测试技术试题

《 测试技术 》 试题C 卷
试卷说明：闭卷考试，时间120分钟。

一、选择题 （本题共10小题，每题2分，共20分）
1. 直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将（ C ）。

A.增大
B.减小
C.不变
D.变化不定
2. 不能用确定函数关系描述的信号是（C ）。

A.复杂周期信号
B.瞬变信号
C.随机信号 3. 信号)(t x 的自功率谱密度函数)(f S x 是（ B ）。

A. )(t x 的傅立叶变换
B. )(t x 的自相关函数的傅立叶变换
C. )(t x 的幅值谱)(f Z 相等
4. 下列微分方程中，（ D ）是线性系统的数学模型。

A.
t a t x dt t dx dt t x d ωsin )())(()(2
2
2=++ B. 0)()(]1)([)(222
2=+-+t x dt t dx t x dt
t x d C. 0)()()
()(32
2=+++t x t x dt t dx dt
t x d D. 0)()
()(2
2=++t x dt t dx dt
t x d 5. 模拟信号的特征是（ A ）。

A.时间上离散、幅值上连续
B. 时间、幅值上均离散
C. 时间、幅值上均连续
D. 时间上连续、幅值上量化
6. 如果一个信号的自相关函数)(τx R 呈现一定周期的不衰减，则说明该信号（ B ）。

A.均值不为零
B.含有周期分量
C.是各态历经的
7. 两个正弦信号间存在下列关系：同频（ A ）相关，不同频（ C ）相关。

A.一定
B.不一定
C.一定不 8. A/D 转换器是将（ B ）转换成（ D ）的装置。

A.随机信号
B.模拟信号
C.周期信
号 D.数字信号
9. 对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录时间不变时，则（ C ）。

A.泄漏误差就越大
B.量化误差就越小
C.采样点数就越多
D.频域上的分辨率就越低 10. 线性装置的灵敏度是（ B ）。

A.随机变量
B.常数
C.时间的线性函数
三、填空题 （本题共30空，每空1分，共30分）
1. 频率单一的正弦或余弦信号也称为 谐波信号 。

2. 一般非周期信号的频谱具有 连续性 和 衰减性 等特性。

3.
δ函数具有等强度、无限宽广的频谱，这种频谱又称 均匀谱 。

4. 带通滤波器的中心频率0f 与上下限截止频率1c f 和2c f 之间的关系是
0f =
5. 某位移传感器，当有位移变化1mm 时，输出电压变化为500mV ，则传感器的灵敏度为
500Mv/mm 。

6. 根据总线上传输信息的不同，计算机系统总线可以分为 地址 总线、 数据 总线
和 控制 总线。

7. 振动的三要素指的是振动的 振幅 、 频率 和 相位 。

8. 压电传感器中的压电片并联时可提高电荷灵敏度，后接 电荷 放大器 。

而
串联时可提高 电压 灵敏度，后接 电压 放大器 。

9. 差动变压器式传感器的两个次级线圈在联接时应 反极性联接 。

10. 按测振参数分，测振传感器可以分为 位移 传感器、 速度 传感器和加速度传感
器三种类型。

11. 直接型A/D 转换器属于瞬时比较，转换速度 快 ，但抗干扰性 差 。

间接型A/D
转换器属于转换速度 慢 ，但抗干扰性 强 。

12. 总线的标准化按不同的兼容水平，主要分为 信号级 兼容、 命令级 兼容和 程
序级 兼容三个层次。

13. 调制有 调幅 、 调频 和 调相 三种类型，将调制高频振荡的缓变信号称为 调
制信号 ，载送缓变信号的高频振荡称为 载波 。

三、简答题（本题共4小题，每题5分，共20分） 1. 什么是采样定理？它在信号处理过程中有何作用？
答： 若原始信号是带限信号，则采样后信号频谱不发生重叠的条件为：f s ≥2f h 其中f h 为
信号中的最高频率。

此即为采样定理。

实际工作中，采样频率一般选为被处理信号中最高频率的2.56倍。

其主要作用即是消除采样过程中的频率混叠。

2. 调频调制与调幅调制相比，有何优点？为什么？
答：优点：抗干扰能力强。

因为调频信号所携带的信息包含在频率变化之中，并非振幅之
中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之中。

缺点：占频带宽度大，复杂。

调频波通常要求很宽的频带，甚至为调幅所要求带宽的20
倍；调频系统较之调幅系统复杂，因为频率调制是一种非线性调制。

3. 测试系统在时域和频域内实现不失真测试的条件分别是什么？
答：时域内, )()(00t t x A t y -=,其中，0A 和0t 均为常数;
频域内，常数==0)(A A ω （幅频特性――常数性）
ωωφ0t -=
）
（ （相频特性――线性性）
4.为什么要对信号进行调制和解调？
答：由于传感器输出的电信号一般为较低的频率分量（在直流至几十千赫兹），当被测量信号比较弱时，为了实现信号的传输尤其是远距离传输，可以采用直流放大或调制与解调。

信号传输过程中容易受到工频及其他信号的干扰，若采用直流放大器则在传输过程中必须采用有限措施抑制干扰信号的影响。

而在实际中，往往采用更有效的先调制而后交流放大，即在被测信号上叠加一高频信号，将它从低频区推移到高频区，也可以提高电路的抗干扰能力和信号的信噪比。

5.利用电涡流传感器测量物体的位移，如果被测物体由塑料制成，位移测量是否可行？为
什么？
答：不可行。

因为电涡流传感器是电感传感器的一种形式，是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应进行工作的，而塑料不是导体，不能产生涡流效应，故不可行。

四、计算题（本题共5小题，共30分）
1.求正弦信号的绝对均值
和均方根值。

（6分）
2.在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将他与增益为
5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。

当记录仪的输出变化30mm时，压力变化为多少？（4分）
解：（1）串联系统的灵敏度为
（2）压力值为
3. 一个6位逐次逼近式A/D 转换器，分辨率为0.05V ，若模拟输入电压为2.2V ，试求其
数字输出量的数值。

（4分）
解：(1)参考电压：V REF =0.05*26
=3.2V (2) 数字输出量的数值：
D n =int(2.2/3.2*26
)＝44 4. 已知信号的自相关函数 )50sin()60
(
)(ττ
τ=x R ，求该信号的均方值。

（6分） 解：（1）该信号的均值为零，故)0(2
x x R =ψ
（2）τ
τ
ττ
τ5050sin 5060)50sin()60
()(⨯
⨯==x R （3）3000)50(sin 5060)0(lim 0
2
=⨯⨯=
=→τψτ
c R x x 5. 用傅氏级数的三角展开式，求周期三角波的频谱，并作频谱图。

（10分）
⎪⎪⎪
⎩
⎪
⎪
⎪⎨⎧
±±±=+=≤≤-≤≤-+=K ,3,2,1),()
(202022)(00
000n nT t x t x T t t T A A t T t T A A t x 2
)2(2)(12
/0
00
2
/2
/0
0000A dt t T A A T dt t x T a T T T =-
=
=
⎰
⎰
- ⎰
⎰
-==
-2
/0
00
2
/2/00
000cos )2(4cos )(2
T T T n dt
t n t T A A T dt t n t x T a ωω
⎪
⎩⎪⎨⎧====Λ
Λ,6,4,20,5,3,142sin 422222n n n A
n n A πππ
0sin )(22
/2
/00
00==
⎰
-T T n dt t n t x T b ω
∑+=
∞=1022cos 142)(n t n n A A t x ωπ, n=1,3,5 ∑++=∞=1022)2sin(1
42n t n n A A πωπ
—。