测试技术习题解答

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测试技术课堂练习题及答案

测试技术课堂练习题及答案这⾥是全部的习题及答案，只要把⽼师上课讲的内容提取出来复习就可以了！第⼀章习题⼀、选择题1.描述周期信号的数学⼯具是（）。

.A.相关函数 B.傅⽒级数 C. 傅⽒变换 D.拉⽒变换 2. 傅⽒级数中的各项系数是表⽰各谐波分量的（）。

A.相位 B.周期 C.振幅D.频率 3.复杂的信号的周期频谱是（）。

A ．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数 4.如果⼀个信号的频谱是离散的。

则该信号的频率成分是（）。

A.有限的B.⽆限的C.可能是有限的，也可能是⽆限的 5.下列函数表达式中，（）是周期信号。

A. 5cos10()0x t ππ ≥?= ?≤?当t 0当t 0B.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞ C .()20cos20()atx t et t π-= -∞<<+∞6.多种信号之和的频谱是（）。

A. 离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的７.描述⾮周期信号的数学⼯具是（）。

A.三⾓函数B.拉⽒变换C.傅⽒变换D.傅⽒级数８.下列信号中，（）信号的频谱是连续的。

A.12()sin()sin(3)x t A t B t ω?ω?=+++B.()5sin 303sin 50x t t t =+C.0()sin at x t e t ω-=?９.连续⾮周期信号的频谱是（）。

A.离散、周期的B.离散、⾮周期的C.连续⾮周期的D.连续周期的 10.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的⾼频成分（）。

A.不变B.增加C.减少D.变化不定11.将时域信号进⾏时移，则频域信号将会（）。

A.扩展B.压缩C.不变D.仅有移项 12.已知 ()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数，则积分()()2x t t dt πδω∞-∞-的函数值为（）。

A ．6 B.0 C.12 D.任意值13.如果信号分析设备的通频带⽐磁带记录下的信号频带窄，将磁带记录仪的重放速度（），则也可以满⾜分析要求。

测试技术基础课后习题答案

第2章习题及解答1.判断正误(1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。

( × )准周期信号(2)任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。

( × )(3)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。

( × )(4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。

( √ )(5)非周期变化的信号就是随机信号。

( × )准周期信号(6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。

( × )(7)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。

( × )(8)各态历经随机过程是平稳随机过程。

( √ )(9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。

( √ )(10)非周期信号的频谱都是连续的。

( × ) 准周期信号(11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√）(12)直流信号的频谱是冲击谱（√）2.选择正确答案填空(1)描述周期信号的数学工具是(B )。

A.相关函数B. 傅里叶级数C. 拉普拉斯变换D. 傅里叶变换(2)描述非周期信号的数学工具是( C )。

A.三角函数B. 拉普拉斯变换C. 傅里叶变换D. 傅里叶级数(3)将时域信号进行时移，则频域信号将会( D )A.扩展B. 压缩C. 不变D. 仅有相移(4)瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C )A.信号的一个频率分量的能量B. 在f处的微笑频宽内，频率分量的能量与频宽之比C. 在f处单位频宽中所具有的功率(5)概率密度函数是在（C）域，相关函数是在（A）域，功率谱密度函数是在（D）域描述随机信号。

A.时间B. 空间C. 幅值D. 频率 (6) 白噪声信号的自相关函数是（C ）A.相关函数B. 奇函数C. 偶函数D. 不存在3．已知方波信号傅里叶级数，请描述式中各常数相的物理意义，并绘出频谱图。

见书中例题4．已知锯齿波信号傅里叶级数，请描述式中各常数相的物理意义，并绘出频谱图。

测试技术习题答案版

测试技术复习题一、填空题:1.一阶系统的时间常数为T，被测信号的频率为1/T，则信号经过测试系统后，输出信号与输入信号的相位差为（ -45 度）.2.一阶系统的动特性参数是（），为使动态响应快，该参数（越小越好）。

3.周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（谐波性）和（收敛性）特性。

4.周期信号的频谱具有（离散）特点，瞬变非周期信号的频谱具有（对称）特点。

5.模似信号是指时间和幅值都具有（连续）特性的信号。

6.信号在时域被压缩，则该信号在频域中的（低频）成分将增加。

7.X(F)为x(t)的频谱，W(F)为矩形窗函数w(t)的频谱，二者时域相乘，则频域可表示为（X(F)* W(F)），该乘积后的信号的频谱为（连续）频谱。

8.根据采样定理，被测信号的频率f1与测试系统的固有频率f2关系是（f2>2f1）。

9.正弦信号的自相关函数是一个同频的（余弦）函数。

10.对二阶系统输入周期信号x(t) =a cos(wt+q)，则对应的输出信号的频率（不变），输出信号的幅值（震荡或衰减），输出信号的相位（延迟）。

11.时域是实偶函数的信号，其对应的频域函数是（实偶）函数。

12.频域是虚奇函数的信号，其对应的时域函数是（实奇）函数。

13.引用相对误差为%的仪表，其精度等级为（）级。

14.某位移传感器测量的最小位移为，最大位移为1mm，其动态线性范围（或测量范围）是（40 ）dB。

15.测试装置输出波形无失真但有时间延迟t的有失真测试条件是：装置的幅频特性为（常数），相频特性为（）；输出波形既不失真又无延迟的条件是：幅频特性为（常数），相频特性为（）。

16.系统实现动态测试不失真的频率响应特性满足权函数，幅值或时延。

17.若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生（混叠）现象。

对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（泄露）现象。

()=（ 1 ）. 18.若信号满足y(t)=kx(t)关系，其中k常数，则其互相关系数pxy19.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy()=（ 0）.20.同频的正弦函数和余弦函数，其互相关函数Rxy()=（1）.21.周期信号的频谱是离散频谱，各频率成分是基频的整数倍。

测试技术复习题部分答案

测试技术复习题① 填空题1. 某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其任意时刻的值，则该信号称为___确定性信号____________，反之则称该信号为____随机信号___________。

2. 单位输入的变化所引起的输出的变化称为_灵敏度__。

3. 压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其_电阻率ρ_发生变化的现象。

4. 任)(0t t -δ一信号x(t)与单位脉冲函数的卷积=-*)()(0t t t x δ_)(0t t x -=_。

5. 根据采样定理，被测信号的频率与采样频率s f 应满足s h f f 2≥。

6. 根据定常线性系统的__频率保持性_______________，系统在简谐信号的激励下，所产生的稳态输出为同频率的简谐信号。

7. 光敏电阻的工作原理是基于光电器件的__内光电（光导）__________效应。

8. 在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸出的现象称为___外光电效应_________。

典型的光电器件为__光电管与光电倍增管__。

9. 光纤传感器的工作原理是基于光波在光纤中以_强度、相位、频率调制__方式进行传播的特点。

10. 在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电动势是热电效应_____________11. 信号调制的方法有振幅调制、_频率调制和__相位调制_。

当调制后高频振荡波的频率随被测量变化时，则称这种调制为___频率调制（调频）___。

12. 半导体应变片传感器的工作原理是基于__压阻_______效应；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___涡电流_______效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的____压电________效应。

13. 测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称为装置的__灵敏度。

对于理想的定常线性系统，该参数应该为__常数_。

14. 滤波器的分辨率越高，则测量信号时其响应速度_越慢_。

测试技术复习题及参考答案

一、选择题1、描述周期信号的数学工具是 B 。

A 相关函数B 傅里叶级数C 傅里叶变换D 拉氏变换2、傅里叶级数中的各项系数是表示各谐波分量的 C 。

A 相位B 周期C 振幅D 频率3、复杂周期信号的频谱是 A 。

A 离散的B 连续的C δ函数D sinc 函数4、下列表达式中， C 是周期信号。

A.. ⎪⎩⎪⎨⎧≥<=T t T t t t x 0cos )(0ω B. ⎪⎩⎪⎨⎧><=T t T t t w 01)(C. )45100cos(2.010cos 5.0)(︒-+=t t t xD. ()()t x t x t x 21)(+=5、将时域信号进行时移，则其频域信号将会 D 。

A 扩展B 压缩C 不变D 仅有相移6、线性度是表示静态标定曲线 A 的程度。

A 接近理想直线B 偏离其拟合直线C 正反行程的不重合7、若测试系统由两个环节串联而成，且两个环节的传递函数分别为()s H 1、 ()s H 2，则该系统总的传递函数为 B 。

A ()s H 1+ ()s H 2B ()⨯s H 1 ()s H 2C ()s H 1- ()s H 2D ()s H 1/ ()s H 28、线性系统的叠加原理表明 A 。

A 施加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响B 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的输出乘以该倍数C 系统的输出响应的频率等于系统的输入激励信号的频率D 系统的输出响应的频率为输入信号频率的总和9、对于理想的定常线性系统，其灵敏度是 B 。

A 随机变量B 常数C 时间的线性函数10、为消除压电传感器电缆分布电容变化时对输出灵敏度的影响，可采用B 消除影响。

测试技术复习题及答案

测试技术模拟考试题(1)一、是非题（对的打√ ，错的打×）（每题2分，共20分）１.所有周期信号都是功率信号。

( )２.电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。

（）３.频响函数反映了系统响应的稳态过程。

（）４.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。

（）５.直流信号具有无限的频谱。

（）６.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。

（）７.压电式传感器不一定要配接前置放大器。

（）８.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。

（）９.在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D 转换器的位数无关。

（）10.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。

（）二、选择题（每题2分，共20分）1．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（）范围。

A.频率B.阻尼C.相位D.幅值2．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（）的频谱为X(f ＋fo ）。

A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 02)(π3．如果系统的权函数为h(t)，系统的输入x(t)为单位脉冲函数，此时系统输出y(t)为（）A. h(t)x(t)B. x(t)C. h(t)D.无法确定4．若一选频滤波器的幅频特性是：在∞~fc 间接近常数，在fc~0之间急剧衰减。

该滤波器为( )滤波器。

A. 低通B. 高通C. 带通D. 带阻5．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（）A. 加大一倍B. 减小一倍C. 不变D. 加大两倍6．输入x(t)和输出y(t)的相干函数的取值在０和１之间，可能是（）。

A. 有外界噪声干扰B.系统是非线性的C.输出y(t)是输入x(t)和其它输入的综合输出D. 以上三种7．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的直流测量用桥的输出是（）A. 直流信号B. 正弦波C. 调幅波D. 脉动波8．记录0~200Hz 的正弦信号，宜采用固有频率为（ )Hz 的振动子较合适。

《测试技术》课后习题答案

第一章1答：测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法，是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。

2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。

传感器将被测物理量检出并转换为电量，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变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。

3答：在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。

测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。

4答：例如：全自动洗衣机中用到如下传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度) 液位传感器，电阻传感器(衣物烘干检测)。

第二章1答：信号波形是指被测信号幅度随时间的变化历程。

2答：从信号描述上分为：确定性信号与非确定性信号；从信号的幅值和能量上分为：能量信号与功率信号；从分析域上分为：时域与频域；从连续性分为：连续时间信号与离散时间信号；从可实现性分为：物理可实现信号与物理不可实现信号。

3答：可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。

不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。

4答：在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称为能量信号，能量不是有限值的信号称为功率信号。

5答：周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息。

6答：信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)。

时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。

信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。

7答：周期函数展开为傅立叶级数的物理意义: 把一个比较复杂的周期信号看成是许多不同频率的简谐信号的叠加。

测试技术基础习题2

《测试技术基础》习题2一、填空题1．电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为输出的装臵。

2．RC低通滤波器中RC值愈，则上截止频率愈低。

3．为了温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在桥臂上。

4．测量结果与之差称为。

5．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，采样频率应该大于 Hz。

6．测试技术是测量和实验技术的统称。

工程测量可分为和。

7．将电桥接成差动方式可以提高，改善非线性，进行补偿。

8．从已调波中恢复出调制信号的过程是。

9．测试信号中最高频率为100Hz，为了避免混叠，时域中采样的间隔必须小于s。

10．用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

11．压电式传感器的测量电路（即前臵放大器）有两种形式：放大器和放大器。

12．信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。

13．对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。

二、单项选择题1．不能用涡流式传感器进行测量的是（）。

A、位移B、材质鉴别C、探伤D、非金属材料2．半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是（）。

A、长度B、截面积C、电阻率D、体积3．电阻应变片的输入为（）。

A、力B、应变C、速度D、加速度4．调制可以看成是调制信号与载波信号（）。

A、相乘B、相加C、相减D、相除5．对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（）。

A、0°B、45°C、90°D、30°6．（）用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

A、传递函数B、互相关函数C、互谱密度函数D、相干函数7．为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（）放大器。

A、电压B、电荷C、微分D、积分8. 一阶系统的阶跃响应中，超调量（）。

A 、存在，但<5％B 、存在，但<1C 、在时间常数很小时存在D 、不存在9．对某二阶系统输入周期信号0()sin x t A t ω=，则其输出信号将保持（）。

测试技术课程课后习题答案

（2）当ξ=0.7时可解得A（400）=0.975；φ （400）=-43.03°
即幅值比为：A（400）=0.975；相位移为43.03°。
2-11 一个可视为二阶系统的装置输入一个单位阶跃函数后，测得其响应的第一个超调量峰值为0.15，振荡周期为6.23s。已知该装置的静态增益为3，试求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。
0.2%
不能，这个变化量是太小。
3-6 一个电容测微仪其传感器的圆形极板的半径r=4mm，工作初始间隙δ=0.3mm，问：1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量∆δ=±0.1μn时，电容变化量是多少？2）如果测量电路的灵敏度S1=100V/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，当 ∆δ=±0.1μn时，读数仪表的指示值变化多少格？
1
1 2
A()
1
0.414
1 0.35 2 12
2
1 T
幅值误差为：1-0.414=0.586
2-3 求周期信号x（t）=0.5cos10t+0.2cos （100t-45°），通过传递函数为 H(s) 1
0.005s 1
的装置后得到的稳态响应。
解： x(t) x1(t) x2 (t)
第二章习题
2-1 进行某动态压力测量时，所用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/Mpa，将他与增益为 0.005V/nC的电荷放大器相连，电荷放大器的输出接到一台笔试记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V，试求该压力测试系统的灵敏度。当压力变化为3.5Mpa时，记录笔在记录纸变化量为多少？
2-5 用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测量，如果要求限制振幅误差在5％以内，则时间常数应取多少？若用该系统测量50Hz的正弦信号，问此时振幅误差和相角差是多少？

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？%5.1%100=⨯∆=XmXm γ%5.110⨯=∆X %5%10011=⨯∆=A XA γ◆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：◆ 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（）。

(完整版)测试技术部分课后习题参考答案

第1章测试技术基础知识1.4 常用的测量结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：82.40、82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46。

试用3种表达方式表示其测量结果。

解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和基于不确定度的表达方式等3种1）基于极限误差的表达方式可以表示为0max x x δ=±均值为8118i x x ==∑82.44因为最大测量值为82.50，最小测量值为82.38，所以本次测量的最大误差为0.06。

极限误差max δ取为最大误差的两倍，所以082.4420.0682.440.12x =±⨯=±2）基于t 分布的表达方式可以表示为x t x x ∧±=σβ0标准偏差为s ==0.04样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为ˆx σ==0.014 自由度817ν=-=，置信概率0.95β=，查表得t 分布值 2.365t β=，所以082.44 2.3650.01482.440.033x =±⨯=±3）基于不确定度的表达方式可以表示为0x x x x σ∧=±=±所以082.440.014x =±解题思路：1）给出公式；2）分别计算公式里面的各分项的值；3）将值代入公式，算出结果。

第2章信号的描述与分析2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为12ππ120ππ()4(cos sin )104304n n n n n y t t t ∞==++∑（t 的单位是秒）求：1）基频0ω；2）信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式。

解：基波分量为12ππ120ππ()|cos sin 104304n y t t t ==+ 所以：1）基频0π(/)4rad s ω=2）信号的周期02π8()T s ω==3）信号的均值42a = 4）已知 2π120π,1030n n n n a b ==，所以4.0050n A n π=== 120π30arctan arctan arctan 202π10n n nn bn a ϕ=-=-=-所以有0011()cos()4 4.0050cos(arctan 20)24n n n n a n y t A n t n t πωϕπ∞∞===++=+-∑∑2.3某振荡器的位移以100Hz 的频率在2至5mm 之间变化。

测试技术基础习题答案-江征风

第二章部分题目答案2-21．求正弦信号)2sin()(t TA t x π=的单边、双边频谱、实频图、虚频图，如该信号延时4/T 后，其各频谱如何变化？解： (1)由于22()sin()cos()2x t A t A t T T πππ==-，符合三角函数展开形式，则在2Tπ处：1n A =，所以，单边频谱图为图1的（a ）。

对)2sin()(t T A t x π=进行复指数展开：由于222()sin()()2j t j tT T jA x t A t e e T πππ-==- 所以，在2Tπ-处：2n jA C =，0nR C =，2nI A C =，||2n A C =，2n πθ=在2T π处：2n jA C =-，0nR C =，2nI A C =-，||2n A C =，2n πθ=- 所以，实频图、虚频图、双边幅频图、双边相频图分别如图1的(b)、(c)、(d)、(e)。

2Tπ2Tπ-(a)单边幅频图 (b) 实频图 (c) 虚频图 (d) )双边幅频图 (e) 双边相频图图1 正弦信号x (t)的频谱（2）当延迟4/T 后，()x t 变为2()sin ()4T x t A t Tπ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦，由于222()sin ()cos ()cos 442T T x t A t A t A t T T T πππππ⎡⎤⎡⎤⎛⎫=-=--=- ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎝⎭，符合三角函数展开形式，则在2Tπ处：1n A =，所以，单边频谱图为图2的（a ）。

对222()sin ()sin()cos()42T T x t A t A t A t TT T πππ⎡⎤=-=-=-⎢⎥⎣⎦进行复指数展开，由于222()cos()()2j t j tT TA x t A t e e T πππ--=-=+ 所以，在2Tπ-处：2n A C =-，2nR A C =-，0nI C =，||2n A C =，n θπ=在2T π处：2n A C =-，2nR A C =-，0nI C =，||2n AC =，n θπ= 所以，实频图、虚频图、双边幅频图、双边相频图分别如图2的(b)、(c)、(d)、(e)。

机械工程测试技术基础习题解答

符号函数 t x1(t) 0 1 -1 符号函数频谱 f φ(f) 0 π/2 0 f |X(f)| -π/2
b)阶跃函数频谱在跳变点t=0处函数值未定义，或规定u(0)=1/2。阶跃信号不满足绝对可积条件，但却存在傅里叶变换。由于不满足绝对可积条件，不能直接求其傅里叶变换，可采用如下方法求解。解法1：利用符号函数结果表明，单位阶跃信号u(t)的频谱在f=0处存在一个冲激分量，这是因为u(t)含有直流分量，在预料之中。同时，由于u(t)不是纯直流信号，在t=0处有跳变，因此在频谱中还包含其它频率分量。
802.43。求其测量结果。
解答：
(1)测量结果=样本平均值±不确定度
或
(2)
所以测量结果=802.44+0.014268
0-8
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)
(2)
0-9 直圆柱体的直径及高的相对标准差均为0.5%，求其体积的相对
不同点：压电式加速度计利用正压电效应，通过惯性质量快将振动加速度转换成力作用于压电元件，产生电荷。
超声波换能器用于电能和机械能的相互转换。利用正、逆压电效应。利用逆压电效应可用于清洗、焊接等。
声发射传感器是基于晶体组件的压电效应，将声发射波所引起的被检件表面振动转换成电压信号的换能设备，所有又常被人们称为声发射换能器或者声发射探头。
电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。
半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。
选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。 3-4 有一电阻应变片（见图3-84），其灵敏度Sg＝2，R＝120。设工作时其应变为1000，问R＝？设将此应变片接成如图所示的电路，试求： 1）无应变时电流表示值；2）有应变时电流表示值；3）电流表指示值相对变化量；4）试分析这个变量能否从表中读出？

测试技术习题

第1章信号及其描述（一）填空题1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。

这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。

3、周期信号的频谱具有三个特点：，，。

4、非周期信号包括信号和信号。

5、描述随机信号的时域特征参数有、、。

6、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。

（二）判断对错题（用√或×表示）1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

（）2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（）3、非周期信号的频谱一定是连续的。

（）4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

（）5、随机信号的频域描述为功率谱。

（）（三）简答和计算题1、求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。

2、求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。

答案：第1章信号及其描述（一）1、信号；2、时间（t ），频率（f ）；3、离散性，谐波性，收敛性；4、准周期，瞬态非周期；5、均值x μ，均方值2x ψ，方差2x σ；6、偶，奇；（二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；（三）1.求正弦信号 x (t )=x 0sin ωt 的绝对均值μ|x |和均方根值x rms解：2.求指数函数的频谱。

解：第2章信号的分析与处理（一）填空题1、在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为，还应使采样频率满足采样定理即。

2、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，采样频率应该大于 Hz 。

3、若x(t)是均值为u x 为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时R x (τ) ，τ→∞时R x (τ) 。

测试技术章节习题(附答案)

各章节习题(后附答案)第一章信号及其描述（一）填空题1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。

这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。

3、周期信号的频谱具有三个特点：，，。

4、非周期信号包括信号和信号。

5、描述随机信号的时域特征参数有、、。

6、对信号的双边谱而b ，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。

（二）判断对错题（用√或×表示）1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

（）2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（）3、非周期信号的频谱一定是连续的。

（）4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

（）5、随机信号的频域描述为功率谱。

（）（三）简答和计算题1、求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。

2、求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。

3、求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at的频谱。

4、求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=Tt T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。

5、求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x atω的频谱。

第二章测试装置的基本特性（一）填空题1、某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin)(tt x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。

2、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141nn n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

3、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。

《测试技术》习题答案

绪论1 .举例说明什么是测试？答：(1) 测试例子：为了确定一端固定的悬臂梁的固有频率，我们可以采用锤击法对梁进行激振，再利用压电传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形，由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。

（2）结论：由本例可知：测试是指确定被测对象悬臂梁的属性—固有频率的全部操作，是通过一定的技术手段—激振、拾振、记录、数据处理等，获取悬臂梁固有频率的信息的过程。

2.测试技术的任务是什么？答：测试技术的任务主要有:通过模型试验或现场实测，提高产品质量；通过测试，进行设备强度校验，提高产量和质量；监测环境振动和噪声，找振源，以便采取减振、防噪措施；通过测试，发现新的定律、公式等；通过测试和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。

3. 以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要部分的作用。

（1）测试系统方框图如下：（2）各部分的作用如下：●传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件；●信号的调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式；●信号处理环节可对来自信号调理环节的信号，进行各种运算、滤波和分析；●信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮。

●模数（A/D）转换和数模（D/A）转换是进行模拟信号与数字信号相互转换，以便用计算机处理。

求正弦信号的绝对均值和均方根值。

2 .解(1)(2)5.设有一时间函数f(t)及其频谱如图所示。

现乘以余弦函数cosω0t（ω0>ωm）。

在这个关系中函数f(t)称为调制信号，余弦函数cosω0t称为载波。

试求调幅信号的f(t)cosω0t傅氏变换，并绘制其频谱示意图。

又：若ω0<ωm将会出现什么情况？解：(1)令(2) 根据傅氏变换的频移性质，有：频谱示意图如下：(3) 当ω0<ωm时，由图可见，出现混叠，不能通过滤波的方法提取出原信号f(t)的频谱。

1. 已知信号的自相关函数，求该信号的均方值。

解：（1）该信号的均值为零，所以；（2）；（3）；2 .求的自相关函数.其中解：瞬态信号的自相关函数表示为：3. 求初始相角为随机变量的正弦函数的自相关函数，如果，（1）具有圆频率为历经随机过程。

测试技术习题解答参考

((测试技术))习题解答参考绪论0-2已知某测试系统传递函数()ss H5.011+=，当输入信号分别为t x t x ππ4sin ,sin 21==时，试分别求系统稳态输出，并比较它们幅值变化和相位变化。

解：221125.011)(f fj f j jf H πππ+-=⨯⨯+=2122)1(1)(f f H π+== )(arg )(f tg f π-=ΦHz f X 5.0:11=, 537.0)(1=f H , 52.57)(1-=Φf Hz f X 2:22=, 157.0)(2=f H , 96.80)(2-=Φf有：)52.57sin(537.0)(10 -=t t X π)96.804sin(157.0)(20 -=t t X π0-3、用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s 和5s ，问幅值误差是多少？解：一阶装置,有 11)(+=Ts s H212])2(1[1)(f T f H π+=今5.0=T ，有212])2(1[1)(f T f H π+=幅值误差小于2% , 应98.0)(>f H 求出Hz f 08.0<对被测信号：周期是2s,Hz f 5.01=,537.0)(1=f H ，幅值误差为46.3%周期是5s, Hz f 2.02=,847.0)(2=f H ，幅值误差为15.3%0-4 用一阶测量仪器测量100Hz 的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问仪器的时间常数T 的取值范围。

若用该仪器测50Hz 的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？解：一阶装置,仍有11)(+=Ts s H212])2(1[1)(f T f H π+=同一f ,T 越大,)(f H 越小.今f =100Hz, 测量误差小于5%，即95.0)(>f H ,求出41023.5-⨯<T 秒用该仪器测50Hz 的正弦信号,有9868.0)(=f H ,32.9)2(arg )(-=-=ΦTf tg f π即振幅误差是1.32%,相位滞后是32.9-0-5 试说明理想的不失真测试系统的要求是:()()02,ft f const f A πφ-==解：记不失真测试系统的输入为x(t),输出为y(t)不失真, 即输出)(t y 只可放大S 倍和延时0t 时刻, 即应对)()(0t t Sx t y -=该式左、右分别作傅氏变换，有:π20)()(jft e f SX f Y -=即: π20)()()(jft Se f X f Y f H -==故对不失真测试系统的要求是:()()02,ft f const f A πφ-==第一章1-3 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200με，问ΔR 是多少？若将此应变片与2V 直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？解: 由P18,公式(1-6)可知， Ω=⨯⨯⨯===36.05.21012001206S R dR S R dRξξ 无应变 mA A R U t i 3.8103.8100222)(3=⨯=⨯==-有应变mA A R R U t i 8.5108.536.024022)(3=⨯=+=∆+=-1-4 应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径D=10cm ，材料弹性模量E=205×109N/m 2，用它称50吨重物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏度系数S=2，R=120Ω，问电阻变化多少？解：因为：A F E ==σσξ所以：ED N AEF ⨯⨯⨯⨯==2)2()(10100050πξ42922101.3)(10205)()21.0()(10100050-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=m N m N π )(754.010*******.312044Ω=⨯=⨯⨯⨯==--S R dR ξ1-5 已知两极板电容传感器，其极板面积为A ，两极板间介质为空气，极板间距1mm ，当极距减少0.1mm 时，其电容变化量和传感器的灵敏度？若参数不变，将其改为差动结构，当极距变化0.1mm 时，求其电容变化量和传感器的灵敏度？并说明差动传感器为什么能提高灵敏度和减少线性误差。