测试简答

第二章

1．对测试系统的基本要求有哪些？

理想的测试系统应该具有单值的、确定性的输入－输出关系。即对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。

测试系统还应该是一个单向系统（无负载效应）。

2．线性系统的频率保持性在测量中有何作用？

若系统的输入为某一频率的谐波信号，则系统的稳态输出将为同一频率的谐波信号。

若输入x(t)=A cos(ωt +φx)

则输出y(t)=B cos(ωt +φy)

线性系统的这些主要特性，特别是符合叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有重要作用。

3．测试系统的基本特性是什么？

1.静态特性;

2.动态特性;

3.负载特性;

4.抗干扰特性

4．一阶系统的时间常数对系统有何影响？对其有何要求？

时间常数τ决定了一阶系统适用的频率范围，在ω=1/τ处，A(ω)=0.707 (-3dB)，相角滞后45︒。

5．二阶系统的固有频率ωn和阻尼率ξ对系统有何影响？对其有何要求？

ωn 和ξ的大小影响二阶系统的动态特性，且在通常使用的频率范围中，ωn 的影响最为重要。

ω=ωn时，A(ω)=1/(2ξ)，ϕ(ω)= -90︒，且在ω=ωn 附近，系统发生共振。

可利用此特性测量系统本身的参数。

第四章

1．什么叫调制？调制的作用是什么？

将信号载到一个比它高的信号的过程称为调制。

调制解调器的作用就是当计算机发送信息时，将计算机内部使用的数字信号转换成可以用电话线传输的模拟信号，通过电话线发送出去；接收信息时，把电话线上传来的模拟信号转换成数字信号传送给计算机，供其接收和处理。

２．什么叫信号的中间转换装置？举例说明。

对被测物理量的输出信号进行处理的装置。

电桥电路调制解调器，滤波器，放大器

3．为什么理想的低通滤波器是物理上实现不了的？

理想滤波器在时域内的脉冲响应函数h（t）为sinc函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。

给理想滤波器一个脉冲激励，在t =0时刻单位脉冲输入滤波器之前，滤波器就已经有响应了，故物理上是不可以实现的。

4．在使用应变仪进行机构的应力、应变测量时，如何消除由于温度变化所产生的影响？1）若相邻两桥臂电阻同向变化（即两电阻同时增大或同时减少），所产生的输出电压的变化将相互抵消；

2）若相邻两桥臂电阻反向变化（即两电阻一个增大、一个减少），所产生的输出电压变化将相互叠加。

3）利用上述特性可以对测量中的温度效应进行补偿。

5．抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？

用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度。

低通滤波器

截止频率（fc）= 采样频率（fs）/ 2．56

第5章

1．信号处理的目的是什么？

1）分离信、噪，提高信噪比

2）提取有用的特征

3）修正测试系统的某些误差

2．信号处理有哪些主要方法？

模拟信号处理和数字信号处理

3．用框图说明数字信号处理的基本步骤。

4．信号加窗处理后会产生什么后果？如何抑制这种后果？

降低了频带利用率，加窗会引起信号频谱主瓣的展宽。

5．截断会使信号的频谱发生什么变化？

经过时域采样和截断后,其频谱在频域是连续的.经频域采样后的频谱仅在各采样点上存在,在频域采样,则有可能丢失重要的或具有特征的频率成分，导致频谱分析结果失去意义。6．栅栏效应对周期信号处理有何影响？如何避免？

只有落在缝隙前的少数景象被看到，其余景象都被栅栏挡住，视为0.

频域采样的栅栏效应影响颇大，挡住或丢失的频率成分有可能是重要的或具有特征的成分，以至于整个处理失去意义。

7．窗函数性能的三个频域指标是什么？对其有何要求？

主瓣宽度、最大旁瓣峰值、旁瓣衰减速度

一般要求主瓣尽量窄，提高频率分辨能力，旁瓣要尽量小，减小泄漏

8．矩形窗函数的频谱有什么特点？

矩形窗函数的频谱为无限带宽的sinc函数，即使x(t) 为带限信号，经截断后必然成为无限带宽的信号，这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏。

可见：无论采样频率多高，信号不可避免地出现混叠。

矩形窗属于时间变量的零次幂窗。矩形窗使用最多，习惯上不加窗就是使信号通过了矩形窗。这种窗的优点是主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。

9．三角窗函数的频谱有什么特点？

三角窗亦称费杰（Fejer）窗，是幂窗的一次方形式。与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣。

10．Hanning窗函数的频谱有什么特点？

主瓣加宽并降低，旁瓣则显著减小，从减小泄漏观点出发，汉宁窗优于矩形窗．但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽，频率分辨力下降。

11．相关分析在工程上有哪些应用？

检测混有周期性确定信号的随机信号、相关测速、故障诊断12．功率谱分析在工程上有哪些应用？

1）各阶固有频率的识别

2）振型分析

3）机械系统和基础动传递特性的分析

4）结构与设备的振动检测与故障诊断

5）查找各种振动源和噪声源

5）谱分析技术在系统分析和响应计算中的应用