机械工程测试技术 复习课(含答案) - 副本
机械工程测试技术基础试题复习题及答案全解
一、填空（每空1份，共20分）1•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C ■）__ 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，米样频率应该大于—100Hz o5•在桥式测量电路中，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：前者利用导体机械形变—引起的电阻变化，后者利用—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 i，其带宽B =若其带宽为1/3倍频程则fc2 = _ v'2 _fc i o9•属于能量控制型的传感器有—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。
10.根据载波受调制的参数不同，调制可分为—调幅、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二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分）1 •不能用确定的数学公式表达的信号是 D 信号。
A 复杂周期B非周期C瞬态D随机2 .平稳随机过程必须_________ B__________ 。
A连续B统计特征与时间无关C各态历经D统计特征等于时间平均3. ____________________________________ 一阶系统的动态特性参数是_C 。
A固有频率B阻尼比C时间常数D灵敏度4. 系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为A。
《机械工程测试技术基础》课后习题及答案详解
第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩积分区间取（-T/2，T/2）00000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, ) T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±± 。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nInR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6, n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan1,3,5,200,2,4,6,nI n nRπn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
图1-4 周期方波信号波形图1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答：00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰rmsx ==== 1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
机械工程测试技术课本习题及参考答案
第二章 信号描述及其分析【2-1】 描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具? 如何进行描述? 周期信号是否可以进行傅里叶变换? 为什么?参考答案：一般采用傅里叶级数展开式。
根据具体情况可选择采用傅里叶级数三角函数展开式和傅里叶级数复指数函数展开式两种形式。
不考虑周期信号的奇偶性,周期信号通过傅里叶级数三角函数展开可表示为:n A =(2022()cos T n T a x t n tdt T ω-=⎰ 202()sin T n T b x t n tdt T ω-=⎰ ) 式中，T 为信号周期, 0ω为信号角频率, 02T ωπ=。
n A ω-图为信号的幅频图, n ϕω-图为信号的相频图。
周期信号通过傅里叶级数复指数函数展开式可表示为:n C 是一个复数,可表示为:n C ω-图为信号的幅频图, n ϕω-图称为信号的相频图。
▲ 不可直接进行傅里叶变换,因为周期信号不具备绝对可积条件。
但可间接进行傅里叶变换。
参见书中第25页“正弦和余弦信号的频谱”。
【2-2】 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
参考答案：由非周期信号的傅里叶变换，()()j t X x t e dt ωω∞--∞=⎰，得由此得到，幅频谱为：()A X ω= 相频谱为： ()arctan()a ϕωω=-【2-3】 求周期三角波（图2-5a ）的傅里叶级数（复指数函数形式） 参考答案：周期三角波为： (2)20()(2)02A A t T t x t A A T tt T +-≤<⎧=⎨-≤≤⎩ 则 0221()T jn t n T C x t e dt T ω--=⎰ 积分得 02222204(1cos )(1cos )2n A T A C n n n T n ωπωπ=-=-即 22()1,3,5,00,2,4,n A n n C n π⎧=±±±=⎨=±±⎩L L又因为周期三角波为偶函数，则0n b =，所以arctan 0n nI nR C C ϕ== 所以，周期三角波傅里叶级数复指数形式展开式为：【2-4】 求图2-15所示有限长余弦信号()x t 的频谱。
机械工程测试技术_课后习题及答案
机械工程测试技术基础习题解答教材：机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷。
绪 论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
解答：教材P4~5，二、法定计量单位。
0-2 如何保证量值的准确和一致？ 解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定） 1、对计量单位做出严格的定义； 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备； 3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。
3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。
0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差）0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。
①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g ③(5.482±0.026)g/cm 2 解答： ①-667.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈±②60.00003/25.04894 1.197655/10±≈±③0.026/5.482 4.743±≈‰ 0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么？ 解答： (1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。
(2)要点：见教材P11。
0-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V 的0.5级电压表和量程为30V 的1.5级电压表分别测量25V 电压，请问哪一个测量准确度高？ 解答： (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而 引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。
机械工程测试技术课后习题及答案
机械工程测试技术基础习题解答教材：机械工程测试技术基础，熊诗波黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷。
绪论0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？解答：（教材P8~10，八、测量误差）0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。
①1.0182544V±7.8μV②(25.04894±0.00003)g③(5.482±0.026)g/cm20-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压，请问哪一个测量准确度高？解答：(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程 ，(1)测量结果=样本平均值±不确定度或ˆx X x σx =+= (2)81802.448ii xx ===∑所以测量结果=802.44+0.0142680-8 用米尺逐段丈量一段10m 的距离，设丈量1m 距离的标准差为0.2mm 。
如何表示此项间接测量的函数式？求测此10m 距离的标准差。
解答：(1) 10i L L =∑第一章信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n|–ω和φn–ω图，并与表1-1对比。
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答：00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
机械工程测试技术_课后习题及答案
机械工程测试技术课后习题及答案第一章传感器及检测系统的基本概念1、检测系统由哪几部分组成？说明各部分的作用2、怎样选择仪表的量程大小？3、测量误差可以分为哪几类？引起各类误差的原因是什么？4、传感器按照被测物理量来分，可以分为哪几种？5、某电路中的电流为10A，用甲乙两块电流表同时测量，甲表读数为10.8A，乙表读数为9.5A，请计算两次测量的绝对误差和相对误差。
6、用1.0级量限100V的电压表甲，0.5级量限250V的电压表乙分别测量某电压，读数皆为80V，试比较两次测量结果的准确度。
7、有三台测温仪表，量程均为0～800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理？解答：1、一个完整的工程检测系统包括：传感器、信号调理电路、信号处理电路和显示记录部分。
各部分作用：传感器——感受被测量，并将其转换为电信号；信号调理电路——将传感器输出信号进行放大和转换；信号处理电路——对电信号进行计算和分析；显示记录部分——显示记录测试结果。
2、应根据被测量的大小，兼顾仪表的准确度等级和量程，使其工作在不小于满度值2/3以上的区域。
3、测量误差可以分为：系统误差、随机误差和疏失误差三类。
引起的原因如下:系统误差——仪器误差、零位误差、理论误差、环境误差和观察者误差等随机误差——温度、磁场，零件摩擦、间隙，气压和湿度的变化，测量人员分辨本领的限制等疏失误差——操作、读数、记录和计算等方面的人为误差等4、传感器按被测物理量可以分为：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。
5、绝对误差：△I= I﹣I=10.8-10=+0.8A；△I= I﹣I=9.5-10=﹣0.5A相对误差：γ甲=△I甲/ I0=+0.8/10=8%；γ乙=△I乙/ I0=﹣0.5/10=﹣5%6、最大绝对误差：△V m甲=±K%·V m甲=±1.0%×100=±1.0V；△V m乙=±K%·V m乙=±0.5%×250=±1.25V最大相对误差：γm甲=△V m甲/ V=±1.0/80=±1.25%；γm乙=△V m乙/ V=±1.25/80=±1.56%故：甲表测量结果的准确度高于乙表。
机械工程测试技术课后习题答案精编WORD版
机械工程测试技术课后习题答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】第三章：常用传感器技术3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。
传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。
如图所示的气体压力传感器。
其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。
基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。
答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。
例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。
物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。
例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。
3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？答：（1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dRRμε=+；（2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR dERρλερ==。
3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S0=2，R=120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR=？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？解：根据应变效应表达式?R/R=S g?得?R=S g? R=2?1000?10-6?120=0.24?1）I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA2）I2=1.5/(R+?R)=1.5/(120+0.24)?0.012475A=12.475mA3）电流变化量太小，很难从电流表中读出。
机械工程测试技术基础课后复习题与答案详解
第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图 1-4 ）的傅里叶级数（复指数函数形式） ，划出 | c n | –ω 和 φn –ω 图，并与表 1-1 对比。
x(t)A⋯T 0T 0 ⋯22tT 0T 0-A图 1-4周期方波信号波形图解答：在一个周期的表达式为A(T 0t0)2x(t )T 0 )A(0t2积分区间取（ -T/2 ，T/2 ）1 T 0jnt1 0 jn 0 t1T 0jn 0tc n2T 0x(t)e dt = dt +2Ae dtTT T 0 AeT22=jA(cosn -1) (n=0,1, 2,3, L )n所以复指数函数形式的傅里叶级数为x(t )c n e jn 0 tj A1 (1 cos n )e jn 0t ， n=0, 1, 2, 3, L 。
nnnc nIA (1 cosn)n(n=0,1,2,3, L)c nR 022A(1 2 An1, 3, ,Lc nc nR c nIcosn ) nnn0, 2, 4, 6,Lπ 1, 3, 5,Ln2φn arctan c nIπ n1, 3, 5,Lc nR2n 0, 2, 4, 6,L没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
|c |nφn2A/π2A/ππ/22A/3π2A/3π 2A/5πω03ω05ω02A/5π-5ω-3ω-ωω0 0 0-5ω0-3ω0 - ω0ω03ω0ω-π/25ω幅频图相频图周期方波复指数函数形式频谱图1-2求正弦信号 x(t) x 0 sin ωt 的绝对均值 μ 和均方根值 x rms 。
x1 TxTT解答： μ t )d t 1 T x sin ωt d t 2x0 2sin ωt t2x 0 cos ωt 24 x 0 2x 0xT 0 (T 0 0TdT ω πT ωxrms1T 2 (t )dt1 T 22ωtdtx 02 T 1 cos2ωt x 0TxTx 0 sinT2dt21-3 求指数函数 x(t) Ae at (a 0, t 0) 的频谱。
机械工程测试技术_课后习题及答案
机械工程测试技术基础习题解答教材:机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷.绪 论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
解答:教材P4～5，二、法定计量单位。
0—2 如何保证量值的准确和一致？ 解答：（参考教材P4～6,二、法定计量单位～五、量值的传递和计量器具检定) 1、对计量单位做出严格的定义; 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备; 3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等. 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具.0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？ 解答：（教材P8～10，八、测量误差）0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差. ①1.0182544V±7。
8μV ②(25.04894±0。
00003)g ③（5。
482±0。
026)g/cm 2 解答：①-667.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈± ②60.00003/25.04894 1.197655/10±≈±③0.026/5.482 4.743±≈‰0—5 何谓测量不确定度?国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC —1(1980）》的要点是什么？ 解答：(1）测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。
（2)要点：见教材P11。
0—6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V 的0。
5级电压表和量程为30V 的1。
5级电压表分别测量25V 电压，请问哪一个测量准确度高？ 解答： (1）因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如,精度等级为0。
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《机械工程测试技术》习题课一、填空题1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。
2．满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。
3．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。
4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅值变小。
5．当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。
6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。
7. 电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作，可分为低频透射式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。
8．在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为调制波，载送低频信号的高频振荡信号称为载波，将经过调制过程所得的高频振荡波称为已调制波。
9. RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率越小。
10.频率混叠是由于采样频率过低引起的，泄漏则是由于信号截断所引起的。
11.作为传感器的核心部件，直接感受被测物理量并对其进行转换的元件称为敏感元件。
12.在外力作用下，金属应变式传感器主要产生几何尺寸变化，而压阻式传感器主要是电阻率发生变化，两者都引起电阻值发生变化。
13. 描述一阶系统动态特性的参数是时间常数，其值越小，则该系统频带越宽，响应越快。
二、选择题1．离散、周期的时域信号频谱的特点是（C ）的。
A非周期、离散B非周期、连续C、周期、离散D周期、连续2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（C ）。
A 电阻传感器B 电感传感器C 光电传感器D 电容传感器3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（B ）材料制成。
A 金属B 导磁C 塑料D 导电4．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（D ）。
A 精度B 灵敏度C 精密度D 分辨力5．数字信号的特征是（B ）。
A 时间上离散，幅值上连续B 时间、幅值上都离散C 时间上连续，幅值上量化D 时间、幅值上都连续6．传感器灵敏度越高，表示该传感器（B ）。
A 工作频带越宽B 单位输入引起的输出量越大C 线性范围越宽D 允许的输入量越大7．周期信号傅立叶级数中的各项系数表示各谐波分量的（C ）。
A 相位B 周期C 振幅D 频率8．滤波器的-3dB频率指输出信号幅值为输入信号幅值的（C ）时所对应的截止频率。
A 2B 1C 2/2D 1/29．不能用于材料厚度的非接触测量的传感器为（C ）。
A 涡流式B 电容式C 压电式D 光电式10．压电式传感器目前多用于测量 D 。
A 静态力B 温度C 速度D 加速度与动态力11. 滤波器的带宽越小，表示该滤波器 D 。
A建立时间越短，频率分辨率越低B建立时间越长，频率分辨率越低C建立时间越短，频率分辨率越高D建立时间越长，频率分辨率越高12. 测试系统动态特性的测定方法包括阶跃响应试验和 A 试验。
A频率响应B脉冲响应C传递函数D任意输入响应13．以下 C 的频谱为连续频谱。
A周期矩形脉冲B正弦函数C矩形窗函数D周期方波14．属于物性型传感器为 D 。
A应变式传感器B电感式传感器C电容式传感器D压电式传感器15．可以实现非接触振动测量的传感器为 B 。
A应变式传感器B电感式传感器C压电式传感器D以上皆可16．动态电阻应变仪中相敏检波电路的作用是 B 。
A幅值调制B幅值解调C频率解调D滤波17. 描述传感器静态特性的指标有 D 。
A幅频特性B稳定时间C动态范围D线性度18. 信号的时域描述与频域描述通过 C 来建立关联。
A 拉氏变换B 卷积C 傅立叶变换D 相乘19. 理想滤波器在通带内的幅频特性为 A 。
A常数 B 零C零或常数D无法确定20. 测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为 D 。
A 量程B灵敏度 C 精确度D分辨力21. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（）成正比。
A. 位移B. 速度C. 加速度D. 频率22. 石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（）的表面上产生电荷量。
A. 机械轴B. 电轴C. 光轴D. 晶体表面23. 光敏晶体管的工作原理是基于（）效应。
A. 外光电B. 内光电C. 光生电动势D. 光热效应24. 金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（ ）来决定的。
A. 贴片位置的温度变化B. 电阻丝几何尺寸的变化C. 电阻丝材料的电阻率变化D. 电阻丝材料长度的变化25. 电容式传感器中，灵敏度最高的是（ ） 。
A. 面积变化型B. 介质变化型C. 极距变化型D. 不确定三、简答、应用题1．根据滤波器的选频作用，一般将滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。
并列出4个实际滤波器的主要特征参数。
0f f c 20f f c 1)(f A f f c 1f c 2f f c 1f c 2111100)(f A )(f A )(f A (a) 带通 (b) 高通 (c) 带阻 (d) 低通主要特征参数（任选4个）：(1) 截止频率(2) 带宽(3) 纹波幅度(4) 品质因子(5) 倍频程选择性(6) 滤波器因数2．下图为动态应变仪工作框图，请指出图中A 、B 和C 分别代表什么？并说明B 和C 在系统中的作用是什么？（6分） t 0t )(0t x 0t )(t x m 0t 0)(t x 0试件A 放大器B C 显示记录振荡器t)(t x )(t y答：A 电桥：将电阻、电容、电感等参数变化转换为电压或电流输出B 相敏检波：解调C 低通滤波器：选取低频信号，抑制或衰减掉其他不需要的成分3．何为系统不失真测试条件？根据二阶系统的幅频特性和相频特性曲线，说明如何选择二阶系统动态特性参数及工作频带？解：不失真测试条件：幅频特性为一常数，相频特性与频率成线性的关系。
对于一个二阶系统来说，在3.00<ωω的范围内，系统的幅频特性接近一条直线，其幅值变化不超过10%，但从相频曲线上看，曲线随阻尼比的不同剧烈变化。
其中当ξ接近于零时相位为零，此时可以认为是不失真的。
而当ξ在8.0~6.0范围内时，相频曲线可以近似认为是一条起自坐标系原点的斜线。
4. 下图为采用某一种传感器测量不同的非电量的示意图。
图中被测物体2均为金属材料制成，1为传感器。
试问：（6分）（1）该种传感器是何种传感器？（2）图中分别测量的是哪些非电量？（3）总结该种传感器的两个优点。
12 12 21（a ） （b ） （c ）答：（1）涡流传感器（2）（a ）测转速，（b ）测材料的厚度，（c ）计数（3）结构简单，使用方便，非接触测量等优点5. 测量系统主要有哪几种干扰？如何减少这些干扰？答：电磁干扰、信道干扰、电源干扰。
良好的屏蔽，采用交流稳压器、隔离稳压器。
选用低噪声器件。
6. 试举例说明测试系统的组成环节的主要功能。
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。
测试过程中传感器将反映被测对象特性的物理量，如压力、加速度、温度等，检出并转换为电量，然后传输给中间变换装置；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 变换后用软件进行计算，再将处理结果以电信号或数字信号的方式传输给显示记录装置；最后由显示记录装置将测量结果显示出来，提供给观察者或其他自动控制装置。
7. 在信号采集前一般要求对模拟信号作哪些预处理?为什么?？答：信号的预处理是把信号变成适于信号数字处理的形式，以减轻数字处理的困难。
预处理包括：（1）电压幅值调理，以便适宜于采样。
（2）必要的滤波，以提高信噪比（3）隔离信号中的直流分量（4）如原信号经过调制，则应先行解调。
8.电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？答：电阻应变片是利用导体形变引起电阻变化，后者利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
半导体最突出的优点是灵敏度高。
但温度稳定性差。
电阻应变片灵敏度较低，但稳定性较好。
9.简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪两种?答:因压电式传感器的输出电阻很大、电荷量很小，信号微弱；前置放大器有电荷放大器与电压放大器两种。
电荷放大器具有输入阻抗高，输出电压与压电式传感器电荷成正比、与反馈电容成反比，且与电缆分布电容无关；电压放大器具有电路简单，成本低的特点，压电式传感器须与电缆配套使用。
10.抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？答：应选用低通滤波器以滤掉高频成分，目的是使信号变为限带信号，以避免在模拟信号采样中产生混叠。
11.选用传感器应注意哪些问题？答：1）灵敏度：传感器的量程范围是和灵敏度紧密相关的。
传感器的灵敏度并非越高越好，根据被测量要求来选取。
2）线性范围：为了保证测量的精确度，传感器必须在线性区域内工作。
3）响应特性：传感器的响应特性必须在所测频率范围内尽量保持不失真。
但实际传感器的响应总有一迟延，但迟延时间越短越好。
4）可靠性：经过长期使用以后，其输出特性不发生变化的性能。
5）精确度：表示传感器的输出与被测量的对应程度。
传感器的精确度也并非越高越好，因为还要考虑到经济性。
6）工作方式。
传感器在实际测试条件下的工作方式，也是选用传感器时应考虑的重要因素。
另外，还尽可能考虑结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、易于维修和更换等因素。
12. 什么是信号的加窗？加窗后对信号有什么影响？答：断截取有限长度段信号的过程称为对信号的时域截断，它相当于通过一个长度有限的时间窗口去观察信号，因而又叫做加窗。
信号经加窗后，窗外数据全部置零，波形发生畸变，其频谱自然也有所变化，这就产生了截断误差。
13. 在轧钢过程中，需检测薄板的厚度，可采样何种传感器？试简述其工作原理。
答：可采用涡流传感器，原理图如图所示。
系统的工作原理为：差动式测厚，将两涡流传感器分别置于被测钢板的上下两边，位置固定，间隔为H ，设被测钢板厚度为h ，两涡流传感器与被测钢板距离分别为x 1和x 2。
涡流传感器和电容C 组成谐振回路，则回路频率f 将随间隙的变化而改变，使其输出电压幅值也随之变化，经放大、检波和滤波后，可得被测距离x 1和x 2，将它们输入运算器中进行如下运算，即可实时监测钢板厚度：)(21x x H h +-=四、计算题1．有一薄壁圆管式拉力传感器如下图所示。
已知其弹性元件材料的泊松比为0.3，电阻应变片321R R R 、、和4R 阻值相同，且灵敏系数均为2，应变片贴片位置如图所示。
若受拉力P 作用，问：(1) 欲测量拉力P 的大小，应如何正确组成电桥？请画出相应的电桥。