信息检测与信号处理习题4含答案

第四章习题
一、选择题
1.在动态测试中，电桥的输出量通常采用（ B ）。

A.电阻量 B.电压量 C.电流量 D.电感量
2.直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将( C)。

A.增大 B.减少 .C.不变 D.变化不定
3.为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是（ C ） A.半桥双臂各串联一片电阻应变片 B.半桥双臂各并联一片电阻应变片 C.适当提高电桥的电源电压 D.增大应变片的初始电阻值
4.为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作，传感器的两个电容应当连接成（ C ）。

A.并联电路
B.串联电路
C.电桥电路
5.交流电桥的供桥电压频率为0f ，输出信号最高频率为m f 。

它们之间的关系应满足（ D ）。

A.0m f f =
B.0m f f <
C.0m f f ≥
D.m f f >>0 6.电阻应变仪常用交流供桥的原因是（ B ）。

Ａ.为了提高电桥的灵敏度
Ｂ.为了使放大器设计简单及提高抗电源干扰能力 Ｃ.可以使用相敏检波电路
７.调幅可以看成是调制信号与载波信号（ A ）。

Ａ.相乘 Ｂ.相加 Ｃ.相减 Ｄ.相除 ８.在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是（ B ）。

Ａ.恢复载波信号 Ｂ.恢复调制信号的幅值和极性 Ｃ.恢复已调制波 Ｄ.恢复调制信号的幅值
９.用一缓变的综合信号()cos 20cos 200e t A t B t ππ=⋅+来调制一载波()sin 2000i u t E t π=⋅，得到的调幅波的频带宽度为（ C ）。

Ａ.（1000-10）Hz ～（1000＋10）Hz Ｂ.-（1000+100）Hz ～（1000＋100）Hz Ｃ. （1000－100）Hz ～（1000＋100）Hz
10.要使RC 低通滤波器的通带加宽，则RC 值应（ B ）。

A.增加 B.减少 C.不变
11.在一定条件下RC 带通滤波器实际上是低通滤波器与高通滤波器（ A ）而成的。

A.串联
B.并联
C.串并联
D.叠加
12.滤波器的上、下截止频率为21,c c f f ，中心频率0f 则它们的关系是（ A ）。

A.0f =1202c c f f f += C.1202c c f f
f -=
13.滤波器的—3dB 频率截止频率，是指信号幅值衰减为输入幅值的（ C ）处的频率。

14 重复频率为1000Hz 的方波，经过一截止频率为2000Hz 的理想低通滤波器后的输出量为（ B ）。

A.1000Hz 的失真的方波
B.1000Hz 的正弦波
C.2000Hz 的正弦波
D.不知是什么波形
15. 光线示波器的振子的固有频率越高，其电流灵敏度（ B ）。

A. 越高 B. 越低 C.不变
16.为了用分析仪或计算机进行测试数据的处理，再现记录实验数据，则应选用（C ）。

A.光线示波器
B.伺服式记录仪
C.磁带记录仪
D.阴极射线示波器
二、填空题
1.交流供桥的应变仪电桥，在压应变时，假如已调波与载波同相，则在拉应变时，已调波与载波＿.反相180°＿＿，因而可利用＿相位跳变＿＿作比较基准进行＿相敏检波＿＿。

2.将电桥接成差动方式可以提高＿灵敏度＿＿，改善＿线性＿＿，进行＿温度＿＿补偿。

3.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在＿相邻＿＿桥臂上。

4.调幅信号由载波的＿幅值＿携带信号信息，而调频信号则由载波的＿频率＿携带信号信息。

5.调制有＿调幅＿＿、＿调频＿＿、和＿调相＿＿三种类型，将调制高频振荡的缓变信号称为＿调制波＿＿，载送缓变信号的高频振荡称为＿载波＿＿，经调制后的高频振荡波称为＿＿已调波＿。

6.调幅过程在频域相当于＿频率搬移＿＿过程，调幅装置实际上是一个＿乘法1器＿＿，典型的调幅装置是＿电桥＿＿等。

7.调幅波经过相敏检波后，既能恢复信号电压的＿＿幅值＿，又能反映其＿＿极性＿。

8.RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限频带越＿窄＿＿。

10.带通滤波器的中心频率
f与上、下截止频率间的关系是＿
f=＿＿。

11.RC微分电路实际上是一种＿高通＿＿滤波器，而RC积分电路实际上是一种＿低通＿＿滤波器。

例 3.有人使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。

试问，在半桥双臂上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？
答：不能提高灵敏度。

因为半桥双臂时，其输出电压为 12o i R u u R
∆=
⋅ 当两桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为
22R R R R
∆∆= 即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。

要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥联接。

这时o i R u u R
∆=⋅
例 4.用电阻应变片及双臂电桥测量悬臂梁的应变ε。

其贴片及组桥方法如下图
所示。

已知图中''
1122120R R R R ====Ω，上、下贴片位置对称，应变片的灵
敏度系数k=2。

应变值31010-ε=⨯，电桥供桥电压3i u V =。

试分别求出图（b ）、图（c ）组桥时的输出电压o
u =？
R
R
解：如图（b ）组桥时的输出电压为
11112211121221
0.03()2
o i i
i i i
i R R R
u u u R R R R R R
R R R u u u R R R k u V +∆=
⋅-⋅+∆+-∆++∆∆ =⋅-⋅=⋅+ =
⋅ε⋅=
如图（c ）组桥时的输出电压为
''1111''''
11112222221
42110.03()
22o i i i i
i i R R R R R
u u u R R R R R R R R R R R R u u R R u k u V R +∆++∆=⋅-⋅+∆++∆++-∆-∆++∆ =
⋅-∆ =⋅=⋅ε⋅=
例5.下图中所示为两支流电桥，其中图（a ）称为卧式桥，图（b ）称为立式桥，且12340R R R R R ====。

12,R R 为应变片，34,R R 为固定电阻。

试求在电阻应变片阻值变化为R ∆时，两电桥的输出电压表达式并加以比较。

解：图（a ）中，卧式桥的输出电压为
114
112234
0000
()222o b d i i
i i
R R R u u u u u R R R R R R R R R R
u u R R R +∆=-=
⋅-⋅+∆+-∆++∆∆∆ =-⋅=⋅
图（b ）中，立式桥的输出电压为
1122
114223
000000
22
200
(
)222241()2o b d i i
i
i i R R R R u u u u u R R R R R R R R R R u R R R R
R
R R R u u R R R R +∆-∆=-=⋅-⋅+∆+-∆++∆-∆ =-⋅+∆-∆∆⋅∆ =⋅=⋅∆-∆-
由此可知，当20
()12R R ∆ 时，得0
2o i R u u R ∆=⋅，在忽略了高阶无穷小之后，
两电桥的输出电压是一样的，均为2o i R
u u R
∆=
⋅，不同之处是：立式桥有非线形误差，而卧式桥没有，所以卧式桥更精确。

例 6.用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为：
()cos10cos100t A t B t ε=+，如果电桥的激励电压sin10000i u U t =⋅，试求此电桥
的输出信号频谱。

画出频谱图。

解：全桥时，电桥输出电压为：()o i u k u t =⋅⋅ε，k 为常数，应变片的灵敏度及电桥的接法有关。

则
sin10000(cos10cos100)
sin10000cos10sin10000cos100(sin10010sin 9990)(sin10100sin 990)
22
o u k U t A t B t k U A t t k U B t t
k U A k U B t t t t =⋅⋅⋅+ =⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ =+++其频谱如下图所示。