 C 瞬态 D 随机2 平稳随机过程必须 B 。A 连续 B 统计特征与时间无关 C 各态历经 D 统 计 特 征 等 于 时 间 平 均3 一阶系统的动态特性参数是 C 。A 固有频率 B 阻尼比 C 时间常数 D 灵敏度4 系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为 A 。A 回程误差 B 绝对误差 C 相对误差 D 非线性误差5 电阻应变片的输入为 B 。A 力 B 应变 C 速度
4、 D 加速度6 D 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。A 传递函数 B 互相关函数 C 互谱密度函数 D 相干函数7 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用 B 放大器。A 电压 B 电荷 C 微分 D 积分8 在测量位移的传感器中，符合非接触测量而且不受油污等介质影响的是 D 传感器。A 电容式 B 压电式 C 电阻式 D 电涡流式9 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带 B ，也可达到分析的目的。3A 重放速度放快 B 重放速度放慢 C 重放速度不变 D 多放几次10. 一阶系统的阶跃响应中，超调量 D 。A 存在，但5 B 存在，但1 C
5、在时间常数很小时存在 D 不存在三、判断题（用或 表示，在正确的题目对应的括号里填，反之填 ，每题1 分，共 10 分）1 （ F ）非周期信号的频谱是连续的。2 （ T ）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。3 （ F ）调幅波是载波与调制信号的叠加。4 （ T ）涡流传感器属于有源传感器。5 （ T ）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。6 （ T ）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。7 （ F ）恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。8 （ T ）随机激振属于宽带激振法。9 （ F ）压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。10.（ T
6、 ）若系统是完全线性的，则输入输出的相干函数一定为 1。四、简答题（每题 5 分，共 30 分）1 已知周期方波的傅立叶级数展开式为 ttAtx005sin3sin8)(试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。4频谱特点：离散性、谐波性、递减性 3 分(每答对一个得 1 分)2 二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范围？ 固有频率( )和阻尼比( ) 3 分(每答对一个得 1.5 分)；为n了实现不失真,阻尼比( )取值 0.6 0.8; 工作频率取值小于等于 0.58 n2 分 (每答对一个得 1 分3 何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅
7、频和相频特性应如何？输出 y(t)与输入 x(t)满足关系 y(t)=A0x(t-t0), 其中 A0 和 t0 为常数,则为不失真测试。 2 分或者用文字描述上述关系，描述正确 2 分，不完整 1 分，错误不得分。实现不失真测试的测试装置的幅频特性为 A()= A0 = 常数 1.5 分相频特性为 ()= 1.5 分 t或者用文字表述，表述正确同样得分。54 信号的预处理包括那些环节？（1）电压幅值调理（或者放大） 1 分（2）滤波（或者滤去高频） 2 分（3）隔离直流分量（或者隔直） 1 分（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 1 分5 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平
8、衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1 分） ，即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1 分） ，相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平衡外，还须有电容平衡（3 分） 。 5 分6 测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图 1，问：图1（1） 这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？（2） 从波形中可以获得信号的哪些信息？（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。 2 分（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同 1 分相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 1分幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1 分6五、计算题
9、（共 14 分）1 （6 分）已知低通滤波器的频率响应函数为， 式中 jH1)( s05.当输入信号为 时，求滤波器)4510co(.)6co(.0)( tttx的稳态输出 .。ty )cs(5.)cs(6)( ttx令 ，0o.1t )4510cos(.)2 tx根据线性系统频率保持性和幅频相频特性，2)(1)(A )tan()(由 ，可以得到：6011 分36.0)65.()(2A1 分 56.7)5.(1arctgarctg )56.70cos(189.06.710os31.0)( tty由 ，可以得到：21 分96.0)15.0()(2A 69.78)05.()(2 arctgarct
10、g1 分7)69.1230cos(98.0)6.784510cos(5.196.0)(2 ttty由线性系统的叠加性可得)69.1230cos(98.0)56.710cos(1896.0)()()(21 tttytty2 （4 分）有一信号 ，初始相角 为一随机变量；)cs()(tAtx试求 1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。自相关函数： 1 分Tx dttxR0)()1lim)( = dttAtAT )(cos)cos(li0 = 1 分)(2均值： = =0 200)(1Txdtx200 )cos(1TdttA1 分方差： 2)(12020 AdttxTxx 3 （4 分）以阻值
11、，灵敏度 的电阻丝应变片与阻值为 的R5.S10固定电阻组成电桥，供桥电压为 4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为 1000 时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压单臂：836000 105.24105.24141 uSRuy V 2 分 双臂： 36000 1054105.21221 uSRuy V 2 分复习题第一章 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：
12、， ， 。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。 （ ）（三）简答和计算题91、 求正弦信号 的绝对均值 |x|和均方根值 xrms。txtsin)(02、 求正弦信号 的均值 ，均方值 ，和概率密度函
13、数)(x2p(x)。3、 求指数函数 的频谱。0,)(taAetxt4、 求被截断的余弦函数 的傅立叶变换。Tt|cos)(5、 求指数衰减振荡信号 的频谱。)0,(in0aetxat第二章 测试装置的基本特性（一）填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为 ，输入信号 ，则输出信号 的频12)(jjH2sin)(ttx)(ty率为 ，幅值 ，相位 。y2、 试求传递函数分别为 和 的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。5.0.31s224.ns3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。4、 当测试系统的输出 与输入 之间的关系为 时，该系统能实现 )(ty)(tx )()(0
14、txAty测试。此时，系统的频率特性为 。jH5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。（二）选择题1、 不属于测试系统的静特性。（1）灵敏度 （2 ）线性度 （3 ）回程误差 （4 ）阻尼系数2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。（1）正弦 （2 ）阶跃 （3 ）脉冲 （4 ）斜坡3、 两环节的相频特性各为 和 ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 )(1Q)(2。（1） （2） （3） （4 ）)(1)()(21)()(21Q)()(21Q4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。（1）存在，
15、但5 （2 ）存在，但1（3）在时间常数很小时存在 （4）不存在5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。10（1）零阶 （2 ）一阶 （3 ）二阶 （4）高阶6、 一阶系统的动态特性参数是 。（1）固有频率 （2 ）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经过的时间作为时间常数。（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982（三）判断对错题（用或 表示）1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个 1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。 （ ）2、 在线性时不变系统中，当初始条件
16、为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。 （ ）3、 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)(tx)(ty)(sH型无关。 （ ）4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 （ ）5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。 （ ）6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。 （ ）（四）简答和计算题1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？2、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？4、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为 。求其对周期信号105.)(
17、sH的稳态响应 。)4510cos(2.cs5.0)( tttx ty5、 将信号 输入一个传递函数为 的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输os1(出 的表达式。)(ty第三章 常用传感器（一）填空题1、 属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有 等（每个至少举例两个） 。2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用 工作方式。4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 放大器和 放大器，后接 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。7、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。
