内容发布更新时间 : 2024/9/13 3:29:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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 信号 ,其中目前应用最广泛的是电信号。
2、 信号的时域描述,以 时间 为独立变量;而信号的频域描述,以 频率 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点:离散的 ,谐波型 , 收敛性 。 4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和 准周期 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值?x、均方值?x,方差?x;。
6、 对信号的双边谱而言,实频谱(幅频谱)总是 偶 对称,虚频谱(相频谱)总是 奇 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。( v) 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。( v ) 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。( x )
4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。( x ) 5、 随机信号的频域描述为功率谱。( v ) (三)简答和计算题
1、 求正弦信号x(t)?x0sin?t的绝对均值μ|x|和均方根值xrms。
2、 求正弦信号x(t)?x0sin(?t??)的均值?x,均方值?x,和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数x(t)?Ae?at222(a?0,t?0)的频谱。
?cos?0t4、 求被截断的余弦函数x(t)???05、 求指数衰减振荡信号x(t)?e
(一)填空题
1、 某一阶系统的频率响应函数为H(j?)??at|t|?T|t|?T的傅立叶变换。
sin?0t(a?0,t?0)的频谱。
第二章 测试装置的基本特性
12j??11/2 ,幅值y? √2/2 ,相位?? -45 。
,输入信号x(t)?sint,则输出信号y(t)的频率为?? 21.52、 试求传递函数分别为和23.5s?0.5s41?n22?1.4?ns??n的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。123
3、 为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有 傅里叶级数展开式 、
和 傅里叶变换 。
4、 当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时,该系统能实现 延时 测试。此时,系统的频率特性为H(j?)? 。
5、 传感器的灵敏度越高,就意味着传感器所感知的 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置,其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 (二)选择题
1、 4 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 3 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Q1(?)和Q2(?),则两环节串联组成的测试系统,其相频特性为 2 。
(1)Q1(?)Q2(?) (2)Q1(?)?Q2(?) (3)
Q1(?)Q2(?)(4)Q1(?)?Q2(?)
Q1(?)?Q2(?)4、 一阶系统的阶跃响应中,超调量 4 。
(1)存在,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 2 系统。
(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 3 。
(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 1 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。( x ) 2、 在线性时不变系统中,当初始条件为零时,系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。( v ) 3、 当输入信号x(t)一定时,系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s),而与该系统的物理模型无关。( v ) 4、 传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。( v ) 5、 测量装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。( x ) 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。( x ) (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、 答:定常线性系统在简谐信号的激励下,系统的频率特性称为系统的频率响应函数。频率响应函数是描述系统
的简谐输入和相应的稳态输出的关系。
3、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些?
4、 答:静态特性包含灵敏度、线性度、回程误差。动态特性包括时间常数、谐振频率和固有频率、阻尼比。 5、 测试装置实现不失真测试的条件是什么?
6、 答:幅值特性曲线是一条平行于ω轴的直线,相频特性曲线是一条过坐标原点的斜率为-t0的直线。 7、 某测试装置为一线性时不变系统,其传递函数为H(s)?1。求其对周期信号
0.005s?1x(t)?0.5cos10t?0.2cos(100t?45?)的稳态响应y(t)。
8、 解:求传递函数的幅频特性与相频特性,利用叠加性求输出 9、 将信号cos?t输入一个传递函数为H(s)?1的一阶装置,试求其包括瞬态过程在内的输出y(t)的表达式。 1??s解:求传递函数的幅频特性与相频特性,然后用定义求输出。
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 电阻温度计,电容式测振仪 等,属于能量转换型的传感器有热电偶温度计、弹性压力计等(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 导体形变 引起的电阻变化,后者利用 半导体电阻率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
差动式 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: 电荷 放大器和 电压 放大器,后接 电荷
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 涡电流 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 mv(m/s) 。 7、 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。 (二)选择题
1、 电阻应变片的输入为 2 。
(1)力 (2) 应变 (3)速度 (4)加速度 2、 结构型传感器是依靠 3 的变化实现信号变换的。
(1)本身物理性质 (2)体积大小 (3)结构参数 (4)电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 4 。
(1)位移 (2)材质鉴别 (3)探伤 (4)非金属材料 4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入,成 2 关系。 (1)非线性 (2)线性 (3)反比 (4)平方
5、 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 3 。 (1)长度 (2)截面积 (3)电阻率 (4)高通
6、 压电式传感器输出电缆长度的变化,将会引起传感器的 3 产生变化。 (1)固有频率 (2)阻尼比 (3)灵敏度 (4)压电常数
7、 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 4 传感器。 (1)电容式 (2)压电式 (3)电阻式 (4)电涡流式
8、 自感型可变磁阻式传感器,当气隙?变化时,其灵敏度S与?之间的关系是:S= 4 。 (1)k1? (2)k? (3)k??2 (4)?k??2
9、 光电倍增管是利用 2 效应制成的器件。
(1)内光电 (2)外光电 (3)光生伏特 (4)阻挡层
(三)判断对错题(用√或×表示)
1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。( √ ) 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器(√ ) 3、 压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽。( ×) 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。( ×) (四)简答和计算题
1、 哪些传感器可选作小位移传感器?
2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较,其主要优点是什么?涡流式传感器能否测量大位移量?为什么? 3、 电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量?
4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移?若能测量理由是什么?不能测量理由是什么?应采取什么措施
改进,就可以用电涡流传感器测量了。
5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同,为什么? 6、 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
(1) 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理; (2) 两个线圈通常应该接在什么电路中?用图说明如何接法。
7、 某电容传感器(平行极板电容器)的圆形极板半径r?4(mm),工作初始极板间距离?0?0.3(mm),介质为
空气。问:
(1) 如果极板间距离变化量????1(?m),电容的变化量?C是多少?
(2) 如果测量电路的灵敏度k1?100(mVpF),读数仪表的灵敏度k2?5(格/mV)在????1(?m)时,读数仪表的变化量为多少?
第四章 信号调理、记录和显示
(一)填空题
1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为电压或电流 输出的装置。
2、 在桥式测量电路中,按照 激励电源的类型 的性质,电桥可分为直流和交流电桥。
3、 在桥式测量电路中,根据工作时阻抗参与变化的 桥臂数 可将其分为半桥与全桥测量电路。
4、 调幅是指一个高频的正(余)弦信号与被测信号 相乘 ,使高频信号的幅值随被测信号的 变化 而
变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 相乘。 5、 调频波的解调又称为 鉴频 。
6、 调频是利用信号电压的 幅值 控制一个振荡器,使其输出为等幅波,而 频率 与信号电压成正比。 7、 常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为幅频特性曲线降为最大值的1其带宽B?fc2?fc1,若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为fc2?2fc1。
8、 RC低通滤波器中RC值愈 大 ,则上截止频率愈低。
(二)选择题
1、 设有一电路,R1是工作桥臂,R2,R3,R4是固定电阻,且R1?R2?R3?R4。工作时R1?R1?2?R1,
则电桥输出电压ey?( )。e0为电桥的电源电压。 (1)2倍时对应的频率为截止频率,
?R1?R?R2?R1e0 (2)1e0 (3)1e0 (4)e0 4R12R1R1R12、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。 (1)相乘 (2)相除 (3)相加 (4)相减 3、 电路中鉴频器的作用是 。
(1)使高频电压转变成直流电压 (2)使电感量转变为电压量 (3)使频率变化转变为电压变化 (4)使频率转变为电流
4、 一选频装置,其幅—频特性在f2??区间近于平直,在f2?0区间急剧衰减,这叫 滤波器。 (1)低通 (2)高通 (3)带通 (4)带阻
5、 一带通滤波器,其中心频率是f0,-3dB带宽是B,则滤波器的品质因数Q等于 。 (1)f0?B (2)f0?B (3)f0B (4)f0B