《《機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)》期末試題及答案1(總16頁)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)》期末試題及答案1(總16頁)（17頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、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)摹＿@些物理量就是 信號 ，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。 2、 信號的時(shí)域描述，以 時(shí)間 為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述，以 頻率 為獨(dú)立變量。 3、 周期信號的頻譜具有三個(gè)特點(diǎn)： 離散性 ， 諧波性 ， 收斂性 。 4、 非周期信號包括 準(zhǔn)周期 信號和 瞬變周期 信號。 5、 描述隨機(jī)信號的時(shí)域特征參數(shù)有 均值 、 均方值 、 方

2、差 。 6、 對信號的雙邊譜而言，實(shí)頻譜（幅頻譜）總是 關(guān)于Y軸 （偶） 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 關(guān)于原點(diǎn)（奇） 對稱。 （二）判斷對錯題（用√或表示） 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(shí)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、 求正弦信號的絕對均值μ|x|和均方根值xrms。 2、 求正弦信號的均值，均方值，和概率密度函數(shù)p(x

3、)。 3、 求指數(shù)函數(shù)的頻譜。 4、 求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)的傅立葉變換。 5、 求指數(shù)衰減振蕩信號的頻譜。 第二章 測試裝置的基本特性 （一）填空題 1、 某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號，則輸出信號的頻率為 ，幅值 ，相位 。 2、 試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。 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)的輸出與輸入之間的關(guān)系為時(shí)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 測試。此時(shí)，系統(tǒng)的頻率特性為

4、 。 5、 傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的 被測量 越小。 6、 一個(gè)理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有 線性 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(shí)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 （2）階躍 （3）脈沖 （4）斜坡 3、 兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為 。 （1） （2） （3）（4） 4、 一階系統(tǒng)的階躍響

5、應(yīng)中，超調(diào)量 。 （1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)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(shí)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(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。 （1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 （三）判斷對錯題

6、（用√或表示） 1、 一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸一個(gè)1000Hz的正弦信號，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。（ ） 2、 在線性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，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)輸入信號一定時(shí)，系統(tǒng)的輸出將完全取決于傳遞函數(shù)，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)

7、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？ 4、 某測試裝置為一線性時(shí)不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為。求其對周期信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 5、 將信號輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在內(nèi)的輸出的表達(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 電阻、電感、電容、渦流 等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有 壓電、磁電 等（每個(gè)至少舉例兩個(gè)）。 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 金屬絲的幾何變形 引起的電阻變化，后者利用

8、 半導(dǎo)體材料的電阻率變化 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(shí)常常采用 差動 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： 電荷 放大器和 電壓 放大器，后接 電荷 放大器時(shí)，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 渦電流 效應(yīng)。 6、 磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是 mv / (m/s) 。 壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 壓電效應(yīng) 而工作的。 （二）選擇題 1、 電

9、阻應(yīng)變片的輸入為 。 （1）力 （2） 應(yīng)變 （3）速度 （4）加速度 2、 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠 的變化實(shí)現(xiàn)信號變換的。 （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 （

10、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(shí)，其靈敏度與之間的關(guān)系是：＝ 。 （1） （2） （3） （4） 9、 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 （

11、3）光生伏特 （4）阻擋層 （三）判斷對錯題（用√或表示） 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

12、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(gè)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(gè)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，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問： （1） 如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？ （2） 如果測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格／mV）在時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？ 第四章 信號調(diào)理

13、、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 電壓或電流 輸出的裝置。 2、 在橋式測量電路中，按照 激勵電壓 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(shí)阻抗參與變化的 橋臂數(shù) 可將其分為半橋與全橋測量電路。 4、 調(diào)幅是指一個(gè)高頻的正（余）弦信號與被測信號 相乘 ，使高頻信號的幅值隨被測信號的 變換 而變化。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的 相乘 。 5、 調(diào)頻波的解調(diào)又稱為 鑒頻 。 6、 調(diào)頻是利用信號電壓的 幅值

14、 控制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而 頻率 與信號電壓成正比。 7、 常用濾波器的上、下截止頻率、的定義為 幅頻特性曲線降為最大值的倍時(shí)對應(yīng)的頻率為截止頻率，其帶寬＝ ，若為倍頻程濾波器與的關(guān)系為 。 8、 RC低通濾波器中RC值愈 大 ，則上截止頻率愈低。 （二）選擇題 1、 設(shè)有一電路，是工作橋臂，，，是固定電阻，且。工作時(shí)，則電橋輸出電壓（ ）。為電橋的電源電壓。 （1） （2） （3） （4） 2、 調(diào)幅過程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號與載波信號 。 （1）相乘 （2）相除

15、 （3）相加 （4）相減 3、 電路中鑒頻器的作用是 。 （1）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? 4、 一選頻裝置，其幅—頻特性在區(qū)間近于平直，在區(qū)間急劇衰減，這叫 濾波器。 （1）低通 （2）高通 （3）帶通 （4）帶阻 5、 一帶通濾波器，其中心頻率是，-3dB帶寬是，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)等于 。 （1） （2） （3） （4） （三）判斷對錯題（用√或表示） 1、 平

16、衡純電阻交流電橋須同時(shí)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 1、 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

17、值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋，供橋電壓，若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變。 （1）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、 若為調(diào)制信號，為載波，為調(diào)幅波（如圖所示） （1）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

18、 。 3、 在數(shù)字信號處理中，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(gè)信號的最高頻率為50Hz，為了防止在時(shí)域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于 100 Hz。 5、 若x(t)是均值為ux為零的寬帶隨機(jī)信號其自相關(guān)函數(shù)τ=0時(shí)Rx(τ) ，τ∞時(shí)Rx(τ) 。 6、 用于評價(jià)系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。 7、 若某一信號的自

19、相關(guān)函數(shù)為，則該信號的均方值為= ，均方根值為xrms= 。 8、 最常用的功率譜估計(jì)方法為 。 9、 為信號的 沿頻率軸的分布，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)

20、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，求信號的自相關(guān)函數(shù)，并畫出自功率譜（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(gè)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

21、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)和輸入—輸出的互相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為，試說明該系統(tǒng)起什么作用？ 6、 應(yīng)用巴塞伐爾定理求的積分值。 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(shí)，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。

22、 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(shí)，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

23、 傳感器。 （二）判斷對錯題（用√或表示） 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(shí)，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(shí)，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

24、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 （一）1、信號；2、時(shí)

25、間（t），頻率（f）；3、離散性，諧波性，收斂性；4、準(zhǔn)周期，瞬態(tài)非周期；5、均值，均方值，方差；6、偶，奇； （二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√； （三）1、，；2、0，，；3、；4、； 5、； 第二章 測試裝置的基本特性 （一）1、1/2，，；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、；5、被測量；6、線性； （二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1） （三）╳ √ √ √ ╳ ╳ （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

26、電流；6、mv / (m/s)；7、壓電效應(yīng)。 （二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2） （三）√ √ ╳ ╳ （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(shí)對應(yīng)的頻率為截止頻率；；，8、大； （二）（1）（1）（3）（2）（4） （三）√ ╳ ╳ √ （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，；4、100；5、，0；6、相干函數(shù)；7、；8、周期圖法；9、功

27、率密度，能譜；10、時(shí)域，頻域； （二）1、╳；2、√；3、√；4、√；5、╳；6、╳；7、╳； （三）1、， ； 2、； 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； 6、； 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、╳；2、╳；3、√；4、√；

28、5、╳；6、√；7、√；8、╳；9、√； （三）略  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 學(xué)院 班級 姓名 學(xué)號 題號 一 二 三 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(shí)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(shí)

29、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(gè)信號的最高頻率為50Hz，為了防止在時(shí)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

30、為fc2、fc1，其帶寬B = ；若其帶寬為1/3倍頻程則fc2 = fc1。 9． 屬于能量控制型的傳感器有 、 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 函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述

31、。 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(shí)間無關(guān) C 各態(tài)歷經(jīng) D 統(tǒng)計(jì)特征等于時(shí)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(shí)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(shí)，對

32、于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)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(jià)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

33、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<1 C 在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在

34、 D 不存在 三、判斷題（用√或表示，在正確的題目對應(yīng)的括號里填√，反之填 ，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

35、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 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(gè)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)？

36、 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(gè)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 ， 式中 當(dāng)輸入信號為時(shí)，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出 2． （4分）有一信號，初始相角為一隨機(jī)變量； 試求 1）求其自相關(guān)函數(shù)；2

37、）確定其均值和方差。 3． （4分）以阻值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為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(shí)，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(shí)，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、Ⅱ和主軸Ⅲ上的齒輪齒數(shù)分別為Z1 = 30, Z2 = 40, Z3=20, Z4=50, 傳動軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速為

38、n1 = 2000轉(zhuǎn)/分（根據(jù)傳動比計(jì)算可知：傳動軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速為 n2 = 1500轉(zhuǎn)/分，主軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速為 n2 = 600轉(zhuǎn)/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2 2. （10分）欲測試圖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

39、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 ___ 一、 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(shí)間()、頻率或 4． 100Hz 5． 激勵電壓（或工作電壓或橋壓或電源）

40、 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． 、（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(gè)均得2分 10． 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） 1—5 D B C A B 6—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 √√√ 6—10 √√√ 四、 簡答題（每題5分，共30

41、分） 1．（5分） 2分 頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減性 3分(每答對一個(gè)得1分) 2．（5分） 固有頻率()和阻尼比() 3分(每答對一個(gè)得1.5分) 為了實(shí)現(xiàn)不失真,阻尼比()取值0.6 ~ 0.8; 工作頻率取值小于等于0.58 2分(每答對一個(gè)得1分) 3. （5分） 輸出y(t)與輸入x(t)滿足關(guān)系y(t)=A0x(t-t0), 其中A0和t0為常數(shù), 則為不失真測試。 2分 或者用文字描述上述關(guān)系，

42、描述正確2分，不完整1分，錯誤不得分。 實(shí)現(xiàn)不失真測試的測試裝置的 幅頻特性為 A(ω)= A0 = 常數(shù) 1.5分 相頻特性為 φ(ω)= 1.5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. （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

43、分），相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個(gè)電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡（3分）。 5分 其它的表述酌情給分。 6. （5分） （1）互相關(guān)函數(shù)，因?yàn)槭欠瞧娣桥己瘮?shù)。 2分 （2）頻率信息：正弦波形的頻率與此波形頻率相同 1分 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 1分 幅值信息：此波形的振幅是兩個(gè)正弦波振幅乘積的一半 1分 五、 計(jì)算題（共14分） 1. （6分） 令， 根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻特性 　　　　， 由，可以得到： 1分

44、1分 由，可以得到： 1分 1分 由線性系統(tǒng)的疊加性可得 2分 2.（4分） 自相關(guān)函數(shù)： 1分 = = 1分 均值：==0 1分 方差： 1分 3. （4分）單臂： V 2分 雙臂： V 2分 六、 應(yīng)用題（共16分） 1. （6

45、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） 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)。 幅頻特性峰值對應(yīng)的頻率為簡支梁的固有頻率；2分 半功率點(diǎn)（或者或者0.707）對應(yīng)的頻率分別為、；阻尼比如下方法估計(jì)： 2分 要求能在圖中正確表示，否則酌情扣分。 （2）（4分）