第一章信號及其描述(一)填空題1、測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸?shù)?。這些物理量就是 ,其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。2、信號的時域描述，以為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述，以為獨(dú)立變量。3、周 期 信 F 一的 頻 譜 具 有一二 個 特4、非周期信號包括信號和信號。5、描述隨機(jī)信號的時域特征參數(shù)有 、。6、對信號的雙邊譜而言， 實(shí)頻譜(幅頻譜)總是一對稱，虛頻譜(相頻譜)總是 對 稱。(二)判斷對錯題(用，或X表示)1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過程。()2、信號的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。()3、非周期信號的頻譜一定是連續(xù)的。()4、非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。()5、隨機(jī)信號的頻域描述為功率譜。()(三)簡答和計(jì)算題1、求正弦信號x(t) x0sin t的絕對均值科岡和均方根值xrms。22、求正弦信號x(t) XoSin( t )的均值 x,均萬值 x ,和概率密度函數(shù) p(x)。3、求指數(shù)函數(shù)x(t) Ae at(a 0,t0)的頻譜。COS 0t|t | T ms4、求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù) x(t)的傅立葉變換。0|t| T at5、求指數(shù)衰減振蕩信號 x(t) e sin 0t(a 0,t 0)的頻譜。第二章測試裝置的基本特性(一)填空題一 一、，一 1t ，.、1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為H(j ) ，輸入信號x(t) sin一,則輸出信號2j 12y(t)的頻率為 ,幅值y ,相位 。1 541 n22、 試求傳遞函數(shù)分別為一1.5一和-n2的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的“s 0.5 s1.4ns n總靈敏度。3、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有、 和。4、當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出 y(t)與輸入x(t)之間的關(guān)系為y(t) Ax(t t)時，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為H (j ) 。5、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的 越小。6、 一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有 關(guān)系為最佳。(二)選擇題1、 不屬于測試系統(tǒng)的靜特性。(1)靈敏度(2)線性度(3)回程誤差(4)阻尼系數(shù)2、從時域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng) 響應(yīng)的卷積。(1)正弦階躍(3)脈沖(4)斜坡3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為 Qi()和Q2()，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性 為。(1)Qi( )Q2( ) (2)Qi( ) Q2( ) (3) Q1( )Q2( ) (4)Qi( ) Q2() Qi( ) Q2()4、 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量 。（1）存在，但5%（2）存在，但1（3）在時間常數(shù)很小時存在（4）不存在5、忽略質(zhì)量的單自由度振動系統(tǒng)是 系統(tǒng)。（1）零階（2） 一階 （3）二階 （4）高階6、 一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是 。（1）固有頻率（2）線性度 （3）時間常數(shù)（4）阻尼比7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值 倍所經(jīng)過的時間作為時間常數(shù)。（1） 0.632（2） 0.865（3） 0.950（4） 0.982（三）判斷對錯題（用，或x表示）1、 一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸一個1000Hz的正弦信號，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。（）2、在線性時不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱為 傳遞函數(shù)。（）3、當(dāng)輸入信號x（t）一定時，系統(tǒng)的輸出y（t）將完全取決于傳遞函數(shù)H（s）,而與該系統(tǒng)的物理模型無關(guān)。（）4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。（）5、測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大。（）6、幅頻特性是指響應(yīng)與激勵信號的振幅比與頻率的關(guān)系。（）（四）簡答和計(jì)算題1、什么叫系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？2、測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些？3、測試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是什么？14、某測試裝置為一線性時不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為 H（s） 。求其對周期信號 0.005s 1x（t） 0.5cos10t 0.2cos（100t 45）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng) y（t）。15、將信號cos t輸入一個傳遞函數(shù)為 H （s）的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在1 s內(nèi)的輸出y（t）的表達(dá)式。第三章常用傳感器（一）填空題1、屬于能量控制型的傳感器有 等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳 感器有 等（每個至少舉例兩個）。2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)別在于：前者利用 引起的電阻變化，后者利用 變化引起的電阻變化。3、為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的影響，實(shí)際應(yīng)用時常常采用 工作方式。4、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式：放大器和 放大器，后接 放大器時，可不受連接電纜長度的限制。5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場中的 效應(yīng)。6、 磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是 。7、壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 而工作的。（二）選擇題（3）速度 （4）加速度的變化實(shí)現(xiàn)信號變換的。1、電阻應(yīng)變片的輸入為（1）力 （2） 應(yīng)變2、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠（1）本身物理性質(zhì)（2）體積大小（3）結(jié)構(gòu)參數(shù)（4）電阻值3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是 。（1）位移（2）材質(zhì)鑒別（3）探傷（4）非金屬材料4、變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成 關(guān)系。（1）非線性 （2）線性（3）反比（4）平方5、半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 。（1）長度 （2）截面積（3）電阻率 （4）高通6、壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的 產(chǎn)生變化。（1）固有頻率（2）阻尼比（3）靈敏度（4）壓電常數(shù)7、在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是 傳感器。（1）電容式（2）壓電式（3）電阻式（4）電渦流式8、自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙變化時，其靈敏度 S與 之間的關(guān)系是： S,、1.22（1） k （2） k（3） k 2（4） k 29、光電倍增管是利用 效應(yīng)制成的器件。（1）內(nèi)光電 （2）外光電（3）光生伏特（4）阻擋層（三）判斷對錯題（用，或X表示）1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（）2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（）3、壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）4、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（）（四）簡答和計(jì)算題1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？2、渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為什么？3、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？4、電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測量了。5、壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？6、試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。（1） 用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；（2） 兩個線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說明如何接法。7、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r 4（mm）,工作初始極板間距離00.3（mm）,介質(zhì)為空氣。問：（1） 如果極板間距離變化量1（ m）,電容的變化量 C是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度 k1 100（mV/pF）,讀數(shù)儀表的靈敏度 k2 5 （格/mV）在 1（ m）時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？第四章 信號調(diào)理、記錄和顯示（一）填空題1、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為 輸出的裝置。2、在橋式測量電路中，按照 的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。3、在橋式測量電路中，根據(jù)工作時阻抗參與變化的 可將其分為半橋與全橋測量電路。4、調(diào)幅是指一個高頻的正（余）弦信號與被測信號 ,使高頻信號的幅值隨被測信 號的 而變化。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的 。5、 調(diào)頻波的解調(diào)又稱為。6、調(diào)頻是利用信號電壓的 控制一個振蕩器，使其輸出為等幅波，而 與信 號電壓成正比。7、常用濾波器的上、下截止頻率fcl、fc2的定義為 ，其帶寬B=, 若為倍頻程濾波器 fc1 與 fc2 的關(guān)系為 o8、 RC低通濾波器中 RC值愈,則上截止頻率愈低。(二)選擇題1、設(shè)有一電路，Ri是工作橋臂,R2 , R3 , R4是固定電阻，且 Ri R2 R3 R4。工2 Ri（4）二-e。Ri(4)相減作時RiRi 2 Ri ,則電橋輸出電壓ey ()。eo為電橋的電源電壓?！啊iRiRi(i)e e (3)eo4Ri2RiRi2、調(diào)幅過程相當(dāng)于在時域中將調(diào)制信號與載波信號(i)相乘(2)相除(3)相加3、電路中鑒頻器的作用是。(i)使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓(2)使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫?3)使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?4)使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?、一選頻裝置，其巾I一頻特性在f2區(qū)間近于平直，在 f20區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。(i)低通(2)高通 (3)帶通 (4)帶阻5、 一帶通濾波器，其中心頻率是fo , -3dB帶寬是B ,則濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q等 fo B (2) fo B(3) foB(4) f0/B(三)判斷對錯題(用，或X表示)i、平衡純電阻交流電橋須同時調(diào)整電阻平衡與電容平衡。()2、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。()3、帶通濾波器的波形因數(shù) 值越大，其頻率選擇性越好。()4、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。()(四)簡答和計(jì)算題i、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？2、調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？3、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？4、相關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。5、以阻值R i2o ，靈敏度S 2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為 i2o的固定電阻組成電橋, 供橋電壓Vo 3V ,若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變 2ooo 。(i)求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。(2)求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度6、若x(t)為調(diào)制信號，y(t) cos2 fot為載波，xm(t)為調(diào)幅波(如圖所示)(i)利用傅里葉變換性質(zhì)說明調(diào)幅過程的原理。(2)畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。第五章信號處理初步(一)填空題1、為了識別信號類型，常用的信號分析方法有、 和。2、為了獲得測試信號的頻譜,常用的信號分析方法有、和。3、在數(shù)字信號處理中,一為避免頻率混疊,應(yīng)使被采樣的模擬信號成為 , 還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即 。4、如果一個信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象,采樣頻率應(yīng)該大于 Hz。5、若x(t)是均值為 u為零的寬帶隨機(jī)信號其自相關(guān)函數(shù)。=0時R(p), T 8時 R( )。6、 用于評價系統(tǒng)的退出信號和輸入信號之間的因果I生。27、若某一信號的自相關(guān)函數(shù)為Acos()，則該信號的均方值為x2=，均方根值為Xrms=。8、最常用的功率譜估計(jì)方法為 。 29、 Sx(f)為信號的 沿頻率軸的分布，X(f)稱為。10、巴塞伐爾定理表示在 中計(jì)算的信號總能量，等于在 中計(jì)算的信號總能量。(二)判斷對錯題(用，或x表示)1、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。()2、 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。()3、對于周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全避免柵欄效應(yīng)。 ()4、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。()5、互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。()6、利用系統(tǒng)輸入 x(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。 ()7、若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入 -輸出的相干函數(shù)一定為 1。()(三)簡答和計(jì)算題1、已知信號x(t) Ao Ai cos( 1t 1) A2 sin( 2t2),求信號的自相關(guān)函數(shù)Rx(),并畫出自功率譜 Sx()(雙邊幅值譜)。2、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。3、相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。4、試根據(jù)一個信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分。5、某一系統(tǒng)的輸入信號為 x(t),若輸出y(t)與輸入x(t)相同，輸入的自相關(guān)函數(shù) Rx()和輸 入一輸出的互相關(guān)函數(shù) Rxy()之間的關(guān)系為Rx( ) Rx(T),試說明該系統(tǒng)起什么作用？6、 應(yīng)用巴塞伐爾定理求sin c2 (t)dt的積分值。第六章振動測試(一)填空題1、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，位移共振頻率 系統(tǒng)固有頻率，速度共振頻率 系統(tǒng)固有頻率，加速度共振頻率 系統(tǒng)固有頻率。2、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，在相位共振處位移始終落后于激振力 度。3、單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)運(yùn)動所引起的受迫振動，當(dāng)激振頻率固有頻率時，質(zhì)量塊和殼體之間的相對運(yùn)動和基礎(chǔ)振動近于相等。4、激勵方式分為 , , 。5、按所測的振動性質(zhì)可將拾振器分為 和。6、阻抗頭的前端是 ,后面是測量激振點(diǎn)響應(yīng)的 。7、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式：和。8、 機(jī)械系統(tǒng)的主要振動參數(shù)是 , 和。9、相對法校準(zhǔn)傳感器時，經(jīng)國家計(jì)量等部門嚴(yán)格校準(zhǔn)過的傳感器起著“振動標(biāo)準(zhǔn)傳遞”的作用，稱為 傳感器。（二）判斷對錯題（用，或X表示）1、壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）2、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（）3、壓電式加速度計(jì)手持探針法測振時，加速度計(jì)的使用上限頻率最低。（）4、壓電式加速度計(jì)的重量越輕，使用上限頻率越高，靈敏度越低。（）5、渦流位移傳感器屬于絕對式拾振器。（）6、低頻激振時，激振器的安裝固有頻率應(yīng)比激振頻率高3倍以上。（）7、快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（）8、脈沖錘的錘頭越軟，則激勵的頻率范圍越大。（）9、在振動測試中，測得的激勵和響應(yīng)之間的相位差包括了測試系統(tǒng)中所有儀器的相移。（三）簡答和計(jì)算題1、對單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，分別寫出其位移頻響函數(shù)、 速度頻響函數(shù)、加速度頻響函數(shù)。2、對單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)位移所引起的受迫振動，分別寫出其相對位移頻響函數(shù)、絕對位移頻響函數(shù)。3、對于壓電式加速度計(jì)， 畫出其工作原理圖，并說明為什么其上限頻率取決于固有頻率？4、對于磁電式絕對速度計(jì)，畫出其工作原理圖，并說明為什么其下限頻率取決于固有頻率？5、如何用實(shí)頻曲線估計(jì)系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫圖說明。參考答案第一章信號及其描述4、準(zhǔn)周期，瞬態(tài)（一）1、信號；2、時間（t）,頻率（f）; 3、離散性，諧波性，收斂性;非周期；5、均彳1 x,均方值2、 、，2.一,x ,方差x ； 6、偶，奇;（二）1、，； 2、，； 3、X； 4、X； 5、，；（三）1、2xox。20,2x。21；x。cos( t )a j2 fTsin c (2 fo)T Tsinc (2 fo)T ；5、。2；a2 4 2 f2 o j4 fa第二章測試裝置的基本特性(一)1、1/2,1/J2,45 ；2、123;3、傅立葉變換法，濾波器法；4、Aoej t0 ； 5、被測量；6、線性；(二)(4) (3) (2) (4) (2) (3) (1)(三)X ，X X(四)略 第三章常用傳感器(一)1、電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁電； 2、金屬絲的幾何變形，半導(dǎo)體材料的電 阻率變化；3、差動；4、電荷，電壓，電荷；5、渦電流；6、mv / (m/s) ; 7、壓電 效應(yīng)。(二)(2) (3) (4) (2) (3), (3) (4) (4) (2)(三)，X X(四)略第四章信號調(diào)理、處理和記錄(一)1、電壓或電流；2、激勵電壓；3、橋臂數(shù)；4、相乘，相乘；5、鑒頻；6、幅值，頻 率；7、幅頻特性曲線降為最大值的倍時對應(yīng)的頻率為截止頻率；B fc2 fc1； fc2 2-8、大；(二)(1) (1) (3)(4)(三)，XXV(四)略 第五章信號處理初步(一)1、概率密度函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)；2、帶通濾波法，傅立葉變換法；3、有限帶寬，fs 2fh ;4、100;5、x2,0;6、相干函數(shù)；7、A,Ja；8、周期圖法；9、功率密度，能譜；10、時域，頻域；5、X; 6、X; 7、X;(二)1、X； 2、，； 3、，； 4、，；2(二)1、Rx( ) A02 A-cos 122A21)(2)(2)42Sx ( ) A024(1)(42 .2、Rxy( )sin ;3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān);4 、 信號的常值分量為其自相關(guān)函數(shù)均值的開方， 周期成分與其自相關(guān)函數(shù)周期成分的頻率相同、幅值成比例關(guān)系；5 、該系統(tǒng)的作用是使信號幅值不變、相位提前T ；22 1/26、 sinc （t）dt 1/2 1df ；第六章 振動的測試（一） 1、小于，等于，大于； 2 、 90； 3 、遠(yuǎn)大于；4 、穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)激振，瞬態(tài)激振；5 、相對式，絕對式；6 、力傳感器，加速度計(jì)； 7、電荷放大器，電壓放大器；8 、固有頻率，阻尼比，振型；9、參考。（二）1、X; 2、X;3、，；4、V;5、X;6、，； 7、，； 8、X;9、，；（三）略河北科技大學(xué)200X200X學(xué)年第一學(xué)期傳感器與測試技術(shù)期末考試試卷學(xué)院班級姓名學(xué)號題號一二二四五六總分得分一、填空（每空1份，共20分）1 .測試技術(shù)的基本任務(wù)是 。2 .從時域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng) 的卷積。3 .信號的時域描述，以 為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述， 以 為獨(dú)立變量。4 .如果一個信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于 Hz。5 .在橋式測量電路中，根據(jù)其 的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與交流電橋。6 .金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)別在于：前者利用 引起的電阻變化，后者利用 變化引起的電阻變化。7 .壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 而工作的。8 .帶通濾波器的上下限截止頻率為fC2、fci,其帶寬B = ;若其帶寬為1/3倍頻程則fC2 = fci。9 .屬于能量控制型的傳感器后一、等。10 根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為 、。11 相關(guān)濾波的工作原理是 。12 測試裝置的動態(tài)特性可以用 函數(shù)、函數(shù)和二、選擇題（把正確答案前的字母填在空格上，每題 1分，共10分）1 .不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號是 信號。A 復(fù)雜周期 B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī)2 .平穩(wěn)隨機(jī)過程必須。A連續(xù) B統(tǒng)計(jì)特征與時間無關(guān)C各態(tài)歷經(jīng) D統(tǒng)計(jì)特征等于時間平均3 . 一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是 。A固有頻率B 阻尼比 C時間常數(shù) D靈敏度4 .系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時，對于同一個輸入量所得到的兩個數(shù)值不同的輸出量之間的最大差值稱為 。A 回程誤差 B絕對誤差C相對誤差D非線性誤差5 .電阻應(yīng)變片的輸入為。A力B 應(yīng)變 C速度 D加速度6 . 用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。A傳遞函數(shù)B互相關(guān)函數(shù)C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù)7 .為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用 放大器。A 電壓 B電荷 C微分 D積分8 .在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量而且不受油污等介質(zhì)影響的是傳感器。A電容式 B壓電式 C電阻式 D電渦流式9 .信號分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號的頻率，可將磁帶 , 也可達(dá)到分析的目的。A 重放速度放快B重放速度放慢C重放速度不變 D多放幾次10 . 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量 。A存在，但5%B存在，但1C在時間常數(shù)很小時存在D不存在三、判斷題(用，或X表示，在正確的題目對應(yīng)的括號里填，反之填X,每題1分，共10分)1 .()非周期信號的頻譜是連續(xù)的。2 .()傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。3 .()調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。4 .()渦流傳感器屬于有源傳感器。5 .()滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測量。6 .()窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。7 .()恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。8 .()隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。9 .()壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。10 .()若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)一定為1。四、簡答題(每題 5分，共30分)1 .已 知 周 期 方 波 的 傅立 葉 級數(shù) 展 開 式 為x(t)竺 sin 0t1.八sin 3 0t3-sin5 0t 5試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說明其頻譜特點(diǎn)。2 .二階測試裝置的兩個動態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實(shí)現(xiàn)不失真測試，如何確定其取值范 圍？3 .何謂不失真測試？實(shí)現(xiàn)測試不失真的測試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何？4 .信號的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？5 .為什么在動態(tài)電阻應(yīng)變儀上除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕？6 .測得兩個同頻正弦信號的相關(guān)函數(shù)波形如圖1,問：圖1(1) 這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是互相關(guān)函數(shù)？為什么？(2) 從波形中可以獲得信號的哪些信息？五、計(jì)算題(共14分)1 .(6分)已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為.，、1，H (),式中 0.05s1 j當(dāng)輸入信號為x(t) 0.6cos(60t) 0.5cos(100t 45 )時，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出y(t)2. (4分)有一彳t號x(t) Acos( t )，初始相角為一隨機(jī)變量；試求1)求其自相關(guān)函數(shù)；2)確定其均值和方差。3. (4分)以阻值R 120 ，靈敏度S 2.5的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120的固定電阻組成電橋，供橋電壓為 4V,并假定負(fù)載電阻無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000 時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓六、應(yīng)用題(共16分)1. (6分)某車床加工外圓表面時，表面振紋主要是由主軸箱轉(zhuǎn)動軸上齒輪不平衡慣性 力使主軸箱振動所引起，實(shí)驗(yàn)測得振紋的頻譜如圖2 (a)所示，主軸箱內(nèi)的傳動示意圖如圖2(b)所示，傳動軸I、n和主軸山上的齒輪齒數(shù)分別為乙二30, Z2 = 40, Z3=20, Z4=50,傳動軸I的轉(zhuǎn)速為 n1 = 2000轉(zhuǎn)/分(根據(jù)傳動比計(jì)算可知：傳動軸n的轉(zhuǎn)速為n2 = 1500轉(zhuǎn)/分，主軸出的轉(zhuǎn)速為 n 2 = 600車專/分)，試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對加工表 面的振紋影響較大？為什么？(a)(b)圖22. （10分）欲測13t圖3（a）所示簡直梁的動態(tài)特性參數(shù)（固有頻率和阻尼比），（1）請從現(xiàn)有設(shè)備中選擇，并用框圖表示測試系統(tǒng)構(gòu)成，簡述測試過程；（2）測得該梁的幅頻特性曲線如圖3 （b）所示，根據(jù)該曲線如何確定簡直梁的動態(tài)特性參數(shù)（給出原理、公式并在圖中表示）（現(xiàn)有設(shè)備：壓電式加速度計(jì)、壓電式力傳感器、磁電式速度計(jì)、電阻應(yīng)變片、電荷放大器、功率放大器、信號發(fā)生器、激振器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、顯示設(shè)備）圖 3 (a)圖 3 （b）河北科技大學(xué)200X 200X學(xué)年第一學(xué)期傳感器與測試技術(shù)期末考試試卷參考答案學(xué)院 年級 考試班級-、填空（每空1分，答對得分，答錯不得分，共 20分）1 .獲取有用的信息2,脈沖響應(yīng)函數(shù)3 .時間（t）、頻率f或（）4 . 100Hz5 .激勵電壓（或工作電壓或橋壓或電源）6 .導(dǎo)體機(jī)械形變、半導(dǎo)體電阻率的（或半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)）7 .壓電效應(yīng)8 . fc2 fci、3,1,2 （或 1.26）9 .電阻式傳感器、渦電流傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器等，答對任何兩 個均得210 .調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相11 .同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測原理12 .傳遞、頻率響應(yīng)、脈沖響應(yīng)二、選擇題（每題1分，答對得分，答錯不得分，共 10分）13 5 D B C A B14 10 D B D B D三、判斷題（每題1分，答對得分，答錯不得分，共 10分）1 5 Xa/xvV6 10 VxVxV四、簡答題（每題5分，共30分）1 . （5 分）頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減性32 . （5 分）2分分（每答對一個得1分）固有頻率（n）和阻尼比（）3分（每答對一個得1.5分）為了實(shí)現(xiàn)不失真，阻尼比（）取彳1 0.6 0.8;工作頻率取值小于等于0.582分（每答對一個得1分）3. （5 分）其中A0和t0為常數(shù),輸出y（t）與輸入x（t）滿足關(guān)系y（t尸A 0x（t-t 0）, 則為不失真測試。2分或者用文字描述上述關(guān)系，描述正確 實(shí)現(xiàn)不失真測試的測試裝置的2分，不完整1分，錯誤不得分。幅頻特性為 A（ 3）= A 0 =常數(shù) 1.5 分相頻特性為6（3）= t01.5 分或者用文字表述，表述正確同樣得分。4. （5 分）（1）電壓幅值調(diào)理（或者放大）1分（2）濾波（或者濾去高頻）2 分（3）隔離直流分量（或者隔直）1分（4）如原信號進(jìn)行調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)（或者解調(diào)）1 分（5 分）動態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋（1分），即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線間存在分布電容（1分），相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡(3分)。5 分6.其它的表述酌情給分。(5分)(1)互相關(guān)函數(shù)，因?yàn)槭欠瞧娣桥己瘮?shù)。2(2)頻率信息：正弦波形的頻率與此波形頻率相同相位信息：兩正弦波形之間的相位差就是此波形中的初相位 幅值信息：此波形的振幅是兩個正弦波振幅乘積的一半五、計(jì)算題(共1. (6 分)14分)x(t) 0.6cos(60t) 0.5cos(100t令 x1 (t) 0.6cos(60t), x2 (t)0.5cos(100t根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性45 )45 )2.3.uyA( i)A()2,() ()2tan(60,可以得到:11 (0.05 60)2(1)y1(t) 0.6A( 2)(2) y20.316 1arctg ( ) arctg (0.05 0.316 cos(60t 71.565100 ,可以得到:10.1961 (0.05 100)2arctg ( ) arctg (0.050.196 0.5cos(100t 45由線性系統(tǒng)的疊加性可得y(t)2分(4分)均值:方差:(4分)R4R分雙臂：RUy 2R60)71.5650.1896 cos(60t100)78.6978.691y1(t)y2(t)0.1896 cos(60t 71.565自相關(guān)函數(shù)：Rx(t0 Acos( tcos()xToJo2To1 x(t)dt=-To2lx(t)To單臂:1UoUo六、應(yīng)用題(共Uo2 R16分)Uo1s2分71.565 )0.098cos(100t 123.69 )0.098cos(100t 123.69 )1 TlimT 0 x(t)Acos (tToW Acos(xdtA22x(t)dt)dt)dt =0UoUo2.52.51000100010 610 62.510 3 V 25 10 3V 2 分1. （6分）轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動頻率為：2000/60=33.3HZ ; 1 分轉(zhuǎn)動軸II的轉(zhuǎn)動頻率為：1500/60=25HZ;1 分轉(zhuǎn)動軸III的轉(zhuǎn)動頻率為：600/60=10HZ;1 分與實(shí)驗(yàn)測得振紋的頻譜圖比較可知軸II上的齒輪不平衡量對加工表面的振紋影響最大。3分2. （10 分）（1） （6 分）測試系統(tǒng)組成框圖：（4分）后示錯備有頻率n ； 2分的頻率分別為1、2 ；測試過程（2分）：信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號由功率放大器放大后傳送給激振器，激振器通過壓電式力傳感器對簡支梁激振；壓電力傳感器拾取激振力信號，壓電加速度傳感器拾取振動信號，分別經(jīng)電荷放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最后由顯示設(shè)備顯示頻率響應(yīng)函數(shù)。（2） (4分)幅頻特性峰值A(chǔ)。對應(yīng)的頻率為簡支梁的固半功率點(diǎn)（或者-j= Ao或者0.707 Ao）對應(yīng)阻尼比如下方法估計(jì):要求能在圖中正確表示,2 分否則酌情扣分。