《现代测试技术》习题

《现代测试技术》习题

基本题型：

填空题、判断题、问答题、名词解释、大题(计算题、作图题)

一、填空题

1.1 传感器主要由、与三大部分构成。

1.2 信号x(t)的正弦形式的傅里叶级数的系数a0= ，a n= ，b n= ，

A n= ，φn= 。

1.3 傅里叶变换对1↔，当x(t)↔X(f)时，频移特性为。

1.4 傅里叶变换对δ(t)↔，当x(t)↔X(f)时，时移特性为。

1.5 傅里叶变换对ε(t)↔，当x(t)↔X(f)时，时移特性为。

1.6 组合压电元件在力学结构上是形式，在电学结构上是形式。

1.7 光电效应可分为效应、效应与效应。

1.8压电元件的常用结构形式在力学结构上是形式，在电学结构上是形式。

1.9热电偶总电动势是由与两种电动势组成，其中起主要作的是电动势。

1.10 按照滤波器工作目的可分为、、与 4种基本类型。

1.11理想滤波器的条件是其通带的幅频特性为，而阻带的幅频特性为。

1.12金属应变片的常用组桥形式主要有电桥、电桥与电桥。

1.13 信号的自相关系数ρx= ，自相关函数R x(τ)= 。

1.14对变极距式电容式传感器采用结构可极大改善非线性特性，采用方式可消除非线性特性。

1.15 电感式传感器按结构参数的变化可分为式、式与式三类。

1.16 电容式传感器按结构参数的变化可分为式、式与式三类。

1.17对测试系统实际特性的拟合可采用拟合与拟合。

1.18 周期信号的自相关函数仍为频率的周期函数，且保留了原信号的信息，丢失了原信号的信息。

1.19 两同频周期信号的互相关函数仍为频率的周期函数，且保留了原信号的信息与信息，丢失了原信号的信息。

1.20实现不失真测试的频域条件(表达式)为与。时域条件是。

二、名词解释题

2.1 应变效应、压阻效应、电涡流效应、金属应变效应、压电效应、霍尔效应、热电阻效应、热敏电阻效应、磁敏效应、磁阻效应、外光电效应、光电效应、光生伏特效应

2.2 测试系统的灵敏度、测试系统的线性度、零点漂移、回程误差、重复性误差

2.3 信号的调制与解调、滤波、无失真传输

三、简答题

3.1何谓能量信号与功率信号？一个信号是否可既是能量信号又是功率信号？一个信号是否可既不是能量信号又不是功率信号？为什么？

3.2 二阶系统的阻尼比ζ和固有频率ωn对二阶系统主要有什么影响？

3.3 有限个周期信号之和是否一定为周期信号？为什么？

3.4 传感器差动式比简单式有什么优点？

3.5 何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举出三个例子说明。

3.6压电式传感器主要适用于什么情况下工作？为什么？

3.7试给出光电耦合隔离放大器电路，它主要起何作用？

3.8试给出变压器耦合隔离放大器电路，它主要起何作用？

3.9 直流电桥的双臂形式比单臂形式有什么优点？为什么？

3.10应变片应当如何组桥？试给出其相应电路图及输入输出关系式(不需要给出推导过程)，并进行比较分析。

3.11 传感器检测电路中直接使用级间直接耦合式直流放大器与阻容耦合式交流放大器各有什么缺点？

3.12 何谓测试系统不失真测试的条件？对一阶测试系统如何选取相应的不失真测试的频率围？

3.13何谓测试系统不失真?其时域条件和频域条件分别是什么？

3.13 理想滤波器应当具有什么样的特点？

3.14 与RC无源滤波器相比，RC有源滤波器具有什么样的特点？

3.15 调频与调幅各有什么特点？

3.16 相关分析是在什么围分析随机信号的方法？相关系数与相关函数各自描述了随机信号的什么特征？

3.17变气隙式电容式传感器具有原理上的非线性特性，可采用什么方法减小非线性误差？采用什么方法可将非线性特性转化为线性特性？为什么？

四、计算分析题

4.1 试给出如图所示周期方波x(t)的单边频谱图。

4.2 试给出如图所示三角波x(t)的双边频谱图。

4.1题 4.2题

4.3 试给出如图所示方波信号x(t)的单边频谱图。

4.4 求函数x(t)=

2

1

[δ(t+a)+δ(t-a)+δ(t+a/2)+δ(t-a/2)]的傅里叶变换。

4.5 试利用δ(t)↔1以及FT的性质求1、t f

e0

j2π

的傅里叶变换F(1)、F(

t f

e0

j2π

)。

4.6 设有一变极距式电容式传感器，试完成以下任务。

(1) 试给出该传感器的运算放大电路原理图。

(2) 试给出该传感器的运算放大电路的输入输出关系式。

(3) 从输入输出关系式结果中你能得出什么结论？

4.7 设有一简单高通滤波器如图所示，试完成以下任务。

(1) 试给出该高通滤波器的频率响应特性表达式。

(2) 试给出该高通滤波器的截止频率f c的表达式。

(3) 如果已知f c=50Hz，R=500Ω，则该高通滤波器对应电容C应为多少？

4.8 设有一简单低通滤波器如图所示，试完成以下任务。

(1) 试给出该低通滤波器的频率响应特性表达式。

(2) 试给出该低通滤波器的截止频率f c的表达式。

(3) 如果已知f c=50Hz，R=500Ω，则该低通滤波器对应电容C应为多少？

4.9 已知信号

x(t)=Asin(100πt)，)

500

sin(

5

4

)

300

sin(

3

4

)

100

sin(

4

)(t

B

t

B

t

B

t

yπ

π

π

π

π

π

+

+

=

求互相关函数R xy(t)，说明求解原因。

4.10 设周期信号x(t)=x0sin(ωt+φ)，y(t)=y0sin(ωt+ψ)，试求自相关函数R x(τ)与互相关函数R xy(τ)。从结果中你能得出什么结论？

4.11 在对某测量装置进行定度时，得到该装置的输入-输出数据如下表所示，试计算该装置的非线性度和灵敏度。(说明采用了何种方法)

4.12 设有两温度场需要检测其温度T1与T2之平均温度ΔT=(T1+T2)/2。拟采用两同型号的热电偶检测，在不考虑温差电动势的前提下试完成以下任务。

输入x i 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

输出y i 2.2 4.8 7.6 9.9 12.6 15.2 17.8 20.1 22.1

t

x(t)

0 T

-T

A

-A