测试技术 复习题

1. 测量误差通常采用的表示方法是 相对误差
2. 周期信号的频谱具有那三个特点 周期性、谐波性、衰减性
3. sin 20t+2sin5πt 属 非周期（准周期）信号。

4. 在机械工程测试工作中讨论的随机信号通常为什么随机信号：各态历经
的随机信号。

5. 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有什么关系：单值、确定，最好线性
6. 测试装置动态特性常用哪些函数来描述：传递函数 和 频率响应函数
7. 一阶系统的传递函数为：)1(1)(+=s s H τ
8. 调制方式分那几种：幅度调制、频率调制、相位调制。

9. 通频带为21c c f f -的滤波器称为：带通滤波器。

10. 金属电阻应变片的工作原理是基于 金属材料的体积变形 引起电阻变
化。

11. 在采样中，为避免频率混叠，采样频率应满足采样定理，即：m f f 2s ≥。

12. 相敏检波测量电路的作用是：既能反映被测信号的幅值大小又能反映被
测信号的极性。

二，判断题
1，（×）实际测量中，不是用样本记录，而是用样本函数来推断整个随机过程。

2，（√）一随机信号是各态历经的，那么该信号必然是平稳的随机信号。

3，（×）非周期信号不包括准周期信号。

4，（√）对一阶装置而言，其时间常数τ越小，则装置的响应速度越快。

5，（×）对二阶测试装置，由时间常数决定其动态可测量范围大小。

6，（√）测试系统的传递函数只反映其传递特性，与其物理结构无关。

7，（×）对二阶测试装置，在6.04.0-=ς范围内，如固有频率越高，其动态测量范围
8，（√）两信号乘积的频谱为该两信号各自的频谱在频域中的卷积。

9，（×）压电式传感器可用于静、动态信号的测量的检测装置。

10,（×）分布电容对电容式传感器的测量精度没有任何影响。

1. 已知信号时域描述
)430sin(1010sin 20)(πππ++=t t x ，试绘出该信号的幅频和相频谱图。

答：
2，何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡桥臂电阻应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？
答：电桥输出为零称为平衡电桥。

直流电桥平衡桥臂电阻应满足：4231R R R R =
交流电桥平衡桥臂电阻应满足：⎩⎨⎧+=+=423104020301ϕϕϕϕZ Z Z Z
3，电容式传感器用于检测某种被测物中的水份，其原因何在？
答：介质型电容传感器就是一种利用介质介电常数的变化将被测量转换为电量的传感器。

当被测物含水份时，该物质的介电常数发生变化。

当该被测物通过介质型电容传感器两极板中间时，传感器输出电容发生变化。

四，选择题
1、工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而（ B ）。

A 不变
B 减小
C 增加
D 不确定
2，当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（ A ）。

Ａ 变大 Ｂ 变小
Ｃ 不变 Ｄ 不定
3，半导体应变片的灵敏度和电阻应变片的灵敏度相比（ A ）。

Ａ 半导体应变片的灵敏度高 Ｂ 电阻应变片的灵敏度高
Ｃ 二者相等 Ｄ 不能确定
4，差动技术的主要优点之一是（ B ）。

A. 灵敏度高
B. 提高灵敏度
C. 灵敏度低
D. 降低灵敏度
5，两环节的传递函数各为)(1s H 和)(2s H ，则两环节串联组成的测试系统，
其传递函数为（ A ）。

A ．)()(21s H s H
B ．)()(21s H s H +
C ．)()()
()(2121s H s H s H s H + D ．)()(21s H s H -
五，计算题
1、现有一个测量环节，当输入量由0.0mm 至1.0mm 时,其相应的输出量为10mv,当输入量继续增加至2.0mm 时,则输出电压为20mv,试用计算来说明该测量环节的灵敏度是否为线性?
答：由： x ：0→1.0mm y ：0→10mv
得： )mm mv (100
0.1010K 1=--= 又由： x ：1.0→2.0mm y ：10→20mv
得： )mm mv (100
.10.21020K 2=--= ∴ K 1=K 2
可知测量环节的灵敏度基本为线性的
2，有一阶装置，时间常数为0.003，求：
a) 此装置的频率响应函数。

b) 当输入信号为X(t)=20sin(10πt+π/8)时，此装置的稳态输出。

答：a) 时间常数τ=0.003，
1
003.01)(+=s s H (4分) b) 1
)003.0(1
)(2+=ωωA ωωϕ⨯-=003.0)(a r c t g ∵X(t)=20sin(10πt+π/8)
ω=10π ∴ 996.01)10003.0(1
)10(2
=+⨯=ππA ππϕ10003.0)10(⨯-=arctg =︒-3.5 (5分) 稳态输出为：
)3.58/10sin(20996.0)(︒-+⨯=ππt t y
)3.510sin(9.19︒-=t π (1分)
3, 若某系统的传递函数为10
s 5.030)s (H +=，求： ① 此装置的时间常数和灵敏度？
② 当输入信号为x(t)=15+10sin(5πt)+5sin(50πt+45˚)时，此装置的稳态输出？ ③ 绘制对应的输出频谱图？
答：1) 1
s 05.0310s 5.030)s (H +=+= ∴ K=3
τ=0.05
2) 令：x 1(t)=15； x 2(t)=10sin(5πt)； x 3(t)=5sin(50πt+45˚) 1)05.0(3
)(A 2
+=ωω ωωϕ⨯-=05.0arctg )(
)5sin(10)(2t t x π= )4505(in 5)(3︒+=t s t x π ω=5π 时：
a. 求电桥的输出电压。

b. 若接一个灵敏度为10的放大器，放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V 的示波器上，在示波器上得到的偏移量是多少？
答：a) R K R ε=∆
)
(009.06
41030002446
V U R R
S U R R
U o o
=⨯⨯⨯==∆=∆-ε
b)
V
mm S S S /20020102
1=⨯==
mm
U
S 8.1009.0002=⨯=∆=∆
4分 2分 2分 2分。