测试技术考研试题

2005年硕士研究生入学考试试题
考试科目及代码：测试技术共页数：2
说明：1. 适用招生专业：机械设计及理论、机械电子工程
2. 可使用的常用工具:计算器
3. 答题内容写在答题纸上，写在试卷上一律无效。

一、术语解释（每小题4分，共20分）
1、A/D 转换
2、（测试装置的）动态特性
3、压阻效应
4、物性型传感器
5、（测试装置的）灵敏度
二、填空（每空2分，共20分）
1、周期信号可展开成许多乃至无限项之和，但几个简谐信号
的叠加不一定是周期信号；只有各简谐成分的频率比是，合成后的信号才是周期信号。

2、正弦函数的自相关函数是一个，在时有最大值；
3、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的效应，半导体传感器是一种型传感器。

4、若要求测试装置的输出波形不失真，则其幅频和相频特性应分别满足：
A(ω)= , )(ω
ϕ= 。

5、 带通滤波器可以看成是 滤波器和 滤波器串联组成；
三、叙述题 （每小题8分，共40分）
1、周期信号的强度可用哪些参量描述？对这些参量的意义分别作出解释。

2、试举出三种可用于非接触式测量的传感器名称，并说明其变换量及各可用
于何种测量。

3、电阻应变片式传感器可分为哪两类？各自的工作原理是什么？
4、什么是结构型传感器？什么是物性型传感器？试举例说明。

5、试述：周期信号的频谱特点。

四、计算题 （每小题10 分，共40分）
1、 计算并作出δ函数的频谱图。

2、已知低通滤波器的频率响应函数为 H(ω)=
ωτ
j +11 , s 05.0=τ, 当输入为 x(t)= 0.5cos(10t) 时，
求幅频函数 A(ω) ，相频函数 )(ωϕ 及其输出 y(t) 。

3、已知信号的自相关函数)50sin()60()(τττ=x R ，求该信号的均方值2
x ψ。

4、以阻值R=120Ω、灵敏度S=2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V ，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

五、综合题（每小题15分，共30分）
1、
选用传感器的基本原则是什么？在实际中如何运用这些原则？试举一例
说明。

（以下无文字）
2006年硕士研究生入学考试试题
考试科目及代码：测试技术共2页
说明：1. 适用招生专业：机械设计及理论、机械电子工程
2. 可使用的常用工具:计算器
3. 答题内容写在答题纸上，写在试卷上一律无效。

一、术语解释（每小题5分，共20分）
1、线性度
2、幅频特性
3、（信号的）采样定理
4、相关滤波
二、填空（每空1分，共20分）
2、传感器的线性范围愈宽，则表明传感器的工作量程，传感器的响应
特性必须满足测试条件；
3、电感式传感器是把被测量，如等，转换
为变化的一种装置。

按照变换方式的不同可分
为型与型电感式传感器。

3、所谓调制就是使一个信号的某些参数在另一信号的控制下而发生变化的过程。

前一信号称为，一般是频率的交变信号。

后一信号（控制信号）称为。

最后的输出是已调制波。

最终从已调制波中恢
复出调制信号的过程，称为 。

4、传感器的分类方法很多。

按被测量分类，可分为 传感器、 传
感器 、 传感器等；按工作原理分类，可分为 式、 式、 式、
式等。

按信号变换特征分类，可分为 型
和 型传感器。

传感器是依靠敏感元件材料本身物理化
学性质的变化来实现信号的变化的。

三、叙述题 （每小题10分，共50分）
1、说明：什么是线性测试系统的频率保持特性？它在测试工作中有哪些重要
作用？（12分）
2、电涡流式传感器的工作原理是什么？它有哪些主要优点? （12分）
3、滤波器的作用是什么？作出低通滤波器的幅频特性图并加以
说明。

（12分）
4、试述：δ函数与其他函数的卷积及其重要应用(要求作图说明)。

（14分）
四、计算题 （每小题10 分，共40分）
1、求正弦信号x(t)=t X ωsin 0的均值x μ、均方值2
x ψ、有效值x rms 2、一阶测试装置可用微分方程表示为：
)()()(t x t y dt t dy
=+τ （式中τ为时间常数）
试作出其传递函数)(S H 、幅频特性A(ω)、相频特性)(ωϕ的表达式（要求
写出导出过程）
3、求正弦信号x(t)=)sin(0ϕω+t x 的自相关函数并对其特性进行评述。

4、以阻值R=120Ω、灵敏度S=2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻
组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

五、综合题（20分）
测试工作的全过程包含着许多环节，请作出一般测试系统的大致框图并加以说明。

（以下无文字）
二O O 九年招收硕士研究生入学考试试题 考试科目及代码： 测试技术（803） 适用专业：机械设计及理论、机械电子工程、机械制造及自动化、
车辆工程、流体机械及工程
可使用的常用工具： 无存储功能的计算器
答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。

考试时间3小时，总分值 150 分。

姓名： 报考学科、专业： 准考证号码：
密封线内不要写题
2005年硕士研究生入学考试试题
参考答案
考试科目及代码：测试技术共页数：第1 页
说明：1. 适用招生专业：机械设计及理论、机械电子工程
2. 可使用的常用工具:
3. 答题内容写在答题纸上，写在试卷上一律无效。

一、术语解释（每小题4分，共20分）
2、A/D 转换
A/D转换是模拟信号经采样、量化、并转化为二进制的过程；
2、（测试装置的）动态特性
输入信号随时间变化时，测试装置的输出与输入之间的关系称为测试装置的动态特性。

3、压阻效应
压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时,其电阻率ρ发生变化的现象.
4、物性型传感器
依靠敏感材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的传感器称为物性型传感器。

5、（测试装置的）灵敏度
当测试装置的输入x有一个变化量x∆，它引起输出y发生相应的变化量∆y，则定义灵敏度
S =
x
y
∆∆
二 、填空 （每空2分，共20分） 1、 简谐信号，有理数。

2、
余弦函数，0=τ。

3、压阻效应，物性型。

6、 A(ω)=A 0=常数，)(ωϕ= -t 0ω . 7、
低通滤波器，高通滤波器
三、叙述题 （每小题10分，共50分）
1、周期信号的强度可用哪些参量描述？对这些参量的意义分别作出解释。

答：要点：
描述周期信号强度的参量有：峰值p x 、峰—峰值p p x -、均值x μ、有效值x rms 、有效值的平方
av p 等。

峰值p x ：信号可能出现的最大瞬时值
峰—峰值p p x -：是在一个周期中最大瞬时值与最小瞬时值之差；
均值x μ：x μ=
⎰T
dt t x T
)(1
有效值x rms ：信号的均方根植，即 x rms =⎰T
dt t x T 0
2
)(1 有效值的平方av p ：均方植，即 av p =⎰T
dt t x T 0
2)(1
2、试举出三种可用于非接触式测量的传感器名称，并说明其变换量及各可用于何种测量。

答：要点：
1、电涡流式传感器。

变换量：位移——自感；被测量：位移、测厚等。

2、可变磁阻式（变间隙型）传感器。

变换量：位移——自感；
被测量：位移，适用于较小位移的测量。

3、电容式传感器。

变换量：位移——电容；被测量：位移等。

4、红外传感器。

变换量：热——电；被测量：温度等。

5、激光传感器。

变换量：光波干涉；被测量：长度等。

6、 射线传感器。

变换量：对物质穿透；被测量：测厚、探伤等。

7、光电式传感器（开关式）。

变换量：“通”——“断”；可用于探测物件的有无及位置等。

3、电阻应变片式传感器可分为哪两类？各自的工作原理是什么？
答：要点：
电阻应变片式传感器可分为金属电阻应变片和半导体应变片两类。

金属电阻应变片的工作原理是基于发生机械变形时，其电阻值发生变化。

半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。

4、什么是结构型传感器？什么是物性型传感器？试举例说明。

答：要点：
结构型传感器是依靠传感器的结构参量的变化来实现信号的变换的，例如电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容的变化，电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化等。

物性型传感器依靠传感器的敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变换的。

例如水银温度计，是利用水银的热胀冷缩现象，压电测力计是利用石英晶体的压电效应等。

5、试述：周期信号的频谱特点。

答：要点：
周期信号的频谱具有三个特点：1）周期信号的频谱是离散的。

2）每条谱线
只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是诸分量频率的公约数。

3）各分量频率的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。

四、计算题 （每小题10 分，共40分） 2、 计算并作出δ函数的频谱图。

解: 要点
⎰-∞
∞
+-===∆1)()(02e dt e t f ft j πδ
0 f
2、已知低通滤波器的频率响应函数为 H(ω)= ωτ
j +11
, s 05.0=τ, 当输入
为 x(t)= 0.5cos(10t) 时，
求幅频函数 A(ω) ，相频函数 )(ωϕ 及其输出 y(t) 。

解: 要点 A(ω)=…=
2
)
(11ωτ+=
2
)
05.010(11⨯+= 0.89
)(ωϕ=…= -arctg (ωτ)=-arctg (10⨯0.05)= -26.60 y(t)= A(ω) 0.5cos(10t -26.60)=0.445 cos(10t -26.60)
3、已知信号的自相关函数)50sin()60
()(ττ
τ=x R ，求该信号的均方值2
x ψ。

解: 要点：
自相关函数在 0=τ 时有最大值，且等于该信号的均方值2
x ψ 故此时 2x ψ=)50sin()60
(
)(ττ
τ=x R =0
4、以阻值R=120Ω、灵敏度S=2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V ，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2000
με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

P123
4-1
解: 要点： 004
1
41Se A e R R A
e y ε=∆= 式中 ε为应变， S 为电阻丝应变片的灵敏度 A 为工作桥臂数；
对于单臂电桥，A=1,代入已知数据,则输出电压为:
30011034
1
41-⨯==∆=Se e R R A
e y ε （V ） 对于双臂电桥，A=2,代入已知数据,则输出电压为：
30021064
2
41-⨯==∆=Se e R R A
e Y ε （V ） 可见双臂电桥较之单臂电桥输出灵敏度提高一倍。

五、综合题（20分） 2、
选用传感器的基本原则是什么？在实际中如何运用这些原则？试举一例
说明。

答：要点：根据测试目的和实际条件，合理地选用传感器，须综合考虑以下方
面的问题： 1）
灵敏度：一般讲，传感器灵敏度越高越好，亦要求信噪比越大越好；
2）响应特性：响应特性必须满足不失真测试条件；
3）线性范围：线性范围愈宽，则表明传感器的工作量程愈大；
4）可靠性：可靠性是指在规定的条件下，在规定的时间内可完成规定功能的能力，越高越好；
5）精确度：传感器精确度表示传感器的输出与测量真值一致的程度，越高越好；
6）测量方式：传感器在实际条件下的工作方式；
7）其它：还应尽可能兼顾结构简单、体积小、重量轻、价格低、易于安装维护等。

可结合实际举一例说明
2006年硕士研究生入学考试试题
参考答案说明：1. 适用招生专业：机械设计及理论、机械电子工程
2. 可使用的常用工具:计算器
3. 答题内容写在答题纸上，写在试卷上一律无效。

一、术语解释（每小题4分，共20分）
3、线性度
线性度是指测量装置输出与输入之间保持常值比例关系的程度。

4、幅频特性
定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出信号与稳态输入信号的幅值比被定义为该系统的幅频特性。

3、（信号的）采样定理
采样频率s f 必须大于信号最高频率h f 的两倍,这就是采样定理。

4、相关滤波
应用相关分析原理来消除信号中的噪声干扰、提取有用信息的处理方法叫做相关滤波。

它是利用信号互相关函数同频相关、不同频不相关的性质来达到滤波效果的。

二 、填空 （每空2分，共20分） 4、
传感器的线性范围愈宽，则表明传感器的工作量程 愈大 ，传感器的响
应特性必须满足 不失真 测试条件； 5、
电感式传感器是把被测量，如 位移 等，转换为电感量 变化的一种装
置。

按照变换方式的不同可分为 自感型 与 互感型 电感式传感器。

3、所谓调制就是使一个信号的某些参数在另一信号的控制下而发生变化的过程。

前一信号称为 载波 ，一般是 较高 频率的交变信号 。

后一信号（控制信号）称为 调制信号 。

最后的输出是已调制波。

最终从已调制波中恢复出调制信号的过程，称为 解调 。

4、传感器的分类方法很多。

按被测量分类，可分为 位移传感器 、力传感器 、温度传感器 等；按工作原理分类，可分为 机械 式、 电气 式、 光学 式、 流体 式等。

按信号变换特征分类，可分为 物性型 和 结构型 传感器。

物性型 传感器敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变化的。

三、叙述题 （每小题10分，共50分）
1、说明：什么是线性测试系统的频率保持特性？它在测试工作中有哪些重要作用？
答：要点：
线性测试系统的频率保持特性是指：若输入为一频率的简谐信号（正弦或余弦函数）信号，则系统的稳态输出必是、也只能是同频率的简谐信号。

线性测试系统的频率保持特性在测试工作中有重要的作用。

假如已知系统是线性的和其输入的频率，则可根据频率保持特性，可以认定测得信号中只有与输入频率相同的成份才真正是由该输入引起的输出，而其他的频率成份都是噪声（干扰）。

进而根据这一特性，采用相应的滤波技术，即使在很强的噪声干扰下，把有用的信息提取出来。

2、电涡流式传感器的工作原理是什么？它有哪些主要优点?
答：要点：
电涡流式传感器的工作原理是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应。

其主要优点是可实现动态非接抽式测量。

3、滤波器的作用是什么？作出低通滤波器的幅频特性图并加以说明。

答：要点：
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。

在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行信号分析。

下图示出了低通滤波器的幅频特性。

从0 ~ f
1
频率之间为其通频带，幅频特
性平直。

它可以使信号中低于f
1的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f
1
的
频率成分受到极大地衰减。

4、试述：δ函数与其他函数的卷积及其重要应用。

答：要点：
任何函数x(t)和δ函数δ(t)的卷积(x(t)﹡δ(t)是一种最简单的卷积积分x(t)。

函数x(t)和δ函数δ(t)的卷积的结果，就是在发生δ函数的坐标位置上（以此作为坐标原点）简单地将x(t)重新构图。

作图说明（略）
四、计算题 （每小题10 分，共40分）
2、 求正弦信号x(t)=t X ωsin 0的均值x μ、均方值2
x ψ、有效值x rms
解: 要点
⎰
==
T
x tdt X T
00sin 1
ωμ
2
x ψ=⎰=T
X tdt X T 0202202
sin 1ω
x rms =⎰T
dt t x T 0
2)(1＝20
X 2、一阶测试装置可用微分方程表示为：
)()()(t x t y dt
t dy =+τ
式中τ为时间常数
试作出其传递函数)(S H 、幅频特性A(ω)、相频特性)(ωϕ的表达式
解: 要点： )(S H ＝
1
1
+s τ 2
2)
(1)(111
1)(τωτω
τωτωω+-+=
+=
j j H 2
)
(11.....)(τωω+=
=A
2)(......)(τωωϕarctg -==
6、求正弦信号x(t)=)sin(0ϕω+t x 的自相关函数并对其特性进行评述。

解: 要点：)(τx R =lim
T
1
dt t x t x T
)()(0
τ+⎰
=0
1T dt t t x T })(sin[)sin(200
9
ϕτωϕϖ+++⎰
T 0: 正弦函数的周期， T 0=
ω
π
2,
令 θϕω=+t , dt=
ω
θ
d .于是
)(τx R =
π
220
x ωτθωϑθπ
cos 2
...)sin(sin 20
20
x d t ==+⎰
可见正弦函数的自相关函数是一个余弦函数，它保留了原正弦信号的幅值和频率信息，而丢失了初始相位信息。

7、 以阻值R=120Ω、灵敏度S=2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电
阻组成电桥，供桥电压为3V ，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

解: 要点： 004
1
41Se A e R R A
e y ε=∆=
式中 ε为应变， S 为电阻丝应变片的灵敏度 A 为工作桥臂数；
对于单臂电桥，A=1,代入已知数据,则输出电压为:
30011034
1
41-⨯==∆=Se e R R A
e y ε （V ） 对于双臂电桥，A=2,代入已知数据,则输出电压为：
30021064
2
41-⨯==∆=Se e R R A
e Y ε （V ） 可见双臂电桥较之单臂电桥输出灵敏度提高一倍。

五、综合题（20分）
测试工作的全过程包含着许多环节，请作出一般测试系统的大致框图并加以说明。

要点：
图1 测试系统框图
传感器直接作用于被测量，并能按一定规律将被测量转换成同种或别种量值输出。

这种输出通常是电信号。

信号调理环节把来自传感器的信号转换成更适合于进一步传输和处理的形式。

这时候的信号转换在多数情况下是电信号之间的转换。

信号处理环节接受来自调理环节的信号，并进行各种运算、滤波、分析，将结果输至显示、记录系统。

显示、记录环节以观察者易于认识的形式来显示测量结果，或者系统将测量
结果储存，供必要时使用。

在所有这些环节中，必须遵循的原则是个环节的输出量之间应保持一一对应和尽量不失真的关系，并尽量减少或消除各种干扰。

2005年硕士研究生入学考试试题
一、术语解释（20分）
1、滤波器
滤波器是一种选频装置。

可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。

在测试装置中，利用滤波器地这种筛选作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

2、梳状函数
等间隔的周期单位脉冲系列称为梳状函数。

3、压电效应
某些物质，当受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面上有电荷出现，形成电场；当外力消失时，材料重新回复到原来的状态，这种现象称为压电效应。

4、电桥
电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流输出的一种测量电路。

二、填空（每空2分，共20分）
1、周期函数的自相关函数仍为同频率的周期函数。

正弦函数的自相关函数是一
个余弦函数。

2、随机过程有平稳过程和非平稳过程之分。

所谓平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间而变化的随机过程。

在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程的 集合平均统计特征 ，这样的平稳随机过程叫 各态历经（遍历性）随机过程 。

3、电容式传感器是将被测物理量转化为电容量变化的装置。

根据其变化的参数，可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型。

4、若要求测试装置的输出不失真，则其幅频特性应满足==0)(A A ϖ常数，相频特性应满足ϖϖϕ0)(t -=。

三、分析叙述题（40分）
1、试述：如何用实验法求得测量系统的频率响应函数。

（12分） （要点）：
依次用不同频率ωi 的简谐信号去激励被测系统，同时测出激励和系统的稳态输出的幅值X 0i/Y 0i 和相位差φi ．这样对于某个ωi ，便有一组Y 0i ／X 0i ＝A i
和φi ．全部的A i －ωi 和φi －ωi ，I ＝１，２，３…便可表达系统的频率响应函
数.
2、根据电容式传感器的工作原理，试分析比较极距变化型电容式传感器、面积变化型电容式传感器的主要性能和优缺点。

（12分）
（要点）：工作原理：根据物理学，由两个平行极板组成的电容器，其电容是：
0A
C εεδ
=
极距变化型灵敏度 021
dC S A d εεδδ
=
=- 面积变化型电容式传感器（以平面线位移型为例）：01
dC S b d εεδδ
=
==常数 极距变化型电容式传感器：灵敏度S 与极距平方成反比，极距越小，灵敏度越高；由于灵敏度随极距而变化，这将引起非线性误差；故只适应在较小的间隙变化，以便获得近似的线性关系。

面积变化型电容式传感器：输入与输出成线性关系，但与极距变化型相比，灵敏度较低，适用于较大直线位移及角位移测量。

3、采用电阻应变片测定一构件的表面应力。

试述：测点的选择和布置一般应考虑哪几方面的问题。

（16分）
（要点）：测点的选择和布置对能否正确了解结构的受力情况和实现正确的测量影响很大。

测点愈多，愈能了解结构的应力分布状况，但却增加了测试和数据处理的工作量和贴片误差。

因此，根据应以最少的测点达到足够真实地反映结构受力状态的原则，来选择测点。

为此，一般应考虑： 1）
预先对结构进行大致的受力分析，预测其变形形式，找出其危险断面及
危险位置。

这些地方一般是处在应力最大或变形最大的部位，而最大应力一般又是在弯矩、剪力或扭矩最大的截面上。

然后，根据受力分析和测试要求，结合实践经验最后选定测点。

2）
在截面尺寸急剧变化的部位或因孔、槽导致应力集中的部位，应适当多
布置一些测点，以便了解这些区域的一例梯度情况。

3）
如果最大应力点的位置难以确定，或者为了了解截面应力分布规律和曲
线轮廓段应力过渡的情况，可在截面上或过渡段上比较均匀地布置5～7个测点。

4） 利用结构和载荷的对称性，以及对结构边界条件的有关知识来布置测点，
往往可以减少测点数目，减轻工作量。

可以在不受力或已知应变、应力的位置上安排一个测点，以便在测试时进行监视和比较，有利于检查测试结果的正确性。

四、计算题（40分）
1、两测试环节的传递函数分别为H 1(S)＝ 1.5
3.50.5
S +、
H 2(S)＝
2.5
4.50.5
S +,将其串联组成一个新的系统，求出新系统的灵敏度。

（10分）
（要点）：串联组成新的系统，新系统的灵敏度为原两测试环节灵敏度的乘积。

1 1.530.5s =
= 2 2.5
50.5
s == 123515s s s ==⨯=
总灵敏度为15
2、求周期方波x(t)的傅立叶级数并作出其幅频图。

（15分） （要点）： a 0=0
0=n a
))1(1(2)1cos (2sin 2sin 2sin )(202
002
2
2
n T T T T n n A
n n A tdt n T A
tdt n T
A tdt
n t x T
b --=+-=
+
-=
=
⎰⎰
⎰-
-π
ππϖϖϖ
π
n A
A n 4=
n=1,3,5,… 0=n A n=2,4,6,… ...5sin 543sin 34sin 4)(000+++
=
t A t A t A
t x ϖπ
ϖπϖπ
作谱图（略）
3、已知 )sin()(1θϖ+=t A t x )sin()(2ϕθϖ-+=t B t y
试求其互相关函数)(τxy R ，说明该计算结果验证了什么结论。

（15分）
（要点）：
dt t t AB T dt
t y t x T R T
T
xy ))(sin()sin(1
lim
)()(1
lim )(210
0ϕθτϖθϖττ-+++=+=⎰⎰
根椐正（余）弦函数的正交性，可知 0)(=τxy R
说明了：两个不同频率的周期函数是不相关的。

五、综合应用题（30分）
一轧钢机主传动系统如图所示，欲用电阻应变片测试其轧制力矩： 1、 设计一测试方案
2、 对测点的选择、应变片组桥方式、测试电路信号的输出等问题作出说明。

3、 在实际测试中，你认为还有哪些问题应引起重视并采取相应措施。

要点：
1）测试方案如图4。

（对方案做出说明）
2）测点分别布置在上、下轧辊万向接轴的相应部位，如图。

4片应变片如图粘贴，与接轴的轴线成45度。

4片应变片组成全桥电路。

在轴上设置集流环，应变片产生的信号经集流环与固定的电刷（铜弦线）
下辊扭矩测点
间的接触，就可以将随轴旋转的应变片产生的信号送到固定的应变仪3）实际测试中，现场条件比较复杂，一般有以下问题应引起重视：应变片的防水密封，密封应可靠。

应变片的防高温辐射。

防电磁辐射干扰，采用屏蔽电缆。

二O O 九年硕士研究生入学
测试技术考试试题答案
一 术语解释 (每小题4分,共20分)
1、离散信号：若信号数学表达式中的独立变量取离散值，则称为离散信号。

2、A/D 转换：A/D 转换是模拟信号经采样、量化并转化为二进制的过程。

3、（ 测试装置的）幅频特性：定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出信号和输入信号的幅值比被定义为该系统的幅频特性，记为A(ω)。

4、梳状函数：等间隔的周期单位冲序列常称为梳状函数。

5、时域采样：是指把连续的时间信号变成离散时间序列的过程。

二 判断选择题(每题2分,共20分)
1、对带限信号最高频率f h 的信号x(t)进行采样,则采样频率f s 应（ C ）。

A 小于f h ；
B 等于f h ；
C 大于2f h
2、自相关函数)(τX R 在（ c ）时有最大值。

（C ）
A 0ττ=；
B 0ττ-=；
C 0=τ
3、两测试环节的传递函数分别为H 1(S)、H 2(S),将其串联组成的系统的传递函数为（ B ）
A H 1(S)+ H 2(S) ；
B H 1(S).H 2(S)；
C H 1(S)/H 2(S)
5、对信号x(t)进行采样，是用一个采样函数与信号x(t) （ A ），
A 相乘；
B 相加 ；
C 相除
6、周期信号的频谱是（ B ）。

A 连续的；
B 离散的；
C 不确定的
7、 直流电桥的平衡条件为（ B ）。

A 相邻两臂电阻乘积相等；
B 相对两臂电阻乘积相等；
C 相对两臂电阻之和相等
8、以下哪种传感器不是物性传感器。

（ A ）
A 金属电阻应变片
B 金属电阻应变片水银温度计
C 压电式传感器
9、时域周期为s T 的单位脉冲序列的频谱也是周期脉冲序列，其周期为（ B ）
A 1；
B 1/s T ；
C s T
4、对于两个圆频率不同的周期信号x(t),y(t), 其互相关函数)(τXY R 等于（ A ）。

A 0 ；
B x(0)；
C y(0)
10、将周期信号以傅立叶级数的复指数函数展开，其频谱为（ C ）。

A 连续谱；
B 单边谱；
C 双边谱
三 分析叙述题(每小题10分,共40分)
1、为满足测试需要，选用传感器的基本原则是什么？在实际中如何运用这些原则？试分析说明。

答：要点：根据测试目的和实际条件，合理地选用传感器，须综合考虑以下方面的问题：
8） 灵敏度：一般讲，传感器灵敏度越高越好，亦要求信噪比越大越好；
9） 响应特性：响应特性必须满足不失真测试条件；
10） 线性范围：线性范围愈宽，则表明传感器的工作量程愈大；
11） 可靠性：可靠性是指在规定的条件下，在规定的时间内可完成规定功能的能力，
越高越好；
12） 精确度：传感器精确度表示传感器的输出与测量真值一致的程度，越高越好；
6）测量方式：传感器在实际条件下的工作方式；
7）其它：还应尽可能兼顾结构简单、体积小、重量轻、价格低、易于安装维护等。

2、简述压电式传感器的主要优缺点、应用中应注意的若干问题。

要点：压电式传感器是一种可逆型换能器，既可将机械能转换为电能，又可将电能转换为机械能。

这种性能使它被广泛用于压力、应力、加速度测量，也被用于超声波发射与接受装置。

……这种传感器具有体积小、质量小、精确度及灵敏度高等优点。

现在与其配套的后续仪器，如电荷放大器等的技术性能的日益提高，使这种传感器的应用愈来愈广泛。

应用中应注意的问题：利用压电式传感器测量静态或准静态量时，必须采用极高阻抗的负载。

在动态测量时，变化快、漏电量相对比较小，故压电式传感器适宜作动态测量。

3、若要求测试装置的输出波形不失真，试分析其幅频特性A(ω)和相频特性)(ωϕ应分别满足什么条件 。

要点： y(t)=)(00t t x A -, 0A 和0t 都是常数。

对上式作傅立叶变换，得：Y(ω)=0A )(0ωωX e
t j -, H()ω=ωωω00)
()(jt e A X Y -= H(ω)=)()(ωϕωj e A ，
若要求测试装置的输出波形不失真, 其幅频A(ω)和相频特性)(ωϕ应分别满足: A(ω)=0A ; )(ωϕ=-t ω0
4、测试工作的全过程包含着许多环节，请作出一般测试系统的大致框图并加以说明。