2008年测试技术试卷及答案

名
姓
线
号
学
封
级
班
卷
试密学
大
峡
三
2008年秋季学期
《测试与信息处理》课程考试试卷(A卷)
注意：1、本试卷共2页附答题纸2页；2、考试时间: 110 分钟
3、姓名、学号必须写在指定地方
一、填空题(每小空1分，共20分)
1、窗函数在时域变窄，则其频域的频带_______。

2、周期信号的频谱具有三个特点：________、________ 、________。

3、调制的种类有：、、。

4、一阶系统的动特性参数是______，为使动态响应快，该参数________。

5、滤波器根据选频作用分为：、、、。

6、电感式传感器是基于原理；涡电流式传感器的工作原理是利用金属导
体在交变磁场中的______效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的
______效应。

7、带通滤波器的上截止频率fc1 ，下截止频率fc2，其中心频率fc=__________。

8、频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy(τ)=________。

9、电桥按照激励电压性质不同可分为电桥和电桥。

二、判断题(每小题1分，共10 分)
1、)
(s
H只反映系统的响应特性而和具体的物理结构无关。

（）
2、周期函数的自相关函数仍为周期函数，但频率发生了改变。

（）
3、在线性不变系统中，当初始条件为零时，系统输出量的拉普拉斯变换与输入量
的拉普拉斯变换之比称为系统的传递函数。

（）
4、滤波器带宽B越宽则滤波器的频率分辨力越强。

（）
5、调幅波是载波信号与调制信号的叠加。

（）
6、周期信号的幅频谱与非周期信号的幅频谱的量纲一样。

（）
7、将时域信号进行时移，则其频域信号将会仅有相移。

（）
8、变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。

（）
9、单位脉冲信号具有无限的频谱。

（）
10、两个周期信号之和必是周期信号。

( )
三、选择题(每小题2分，共20分)
1、变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随_____而增大。

A 间隙的减小
B 间隙的增大
C 电流的增大
D 电压的增大
2、下列传感器中，属于接触式传感器的有______。

A光纤式传感器B 电涡流式传感器C电阻应变片D 电容式传感器
3、压电元件串联连接时，______。

A输出电荷量小，适用于缓慢变化信号测量。

B输出电压大，适用于频率较高信号测量。

C输出电压小，适用于频率较高信号测量。

D输出电荷量大，适用于缓慢变化信号测量。

4、信号的自相关函数保持了原信号中的______信息。

A 频率B频率、幅值C频率、相位差 D 幅值、频率、相位差
5、设信号x(t)的自功率谱密度函数为窗函数，则自相关函数为______。

A sinc函数
B 窗函数
C 正弦函数
D 零
6、抗频混滤波一般采用______滤波器。

A带通B高通C低通D带阻
7、全桥的各桥臂上各并联一只应变片，其灵敏度______。

A增加1倍B减小1倍C不确定D不变
8、采样序列属于______。

A连续时间信号 B 频限信号C离散时间信号 D 时限信号
9、灵敏度越高的测试系统，______。

A 漂移越大
B 回程误差越小C系统越稳定 D 非线性误差越小
10、下列元件中属于发电型传感器转换元件的是______。

A 磁阻元件B光电池 C 光敏电阻 D 光敏管
A1
名
姓
线
号
学
封
级
班
卷
试密学
大
峡
三
四、问答题(每小题5分，共30分)
1、什么是压电效应？简述利用压电传感器测量压力的工作原理。

2、测试系统满足不失真的测量条件是什么？
3、什么是频混现象？怎样才能避免频谱混叠？
4、什么是霍尔效应？试举出两个应用霍尔元件测量的例子。

5、试说明二阶装置的阻尼比多采用0.6-0.7的原因？
6、电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优点？
五、计算题(每小题10分，共20分)
1、求周期信号x（t）=0. 5cos10t+0.2cos（50t-450）通过τ=0.02S的RC低通滤
波器的装置后所得到的稳态响应y（t）并判断有无波形失真现象。

2、余弦函数被矩形窗截断，其数字表达式为
⎩
⎨
⎧
=
2
cos
)(0
t f
t
x
s
π
T
t
T
t
2
2
≥
<
，试求
其频谱X s(f)。

A2
名
姓
线
号
学
封
级
班
卷
试密学
大
峡
三
2008年秋季学期
《测试与信息处理》试卷(A卷)参考答卷及评分
标准
一、填空题 (每小空 1分，共 20分)
1、变宽
2、离散性，谐波性，收敛性
3、幅度凋制(AM)、频率调制(FM) 相位调制(PM)。

4、时间常数、越小越好
5、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器
6、电磁感应、电涡流、压电。

7、
2
1c
c
f
f∙
8、0
9、直流、交流
二、判断题 (每小题 1分，共 10 分)
1、（√）
2、（×）
3、(√)
4、(×)
5、 (×)
6、（×）
7、(√)
8、(×)
9、（√）
10、(×)
三、选择题（每题2分，共20分）
1、A
2、C
3、B
4、B
5、A
6、C
7、D
8、C
9、A 10、B
四、问答题 (每小题 5分，共 30分)
1、什么是压电效应？简述利用压电传感器测量压力的工作原理。

答：某些物质、如石英、钛酸钡等，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。

当外力去掉
时，又重新回复到原不带电状态，这种现象称为压电效应。

（3分）实验
证明，在极板上积聚的电荷[量]q与晶片所受的作用力F成正比，
即
，电荷由导线引出接入测量电路，测得电荷的多少即可测量
出压力。

（2分）
2、测试系统满足不失真的测量条件是什么？
答：测试系统满足不失真的测量条件是测试装置的幅频特性应为常数，
相频特性应为直线。

（5分）
3、什么是频混现象？怎样才能避免频谱混叠？
答：频混现象：又称频谱混叠效应，它是由于采样信号频谱发生变化，
而出现高、低频成分发生混淆的一种现象。

（3分）使采样频率满足采样
定理即可。

（2分）
4、什么是霍尔效应？试举出两个应用霍尔元件测量的例子。

答：金属或半导体薄片（霍尔片）置于磁场中，当有电流流过时，
在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效
应。

（1分）（1）霍尔线位移传感器，在两个反向放置的磁铁中放置霍尔
片。

当霍尔片处于平衡位置，初始输出电动势为零。

当霍尔片作横向位
移时，霍尔传感器总输出电动势为位移的函数。

（2）测角位移的霍尔传
感器，在一均匀的磁场中放置一霍尔元件，当转动霍尔元件时，通过霍
尔片磁通量变化，产生的霍尔电势与元件和磁场的夹角θ有关。

即
θ
sin
H
H
IB
K
U=，利用上式关系，就可以测量角位移。

（可以举其它例
子）（4分）
5、试说明二阶装置的阻尼比多采用0.6-0.7的原因？
答：对于二阶装置在ζ=0.6-0.7时，在0-0.58ωn的频率范围内，
幅频特性A(ω)的变化不超过5%，同时相频特性φ(ω)也接近直线，可认
为满足不失真条件。

因此二阶装置的阻尼比多采用0.6-0.7。

（5分）
6、电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优点？
答：两种应变片的主要区别：电阻丝应变片主要利用导体形变引起电
阻的变化，而半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻的变化。

（3
分）电阻丝应变片随温度变化小，半导体应变片的灵敏度大。

（2分）
五、计算题 (每小题 10分，共 20分)
求周期信号x（t）=0. 5cos10t+0.2cos（50t-450）通过τ=0.02S的RC低
通滤波器的装置后所得到的稳态响应y（t）。

解：一阶装置,有
1
1
)
(
+
=
s
s
H
τ
()()ωϕ
ω
ω
τ
ωj e
A
j
H=
+
=
1
1
)
(
A3
名
姓
线
号
学
封
级
班
卷
试密学
大
峡
三
()
()()2
202
.0
1
1
1
1
ω
τω
ω
+
=
+
=
A
()()ω
ω
ϕ02
.0
arctg
-
= 5’
()
()
98
.0
10
02
.0
1
1
2
1
=
⨯
+
=
ω
A
()()0
1
3.
11
10
02
.0-
=
⨯
-
=arctg
ω
ϕ
()
()
707
.0
50
02
.0
1
1
2
2
=
⨯
+
=
ω
A
()()0
1
45
50
02
.0-
=
⨯
-
=arctg
ω
ϕ
由线性系统的频率保持性和叠加性可得：
)
90
50
cos(
141
.0
)
3.
11
10
cos(
49
.0
)(0
0-
+
-
=t
t
t
y
有波形失真5’
2、余弦函数被矩形窗截断，其数字表达式为
试求其频谱Xs(f)。

解：根据调制特性有：
调制信号为矩形窗函数：
其频谱为：
载波信号为 2’
调幅信号为 2’
其频谱为
4’
2’⎪⎩
⎪
⎨
⎧
≥
<
=
T
t
T
t
t f
t
x
s2
,0
2
,
2
cos
)(0
π
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
≥
<
=
T
t
T
t
t
w
2
,0
2
,1
)(
)
4(
sin
4
)
(fT
c
T
f
Wπ
=
)
2
cos(
1
t f
xπ
=
t f
t
w
t
x
t
w
t
x
s0
1
2
cos
)(
)(
)(
)(π
∙
=
∙
=
()()
[]
()
[]()
[]
4
sin
2
4
sin
2
2
1
)
(
f
f
T
c
T
f
f
T
c
T
f
f
W
f
f
W
f
X
s
-
+
+
=
-
+
+
=
π
π
A4。