《测试技术基础》期末试题及答案--

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 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量;而信号的频域描述,以 频率 为独立变量。

3、 周期信号的频谱具有三个特点:离散的 ，谐波型 ， 收敛性 。

4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和 准周期 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值x μ、均方值2x ψ，方差2x σ；。

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

2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。( ｖ ）

3、 非周期信号的频谱一定是连续的。( x ）

4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。( x )

5、 随机信号的频域描述为功率谱。( v ）

（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⎩⎨

⎧≥<=T t 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 at ω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1

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)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω １/２ ，幅值=y √2／2 ,相位=φ -45 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和222

4.141n n n

s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。123

3、 为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有 傅里叶级数展开式 、

和 傅里叶变换 。

4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时,该系统能实现 延时 测

试。此时,系统的频率特性为=)(ωj H 。

5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 被测量 越小。

6、 一个理想的测试装置,其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。

(二）选择题

1、 ４ 不属于测试系统的静特性。

（1）灵敏度 （2)线性度 （３）回程误差 （４)阻尼系数

2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 ３ 响应的卷积。

(1）正弦 （2)阶跃 （3)脉冲 （４）斜坡

3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ,则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 2 。

(1）)()(21ωωQ Q （2))()(21ωωQ Q + （3）

)

()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。

（１)存在，但＜5％ （２)存在,但<1

（３）在时间常数很小时存在 （4）不存在

5、 忽略质量的单自由度振动系统是 ２ 系统。

（1）零阶 (2)一阶 （3）二阶 （4)高阶

6、 一阶系统的动态特性参数是 3 。

(1)固有频率 (2）线性度 （3)时间常数 (4）阻尼比

7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数,可取输出值达到稳态值 1 倍所经过的时间作为时间常数。

（1）0.６３２ (2）０．８65 （3）０.95０ （4)0.982

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件,若用它传输一个1０0０Ｈz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。（ x )

2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时,系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。（ v ）

3、 当输入信号)(t x 一定时,系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，而与该系统的物理模型无关。（ v ）

4、 传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。（ v ）

5、 测量装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。（ x ）

6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ x )

(四）简答和计算题

1、 什么叫系统的频率响应函数?它和系统的传递函数有何关系？

2、 答：定常线性系统在简谐信号的激励下，系统的频率特性称为系统的频率响应函数。频率响应函数是描述系统

的简谐输入和相应的稳态输出的关系。

3、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？

4、 答：静态特性包含灵敏度、线性度、回程误差。动态特性包括时间常数、谐振频率和固有频率、阻尼比。

5、 测试装置实现不失真测试的条件是什么?

6、 答：幅值特性曲线是一条平行于ω轴的直线，相频特性曲线是一条过坐标原点的斜率为-t 0的直线。

7、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为1

005.01)(+=s s H 。求其对周期信号)45100cos(2.010cos 5.0)(︒-+=t t t x 的稳态响应)(t y 。

8、 解:求传递函数的幅频特性与相频特性，利用叠加性求输出

9、 将信号t ωcos 输入一个传递函数为s

s H τ+=11)(的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出)(t y 的表达式。 解:求传递函数的幅频特性与相频特性，然后用定义求输出。

第三章 常用传感器

(一)填空题

1、 属于能量控制型的传感器有 电阻温度计，电容式测振仪 等,属于能量转换型的传感器有热电偶温度计、弹性

压力计等(每个至少举例两个）。

2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于:前者利用 导体形变 引起的电阻变化,后者利用 半导

体电阻率变化引起的电阻变化。

3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响,实际应用时常常采用

差动式 工作方式。

4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电荷 放大器和 电压 放大器，后接 电

荷 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。

5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 涡电流 效应。

6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 ｍｖ(m/ｓ） 。

7、 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。

（二)选择题

1、 电阻应变片的输入为 2 。

（1）力 (２） 应变 （３)速度 （4）加速度

2、 结构型传感器是依靠 3 的变化实现信号变换的。

(1)本身物理性质 （2）体积大小 (3)结构参数 (4）电阻值

3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 4 。

(1)位移 （2）材质鉴别 (3）探伤 （4）非金属材料

4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 2 关系。

（１)非线性 (2）线性 （3)反比 （4）平方

5、 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 3 。

(1)长度 （2）截面积 (3)电阻率 (4）高通