华科机械工程测试期末试题

2009年秋季学期
《测试与信息处理》试卷(A卷)参考答卷及评分标准
一、填空题(每小空 1分，共 20分)
1、传感器、中间变换装置、显示记录装置
2、频域信号、频率
3、离散性、谐波性、收敛性
4、时间、集合
5、敏感
器件材料本身物理性质的变化、敏感度高、压电传感器
6、灵敏度S与气隙长度σ的平方成反比
7、不变
8、测试装置的幅频特性应为常数、相频特性应为直线
9、系统的结构10、011、压缩
二、选择题(每小2分，共 20分)
ABCAD BAAAC
三、简答题（每题5分，共25分）
1答：频率不变性。

频率不变性又称频率保持性，它表明系统的输入为某一频率的简谐(正弦或余弦)信号时，则系统的输出将有、而且也只能有与该信号同一频率的信号线性时不变系统的频率不变性在动态测试中具有重要的作用。

（3分）例如，已经知道测试系统是线性的，其输入信号的频率也已知，那么，在测得的输出信号中就只有与输入信号频率相同的成分才可能是由输入引起的响应；其他的频率成分都是干扰噪声。

利用这一特性，就可以采用相应的滤波技术，在有很强的噪声干扰情况下，也能将有用的信息提取出来。

（2分）
2.答：频域采用的数学工具是傅里叶变换，（1分）周期信号频谱的特点是离散性、收敛性、谐波性，（3分）非周期信号的频谱特点是连续且延伸至无限频率。

（1分）
3.答：设调制信号为
，载波信号为
，已调信号为
对上式两边取傅里叶变换得
记
，傅里叶变换的性质可得
称
与
为已调波和调制波的频谱函数。

可见，从频域看，调幅是将原信号的频谱由原点平移至载波频率处，如图所示。

为保证频移后的频谱不失真，载波频率
要大于或等于两倍调制信号的最高频率
，通常取数倍至数十倍的。

（3分）将调幅波与载波再次相乘，得
对上式两边作傅里叶变换，得
再用低通滤波器滤除中心频率为2
的高频成分，将只剩下原调制信号的频谱，即恢复原调制信号（幅值仅为原来的一半，可通过放大来补偿）（2分）
5答：若x(t)为周期信号，周期为T，则自相关函数也为同一周期的周期函数，这是自相关函数的频率保持性，（4分）我们可以利用这一性质来检测信号中的周期成分。

（1分）
6答：交流电桥桥臂上的阻抗元件可以有不同的组合，但各种组合方式除了要满足阻抗模的平衡条件外，还应注意阻抗元件的配合，以满足阻抗角的平衡条件。

Z1Z3=Z2Z4
上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘积相等。

（3分）
若电桥的相邻臂为纯电阻，则其它两臂必同为电感或同为电容，若电桥的相对两臂为纯电阻，则其另一对角两臂必须一为电感，另一为电容。

（2分）
四、计算题
解：设12()()()x t x t x t =+
()()()()()
()
()()()()
121111112t cos 100300.5cos 104510030arc 0.05100
0.196cos 100108.690.447cos 1018.43x t x t t y t t tg y t t y t t τωτω=-=+=
--===-=+ （3分）
当系统有输入()1t x 时则输出为()1y t 且
()
()11110030arc y t t tg τω=
--
式中10.05τ= 1100ω=
所以()()10.196cos 100108.69y t t =-（4分） 同理()()20.447cos 1018.43y t t =+
此装置对输入信号x （t ）具有线形叠加性。

系统输出的稳态响应为：
()()()0.196cos 100108.690.447cos 1018.43y t t t =-++（3分）
五、作图题
)]
()([10)]2()2([25)(10)(π
ω
δπωδπωδπωδδ--+--+++-=f f j f f f f X
（3分）
蓝若水
十月传奇
哥弟官方旗舰店
（7分） 答：可以用来测速的传感器有动圈式磁电速度传感器P （258）、磁阻式磁电转速传感器P （258）、光电式转速传感器P （258）、涡流式电感传感器（P81）（4分） 如下图所示：是光电转速计工作原理。

在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色，当电动机转动时，光电元件接收到强弱交变的反射信号，输出电信号，再经整形放大电路，输出整齐的方波信号，由数字频率计测出电动机的转速。

（5）
f
（6分）。