测试技术基础考试题

一、填空 1-01． 测试技术的基本任务是（ 获取有用的信息 ）。

*2． 从时域看，系统的输出是其输入与该系统（脉冲响应函数）的卷积。

*3． 信号的时域描述，以（时间(t ) ）为独立变量；而信号的频域描述，以（频率f 或)(ω）为独立变量。

4． 如果一个信号的最高频率为50Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于（ 100 ）Hz 。

5． 仔桥式测量电路中，根据其（激励电压（或工作电压或桥压或电源））的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。

6． 金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用（导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应））变化引起的电阻变化。

7． 压电式传感器是利用某些物质的（压电效应） 而工作的。

8． 带通滤波器的上下限截止频率为fc 2、fc 1，其带宽B = （ 12c c f f - ）；若其带宽为1/3倍频程则fc 2 = （ 32（或 ））fc 1。

9． 属于能量控制型的传感器有（ ） 、（ ）等。

（电阻式传感器、涡电流传感器、电容式传感器、电感式传感器等，答对任何两个均得2分） 10 根据载波受调制的参数不同，调制可分为（ 挑夫 ）、（ 调频 ）、（ 调相 ）。

11 相关滤波的工作原理是（同频相关不同频不相关/同频检测原理）。

12 测试装置的动态特性可以用（传递）函数、（频率响应）函数和（ 脉冲响应）函数进行数学描述。

1-11、 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（t ） ）为独立变量；而信号的频域描述，以（ 频率（f ） ）为独立变量。

3、 周期信号的频谱具有三个特点：（离散性），（谐波性），（收敛性）。

4、 非周期信号包括（准周期）信号和（瞬态非周期）信号。

*5、 描述随机信号的时域特征参数有（均值x μ ）、（均方值2x ψ ）、（方差2x σ ）。

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。

1-21、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin)(tt x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω（ 1/2 ），幅值=y （ 2/1 ），相位=φ（ 45- ）。

2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141nn ns s ωωω++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（傅立叶变换法）、（滤波器法）和（ ）。

4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 （无失真条件（或常系数A 0=常系数） ）测试。

此时，系统的频率特性为=)(ωj H （ 00tj e A ω- ）。

*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。

1-31、 属于能量控制型的传感器有（电阻、电感、电容、涡流）等，属于能量转换型的传感器有（压电、磁电）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（金属丝的几何变形）引起的电阻变化，后者利用（半导体材料的电阻率变化）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）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。

* 1-41、 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（ 激励电压 ）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（ 幅值 ）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1c f 、2c f 的定义为（幅频特性曲线降为最大值的21倍时对应的频率为截止频率），其带宽B ＝（ 12c c f f B -= ），若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为（ 122c c f f = ）。

8、 RC 低通滤波器中RC 值愈（ 大 ），则上截止频率愈低。

1-51、 为了识别信号类型，常用的信号分析方法有（概率密度函数）、和（自相关函数）。

2、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有（带通滤波法）、和（傅立叶变换法）。

3、 在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为（有限带宽），还应使采样频率满足采样定理即（ h s f f 2> ）。

4、 如果一个信号的最高频率为50Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于（ 100 ）Hz 。

5、 若x(t)是均值为u x 为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时R x (τ) （ 2x σ ），τ→∞时R x (τ) （ 0 ）。

6、 （相干函数）用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

7、 若某一信号的自相关函数为)cos(ωτA ，则该信号的均方值为2x ψ=（ ），均方根值为x rms =（ ）。

8、 最常用的功率谱估计方法为（周期图法）。

9、 )(f S x 为信号的（功率密度）沿频率轴的分布，2)(f X 称为（能谱）。

10、巴塞伐尔定理表示在（时域）中计算的信号总能量，等于在（频域）中计算的信号总能量。

1-61、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，位移共振频率（ 小于 ）系统固有频率，速度共振频率（ 等于 ）系统固有频率，加速度共振频率（ 大于 ）系统固有频率。

2、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动， 在相位共振处位移始终落后于激振 力（ 90 ）度。

3、 单自由度系统基础运动所引起的受迫振动，当激振频率（ 远大于 ）固有频率时，质量块和壳体之间的相对运动和基础振动近于相等。

* 4、 激励方式分为（稳态正弦激振），（随机激振），（瞬态激振）。

5、 按所测的振动性质可将拾振器分为（相对式）和（绝对式）。

6、 阻抗头的前端是（力传感器），后面是测量激振点响应的（加速度计）。

7、 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）。

8、 机械系统的主要振动参数是（固有频率），（阻尼比）和（振型）。

9、 相对法校准传感器时，经国家计量等部门严格校准过的传感器起着“振动标准传递”的作用，称为（ 参考 ）传感器。

二、判断题1. (× )凡频谱是离散的信号,必然是周期信号。

*2. ( × )te -sin 是周期信号。

3. (× )一个在时域内有限的信号，其频谱也是有限的。

4. ( √ )传递函数相同的不同物理系统其动态特性是相同的。

*5. ( √ )典型二阶测量系统固有频率越大越好。

6. ( × )测量电桥是一个非线性系统。

7. ( × )滤波器带宽越宽,频率分辨率越高。

8. ( √ )两个同频的谐波信号总是相关的。

9. ( × )如果信号中含有周期成分,则当∞→τ时,0)(→τx R 。

10. ( × )稳态正弦激振和脉冲激振都是宽带激振。

11. ( × )要提高测试结果的信噪比,必须先提高测试系统的灵敏度。

12. ( × )二阶测量装置的固有频率越大,可测量信号的频率范围越小。

13. ( √ )测量小应变时,应选灵敏度高的半导体应变片。

14. ( × )传感器一般是由敏感元件和变换元件组成,其中变换元件是传感器的核心。

15. ( × )在使用电阻应变仪时,发现灵敏度不够,可在各个工作桥臂上增加电阻应变片数以提高灵敏度。

16. ( × )阻尼率为的惯性拾振器,其幅频特性曲线会出现“共振峰”。

* 17. ( × )试验测得的构件的位移共振频率就是其固有频率。

18. ( √ )要提高压电式加速度计的灵敏度则应增大质量块。

* 19. ( × )用差动变压器式电感传感器作位移测量时,根据其输出就能辨别被测位移方向的正负极性。

20. ( × )一个线性系统不满足不失真测量条件,若用它传输一个100Hz 的正弦波信号,则输出波形必然失真。

三、计算题 3-11、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。

答案：π2x ，20x ；2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。

答案：0，220x ，)cos(10ϕωπ+t x ；3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Aet x at的频谱。

答案：fj a Aπ2+4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=Tt T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。

答案： ()()T f c T T f c T )2(sin )2(sin 00ωπωπ-++ 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。

答案：faj fa πωπω4420222+--3-21、 已知信号)sin()cos()(2221110ϕωϕω++++=t A t A A t x ，求信号的自相关函数)(τx R ，并画出自功率谱)(ωx S （双边幅值谱）。

答案： τωτωτ22212120cos 2cos 2)(AA A R x ++=，[][])()(4)()(4)(2222112120ωωδωωδωωδωωδω++-+++-+=A A A S x 2、 求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。