内蒙古工业大学测试技术课后答案第七章

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内蒙古工业大学测试技术课后答案第二章

8第二章习题2-1：典型的测量系统有几个基本环节组成？其中哪个环节的繁简程度相差最大？典型的测试系统，一般由输入装置、中间变换装置、输出装置三部分组成。

其中输入装置的繁简程度相差最大，这是因为组成输入装置的关键部件是传感器，简单的传感器可能只由一个敏感元件组成，如测量温度的温度计。

而复杂的传感器可能包括敏感元件，变换电路，采集电路。

有些智能传感器还包括微处理器。

2-2：对某线性装置输入简谐信号x(t)=asin(φω+t )，若输出为y(t)=Asin(Φ+Ωt )，请对幅值等各对应量作定性比较，并用不等式等数学语言描述它们之间的关系。

x(t)=asin(φω+t )→y(t)=Asin(Φ+Ωt ), 根据线性装置的输入与输出具有的频率保持特性可知，简谐正弦输入频率与输出频率应相等，既有：Ω=ω，静态灵敏度：K=aA= 常数，相位差：△ϕϕ-Φ== 常数。

2-3：传递函数和频响函数在描述装置特性时，其物理意义有何不同？传递函数定义式：H （s ）=)()(s x s y =01110111a s a s a s a b s b s b s b n n n n m m m m ++++++++---- ，其中s=+αj ω称拉氏算子。

H(s)是描述测量装置传输，转换特性的数学模型，是以测量装置本身的参数表示输入与输出之间的关系，与装置或结构的物理特性无关。

频率响应函数定义式：H （ωj ）=)()(ωωj x j y =01110111)())()()()(a j a j a j a b j b j b j b n n n n n n n n ++++++++----ωωωωωω 反映了信号频率为ω时输出信号的傅氏变换与输入信号的傅氏变换之比。

频率响应函数H （ωj ）是在正弦信号激励下，测量装置达到稳态输出后，输出与输入之间关系的描述。

H （s ）与H （ωj ）两者含义不同。

H （s ）的激励不限于正弦激励。

《测试技术》(第二版)课后习题答案贾民平

0电桥输出信号的频谱，可以看成是的频谱移动到±f0处。
电桥输入与输出信号的频谱图如下图所示。
本量题也可用三角函数的积化和差公式来计算：
[注：
解：调幅波中所包含的各分量的频率及幅值大小：
调制信号与调幅波的频谱分别如下图所示。
解：
1）各环节输出信号的时域波形图如下：
2）各环节输出信号的频谱图
信号的调制：
输入/输出自功率谱密度函数与系统频率响应函数关系
单输入、单输出的理想线性系统
解：fn=800Hz, =0.14, f=400
解：
由
得
解：
由Su=U0/a , Sq=Q/a 得：Su/ Sq=U0/Q=
第五章习题（
解： (1）半桥单臂
（2）半桥双臂
半桥双臂是半桥单臂灵敏度的两倍。
解：均不能提高灵敏度，因为半桥双臂灵敏度，与供桥电压成正比，与桥臂上应变片数无关。
解：
得电桥输入和输出信号的傅里叶变换：
当x=0时，
（10）自（互）相关函数、相关系数
相关系数
自相关函数的性质：
自相关函数为实偶函数
周期函数的自相关函数仍为同频率的周期函数
互相关函数
随机信号的自功率谱密度函数（自谱）为：
其逆变换为
两随机信号的互功率谱密度函数（互谱）为：
其逆变换为
自功率谱密度函数和幅值谱或能谱之间的关系
自功率谱密度与幅值谱及系统频率响应函数H（f）的关系
而在h高度处温度计所记录的温度t‘＝A( )t＝A( )（t0-h*0.15/30）
由于在3000m高度温度计所记录的温度为－1℃，所以有
－1=A( )（t0-3000*0.15/30）
求得t0=－0.75℃

《测试技术》课后习题答案

第一章1答：测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法，是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。

2答：测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。

传感器将被测物理量检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。

3答：在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。

测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。

4答：例如：全自动洗衣机中用到如下传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度) 液位传感器，电阻传感器(衣物烘干检测)。

第二章1答：信号波形是指被测信号幅度随时间的变化历程。

2答：从信号描述上分为：确定性信号与非确定性信号；从信号的幅值和能量上分为：能量信号与功率信号；从分析域上分为：时域与频域；从连续性分为：连续时间信号与离散时间信号；从可实现性分为：物理可实现信号与物理不可实现信号。

3答：可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。

不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。

4答：在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称为能量信号，能量不是有限值的信号称为功率信号。

5答：周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息。

6答：信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)。

时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。

信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。

7答：周期函数展开为傅立叶级数的物理意义: 把一个比较复杂的周期信号看成是许多不同频率的简谐信号的叠加。

测试技术章节习题(附答案)

各章节习题(后附答案)第一章信号及其描述（一）填空题1、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，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。

3、周期信号的频谱具有三个特点：，，。

4、非周期信号包括信号和信号。

5、描述随机信号的时域特征参数有、、。

6、对信号的双边谱而b ，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。

（二）判断对错题（用√或×表示）1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

（）2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（）3、非周期信号的频谱一定是连续的。

（）4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

（）5、随机信号的频域描述为功率谱。

（）（三）简答和计算题1、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 。

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)。

3、求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at的频谱。

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。

5、求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x atω的频谱。

第二章测试装置的基本特性（一）填空题1、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 ，幅值=y ，相位=φ 。

2、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141nn n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

3、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。

测试技术课后题部分答案培训讲学

测试技术课后题部分答案1.1简述测量仪器的组成与各组成部分的作用答：感受件、中间件和效用件。

感受件直接与被测对象发生联系，感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号；中间件将传感器的输出信号经处理后传给效用件，放大、变换、运算；效用件的功能是将被测信号显示出来。

1.2测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么答：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。

精确度表示测量结果与真值一致的程度；恒定度为仪器多次重复测量时，指示值的稳定程度；灵敏度以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例表示；灵敏度阻滞又称感量，是足以引起仪器指针从静止到做微小移动的被测量的变化值；指示滞后时间为从被测参数发生改变到仪器指示出该变化值所需时间，或称时滞。

2.3试述常用的一、二阶测量仪器的传递函数及它的实例答：一阶测量仪器如热电偶；二阶测量仪器如测振仪。

2.4试述测量系统的动态响应的含义、研究方法及评价指标。

答：测量系统的动态响应是用来评价系统正确传递和显示输入信号的指标。

研究方法是对系统输入简单的瞬变信号研究动态特性或输入不同频率的正弦信号研究频率响应。

评价指标为时间常数τ（一阶）、稳定时间和最大过冲量（二阶）等。

2.6试说明二阶测量系统通常取阻尼比ξ=0.6~0.8范围的原因答：二阶测量系统在ξ=0.6~0.8时可使系统具有较好的稳定性，而且此时提高系统的固有频率会使响应速率变得更快。

3.1测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？答：系统误差、随机误差和过失误差。

系统误差是规律性的，影响程度由确定的因素引起的，在测量结果中可以被修正；随机误差是由许多未知的或微小因素综合影响的结果，出现与否和影响程度难以确定，无法在测量中加以控制和排除，但随着测量次数的增加，其算术平均值逐渐接近零；过失误差是一种显然与事实不符的误差。

3.2试述系统误差产生的原因及消除方法答：仪器误差，安装误差，环境误差，方法误差，操作误差(人为误差)，动态误差。

测试技术第二版习题答案完整版贾民平吐血拼整

绪论1 .举例说明什么是测试？答：(1) 测试例子：为了确定一端固定的悬臂梁的固有频率，我们可以采用锤击法对梁进行激振，再利用压电传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形，由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。

（2）结论：由本例可知：测试是指确定被测对象悬臂梁的属性—固有频率的全部操作，是通过一定的技术手段—激振、拾振、记录、数据处理等，获取悬臂梁固有频率的信息的过程。

2. 测试技术的任务是什么？答：测试技术的任务主要有:??? 通过模型试验或现场实测，提高产品质量；??? 通过测试，进行设备强度校验，提高产量和质量；??? 监测环境振动和噪声，找振源，以便采取减振、防噪措施；??? 通过测试，发现新的定律、公式等；??? 通过测试和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。

3. 以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要部分的作用。

（1）?? 测试系统方框图如下：（2）各部分的作用如下：✍??????? 传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件；✍??????? 信号的调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式；✍??????? 信号处理环节可对来自信号调理环节的信号，进行各种运算、滤波和分析；✍??????? 信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮。

??? 模数（A/D）转换和数模（D/A）转换是进行模拟信号与数字信号相互转换，以便用计算机处理。

4.测试技术的发展动向是什么???? 传感器向新型、微型、智能型方向发展；? 测试仪器向高精度、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格发展；参数测量与数据处理向计算机为核心发展；第一章1??? 求周期方波的傅立叶级数（复指数函数形式），画出|c n|-?和?-?图。

解：(1)方波的时域描述为：(2) 从而：2 .?? 求正弦信号的绝对均值和均方根值。

解(1)(2)3.求符号函数和单位阶跃函数的频谱。

解：(1)因为不满足绝对可积条件，因此，可以把符合函数看作为双边指数衰减函数：其傅里叶变换为：(2)阶跃函数：4. 求被截断的余弦函数的傅里叶变换。

测试技术课后答案

作业一1、欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。

2、非电量电测法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。

3、什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。

基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。

4、一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。

传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）；显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。

5、举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。

直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。

间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。

内蒙古工业大学测试技术课程考试大纲

内蒙古工业大学《测试技术》课程考试大纲
一、课程简介
本课程是一门学科基础课，研究的对象是测试技术中常用传感器的测量原理、中间变换电路、工程中常用的信号分析及处理方法、测量装置的基本特性等内容。

二、课程考试内容及所占比重
1、绪论（5%）
测试系统及其组成，各组成部分的功用，电测法的含义。

2、信号的描述（5%）
信号的分类，信号的时域及频域描述的含义
3、测量装置的基本特性（25%）
测量装置的静态及动态特性指标，信号失真的原因及类型，测量装置实现不失真测量的条件，测量装置基本特性的测试方法。

4、传感器测量原理（25%）
传感器的定义、组成、分类，电阻式、电容式、电感式的工作原理及其特点、应用。

5、信号处理及分析基础（20%）
直流电桥与交流电桥电路特点及其基本特性，调制和解调的方法及应用，滤波器的分类、作用及其特点，周期信号、非周期信号的频谱特点
6、常见被测参量的测量方法（20%）
光电脉冲式位移传感器、光栅式位移传感器的测量原理，温度及温标的概念，热电效应，热点回路的基本法则，热电偶测温的基本原理、测温电路和冷端补偿电路，热电阻温度计的工作原理。

三、试题类型及所占比例
满分100分，其中选择题占30%，填空题占20%，名词解释10%，简答题10％，计算及综合应用题占30%。

四、考试方式
笔试、闭卷
五、成绩评定方式
成绩=20％平时成绩+80％卷面成绩
注：补考成绩评定：卷面成绩即为总成绩。

测试技术基础课后习题答案

测试技术基础课后习题答案第2章习题及解答1.判断正误(1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。

( ×)准周期信号(2)任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。

( ×)(3)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。

( ×)(4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。

( √)(5)非周期变化的信号就是随机信号。

( ×)准周期信号(6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。

( ×)(7)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。

( ×)(8)各态历经随机过程是平稳随机过程。

( √)(9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。

( √)(10)非周期信号的频谱都是连续的。

( ×) 准周期信号(11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√）(12)直流信号的频谱是冲击谱（√）2.选择正确答案填空(1)描述周期信号的数学工具是(B )。

A.相关函数B. 傅里叶级数C. 拉普拉斯变换D. 傅里叶变换(2)描述非周期信号的数学工具是( C)。

A.三角函数B. 拉普拉斯变换C. 傅里叶变换D. 傅里叶级数(3) 将时域信号进行时移，则频域信号将会( D )A.扩展B. 压缩C. 不变D. 仅有相移 (4) 瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C )A.信号的一个频率分量的能量B. 在f 处的微笑频宽内，频率分量的能量与频宽之比C. 在f 处单位频宽中所具有的功率 (5) 概率密度函数是在（C ）域，相关函数是在（A ）域，功率谱密度函数是在（D ）域描述随机信号。

A.时间B. 空间C. 幅值D. 频率(6) 白噪声信号的自相关函数是（C ）A.相关函数B. 奇函数C. 偶函数D. 不存在3．已知方波信号傅里叶级数，请描述式中各常数相的物理意义，并绘出频谱图。

见书中例题4．已知锯齿波信号傅里叶级数，请描述式中各常数相的物理意义，并绘出频谱图。

内蒙古工业大学测试技术习题集1

填空：0-1、测试技术包含了________和_______两方面内容。

0-2、测试系统通常由__________、_____________、及__________所组成。

1-1、如果所测试的信号不随时间变化,这种测试称为_________测试，如果所测试的信号随时间变化很快，这种测试称为_________测试.1-2、周期信号的频谱具有以下三个特点：____________、__________、____________。

1-3、描述周期信号的数学工具是__________；描述非周期信号的数学工具是__________。

1-4、周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有和特性。

1-5、某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为。

1-6、数字信号是指时间和幅值都具有特性的信号。

2-1、测试装置的特性可分为_______特性和________特性。

2-2、测试装置的静态特性指标有_______及________等。

2-3、测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的___________。

2-4、测试装置输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的___________。

2-5、测试装置输出信号的付里叶变换和输入信号的付里叶变换之比称为装置的_________。

2-6、测试装置实现不失真测试，但有时间延迟t0的条件是：装置幅频特性A(ω)=_________;相频特性Ψ(ω)=_____________。

2-7、对装置的动态特性进行测试，可用和两种方法进行测试。

2-8、二阶系统的固有频率越_____，系统响应赶快影响其超调量的因素是二阶系统的______。

2-9、一阶系统的动特性参数是，为使动态响应快，该参数。

τ2-10、一阶装置的时间常数越，其响应速度ω越快；二阶装置的固有频率越，其工作频带越宽。

2-11、测量装置的特性描述有态特性描述和特性描述。

《测试技术》答案

机械电子第二学期《测试技术》测试技术模拟题110、用交流电桥作为传感器测量电路，电桥输出经放大后，获得的波形与被测信号波形一致。

二、填空题1、若x(t)的频谱函数为 X(f)，则dx©的频谱函数是_ j2 fX f _,x(kt)的频谱函数是 dt 一 —&信号x(t)自相关函数R x()是一个周期函数，贝U 信号x(t)是函数R x ()是一个脉冲()时，则信号x(t)是一个脉冲信号；9、测试装置的幅频特性描述的是：当给装置输入稳态正弦信号时，其输出信号和输入信号的幅值与频率的函数关系。

10、阻抗头是用来测加速度，力的传感器。

三、单项选择1、如果已知1 (f),根据傅立叶变换的(B )性质有ej2 f0t( f f 。

)。

A.对称 B. 频移 C. 时移 D. 时间尺度改变2、如果信号分析设备的通频带的上限频率比磁带记录仪记录的信号的最高频率低，将磁带记录仪的重放速度(B )，这样可以满足分析要求。

A.放快B. 放慢C.不变 D. 多放几次3、输入x(t)和系统h(t)已知，则输出y(t)等于(D )。

A. x(t) • h(t)B. x(t)/ h(t)C. x(t)+ h(t)D. x(t)* h(t)4、磁电式绝对速度传感器的测振频率应(C )其固有频率。

A.远高于B. 远低于C. 等于D. 无要求一、是非题(正确的打‘V'，错误的打‘X')1、频谱离散的信号一定是周期信号。

2、频率响应函数是信号的频域描述。

3、在光线示波器上用固有频率为 120Hz 的振动子，记录一频率为400Hz 的正弦信^(X)有限个周期信号之和必形成新的周期信号。

压电式加速度计中，质量块的质量加大时，就会使它的灵敏度升高光线示波器振动子的固有频率越高，其灵敏度越低。

激振锤锤头垫的材料愈硬，激振力的频域范围愈宽。

用差动变压器式敏感元件做的传感器，其输入和输出都是电压信号带通滤波器的带宽愈宽，频率分辨力愈低，建立时间也就愈长。

《测试技术》课后习题答案解析

《测试技术》课后习题答案解析解：（1）瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。

（2）准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离散性。

（3）周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱具有离散性、谐波性和收敛性。

解：x(t)=sin2t f的有效值（均方根值）：2/1)4sin41(21)4sin41(21)4cos1(212sin1)(1000022=-=-=-===⎰⎰⎰TffTTtffTTdttfTdttfTdttxTxTTTTrmsππππππ解：周期三角波的时域数学描述如下：（1）傅里叶级数的三角函数展开：0 T0/2-T0/21x(t)t. ... ..⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+≤≤-≤≤-+=)(2222)(nTtxTttTAAtTtTAAtx21)21(2)(12/2/2/=-==⎰⎰-TTTdttTTdttxTa⎰⎰-==-2/002/2/0cos)21(4cos)(2TTTndttntTTdttntxTaωω⎪⎨⎧===Λ,5,3,142sin422222nnnnπππ，式中由于x(t)是偶函数，tnsinω是奇函数，则tntxsin)(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。

故=nb0。

因此，其三角函数展开式如下：其频谱如下图所示：（2）复指数展开式复指数与三角函数展开式之间的关系如下：Aϕ⎰-=2/2/0sin)(2TTndttntxTbω∑∞=+=122cos1421)(ntnntxωπ∑∞=++=122)2sin(1421ntnnπωπ(n=1, 3, 5, …）单边幅频谱单边相频谱)( 21=212121n 22000=-===+====nn n e n m n n n n n a barctg C R C I arctg a A b a C a A C φ0 ωI m C nω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω0虚频谱解：该三角形窗函数是一非周期函数，其时域数学描述如下：用傅里叶变换求频谱。