测试技术知识点剖析

第一章

填空：

1、信号一般分为 确定性信号 和 随机信号 两类。

2、信号的描述方法常用的有 实域描述 和 频域描述 两种。

3、周期信号用 傅立叶级数 展开到频域描述；

瞬变非周期信号用 傅立叶变换 展开到频域描述。

4、周期信号频谱的特点是：离散性、谐波性、收敛性；

瞬变非周期信号频谱的特点是 连续性 。

5、已知时域信号x(t)

6、sin2πf0t

cos2πf0t

判断：

1、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ √ ）

2、非周期信号的频谱一定是连续的。（ × ）

3、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ × ）

简答：

2、信号有哪些分类？

答：确定性信号和随机信号、连续信号和离散信号、能量信号和功率

信号

4、什么是信号的时域描述和频域描述？两者有何区别？

答：直接观察或记录到的信号，一般是以时间为独立变量，反映的是

2()()j ft X f x t e dt

π∞--∞=?

信号幅值随时间的变化关系，因而称其为信号的时域描述。

若把信号变换成以频率为独立变量，由此来反映信号的频率结构

和各频率成分与幅值、相位之间的关系，信号的这种描述方法称之为

频域描述。

? 变量：时域描述以时间为变量；频域描述以频率为变量。

? 内容：时域描述反映信号幅值与时间的关系；频域描述反映信 号的幅值、相位与频率的关系。

? 用途：时域描述用于评定振动的烈度等；频域描述用于寻找振

源、故障诊断等。

5、什么是时间尺度改变特性？其对测试工作有何意义？

答：

对测试工作的意义：

时域压缩，提高了处理信号的效率。但频域信号频带加宽，对仪

器设备通频带的要求也提高了。反过来，时域扩展，处理信号的效率

会下降，但频域信号频带变窄，对仪器设备通频带的要求也降低了。

6、什么是时移特性？它反映了什么规律？

答： ； 规律：信号在时域中平移，频域中幅频谱不变，相频谱（相位）会变

化。

7、简述单位脉冲函数的采样性质和卷积性质。

答：采样性质： 在不同时刻发生的δ函数与连续函数f (t )相乘再积分，其结果就等于函数f (t )在该时刻

的函数值。

0000()()()()()f t t t dt f t t t dt f t δδ∞∞

-∞-∞-=-=??()()x t X f ?若：()()x t X f ?若：0

20()()j t f x t t X f e π--??则：

卷积性质： ，

第二章： 一、填空题

1、线性系统在时域可用 常系数线性微分方程描述。

2、测试装置动态特性在频域用 频率响应函数 描述。

3、频率响应函数的实验测定法是 正弦输入法 。

4、系统初始条件为零时，传递函数是输出与输入信号的 拉普拉氏变

换之比；频率响应函数是输出与输入信号的傅立叶变换 之比。

判断：

1、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ √ ）

2、幅频特性是指系统输出与输入信号的幅值比与频率的关

系。（ √ ）

3、相频特性是指系统输出与输入信号的相位比与频率的关

系。 （ × ）

简答题：

1、什么是线性系统的频率保持特性？有何意义？

答：线性系统的频率保持特性指：线性系统输出信号的频率与输入信

号的频率保持一致。

意义：由此即可判断出输出信号中只有与输入信号频率相同的部分才

是由输入信号引起的输出，其它部分则可以认为是干扰信号引起的输

出从而加以排除。

1212()()()()x t x t x x t dt ττ∞

-∞*≡?-?1122()()()()x t X f x t X f ??若：，12121212()()()()()()()()

x t x t X f X f x t x t X f X f *????*则：

2、测试装置的静态特性包括哪些？

答：线性度、灵敏度、回程误差

3、如何测定测试装置的频率响应函数？

答：①理论计算法

a、得到系统时域微分方程，通过拉普拉斯变换得到传递函数，令s=jω即可得系统频率响应函数。

b、在系统初始条件为零的情况下，测得时域系统的输出和输入信号，对其进行傅里叶变换，则输出信号的傅里叶变换与输入信号的傅里叶变换的比值即为系统的频率响应函数。

②实验测定法

方法名称：正弦输入法，也称频率响应法

实验原理：正弦信号经过系统以后，时域输出信号与输入信号的比值就是系统频域的频率响应函数！

依次用不同频率的正弦信号通过系统，测出系统输出信号与输入信号的幅值和相位。则对某一个频率，输出与输入信号的幅值比就是该频率对应的幅频特性，输出与输入信号的相位差就是该频率对应的相频特性。将各个频率对应的幅值比和相位差在坐标纸上描出来，连成光滑的曲线，即可得到系统的幅频特性曲线和相频特性曲线。

4、一阶系统中的时间常数对系统有何意义？

答：τ称为时间常数，它决定一阶测试装置的工作频率范围！

5、影响二阶系统动态特性的参数有哪些？对系统有何

意义？

答：

6、测试装置实现不失真测试的条件是什么？

答：幅频特性为一常值、相频特性与频率呈线性关系

第三章：

填空：

1、金属电阻应变片的工作原理是应变效应。

半导体应变片的工作原理是压阻效应。

2、电感式传感器的工作原理是电磁感应，

它又可分为自感型和互感型两种。

3、电容式传感器分为极距变化型、面积变化型和介质变化型。

4、对非线性传感器采用差动性来改善其性能。

5、压电式传感器的工作原理是压电效应，使用时要用高阻

抗的前置放大器，其分为电压式和电荷式。

6、压电效应的三种形式是横向效应、纵向效应和切向效应。选择题：

(1) ( b )的工作原理是基于压阻效应。

a.金属应变片

b.半导体应变片

c.变阻器

(2)压电式传感器使用的前置放大器的输入阻抗( d )。

a.很低

b.较低

c.较高

d.很高

(3)在尘埃、油污、温度变化较大伴有振动等干扰的恶劣环境下测量

时,传感器的选用必须首先考虑( c )因素。

a.响应特性

b.灵敏度

c.稳定性

d.精确度

(4)压电式传感器使用( a )放大器时,输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。

a.电荷放大器

b.调制放大器

c.电压放大器

(5) 压电元件并联连接时,( d )。

a.输出电荷小

b.输出电压大

c.输出电压小

d.输出电荷大

简答题：

2、金属电阻应变片与半导体应变片的区别有哪些？

答：工作原理不同：金属电阻应变片基于机械变形引起电阻的变化；半导体应变片基于电阻率变化引起电阻的变化。

灵敏度不同：金属电阻应变片的灵敏度取决于泊松比的大小；半导体应变片的灵敏度取决于压阻系数和弹性模量的大小。

3、差动变压器电感式传感器使用时要注意哪两个问题？如何解决？答：(1)差动变压器式传感器输出的电压是交流量，其输出值只能反应铁芯位移的大小，而不能反应移动的方向；

(2)传感器输出电压存在一定的零点残余电压，即使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零，这是由于两个次级线圈的结构不对称以及初级线圈铜损电阻、铁磁材质不均匀、线圈间分布电容等原因所造成的。

解决方法：后接电路应采用既能反应铁芯位移方向，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。

5、前置放大器的作用是什么？有哪两种类型？各有何特点？

答：前置放大器的作用有两点：

其一是将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；

其二是放大传感器输出的微弱电信号。

6、传感器选用时要考虑哪些方面的问题？

答：选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精

确度、测量方式等六个方面的问题。

第四章

填空：

1、直流电桥适用于 电阻R 参数变化的测量；

交流电桥适用于 电阻R 、电容C 、电感L 参数变化的测量。

2、纯电阻交流电桥除了 电阻 平衡，还要有 电容 平衡。

3、调制方式因载波参数不同可分为 调频 、 调幅 和 调相 。

4、调幅波的解调方法有同步解调、 包络检波 和 相敏检波 。

5、调频电路常用的有 直接调频电路 和 压控振荡器 。

6、调频波的解调包括 频率—电压线性变换 和 幅值检波部分 。

7、滤波器由选频作用分为 低通 、 高通 、 带通 和 帯阻 四种。

8、常用于频谱分析的滤波器有 恒带宽比滤波器 和 恒带宽滤波器

选择：

1、设有一电桥，R1是工作桥臂，R2，R3，R4是固定电阻。未

工作时R1=R2=R3= R4 。工作时R1变为

，若电桥的供桥

电压为e0，则电桥输出电压为（ b ）。

a. b. c. d. 2、调幅相当于在时域中将调制信号与载波信号（ a ）。

0114e R R ?0

11e R R ?01

12e R R ?0112e R R ?

a.相乘

b.相除

c.相加

d.相减

3、电路中鉴频器的作用是( c )。

a.使高频电压转换为直流电压

b.使电感量转换为电压

c.使频率转换为电压

d.使频率转换为电流

4、一选频装置，其幅—频特性在f趋于无穷大区间近于平直

线，在f趋于0区间急剧衰减，这叫（ b ）滤波器。

a.低通

b.高通

c.带通

d.带阻

5、一带通滤波器，其中心频率是600Hz，带宽是50Hz，

则滤波器的品质因子等于（ d ）。

a.6

b.8

c.10

d.12

判断：

1、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。

（√）

2、调幅波是载波与调制信号的叠加。（×）

3、调幅时，调制信号的频率不变。（×）

4、带通滤波器的品质因子值越大，其频率选择性越好。

（√) 5、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。（×）简答：

1、何谓电桥平衡？直流电桥平衡应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？

答：如图所示，电桥平衡即：

对于右图：R1*R3=R2*R4

若是含有电容时，还要使电

容平衡：

2、什么是调制和解调？

答：调制：利用调制（控制）信号使载波的某个参数（幅值、频率或相位）发生变化的过程称为调制。载波一般是高频稳定的交变信号。经过调制的信号称为已调制波。

解调：从已调制波中恢复出调制（控制）信号的过程称为解调。

3、简述调幅的原理及其解调方法。

答：原理：调幅是在时域将一个高频简谐信号（载波）与测试信号（调制信号）相乘，使载波信号的幅值随测试信号的变化而变化。而在频域，则是将信号的频谱搬移到载波的频率处，相当于频谱的“搬移”过程。

解调方法：同步解调、包络检波、相敏检波

4、简述调频的原理及其解调方法。

答：原理：调频是利用调制信号的幅值控制一个振荡器，振荡器输出的是等幅波，但其频率偏移量与调制信号幅值成正比。在时域，调频波是随调制信号变化而疏密度（频率）不同的等幅波。

13243241

R R R R R C R C =??=?

解调方法：对调频波进行解调又称为鉴频，就是将信号的频率变化再变换为电压幅值的变化。常用的有变压器耦合的谐振回路鉴频法、基于高通滤波器的鉴频法等

5、滤波器的带宽与响应建立时间有何关系？其对测试工作有何意义？

答：其带宽B与响应建立时间T之间存在一个反比关系：BT=常数

6、恒带宽比滤波器与恒带宽滤波器有何区别？各有何特点？

答：恒带宽比滤波器：恒带宽比带通滤波器为使各个带通滤波器组合起来后能覆盖整个要分析的信号频率范围，其带通滤波器组的中心频率是倍频程关系，同时带宽是邻接式的，通常的做法是使前一个滤波器的上截止频率与后一个滤波器的下截止频率相一致，如下图所示。这样的一组滤波器将覆盖整个频率范围，称之为“邻接式”的。

恒带宽滤波器：由带宽（B）相同的多个带通滤波器组成的滤波器组称为恒带宽带通滤波器，其优点是不论带通滤波器的中心频率处在任何频段上，带宽都相同，即分辨率不随频率变化，滤波性能稳定，缺点是在覆盖频率范围相同的情况下，要比恒带宽比滤波器使用较多的带通滤波器个数。