现代测试技术课后习题详解答案 申忠如 西安交通大学出版社
现代检测技术智慧树知到课后章节答案2023年下西安交通大学
现代检测技术智慧树知到课后章节答案2023年下西安交通大学西安交通大学第一章测试1.用以标定的仪器，直接的测量出某一待测未知量的量值称为（）。
A:直接测量 B:接触式测量 C:间接测量 D:动态测量答案:直接测量2.下列哪项不是闭环控制型现代测试系统的优点（）。
A:实时数据采集 B:实时控制 C:实时判断决策 D:远距离传输答案:远距离传输3.下列属于测量过程的是（）。
A:测量误差 B:数值和计量单位 C:被测对象 D:测试方法答案:测量误差;数值和计量单位;被测对象;测试方法4.水银温度计测量体温属于直接式测量。
A:错 B:对答案:对5.测试技术与传感技术被称为信息技术系统的（）。
A:神经 B:大脑 C:感官答案:感官第二章测试1.下列非线性补偿方法中属于软件补偿的是（）。
A:闭环式 B:拟合法 C:差动式 D:开环式答案:拟合法2.A类标准不确定度是用非统计方法得到的不确定度。
A:对 B:错答案:错3.真值在实际测量中是可以确切获知的。
A:对 B:错答案:错4.相对误差是绝对误差与测量仪表量程之比。
A:对 B:错答案:错5.将63.73501四舍五入，保留两位小数为（）。
A:63.74 B:63.73 C:64.00 D:63.00答案:63.74第三章测试1.直流电桥可以测量电容的变化。
A:对 B:错答案:错2.全桥接法的灵敏度是半桥双臂接法的几倍（）。
A:8 B:1 C:4 D:2答案:23.半导体式应变片比金属丝式应变片的灵敏度高。
A:对 B:错答案:对4.丝式应变片采用栅状结构是为了获得大的电阻变化量。
A:对 B:错答案:对5.下列哪项不是半导体应变片的优点（）。
A:易于集成化 B:灵敏度高 C:温度稳定性能好 D:体积小答案:温度稳定性能好第四章测试1.下列哪项是电容式传感器的缺点（）。
A:电缆分布电容影响大 B:精度低 C:结构复杂 D:灵敏度低答案:电缆分布电容影响大2.电容式传感器灵敏度最高的是（）。
测试技术课后习题答案
测试技术课后习题答案测试技术课后习题答案在学习过程中，课后习题是巩固知识的重要环节。
通过解答习题，学生可以检验自己对知识的掌握程度，并加深对相关概念的理解。
然而，有时候我们可能会遇到一些难题，无法找到正确的答案。
在这种情况下，我们可以寻求一些测试技术来帮助我们解答问题。
本文将探讨一些常见的测试技术，并提供一些习题的答案解析。
首先，我们来介绍一种常用的测试技术——试探法。
试探法是一种通过尝试不同的答案来逐步逼近正确答案的方法。
当我们遇到一道难题时，可以先试探一些可能的答案，然后通过排除法来确定最终的正确答案。
例如，假设我们遇到一道数学题，要求求解一个未知数的值。
我们可以先试探一些常见的数值，然后代入方程进行计算，最终找到满足方程的解。
另一种常见的测试技术是反证法。
反证法是一种通过假设问题的否定来证明问题的正确性的方法。
当我们遇到一道难题时，可以假设问题的反面，然后通过逻辑推理来证明这个假设是错误的，从而得出问题的正确答案。
例如，假设我们要证明一个数是质数，我们可以先假设这个数是合数，然后通过因式分解等方法来推导出矛盾，从而证明这个数是质数。
除了试探法和反证法，还有一些其他的测试技术可以帮助我们解答难题。
比如，归纳法是一种通过找出问题中的规律，然后应用这个规律来解决问题的方法。
当我们遇到一道需要找出规律的题目时，可以观察已知条件之间的关系，然后推测出未知条件的取值。
再比如，递推法是一种通过已知条件来推导出未知条件的方法。
当我们遇到一道需要找出递推关系的题目时，可以根据已知条件逐步推导出未知条件的取值。
接下来，我们提供一些习题的答案解析，以帮助读者更好地理解测试技术的应用。
请注意，以下习题的答案仅供参考，具体解答方法可能有多种。
1. 一辆汽车以每小时60公里的速度行驶，行驶了3小时后，还剩下120公里的路程。
求这段路程的长度。
解析：根据已知条件，汽车行驶了3小时后，还剩下120公里的路程。
根据速度和时间的关系，我们可以得出汽车行驶的总路程为60 * 3 = 180公里。
西安交大电气工程与自动化专业课程
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工程训练1（《工业系统的驱动、测量、建模与控制(上册) 》王孙安）
概率论与数理统计（《概率论与数理统计应用》施雨/李耀武）
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现代测试技术A课后题参考答案
1) 下面哪个部件不属于透射电镜的电子光学系统(A)A.扩散泵B.电子枪C.中间镜D.荧光屏2)像差是影响透射电镜成像的主要因素，像差分为三种类型，下面不属于像差的是（C）A.像散B.色差C.色散D.球差3) 如没特别指明，扫描电子显微镜的分辨率通常是指用何种信号成像时的分辨率（D）A.俄歇电子B.透射电子C.背散射电子D.二次电子4) 透射及扫描电镜的电子枪有多种类型，除W灯丝和场发射灯丝外，还有一种是（C）A. PaB6B. TaB6C. LaB6D. GaB65) 用配有能谱仪的扫描电子显微镜不能进行分析的是下列哪一项（C）A.背散射电子像B.微区成分分析C.选区电子衍射D.二次电子像6)电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析200 nm厚表层形貌的信号是（C）。
A.二次电子B.吸收电子C.背散射电子D.透射电子7)透射电镜中的主要光阑包括（ABC）A.物镜光阑B.选区光阑C.聚光镜光阑D.孔径光阑8) 关于透射电子衍射，和X射线衍射相比较，说法正确的是（ABC）。
A.衍射半角小B.电子波的波长短C.可以和微区结构和形貌同步分析D.衍射强度小9) 以布拉格方程为基本原理的材料分析方法有（ABCD）。
A.透射电子衍射B.X射线衍射C.背散射电子衍射D.波谱分析10) 扫描电子显微镜主要利用（AB）成像。
A.背散射电子B.二次电子C.俄歇电子D.透射电子11) 像散是由于电磁透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。
（X）12)在电子显微分析中，电子的波长是由磁透镜的强弱决定的。
（X）13)透射电镜中的明、暗场像是利用相位衬度进行成像。
（X）14)电子探针工作原理是利用波谱和能谱进行定性、定量分析。
（√）15)电子探针分析中背散射电子像的衬度取决于试样的凹凸状态。
（X）16)透射电镜中多晶体的电子衍射花样是规则排列的衍射斑点。
（X）。
《现代检测技术及仪表》第1～3章习题解答
《现代检测技术及仪表》习题解答第1章１、为什么说仪器仪表是信息的源头技术。
答：当今世界正在从工业化时代进入信息化时代。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础。
仪器的功能在于用物理、化学或生物的方法，获取被检测对象运动或变化的信息。
仪器是一种信息的工具，起着不可或缺的信息源的作用。
仪器是信息时代的信息获取——处理——传输的链条中的源头技术。
如果没有仪器，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
”。
现在提到信息技术通常想到的只是计算机技术和通讯技术，而关键的基础性的测量技术却往往被人们忽视了。
从上所述可以看出仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
２、非电量电测法有哪些优越性。
答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
３、各类仪器仪表有哪些共性。
答：从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
现代测试技术习题解答 第二章 信号的描述与分析 - 副本(2020年7月整理).pdf
没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
5
学海无涯
|cn| 2A/π 2A/π
2A/3π 2A/5π -5ω0 -3ω0 -ω0
2A/3π 2A/5π ω0 3ω0 5ω0 ω
φn
π/2 ω0 3ω0
-5ω0 -3ω0 -ω0 -π/2
幅频图
周期方波复指数函数形式频谱图
相频图
5ω0 ω
2-5 求指数函数 x(t) = Ae−at (a 0,t 0) 的频谱。
2-12 已知信号的自相关函数为 Acos，请确定该信号的均方值x2 和均方根值 xrms。
解：Rx()=Acos
x2= Rx(0)=A
xrms =
2 x
=
A
2-13 已知某信号的自相关函数，求均方值 、和均方根值 xrms 。
2-14 已知某信号的自相关函数，求信号的均值 μx 、均方根值 、功率谱。
1
学海无涯
2-1 求图示 2.36 所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。 2
学海无涯
2-4 周期性三角波信号如图 2.37 所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号 的平均功率。
3
学海无涯
2-1 求图示 2.36 所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。
补充题 2-1-2 求周期方波（见图 1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|cn|–ω 和 φn–ω 4
学海无涯
第二章 信号的描述与分析
补充题
2-1-1
求正弦信号
x(t)
=
x0
sin(ωt
+
φ)
的均值
μx
、均方值
ψ
2 x
和概率密度函数
p(x)。 解答：
现代检测技术及应用习题和思考题答案
习题和思考题参考答案第一章1. 试举例说明某种检测仪器在过去一百年里的变迁以及未来的发展趋势。
2. 举例说明现代检测技术在某个行业的应用。
3. 检测技术和基础科学创新具有什么关系？试举一例说明两者之间的依赖关系。
4. 检测系统由哪几个部分组成？各部分的功能是什么？答：检测系统由传感器、信号采集处理电路、显示/输出单元组成。
传感器把被测量转化成模拟或数字电信号。
信号采集处理电路对传感器输出信号进行处理，如果是模拟信号则通过信号调理电路进行滤波、转换、放大然后通过模数转换器件转换成数字信号，如果是数字信号则可以直接读入寄存器或微处理器，然后在微处理器里进行数字信号处理。
显示/输出单元用以显示或输出检测系统的测量结果。
5. 自动化系统里一定包含检测装置吗？检测装置对自动化系统具有什么作用？答：自动化系统不一定包含检测装置，比如一些开环控制系统，定时控制系统就不需要检测装置。
检测装置一般用来直接或间接检测自动控制系统的输出量，然后反馈给控制器对受控量进行调整。
6. 智能化系统里是否一定包含检测装置？检测装置的作用是什么？答：智能化系统都包含了检测装置，因为智能化控制需要根据检测装置的反馈才能进行智能控制。
检测装置用来感知被控对象或所处环境的各种变量，控制器根据这些变量的大小对物理对象进行智能控制。
7. 现代检测技术具有哪些发展趋势？答：集成化、智能化、网络化、拓展并创新面向极端环境/极限测量任务的新型检测技术和方法。
第二章1.检测系统的静态特性指标有哪些？答：检测系统的静态特性指标主要有量程、灵敏度、线性度、迟滞误差、重复误差、精度等级等。
2.什么是不失真测量？不失真测量对检测系统的频率特性有什么要求？答：不失真测量是指检测系统的输出信号与输入信号波形一致，虽有时间上的延迟但没有任何波形差异。
要做到不失真测量，在输入信号的频率范围内，检测系统的幅频特性应该为常数，相频特性为一条直线。
3.有一压力传感器，测量压力范围为0 ~100 k Pa，输出电压范围为0 ~1000mV, 实测某压力值，传感器输出电压为512mV，标准传感器的输出电压为510 mV。
《现代检测技术及仪表》第1～3章习题解答
《现代检测技术及仪表》习题解答第1章１、为什么说仪器仪表是信息的源头技术。
答：当今世界正在从工业化时代进入信息化时代。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础。
仪器的功能在于用物理、化学或生物的方法，获取被检测对象运动或变化的信息。
仪器是一种信息的工具，起着不可或缺的信息源的作用。
仪器是信息时代的信息获取——处理——传输的链条中的源头技术。
如果没有仪器，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
”。
现在提到信息技术通常想到的只是计算机技术和通讯技术，而关键的基础性的测量技术却往往被人们忽视了。
从上所述可以看出仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
２、非电量电测法有哪些优越性。
答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
３、各类仪器仪表有哪些共性。
答：从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
《测试技术》(第二版)课后习题答案-_
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 0π的有效值（均方根值）：2/1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(10000000000000202000=-=-=-===⎰⎰⎰T f f T T tf f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ 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：，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(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=n b 0。
因此，其三角函数展开式如下：其频谱如下图所示：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+≤≤-≤≤-+=)(202022)(00000nT t x T t t T AA t T t T A A t x 21)21(2)(12/0002/2/00000=-==⎰⎰-T T T dt t T T dt t x T a ⎰⎰-==-2/00002/2/00000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dtt n t x T a ωω⎪⎩⎪⎨⎧==== ,6,4,20,5,3,142sin 422222n n n n n πππ⎰-=2/2/0000sin )(2T T n dtt n t x T b ω∑∞=+=1022cos 1421)(n t n nt x ωπ∑∞=++=1022)2sin(1421n t n nπωπ(n =1, 3, 5, …）（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：)( 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 φ A ϕ单边幅频谱 单边相频谱0 ωn φω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω00 ωI m C nω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω0虚频谱双边相频谱解：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。
《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。
现代测试技术课后习题及答案
复习（重点）一、中期考试题（含第一、二、三章）重点习题：二、填空选择题：第五、九、十章。
如：1. ±1误差称为最大量化误差2.直接数字合成（DDS）技术的优缺点。
三、判断题第四、九章。
四、简答题：1.简单电路原理分析，如P155图4-6；锁相环倍频分频2.框图分析（简述）：测频、测周及时间间隔原理；示波器扫描发生器环组各部份的组成及作用；外差式频谱分析仪组成框图原理；逻辑分析仪五、计算题:1.（含中期考试计算题）及第九章2.累进性系统误差、周期性误差的判别，简述测量数据处理的步骤（要求给出相应的公式及判据），例3-4。
3．计算由±1误差所引起的测周误差。
付加：1.现代自动测试系统特点2. PXI总线的特点及应用领域？第一章一、填空题1.相对误差定义 与 的比值。
通常用百分数表示。
2.广义测量是指为了获得对被测对象 而进行的实验过程。
3.狭义测量测量是为了确定被测对象的 而进行的实验过程。
4.测量误差主要的来源 、 、 、 和 。
5.仪表的准确度越高，测量结果越 。
6.信息的的获取的过程是由 和 两大环节组成。
二、计算题1、用量程为10V 、1.5级的电压表分别测量3V 和8V 的电压，试问哪一次测量的准确度高?为什么?解：xm=10V,A1=3V,A2=8V2、某被测电压为3.50V ，仪表的量程为5V ，测量时该表的示值为3.53V ，求：◆ ⑴ 绝对误差与修正值各为多少？◆ ⑵ 实际相对误差及引用误差各为多少？◆ ⑶ 该电压表的精度等级属哪一级别？第二章◆ 一、选择题：%5.1%100=⨯∆=Xm X m γ%5.110⨯=∆X %5%10011=⨯∆=A X A γ◆ 1.从基本的测量对象来看，电子测量是对( ) 的测量。
◆ A.电信号 B. 电路Ｃ．电系数Ｄ．电参数◆ 2.测量系统的理想静态特性为（）．◆Ａ．y=Sx+S0 B.y=Sx C.y=S D.y=Sx+S0+x2◆ 3. 电子信息技术应用在电子测量中的优点有（）。
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现测课后习题答案第1章1. 直接的间接的2. 测量对象测量方法测量设备3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量4. 维持单位的统一，保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具5. 接触电阻引线电阻6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件（环境）认真分析、全面了解的前提下，根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法（方式）和测量设备，进而拟定出测量过程及测量步骤。
7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A)8. 准备测量数据处理9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容第2章填空题1. 系统随机粗大系统2. 有界性单峰性对称性抵偿性3. 置信区间置信概率4. 最大引用0.6%5. 0.5×10-1[100.1Ω，100.3Ω]6. ±7.9670×10-4±0.04%7. 测量列的算术平均值8. 测量装置的误差不影响测量结果，但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度9. ±6Ω10. [79.78V，79.88V]计算题 2. 解:(1)该电阻的平均值计算如下：128.504nii xx n===∑该电阻的标准差计算如下：21ˆ0.0331nii n νσ===-∑(2)用拉依达准则有，测量值28.40属于粗大误差，剔除，重新计算有以下结果：28.511ˆ0.018x σ'='=用格罗布斯准则，置信概率取0.99时有，n=15，a=0.01，查表得0(,) 2.70g n a =所以，0ˆ(,) 2.700.0330.09g n a σ=⨯=可以看出测量值28.40为粗大误差，剔除，重新计算值如上所示。
(3) 剔除粗大误差后，生于测量值中不再含粗大误差，被测平均值的标准差为：ˆ/140.0048σσ''== (4) 当置信概率为0.99时，K=2.58，则()0.012m K V σ'∆=±=±由于测量有效位数影响，测量结果表示为28.510.01x x m U U V =±∆=±4. 解： (1)(2) 最大绝对误差∆Um=0.4，则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5(3) Ux=75.4，测量值的绝对误差:∆Ux=0.5%×100=0.5mV相对误差：r=0.5/75.4=0.63%(4) 此误差属于系统误差，消除系统误差可以通过：1、选择过高准确度等级的仪器设备；2、严格按照仪器工作要求操作；3、选择合理的测量方法；4、提高测量人员的测量水平 等几个方面来消除系统误差。
6. 解：① 300V 、0.5级电压表的相对误差 1(300/80)0.5% 1.88%γ=±⨯= ② 100V 、1.0级电压表的相对误差 2(100/80) 1.0% 1.25%γ=±⨯=12γγ>，所以选100V 、0.1级的表较好。
12. 解：()lg lg 0.24lg lg lg 0.24lg 20.40.10.5% 1.0%Q I R tdQ dI dR dtQ I R t=++++=++=±++=±第3章填空题1． 1. 测量系统有效辨别输入量最小变化量的能力 / 能分辨出最小的分辨量2. 微分方程 频率特性 测量动态信号3. 2441()[1()] 1.51010H j ωωω=-+⨯4. 零位点 灵敏度 分辨力 量程 迟滞 重复性 线性度 准确度 可靠性计算题 1. 解：已知一阶系统的频率特性为()1KH j j ωωτ=+由题知10s τ=，1K =，则所给系统的频率特性为1()110H j j ωω=+，其幅频特性为()H j ω=相频特性()arctan(10)ϕωω=-（1）当输入频率0ω=时，有(0)1H =，(0)0ϕ= （2）当输入频率11228040f πωππ==⨯=时，有()0.78640H jπ==， ()arctan(10)38.14040o ππϕ=-⨯=-（3）当输入频率212216080f πωππ==⨯=时，有()0.93180H jπ==， ()arctan(10)21.48080o ππϕ=-⨯=-综上，该热电偶的输出表达式为1212500200.786sin(238.1)100.931sin(221.4)50015.72sin(238.1)9.31sin(221.4)o o oof t f t f t f t ππππ+⨯-+⨯-=+-+-2. 解：(1) 转折频率22100628f ττωππ==⨯= rad/s 时间常数110.00159 1.59628s ms ττω==== (2) 测量系统的频率特性11()110.00159W j j j ωωτω==++幅频特性()W j ω==相频特性arctan()arctan 0.00159ϕωτω=-=- (3) 依题意有11%0.1422001408(/)0.142rad s ττγωωω=≤⇒≤=⇒≥=即转折频率8845f τ≥Hz 。
3. 解：(1)该系统为一阶系统，对比一阶系统传递函数 ()1KW s s τ=+ 有44105()1020.5101W s s s --==+•+ 得时间常数40.5100.05s ms τ-=⨯= 直流增益K=5。
(2)转折频率41131852220.510f Hz ττωππτπ-====⨯⨯(3) 当测量信号的频率为转折频率的0.5倍时，系统产生的动态幅值误差110.10610.6%γ===-=-欲将动态幅值误差限制在5%，经过计算，0.329τωω≤，即要想该一阶系统满足动态误差要求，则系统的转折频率应比信号的最高频率大至少3倍。
我们可以通过扩展系统的频带来改善其动态性能，主要采用两种形式：数字滤波和频域校正法。
4. 解：(1) 对二阶系统，有：5010/0.1w rad s ζ==固有频率阻尼系数 对一阶系统，有：41210s τ=⨯ 则有：4210/w rad s τ=⨯0.24000/w w rad s τ==()2021121120.10.021.79%γωζω=-⎛⎫+ ⎪⎝⎭=-+⨯⨯=(2)15%γ=-≤得： max 0.331050.4HZ f f τ==5. 解： （1）()441350551011010/1.59102100.2100.1210101K s rad sf HzK ττττωωπωζ---=====⨯==⨯==⨯⨯=（2）44222 1.592 3.14109.9852101121110.5%100.1997H HHfωπγωζω==⨯⨯⨯=⨯=-⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯-=-⎪⎝⎭6. 解：()()1.3~4100%2%5%2.s sssssy t ytytzτττ-=⨯=∆=∆说明：本题有两种解法因为已捕捉到响应曲线，所以根据自控理论，时，或者，由此可确定，也可以用确定，这里采用前法。
()11111222239407390.0254077740.01344226176.9,0~76.9bTt tf ft t y tt t t sf Hz f Hztzτττττ''===-'===''==∴===⨯⨯===∆=∆解法：有表格知时，格，所以，则注意：当响应曲线难以捕捉时，最好的办法是()()()()111129%1190%11W jjdy ty t u tdtγγωωττ==-=-=-==-=++=一阶系统9. 解：111γ=-=-=-(1)T=1s，155.2%γ==-(2)T=2s，129.2%γ=-=-(3)T=3s，116.8%γ=-=-10. 解：80.05(21)12.75T C C=︒⨯-=︒13. 解：15%γ=≤，而ω=2πf=200π可得：τ≤5.2×10-4（s）,系统带宽fτ≥1923Hz同理，当ω=2πf=100π时，此时动态幅值误差：'-1.31%y==相差角：φ=-arctan(ωτ)=-9.33第4章填空题1. 量程转换时间分辨力2. 传感器调理电路数字采集卡计算机3. 避免自热效应产生影响4. 高频分布电容5. 灵敏度非线性误差6 捕获模拟输入量在采样时刻的数值，且将该数值维持不变送入A/D转换器入口，维持时间至少大于A/D转换器的转换时间7 转换时间8 采用一种专用补偿导线来延长热电偶，使冷端移到不受热端温度影响的远处，从而获得一个虽不为0℃但却是一个较为稳定的冷端温度T09. 三步测量法10. (1)效零 输入标准值 x=0 测得R y =y (2)标定 输入标准值 x1测得 y1=Ry +Ax1(3)测量 输入x 测得y则11111111RR Ry y y y y y x x x x x A y y y y ---=+=+=--不能消除该干扰影响，因为三步测量法要求在三步测量的时间段之内0y ，A 均得恒不变。
在三步之外可以有变化。
但0y 为工频干扰量。
时刻都在变化。
故该法不能消除其影响。
计算题1. 1. 解：(1) q=5000/28=19.5mv (2) 12.2119.5300k ⨯⨯=得 19.5300479.512.2k ⨯==(3) 12.2479.55000300m T ⋅⨯=得 05000300256479.512.2m T C ⨯==⨯(4)由中间温度定律E(T,0)=E(T,T 1)+E(T 1,0) =6.1+0.8 =6.9mv查表 ∴ T=170℃2. 解：（1）依题意得系统最大量化值1010000.01m MPaD MPa==，故至少选择10位的A/D其量化值105 4.8821Vq mV ==- （2）采用3mV 恒流源调理电路时00000003(10.1)0.10.13101000.03P N N u I R I R I R P I R PI R P P-∆=-=+-==⨯⨯⨯=当输入0.01MPa 时，min 0.030.010.3u mV ∆=⨯= 放大器的增益 4.8816.30.3mVK mV==(3)00(10.1)U I R P =+ 因为II ∆的误差为0.5% 得0.5%UU ∆=在测量时，认为该误差由压力引起 0.10.5%10.1U PU P∆∆==+ 0.1P mPa ∆= 3. 解：（1）设0(1)T R R AT =+，则301(1) 4.2510TR A C T R -=-=⨯Ω，0(1)1000.425T R R AT T =+=+，TTE T T E R R R U T T 425.0200275.12200425.0425.021+=⨯+=-+=（2）00,0T C U =︒=；1010,0.0624T C U V =︒=；100100,0.526T C U V =︒= （3）2255(2000.425)U S T T ∆==∆+，30 6.37510S V C -=⨯︒，310 6.11210S V C -=⨯， 3100 4.33610S V C -=⨯（4）0.425(0.425200)85U T T Et S E∆+∆∆==⨯，2)425.0200(255T U +=∆当0.3E V ∆=，6E V =，100T C =︒时， 有最大测量误差为0.425100(0.425100200)0.36.0625856t C ⨯⨯⨯+∆=⨯=︒4、5、6、 7. 解： (1)2001000210.2n CC︒=≤-︒，可取n=10；即A/D 转换器位数为10；(2) )(925.15385.0)(0mV t t I R R U t =⨯=⨯-=当0.2t C =︒，)(385.02.0925.1mV U =⨯=∆ 量化值)(95.12/200010mV q ==，则5385.095.1==∆=U q K 测温范围为C T ︒=⨯⨯=8.207385.052.02000max ，大于200︒C ，满足设计要求。