工程测试技术基础习题集.docx
工程测试技术基础试卷及答案1
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（A）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（ C）的频谱为X(f＋fo）。
A .)(ttx-B.)(ttx+C.t fjetx02)(π-D.t fjetx02)(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（C）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(B )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（C）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（D）。
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（B）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（B )Hz的振动子较合适。
(完整版)工程测试技术试题及答案
复习总结一、概念题1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态测试。
如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。
2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。
3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。
4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。
5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及补偿与修正技术。
6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性度。
7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。
8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。
9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输出。
10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。
11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。
（因为：△R=KεR，K 为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量）12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。
13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。
14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。
15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。
16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以及水的液位的检测。
17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象，该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。
18.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感系数的变化，两个次级线圈要求反向串接。
工程测试技术基础部分课后习题答案
信号及其描述习题1.1求周期方波（图1-4）的傅立叶级数（复指数函数形式）。
画出频谱图|C n |—ω ；φn —ω 图并与表1-1对比。
解：傅立叶级数的复指数形式表达式：⋅⋅⋅±±±==∑+∞-∞=,3,2,1,0;)(0n eC t x n tjn nω式中：所以：幅值频谱：相位频谱：傅立叶级数的复指数形式的幅值频谱图和相位频谱都是双边频谱图。
1.2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：1.3求指数函数 的频谱。
解：1.4求符号函数（题图1-1a ）和单位阶跃函数（题图1-1b ）的频谱.[]()⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅±±±=⋅⋅⋅±±±=-=--=+⨯+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤+⎢⎣⎡-==---------⎰⎰⎰,6,4,2;0,5,3,1;2cos 12111)(1)(1200002002002022000000000000n n n A j n n A j e e n jA n jA e jn A T e jn A T dt Ae dt e A T dt e t x T C jn jn T t jn T t jn T t jn T t jn T T t jn n πππππωωππωωωωω⋅⋅⋅±±±±=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑+∞-∞=,7,5,3,1;2)(0n en A j t x t jn n ωπ⋅⋅⋅±±±==+=,5,3,1;222n n A C C C nI nR n π⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅---=⋅⋅⋅=-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==,5,3,1;2,5,3,1;202n n n A arctg C C arctg nR nI n πππϕωππωμ2;2sin 1)(lim 0000000====⎰⎰∞→T x tdt x T dt t x T T T x 式中：()2sin 1)(10020002000x dt dt x T dt t x T x T T rms ===⎰⎰ω)0;0(;)(≥>=-t Ae t x t ααf j A dt e Ae dt e t x f X ft j t ft j παπαπ2)()(022+=⋅==⎰⎰∞+--∞+∞--解:1) 符号函数的频谱:令:2)单位阶跃函数的频谱:1.5求被截断的余弦函数cos ω0t （题图1-2）的傅立叶变换。
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《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1.信息与信号之间的关系是信息在信号之中。
2.描述周期信号的数学工具是（傅氏级数）。
3.傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（振幅）4.关于信息和信号，下面的说法正确的是（信号是信息的载体）。
5.多种信号之和的频谱是（C随机性的）。
6.下列信号中，（C ）信号的频谱是连续的。
C・=。
一"‘・sin CO o t7.不能用确定函数关系描述的信号是（随机信号）。
8.复杂的周期信号的频谱是（A离散的）。
9.数字信号的特性是（时间、幅值上均离散）。
10.下列函数表达式中，（B ）是周期信号。
B. X0 = 5sin20^+10cosl0^ （-OO</<-HX）） n.下列信号属周期信号的有（A ）。
A. yi=Sinco（）t+SincDit12.描述非周期信号的数学工具是（C傅氏变换）。
13.下列传感器中半导体应变片是基于压阻效应的.14.信号x（r） = 1 — g 「，则该信号是（C 瞬变信号15.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（电轴）的表面上产生电荷量。
17.将电阻应变片贴在（C弹性元件）上，就可以做成测力、位移、压力等物理参数的传感器。
18.采样信号的特征是（A时间上离散，幅值续）。
19.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C小得多）。
20. 一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（B越窄）。
21.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其儿何尺寸将随之发生变化，这称为（逆压电D）效应。
22.非线性度是表示定度曲线（B偏离其拟合直线）的程度。
23.在动态测试中，电桥的输出量通常采用（电压量）0 24.电涡流式传感器是利用（金属导电）材料的电涡流效应工作的。
25.差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成（B线圈互感）的变化装置，通过这一转换从而获得相应的电压输出。
26.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B电荷放大器）。
工程测试技术基础_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工程测试技术基础_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.A/D器用于把模数量转换为数字量，对于一个转换速度为1ms、模拟信号输入范围为0 -- 5V 的8位A/D器件，如果输入一个3.3V的模拟信号，其数字信号输出值应该是：参考答案:1682.在什么条件下变阻器式传感器测量系统的输出量与输入量之间有较好的线性关系参考答案:负载电阻为无穷大3.下列哪些测量场景可以用磁敏电阻+小磁铁构成的传感器来进行检测？参考答案:传感器前通过的高强度钢齿轮零件的数量4.将下面的哪一个信号做为系统的输入信号时，系统的输出信号就可以代表其时域和频域系统特性。
参考答案:δ(t)5.我们想用Matlab编程产生一个方波信号，如下图所示，请问下面那条语句是正确的。
【图片】参考答案:y=square(2*pi*60*t,25);6.下面的哪个英文单词能最准确的代表“传感器"三字的含义参考答案:Sensor7.下面Matlab程序代码产生的是一个600Hz的正弦波信号，由于显示的是全部信号的波形，细节看不清楚，我们可以用如下的哪个函数来改进这一点.【图片】参考答案:axis8.下面是一个实测的心电信号波形，可以近似看作一个周期信号，请问信号的频率是多少？【图片】参考答案:1.4Hz9.按傅里叶变换理论，周期信号可以展开为一组正交的正弦信号和余弦信号，对下图所示的50Hz的方波信号，请问哪个展开式是对的。
【图片】参考答案:(12/π)*{sin(2π50t)+sin(2π150t)/3+sin(2π250t)/5+sin(2π350t)/7+......}10.请问关于信号频谱的概念中，下面的哪一个答案是正确的？参考答案:信号的功率谱是幅值谱的平方11.在傅里叶变换的性质中奇偶虚实性代表的含义是：参考答案:如果x(t)是偶函数，则傅里叶展开系数 bn=0, n=1,2,3,4,5,612.从频谱的栅栏效应误差修正的角度看，下面的哪个窗函数的性能最好 ?参考答案:平顶窗13.压电式传感器受到外力作用时，内部会被极化，表面产生电荷，这种现象称为压电效应。
工程测试技术（第二版）孔德仁课后习题答案.docx
工程测试技术(第二版)孔德仁课后习题答案1、欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。
2、非电量电测法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
3、什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。
基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。
4、一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。
传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）；显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。
5、举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。
直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。
间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。
工程测试技术基础试卷习题
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 .()20cos 20()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 ωϕωϕ=+++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。
工程测试习题集(完整)
绪论0-1．什么是测试？0-2．叙述工程测试技术在信息技术中的地位和作用。
0-3．工程测试技术的发展可以分为哪几个阶段？0-4．工程测试技术的任务是什么？0-5．测试系统有那些环节，各个环节的功能是什么？0-6．学习工程测试技术的目的是什么？第一章测试系统的基本特性1-1．什么是线性系统？线性系统的基本特性有哪些？1-2．什么是静态特性？叙述评价测量装置静态特性的指标及其含义。
1-3．什么是动态特性？如何描述测量装置的动态特性？1-4．名次解释：传递函数、频率响应函数和脉冲响应函数。
1-5．如何计算串联和并联环节的传递函数？1-6．一阶和二阶系统有哪些基本特性？1-7．如何计算测试装置对输入信号的响应？1-8．测试失真的原因是什么？如何设计不失真测试系统？1-9．怎样测试测量装置的动态特性？1-10．名次解释：真值、误差、绝对误差、相对误差、引用误差、精度。
1-11．根据误差的特点和性质，叙述误差的种类、特点、产生原因和消除方法。
1-12．处理测量结果的步骤有哪些？1-13．将一台灵敏度为40pC/kPa的压电式力传感器与一台灵敏度调整到0.226mV/pC的电荷放大器相联，其总灵敏度是多少？1-14．试判断下列结论的正误：1）在线性不变系统中，当初始条件为0时，系统输出量与输入量之比的拉普拉斯变换称为系统的传递函数。
2）当输入信号x(t)一定时，系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H（S），而与系统的模型无关。
3）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。
4）测试装置的灵敏度愈高，其测量范围就愈大。
5）一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的单一频率的正弦信号，则必然导致输出波形失真。
1-15．有两个温度计，一个响应快，能在6s内达到稳定，一个响应慢，需要15s内才能达到稳定，请问两个温度传感器谁的时间常数小？1-16．用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s，2s，5s的正弦信号，问幅值误差是多少？1-17．求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45o)通过传递函数H(s)=1/(0.005s+1)的装置后所得到的稳态响应。
机械工程测试技术基础习题及答案_V123mini版.doc
测试技术基础1.描述周期信号的数学工具是（B ）。
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（C ）◊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 ）。
A.离散的B.连续的C. 5函数D. sine函数4.下列函数表达式中，（B ）是周期信号。
A.K W IO CT 2its?o 当GOB.xr）=5sin2（h7十10cosl（h7 （-«O</<-HX>）C.x（t） = 20Z^r* cos 20/r/（-<»<z< +<»）P x （t） = e^ar - sin co o z5.多种信号之和的频谱是（C ）。
A.离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的6.描述非周期信号的数学工具是（C ）。
A.三角函数B.拉氏变换C.傅氏变换D. 傅氏级数7.下列信号中，（C ）信号的频谱是连续的。
.r（/） = »sin（3<yr + ^2）A（,） = 5 sin 30z + 3sinC.x ⑴=e • s i n 仍orD.A</）=5sin2（Vn + IOcosI（Vn （-«></<■*<»）8.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的高频成分（C ）。
A.不变B.增加C.减少D.变化不定9.己知⑽，为单位脉冲函数，则积分的函数值为（C ）.A. 6B.OC. 12D.任意值10.如果根据傅氏变换的（A ）性质，则有厶（，-，0） <=> 。
A.吋移B.频移C.相似D.对称11.不能用确定函数关系描述的信号是（C kA.fi杂的周期信号B.瞬变信号C.随机信号12•两个函数训槪（0，把运算式厂训咐-⑽称为这两个函数的（C ）0A. tl相关函数B.互相关函数C.卷积13.时域信号的时间尺度压缩时，其频谱的变化为（B ）◊A.频带变窄、幅值增高B.频带变宽、幅值压低C.频带变窄、幅位压低D.频带变宽、幅位增髙14.数字信号的特性是（B ）。
工程测试技术基础课后习题
1.3（1）表2的准确度高。
（2）仪表选定后，其绝对误差就确定了。
当测量值处于量程的三分之二以上时，测量的相对误差比较小。
1.41)第三种表达方式： 测量结果的表示：ˆ82.440.01x x σ=±=± 2）第二种表达式：置信概率为0.95ˆ82.44 2.365*0.014282.440.03x x x t βσ=±=±=±注意：(1) ˆ82.440.0182.45x x σ=+=+= (2) 小数点后面数据位数。
2.1 求图2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开式，并画出频谱图解:（1） 傅里叶级数展开式 锯齿波信号表达式为()(0)A f t t t T T=<< 02A a = 0n a =n A b n π=- 信号的傅里叶级数展开式为：0100001()s i n 2111(s i n s i n 2s i n 3...s i n )223n A A f t n t n A A t t t n t n ωπωωωωπ∞==-=-++++∑ （2）频谱图（略）2.14已知某信号的自相关函数()100cos100πx R ττ=，试求：1）信号的均值x μ；2）均方值2x ψ；3）功率谱()x S f 。
解：（1）根据题意知，原信号为同频率的正弦信号()cos100πt x t A =01()d T x x t t T μ=⎰ 01cos100πtd 0T x A t T μ==⎰ (2) 均方值2(0)100cos(100π0)100x x R ψ==⨯=(3) 自功率谱j ()()e d 100π[(100)(100)]x x S R ωτωττδωπδωπ∞--∞==++-⎰或()50[(50)(50)]x S f f f δδ=++-第三章3-5 用一个t=0.35s ，测1、2、5秒周期的正弦信号，幅值误差分别为多少？答： 幅频特性()A ω= 幅值误差100%*(1())1A σω=-（1）1*22ωππ== 58.6%σ=（2）0.5*2ωππ== 32.72%σ= （3）0.2*20.4ωππ== 8.46%σ=3.6 求周期信号0()0.5cos100.2cos(10045)x t t t =+-通过传递函数为1()0.0051H s s =+的装置后得到的稳态响应。
工程测试技术基础习题集
《工程测试技术基础》习题集第一部分绪论1-1测试技术的基本含义是什么？它包含哪些方面的工作？试举例说明。
1-2测试技术中测量参量的基本内容是什么？机械工程专业研究的主要测量对象是哪些？1-3非电量电测系统的基本组成有哪些？各部分的功能如何？1-4测试技术的手段和方法有哪些？试举例说明。
1-5通过网络查询现代测试技术的发展趋势有哪些？试举例说明。
1-6非电量电测系统的基本类型有哪些？1-7 生活中工程测试技术的例子有哪些？1-8 通过上网查询如何学习工程测试技术这门课程。
第二部分信号分析基础2-1 低通、高通、带通及带阻滤波器各有什么特点？它们的频率特性函数的关系是什么？2-2何为周期信号?周期信号的变化规律可由哪几个参数完全确定?2-3信号可采用几个域描述？各域描述信号的物理意义是什么?2-4周期信号和非周期信号的频域描述有何区别?两者的频谱特点是什么？2-5试述自相关函数和互相关函数的定义及其应用。
2-6试述谱密度函数的定义及其在振动测试中的应用。
2-7何为激振器，激振器的作用是什么?2-8简述电动式、电磁式激振器的工作原理及结构。
2-9 调幅波是否可以看成是载波与调制信号的叠加？为什么？2-10 已知RC低通滤波器R = 1kΩ，C = 1μF，试求：(1) 确定各函数式H（S），H（ω），A（ω）；(2) 当输入信号u x = 10sin100t时，求输出信号u y，并比较其幅值及相位的关系。
2-11 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？2-12 下限频率相同时，倍频程滤波器的中心频率是1/3倍频程滤波器的多少倍？2-13 倍频程选择性为 -60dB的滤波器和倍频程选择性为 -40dB的滤波器相比，哪一台好？为什么？2-14 检波电路图请参见教材，已知u r、u x的波形如图5.1所示，画出图中u f的波形图。
2-15 用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为：ε（t）= A cos10 t + B cos100 t。
大学_工程测试技术基础(张春华肖体兵著)课后答案下载
工程测试技术基础(张春华肖体兵著)课后答案下载工程测试技术基础(张春华肖体兵著)内容简介绪论第1章测试技术基础知识1.1量的基本概念1.2测量方法和测量器具1.3测量误差1.4测量结果的表达方式习题第2章信号的描述与分析2.1概述2.2信号的时域统计分析2.3信号的相关分析2.4信号的频谱2.5模拟信号的数字化分析2.6Matlab在信号描述与分析中的'应用习题第3章测试系统的基本特性3.1概述3.2测试系统的静态特性和静态标定 3.3测试系统的动态特性3.4测试系统不失真传递信号的条件 3.5Matlab在测试系统分析中的应用习题第4章常用传感器和敏感元件4.1概述4.2机械式传感器4.3电阻式传感器4.4电感式传感器4.5电容式传感器4.6压电式传感器4.7磁电感应式传感器4.8光电式传感器4.9其他传感器和敏感元件4.10传感器的选用习题第5章模拟信号的调理与转换5.1电桥5.2模拟滤波器5.3调制与解调5.4模/数转换5.5Matlab在信号调理与转换中的应用习题第6章机械工程领域常见物理量的测量6.1机械振动的测量6.2表面粗糙度和形位误差的测量6.3温度的测量6.4流体参量的测量6.5声音的测量习题附录书中的数学符号参考文献工程测试技术基础(张春华肖体兵著) 目录《工程测试技术基础》主要介绍与工程测试技术相关的知识，全书共分6章，主要内容包括：测试技术基础知识、信号的描述与分析、测试系统的基本特性、常用传感器和敏感元件、模拟信号的调理与转换、机械工程领域常见物理量的测量。
书中每章末都附有习题，部分章节还配有matlab应用实例，便于读者更好地理解和应用书中的理论知识。
《工程测试技术基础》可作为高等院校机械工程、测控、自动控制、车辆工程等专业的教材，也可供工程技术人员自学与参考。
工程测试技术基础
工程测试技术基础1电阻应变片的输入是什么？【应变】2、变极距面积型电容传感器的输出与输入的关系？【线性】3、【调幅】过程相当于在时域中将调制信号与载波信号是什么关系?【相乘】4、旋转光电编码器采常用来测量【角位移和角速度】5、测试技术的基础任务是什么？【获取有用的信息】6、非周期信号包括哪些【准周期信号和瞬态非周期信号】7、一选频装置，其幅频特性在3f →∞区间近于平直，在2f →0区间急剧衰减这是什么滤波器？【高通】8、两环节的相频特性各位)(1w Q 和)(2w Q ，则两环节串联组成的测试系统其相频特性是什么？【)()(21w Q w Q +】9、用涡流式传感器不能测的是什么材料？ 【非金属材料】10、输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称为什么？【相频特性】11、测试装置的动态特性可以用传递函数、频域响应函数和脉冲响应函数进行数学分析。
12、金属电阻应变片和半导体应变片的物理基础的区别是什么？【前者利用金属丝的几何变形引起的电阻变化，后者利用半导体材料的电阻率变化引起的电阻变化】13、机械系统的主要振动参数是固有频率、阻尼比和振型14、 单自由度质量块受力所引起的受迫振动，位移共振频率小于系统固有频率，速度共振频率等于系统固有频率，加速度共振频率大于系统固有频率。
15、压电传感器是利用某些物质的压电效应而工作的16、信号的时域描述以时间)(t 为独立变量，而信号的频域描述，以频率f或频率w 为独立变量。
17、从时域看，系统的输出是其输入与该系统脉冲响应函数的卷积。
18、信号的时域描述与频域描述包含的信息量相同19、当输入信号x （t ）一定时，系统的输出y （t ）将完全取决于传递函数H(S)；而与该系统的物理模型无关20、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越小21、若系统是完全线性的则输入输出的相干函数一定为122、窗函数频谱的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小23、一般来说，测试系统的灵敏度越高，则测试范围越窄24、涡流传感器属于有源传感器25时间常数表征一阶系统的惯性，是过渡过程长短的度量26、传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大27、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量28、请设计以电阻型应变片测量悬臂梁应力应变的测试系统，绘出框图，并简要说明原理将应变片粘贴到悬臂梁构件发生应变的位置上，当构件受力变形时，应变片敏感栅也随之变形，敏感栅的电阻值就发生相应的变化，其变化量的大小与构件变形成一定的比例关系，通过测量电路转换为与应变片成比例的模拟信号，经分析处理得到应变值29、什么是采样？简述采样定理的内容。
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《工程测试技术基础》习题集第一部分绪论1T测试技术的基本含义是什么？它包含哪些方面的工作？试举例说明。
1-2测试技术屮测量参量的-慕本内容是什么？机械工程专业研究的主要测量对象是哪些?1-3非电量电测系统的基本组成有哪些？各部分的功能如何？1-4测试技术的手段和方法有哪些？试举例说明。
1-5通过网络查询现代测试技术的发展趋势有哪些？试举例说明。
1-6非电量电测系统的基本类型有哪些？1-7生活屮工程测试技术的例子有哪些？1-8通过上网查询如何学习工程测试技术这门课程。
第二部分信号分析基础2-1低通、高通、带通及带阻滤波器各有什么特点？它们的频率特性函数的关系是什么？2-2何为周期信号?周期信号的变化规律可由哪几个参数完全确定？2-3信号可采用几个域描述？各域描述信号的物理意义是什么？2-4周期信号和非周期信号的频域描述有何区别?两者的频谱特点是什么？2-5试述自相关函数和互相关函数的定义及其应用。
2-6试述谱密度函数的定义及其在振动测试H|的应用。
2-7何为激振器，激振器的作用是什么？2-8简述电动式、电磁式激振器的工作原理及结构。
2-9调幅波是否可以看成是载波与调制信号的叠加？为什么？2-10已知RC低通滤波器R = lkQ, C = luF,试求：(1)确定各函数式〃(S) , 〃(3),力(3)；(2)当输入信号UF WsinlOOt时,求输出信号%,并比较其幅值及相位的关系。
2-11为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？2-12下限频率相同吋，倍频程滤波器的屮心频率是1/3倍频程滤波器的多少倍？2-13倍频程选择性为-60dB的滤波器和倍频程选择性为-40dB的滤波器相比，哪一台好？为什么？2-14检波电路图请参见教材，己知&的波形如图5.1所示，画出图屮⑺的波形图。
2-15用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为：£ (t) 二/cos 10 t +况oslOO to如果电桥激励电压为：eb = ^sin 100001,试求此电桥的输出信号频谱。
2-16有人在使用电阻应变仪吋，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。
试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么？(I)半桥双臂各串联一片；⑵ 半桥双臂各串联一片。
2-17以阻值R二120Q,灵敏度S二2的电阻丝应变片与阻值为120Q的I古I定电阻组成电桥，供桥电压为3V,并假定负载电阻为无穷大，半应变片的应变为2 u £和2000 u £时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵皱度(注：U £—微应变，即10 6 e )2-18设一带通滤波器的下截止频率为fcl,上截止频率为fc2,屮心频率为fc3, 试指出下列记述屮的正确与错误。
(1)倍频程滤波器fc2二fcl；(2)滤波器的截止频率就是此通频带的幅值衰减3dB处的频率；(3)下限频率相同吋，倍频程滤波器的屮心频率是1/3倍频程滤波器的屮心频率的3倍。
2-19什么是调制和解调，调制和解调9-14设有一组合复朵信号，系由频率分别 为362Hz, 22Hz, 250Hz, 300Hz 的同向正弦波叠加而成，求该信号的周期。
2-21求图2-2所示三角脉冲信号的频谱。
—0«壬if |/|违 2-22求图2-3所示正弦信号x(t)=Xsino3t 的均值儿、均方值以和概率密度函 数 P(X )O第三部分 传感器原理与应用3- 1传感器一般由哪儿部分纽成?试说明各部分的作用。
3- 2内部传感器与外部传感器的作用有何区别？按被测的基本物理量可将传感器分为哪些类?3- 4为何标定时必须用上一级标定装置标定下一级传感器？3- 5静态标定与动态标定的标定指标有哪些？3- 6何谓传感器的定度与校准？3- 7按传感器输出信号的性质可将传感器分为哪儿类？3- 8何谓传感器的静特性和动特性？2-20如图2-1所示信号, 求周期性三角波的表达式，并绘制出其频谱图。
3-9传感器的主要性能指标有哪些？3-10为什么说技术革新的主角之一•就是传感器？3-11差动式屯容位移传感器和差动电感位移传感器的特点是什么？3-12哪些传感器有可能被选作小位移测量传感器?为什么？金属电阻丝应变片与半导体应变片的工作原理是什么？各有何优缺点？3T4应变片布桥方式有几种，各有什么特点？3-15什么是正压电效应和逆压电效应?利用压电效应可制成I哪儿种传感器？3-16床屯式力传感器的工作原理是什么？压电式力传感器与电压放大器配套使用应注意什么问题？3-17试述压磁式力传感器的结构及工作特点。
3-18简述光电式扭矩传感器测量扭矩的原理3-19为什么压电式加速度传感器要使用高输人阻抗电荷放大器？3-20温度测量的方法有哪些?它们的原理有何不同？各适于什么场合？3-21为什么对热电偶的参考端温度要采用一定的方法进行处理?一般有哪些处理方法？3-22为什么金属热电阻式传感器要采用双线无感绕制法？3-23什么叫热每攵电阻的正温度系数与负温度系数？3-24全辐射式温度传感器依据的是什么机理？3-25亮度式温度传感器主要有几种形式?各有什么特点?3-26半导体温度传感器根据什么原理测温？3-27半导磁气敏传感器为何都附有加热器？3-28试说明氧化型和还原型气敏元件的工作原理及其输出特性3-29电桥的零测法与偏差测量法有什么不同？它们各适于在什么场合下应用？3-30请叙述比色温度传感器的工作过程。
3-31电桥的灵敏度与非线性误差如何定义？3-32在用电桥测量前，为什么要将电桥调零？3-33公路交通检测汽车流动状态多采用哪些传感器？3-34请说明湿度传感器、气体传感器对电子灶控制的工作原理。
3-35何谓外光屯效应、光电导效应和光生伏特效应？3-36红外探测器与光电传感器、热敏电阻器有什么杲同？3-37电感传感器（自感型）的灵每攵度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带來什么样后果？3-38电容式、电感式、电阻应变片传感器的测量电路有何异同？举例说明。
3-39何谓圧电效应?何谓纵向压电效应和横向压电效应？3-40材料的主耍特性参数有哪些?试比较三类圧电材料的应用特点。
3-41何谓结构型传感器?何谓物性型传感器?试述两者的应用特点。
3-42传感器静态特性的主要指标有哪些?说明它们的含义3-43何谓压阻效应?扩散硅压阻式传感器与贴片型电阻应变式传感器相比有什么优点，有什么缺点?如何克服？3-44何谓霍尔效应?利用霍尔效应可进行哪些参数测量？3-45变间隙式、变截面式和螺管式三种电感式传感器各适用于什么场合?它们各有什么优缺点？3-46试述电感传感器产生零位电压的原因和减小零位电压的措施。
3-47试述造成自感式传感器和差动变压器温度误差的原因及其减小措施。
3-48从电涡流式传感器的基本原理简要说明它的各种应用。
3-49为什么电容式传感器的绝缘、屏蔽和电缆问题特别重要?设计和应用屮如何解决这些问题？3-50电容式传感器的测量电路主要有哪几种？各自的H的及特点是什么？使用这些测量电路时应注意哪些问题？3-51霍尔元件的不等位电势和温度影响是如何产生的？可采取哪些方法来减小之。
3-52测温系统由钠电阻温度传感器、电桥、放大器和记录仪四个环节组成，各自的灵敏度分别为:0.4Q/°C , 0. 02V/Q, 100（放大倍数）、0. 2cm/V . （1）求该测温系统的总灵敏度；（2）己知记录仪笔尖位移8cn）吋，求所对应的温度变化值。
3-53 -传感器，其实测的输人/输出特性曲线（校准曲线）与拟合直线的最人偏差为AI,mex = 40C,而论满量程测量范围为（-40、120。
0,试求该传感器的线性度。
3-54 -加速度传感器，出厂吋标出的电压灵敏度为100m V /g,由于测试需要，需要加长导线，因需要重新对加速度传感器的灵敏度进行标定，如果在能作50血: 和lg的振动标定台丄进行标定，选用电压大器的放大倍数为100,标定用晶体管毫伏表上指示电压为9V,试计算加速度传感器的电压灵敏度K,并与原灵敏度比较。
3-55床力传感器的校准数据如表格所示，试用最小二乘法求非线性误差并计算迟滞误差和重复性误差？3-56为什么要对传感器进行标定和校准?举例说明传感器静态标定和动态标定的方法。
3-57今有两加速度传感器均可作为二阶系统来处理，其屮一只固有频率为25kHz,另一只为35kHz ，阻尼比E均为0. 3。
若欲测量频率为10kHz的正弦振动加速度，应选用哪一只?试计算测量时将带来多大的振幅误差和相位误差。
458简述电阻应变计产生热输出(温度误差)的原因及其补偿方法。
3-59试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的播施。
3-60如何用电阻应变计构成应变式传感器?对其各组成部分有何要求？3-61现有栅长为3mm和5mm两种丝式应变计，其横向效应系数分别为5%和3%, 欲用來测量泊松比u二0. 33的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布(其应力分布梯度较大)。
试问：应选用哪一种应变计?为什么？3-62现选用丝栅长10mm的应变计检测弹性模量E=2X 10“N/n?、密度P =7. 8g/cm3 的钢构件承受谐振力作用下的应变，要求测量精度不低于0.5%。
试确定构件的最大应变频率限。
3-63为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力每攵元件?现用一等强度梁：有效长1=150mm,固支处宽b=18mm,厚h二5mm,弹性模量E=2X 105N/mm2,贴上4 片等阻值、K=2的电阻应变计，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。
试问：(1)悬臂梁上如何布片?又如何接桥?为什么？(2)半输入电压为3V,有输出电压为2mV吋的称重量为多少？3-64 一应变片的电阻R二120Q, k=2. 05,用作应变片为800 u m/m的传感元件。
a・求AR/R和AR； b.若电源电压U=3V,惠斯登电桥初始平衡，求输出电压U。
3-65在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120 Q的应变片出和艮，把着两片应变片接入差动电桥，若钢的泊松系数□二0.285, 应变片的灵敬度系数E2,电桥电源电丿玉U二2V,当试件受轴向拉伸时，测得应变片的电阻变化△ R产0.48 Q,求电桥的输出电压山。
为多少你？3-66有一台变极距非接触式电容测微仪，其极板间的极限半径r=4mm,假设与被测工件的初始间隙S =03mm,试求：(1)若极板与工件的间隙变化量A 8=±10uniDj-,电容变化量为多少？⑵ 若测量电路的灵敏度K二100mV/pF,则在二±lum吋的输出电压为多少？3-67什么是零点残余屯床？减小零残屯床的有效措施有哪些？3-68为什么电容式传感器易受干扰？如何减小干扰?469何谓“驱动电缆技术” ？采用的H的是什么3-70在压力比指示系统屮采用差动式变极距型电容传感器，己知原始极距§产5 2=0. 25mm,极距直径D-38. 2mm,采用电桥电路作为其转换电路，电容传感器的两个屯容分别接R=5. lkQ的屯阻后作为电桥的两臂，并接有效值为Ul=60V的电源电压，其频率为f二400Hz,电桥的另两臂为相同的固定电容0=0. 001 Mf,试求电容传感器的电压灵敏度？若△ §=10um吋，求输出电压的有效值？3-71何谓机械阻抗？试说明它在分析双向传感器的动态特性屮的作用？3-72试分析应变片传感器工作在低频、高频和固有频率三种情况下的机械阻抗并指出哪种情况下机械阻抗为最小？3-73试选择合适的传感器：1)现有激磁频率为2. 5kHz的差动变床器式测振传感器和固有频率为50Hz的磁电式测振传感器各一只，欲测频率为400〜500Hz的振动，应选哪一种？为什么？(2)有两只压电式加速度传感器，固有频率分别为30kHz 和50kHz,阻尼比均为0.5,欲测频率为15kHz的振动,应选哪一只?为什么?3-74为什么磁电感应试传感器的灵敏度在工作频率较高吋将随频率增加而下降？3-75压电试传感器屮采用电荷放大器有何优点？为什么电压灵敏度与电缆长度有关？而电荷灵敏度无关？3-76某压电晶体的电容为1000pF,K尸2.5C/cm, C=3000pF,示波器的输入阻抗为1MQ 和并联屯容为50 nF,求：压电晶体的屯压灵敏度；测量系统的高频响应；若系统允许的测量值误差为5%,可测最低频率为多少？若频率为10HZ,允许的误差为5%,用并联方式，电容值为多少？3-77 珞-鎳硅热电偶测得介质温度为800°C,若参考端温度为25C,问介质的实际温度为多少？3-78 -电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r = 4mm,工作初始间隙g二0. 3mm, 问：(1)工作时，如果传感器与工件的间隙变化量时，电容变化量是多少？(2)如果测量电路的灵敏度S，1=100mV/pF,读数仪表的灵敏度S 2= 5格/mV,在A5=±lp m吋，读数仪表的指示值变化多少格？3-78光屯式传感器包含哪几种类型？各有何特点？用光屯式传感器可以测量哪些物理量？3-79 -压电式压力传感器的灵敏度S二9X105pC/Pa (微微库仑/帕)，把它和一台灵敏度调到0. 005V/pC的电荷放大器连接，放大器的输出又接到灵敏度已调到20mm/V 的光线示波器上记录，试给出这个测试系统的框图，并计算其总的灵敏度。