测试技术习题(一)
测试技术复习题2 (1)
复习题1 绪论选择题：1.依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为（ A ）A.物理型传感器B.结构型传感器C.电桥D.A/D转换器2. 一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果过程称为（ B ）A．测试 B．测量 C. 试验 D．传感3. 电测法具有测试范围广、精度高、灵敏度高、响应速度快等优点，特别适合于（ C ）A．静态测试 B．线性测试 C. 动态测试 D．非线性测试填空题：1.测试泛指测量和试验两个方面的技术，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。
2.测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作，可分为直接比较法和间接比较法。
3.依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为物理型传感器。
4.随着新材料的开发，传感器正经历着从机构型为主向物性型为主的转变。
名词解释：1.电测法答：电测法是将非电量先转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析的方法。
2. 间接比较法答：间接比较法利用仪器仪表把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。
3.直接比较法答：直接比较法无须经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值。
简答题：1.试述测量与测试的概念及其区别。
答：测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作。
测试是对信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。
测量是被动的、静态的、较孤立的记录性操作，其重要性在于它提供了系统所要求的和实际所取得的结果之间的一种比较；测试是主动地、涉及过程动态的、系统的记录与分析的操作，通过试验得到的试验数据成为研究对象的重要依据。
2. 简述电测法概念及其优点。
答：电测法是将非电量先转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析的方法。
机械工程测试技术课后习题答案 (1)
第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。
传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。
如图所示的气体压力传感器。
其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。
基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。
答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。
例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。
物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。
例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。
3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？答：（1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR Rμε=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ== 。
3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？解：根据应变效应表达式?R /R =S g ?得?R =S g ? R =2?1000?10-6?120=?1）I 1=R =120=0.0125A=2）I 2=(R +?R )=(120+?0.012475A=3）电流变化量太小，很难从电流表中读出。
测试技术-中南大学网络教育学院网上作业模拟练习题
(一) 单选题1. 不失真测试条件中，要求幅频特性为( )。
(A) 线性(B) 常数(C) 是频率的函数参考答案：(B)2. 瞬变信号，其频谱，则表示( )。
(A) 信号的一个频率分量的能量(B) 信号沿频率轴的能量分布密度(C) 信号的瞬时功率(D) 信号的频率参考答案：(B)3. 两个函数，把运算式称为这两个函数的( )。
(A) 自相关函数(B) 互相关函数(C) 卷积(D) 矢量积参考答案：(C)4. 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、周期的参考答案：(C)5. 用常系数微分方程描述的系统称为( )系统。
(A) 相似(B) 物理(C) 力学(D) 线性参考答案：(D)6. 复杂周期信号的频谱是( )。
(A) 离散的(B) 连续的(C) 函数(D) 函数参考答案：(A)7. 测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为( )。
(A) 精度(B) 灵敏度(C) 精密度(D) 分辨率参考答案：(D)8. 下列函数表达式中，( )是周期信号。
(A)(B)(C)(D)参考答案：(B)9. 下列微分方程中( )是线性系统的数学模型。
(A)(B)(C)参考答案：(B)10. 测试过程中，量值随时间而变化的量称为( )。
(A) 准静态量(B) 随机变量(C) 动态量(D) 不变量参考答案：(C)11. 不能用确定函数关系描述的信号是( )。
(A) 复杂周期信号(B) 瞬变信号(C) 随机信号(D) 正弦信号参考答案：(C)12. 对某二阶系统输入周期信号，则其输出信号将保持( )。
(A) 幅值不变，频率、相位改变(B) 相位不变，幅值、频率改变(C) 频率不变，幅值、相位改变参考答案：(C)13. 测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是( )。
(A) 卷积(B) 傅氏变换对(C) 拉氏变换对(D) 微分参考答案：(B)14. 数字信号的特征是( )。
材料测试技术第一章习题答案
材料测试技术第一章习题答案2.计算当管电压为50kV时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。
解：由eU=mv2, 得v===1.33×108m/sE k=eU=1.6×10-19×50×103=8×10-15J由eU=，得=hc/eU==0.248×10-10m=0.0248nmE max=E k=8×10-15J3. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuKα X 射线激发CuKα荧光辐射；（2）用CuKβ X 射线激发CuKα荧光辐射；（3）用CuKα X 射线激发CuLα荧光辐射；答：CuKα X射线可以激发CuLα荧光辐射。
因为:Cu的K层电子的逸出功W K＝8979eV，对应的吸收限为λk=0.138nm。
Cu的LⅢ层电子的逸出功W LⅢ＝933eV，对应的吸收限为λLⅢ=1.33nm。
CuKα射线的λ＝0.154nm，CuKβ射线的λ＝0.139nm，产生荧光辐射的条件是入射X射线的能量大于电子的逸出功，对K系电子，即λ≤λk，又CuKα和CuKβ都大于λk，小于λLⅢ∴CuKα和CuKβ射线不能激发CuKα荧光辐射，可以激发CuLα荧光辐射。
5. 计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数（假设空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧，空气的密度为1.29×10-3 g/cm3）?解：查表（附录2）知：N对Cr Kα 的质量吸收系数μm1=27.7cm2/g,O对Cr Kα 的质量吸收系数μm2=40.1cm2/g,于是，空气对Cr Kα 的质量吸收系数μm=W1μm1+ W2μm2=0.8×27.7+0.2×40.1 =30.18 cm 2/g线吸收系数μ=μm ×ρ=30.18×1.29×10-3=3.89×10-2 cm -16.为使CuK α线的强度衰减1/2，需要多厚的Ni 滤波片？解：查表知：Ni 对Cu K α 的质量吸收系数μm =49.2cm 2/g ，由I x =I 0e -μm ρx ,得x=ρμI I ln m 0x-，代入相应数值，解得， X=90.82.9421ln ?-=0.00158cm。
传感器与测试技术复习题(1)
一填空题（每空1分）1.调幅波可以看作是载波与调制波的乘积。
2.相关系数是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。
3.若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x(0.2t)的傅里叶变换是)X。
.5(5f4.若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x（0.1 ) t的傅里叶变换是10 X(10f)。
.5.用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数τ应_尽量小__。
6.能用明确的数学关系式或图象表达的信号称为确定性信号。
7.双螺线管差动型传感器比单螺线管型电感式传感器有较高的灵敏度和线性。
8.采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的 2 倍。
9.某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。
10.调幅波可以看作是载波与调制波的___乘积_____。
11.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____混迭____现象。
12.任何样本的时间平均等于总体平均的随机信号被称为各态历经信号。
13.正弦信号的自相关函数保留了信号的幅值信息和频率信息，但是失去了相位的信息。
14.附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率降低。
15.在进行振动测量时，压电式传感器联接电荷放大器时，电缆长度不会影响仪器的输出。
16.任何样本的时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为各态历经信号。
17.采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的2 倍。
18.极距变化型电容式传感器的灵敏度K与极距平方成反比。
19.当金属板置于变化着的磁场中时，或者在磁场中运动时，在金属板上产生感应电流，这种电流在金属体内是闭合的，所以称为涡流。
20.扭矩测量时，测量传感器应变片应贴在与轴线成45 度的方向上。
21.某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。
测试技术参考答案(王世勇-前三章)
第一章 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。
试用第3种表达方式表示其测量结果。
解：1）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2）基于不确定度的表达方式可以表示为0x s x x x nσ∧=±=±均值为8118i i x x ===∑82.44标准偏差为821()7ii x x s =-==∑0.04样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为ˆ8x sσ==0.014 所以082.440.014x =±第二章 信号描述与分析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 22222π120π()() 4.00501030n n n n n A a b n π=+=+= 120π30arctan arctan arctan 202π10n n nn bn a ϕ=-=-=-所以有0011π()cos()4 4.0050cos(arctan 20)24n n n n a n y t A n t n t ωϕπ∞∞===++=+-∑∑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》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。
现代材料测试技术习题1
习题1-1 试计算当管电压为50kV时，X射线管中电子击靶时的速度与动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？1-2 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射；（2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。
1-3 X射线实验室用防护铅屏，其厚度通常至少为1mm，试计算这种铅屏对CuKα、M oKα辐射的透射因子（I投射/I入射）各为多少？1-4 试计算含w c=0.8%，w Cr=4%，w w=18%的高速钢对MoKɑ辐射的质量吸收系数。
1-5 欲使钼靶X射线管发射的X射线能激发放置在光束中的铜样品发射K系荧光辐射，问需加的最低的管压值是多少？所发射出的荧光辐射波长是多少？2-1试画出下列晶向及晶面（均属立方晶系）：[111]，[121]，[221]，（010），（110），（123），（121）。
2-2 下面是某立方晶系物质的几个面间距，试将它们按大小次序重新排列。
（312），（100），（200），（311），（121），（111），（210），（220），（130），（030），（221），（110）。
2-3 当X射线在原子列中衍射时，相邻原子散射线在某个方向上的程差若不为波长的整数倍，则此方向必然不存在衍射线，这是为什么？2-4 当波长为λ的X射线照射到晶体并出现衍射线时，相邻两个（hkl）反射线的程差是多少？相邻两个（HKL）发射线的程差又是多少？2-5 画出Fe2B在平行于（010）上的部分倒易点。
Fe2B属正方晶系，点阵参数a=b=5.10Å，c=4.24Å。
2-6 判别下列哪些晶面属于[111]晶带：（110），（231），（231），（211），（101），（133），（112），（132），（011），（212）。
2-7 试计算（311）及（132）的共同晶带轴。
测试技术复习题
测试技术复习题一、填空题：1．复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，A n 表示谐波分量的 。
2．信号x (t )=x 01sin5t +x 02cos(100t +450)，则该信号的周期T = 。
3．频率不同的两个正弦信号，其互相关函数等于 。
4．在相关分析中，自相关函数保留了原信号的 和 信息。
5．已知某信号的自相关函数πττ50cos 100)(=x R ，则该信号的均方值=2x ψ。
6．随机信号的均值μx 、方差σx 2、均方值ψx 2之间的关系是 。
7．若信号x (t )的傅立叶变换是X (f )，则x (kt )的傅立叶变换是 。
8．复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，a 0表示 分量。
9．信号当时间尺度压缩时，则其频带 ，幅值降低。
10．求周期信号、非周期信号频谱的数学方法分别是 。
11．周期信号、非周期信号频谱的差别是 。
12．信号x (t )的均值x μ表示信号中的 分量。
13．周期信号的频谱具有的特点是 、 和 。
14．信号当时间尺度压缩时，则其频带展宽，幅值 。
15．)(f S x 和)(f S y 分别为系统输入和输出的自谱，H (f )为系统的频响函数，则它们间的关系式满足=)(f S y 。
16．信号的互相关函数)(τxy R 的峰值偏离原点位置0τ，反映时延0τ时相关程度 。
17．时间域包含各态历经随机信号的统计特征参数主要有 。
18．当时延τ=0时，信号的自相关函数R x (0)= 。
19．若信号满足)()(t x t x =-，则其傅立叶级数中只有 项。
20．常系数线性系统最重要的特性是遵从 原理。
21．测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为 系统。
22．测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 。
23．测试装置在稳态下，其输出信号的变化量y ∆与其输入信号的变化量x ∆之比值，称为 。
24．已知某位移传感器，当输入量x ∆=10mm ，其输出电压变化量y ∆=50mV ，则其平均灵敏度为 。
测试技术考试试题库(带答案)
测试技术考试试题库（带答案）一，一、填空（每空1份，共20分）1．测试技术的基本任务是。
2．从时域看，系统的输出是其输入与该系统的卷积。
3．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。
4．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。
5．在桥式测量电路中，根据其的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。
6．金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。
7．压电式传感器是利用某些物质的而工作的。
8．带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1，其带宽B = ；若其带宽为1/3倍频程则fc2 = fc1。
9．属于能量控制型的传感器有、等。
10根据载波受调制的参数不同，调制可分为、、。
11相关滤波的工作原理是。
12 测试装置的动态特性可以用函数、函数和函数进行数学描述。
二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分）1．不能用确定的数学公式表达的信号是信号。
A 复杂周期B 非周期C 瞬态D 随机2．平稳随机过程必须。
A 连续B统计特征与时间无关 C 各态历经 D 统计特征等于时间平均3．一阶系统的动态特性参数是。
A 固有频率B 阻尼比C 时间常数D 灵敏度4．系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为。
A 回程误差B 绝对误差C 相对误差D 非线性误差5．电阻应变片的输入为。
A 力B 应变C 速度D 加速度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．在测量位移的传感器中，符合非接触测量而且不受油污等介质影响的是传感器。
A 电容式B 压电式C 电阻式D 电涡流式9．信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带，也可达到分析的目的。
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) 。
测试技术习题答案版
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（τ），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0.5%的仪表，其精度等级为（0.5）级。
14.某位移传感器测量的最⼩位移为0.01mm，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（φ(w)与w为线性关系）；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（φ(w)=0）。
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。
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 。
热能与动力工程测试技术习题及答案1
热能与动力工程测试技术一、填空（30X1）1、仪器测量的主要性能指标：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间。
P52、在选用仪器时，应在满足被测要求的前提下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在满刻度要求的2/3 为宜。
P53、二阶测量系统的阻尼比通常控制于ξ =0.6~0.8, 对于二阶测量系统的动态性能的两个重要指标是稳定时间t s 和最大过冲量A d 。
P184、测量误差可分为系统误差、随机（偶然）误差、过失误差。
5、随机误差的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。
6、热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。
7、造成温度计时滞的因素有：感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性。
P1098、流量计可分为：容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。
P1619、扩大测功机量程的方法有：采用组合测功机、采用变速器。
P20810、除利用皮托管测量流速外，现代常用的测速技术有：热线（热膜）测速技术、激光多普勒测速技术（LDV）、粒子图像测速技术。
二、名词解释（5X4）1 、什么是测量仪器或测量系统的动态特性分析？作用？答：P11，测量仪器或测量系统的动态特性分析就是研究测量时所产生的误差。
它主要是以描述在动态测量过程中输出量和输入量之间的关系。
2 、何为霍尔效应？答：（参考）置于磁场中的金属（或带有电子的物质），当于两端通过电流时，另外两面会产生大小与控制电流I （A）和磁感应强度B（T）的乘积成正比的电压U H（V）, 这一现象叫做霍尔效应。
P903 、何为亮度温度？答：在波长为λm的单色辐射中，若物体在温度T 时的亮度Bλ和绝对黑体在温度为T s时的亮度B Oλ相等，则把T s 称为被测物体的亮度温度。
4 、何为动压？静压？总压？P129 答：静压是指运动气流里气体本身的热力学压力。
总压是指气流熵滞止后的压力，又称滞止压力。
动压为总压与静压之差。
测试技术第一章习题含答案
第一章习题一、 选择题1.描述周期信号频谱的数学工具是（ B ）。
.A.相关函数 B.傅氏级数 C. 傅氏变换(FT) 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.复杂的周期信号的频谱是（ A ）。
离散性 谐波性 收敛性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（ C ）。
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，（ B ）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()at x t e t t π-= -∞<<+∞6.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７.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８.下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。
A.12()sin()sin(3)x t A t B t ωϕωϕ=+++B.()5sin 303sinx t t =+(准周期信号 离散频谱) C.0()sin at x t e tω-=⋅ ９.连续非周期信号的频谱是（ C ）。
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（ C.减少 ）。
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（ C ）。
A.扩展B.压缩C.不变D.仅有移项12.已知()12sin ,(x t t t ωδ= ,()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（ 12 ）。
《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。
现代测试技术习题例题
习题1求如图所示周期三角波的傅立叶级数表示，并画出频谱图。
解: x(t) x(t)常值分量：a o = T o 余弦分量的幅值: 正弦分量的幅值:T o.Tox(t)dt_2a nT oT oT oT oT ok — 2A tT oo2(A-学t)dtT o4x(t) cosn o tdt■ -T o匸4A n 2二2T o4A sin2_. 2n ■-T o .T ox(t)sin n o tdt =o这样，该周期三角波的傅立叶级数展开式为:2(A2At) cos n o tdt =T on=1,3,5 …n=2,4,6 …A 4A X(t)22 二1 1 「一 cos 0t 2cos3 0t 2cos50t32522A nnO 0 3 CO 0 5 CO 0 ⑷ W 0 3^0 5 CO 0.. at练习2 求指数衰减振荡信号x(t) = e_ sin 「0t 的频谱函数。
解一：12二(a j -)2-0解二：sin2二f 0tj L(f f 。
)一、.(f 一 f 。
)1 2 -at1ea + j2畸x(t) 、(t _T)二 x(t _T)X() 0e^t sin 灼 o te -1 關dt2 二f e 4aj '^t sins 0tdtj j 0t j°t \sin '0t (e —e )21 j 2X(') 2 二(a 。
冷……j 0)t]dtj ) - j o (a j ■) - j 0.e J t sin2 二f 0tu2_(a j2 计)j2%1 1(a +j2nf)— j2f解：（1）求单边指数函数x(t) ・y(t)二 X(f) Y(f)4.求指数衰减函数的频谱函数 —（…；-■ 11 ）。
并定性 画出信号及其频谱图形。
.■ n' IlJ . ■ _iii 的傅里叶变换及频谱=「爲如网必J-"QCh_ 1a-b Joia,+（2材『 疋+住疥）（2）求余弦振荡信号2C/)€w (/+Jl )+ 3(m )]利用 j 函数的卷积特性，可求出信号二「I …匚二「丨的频谱为卫/)訂(/)切)a2^+畑行 + 托))"J- X))丿+ j2h 2( 1 1其幅值频谱为餐⑺卜J/+凶(_/土兀)yC'题图信号及其频谱图注：本题可以用定义求，也可以用傅立叶变换的频移特性求解。
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1 1 s
，由题目给出条件可知
0.04s
。
测试技术习题课（一）
第四题 某一阶测量装置的传递函数为1/（0.04s+1）,若用它测量频率分别为0.5Hz,1Hz,2Hz的正 弦信号，试求其幅度误差。 一阶系统传递函数 H s
1 1 s
，由题目给出条件可知
0.04s
已知时间常数 得到
7.707 10 4 S ，测试信号为50Hz，代入幅频特性函数后，
测试技术习题课（一）
第三题 用一阶系统对100Hz的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%以内，时间 常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测量，相位误差和幅值误 差将分别是多少？
测试技术习题课（一）
第一题 在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式传感器进行压力测试时，首先将它与增益 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？ 系统总灵敏度(mm/Mpa)=80nC/Mpa×5mV/nC*×25mm/1000mV
电压 位移
测试技术习题课（一）
第一题 在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式传感器进行压力测试时，首先将它与增益 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？
压 强 电压 电荷 位移
已知时间常数 得到：
7.707 10 4 S ，测试信号为50Hz，代入幅频特性函数后，
1 1 (50 2 7.707 10 )
4 2
A 1 A 50 2 / s 1
2.81%
测试技术习题课（一）
第三题 用一阶系统对100Hz的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%以内，时间 常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测量，相位误差和幅值误 差将分别是多少？
微弱电荷
放大电压 伏（V）=10^3(mV)毫伏。
测试技术习题课（一）
第一题 在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式传感器进行压力测试时，首先将它与增益 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？ 笔试记录仪
A()
1 1 ( )
2
0.9 ，将ω=100·2π/S代入，得到：
测试技术习题课（一）
第三题 用一阶系统对100Hz的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%以内，时间 常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测量，相位误差和幅值误 差将分别是多少？ 1 1 0.9 将ω=100·2π/S代入 A( ) 0.9 ，得到： 2 1 100 2 / S 1 ( )2 整理后有 100
测试技术习题课（一）
第一题 在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式传感器进行压力测试时，首先将它与增益 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 帕斯卡（pa）：牛顿每平方米； 为多少？
1个标准大气压=1.03×10^5帕斯卡(pa)； 帕斯卡（pa）=10^-3(Kpa)千帕=10^-6兆帕(Mpa)。
压电传感器
压 强 电荷 库仑(C) ：1安培的电流在1秒的时间通过导体截面的电量; 1库仑(C) =6.24146×10^18个电子所带的电荷总量; 库仑(C)=10^3毫库(mC)=10^6微库(uC)=10^9纳库(nC)=10^12皮库(pC)。
=80×5×25/1000(mm/Mpa)=10mm/Mpa
测试技术习题课（一）
第一题 在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式传感器进行压力测试时，首先将它与增益 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？ 系统总灵敏度=10mm/Mpa,当记录仪的输出变化30mm时,压力变化为多少？
当时间常数
arctan( ) 后，得到：
7.707 10 4 S，测试信号为50Hz，代入相频特性函数
测试技术习题课（一）
第三题 用一阶系统对100Hz的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%以内，时间 常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测量，相位误差和幅值误 差将分别是多少？
b1s b0 Y ( s) H ( s) X ( s) a1s n a0
（n≥m）
Y (s) b2 s 2 b1s b0 H ( s) 2 X (s) a2 s a1s1 a0
测试技术习题课（一）
一阶系统重要公式 传递函数：
1 H ( s) s 1
其中，ai (i=0,1,…,n)、bj (j=0,1, …,m) 为常数，n≥m。
测试技术习题课（一）
当系统初始条件全为零时，对上式进行拉普拉斯变换可得系统传递函数为
Y (s) bm s m bm1s m1 b1s b0 H ( s) X (s) an s n an1s n1 a1s a0
第三题 用一阶系统对100Hz的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%以内，时间 常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测量，相位误差和幅值误 差将分别是多少？ 由于时间常数 差
7.707 10 4 S ，且反正切函数为单增函数，因此相位误
50 2 / s 13.609
测试技术习题课（一）
第一题 在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式传感器进行压力测试时，首先将它与增益 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？ 系统总灵敏度(mm/Mpa)=80nC/Mpa×5mV/nC*×25mm/V=?
测试技术习题课（一）
授课教师：刘增力教授 习题ຫໍສະໝຸດ 解：赵宣植 2014年12月19日
测试技术习题课（一）
第一题 在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式传感器进行压力测试时，首先将它与增益 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？
第二题 把灵敏度为404×10^-4pC/Pa的压电传感器与一台灵敏度调到0.226mV/pC的电 荷放大器相接，求其总灵敏度。若要将总灵敏度调到 10×10^6mV/Pa,电荷放 大器的灵敏度应做如何调整？ 系统总灵敏度(mV/pa)=404×10^-4pC/Pa×0.226mV/pC=9.1304 ×10^-3(mV/Pa)
当时间常数
arctan( ) 后，得到：
7.707 10 4 S，测试信号为50Hz，代入相频特性函数
50 2 / s arctan 7.707 10 4 s 2 50 / s
13.609
测试技术习题课（一）
测试技术习题课（一）
第四题 某一阶测量装置的传递函数为1/（0.04s+1）,若用它测量频率分别为0.5Hz,1Hz,2Hz的正 弦信号，试求其幅度误差。
测试技术习题课（一）
第四题 某一阶测量装置的传递函数为1/（0.04s+1）,若用它测量频率分别为0.5Hz,1Hz,2Hz的正 弦信号，试求其幅度误差。 一阶系统传递函数 H s
H ( ) 1 1 j 1 1 ( ) 2
e jarctan
频率特性：
幅频特性：
A( )
1 1 ( ) 2
相频特性
() = arctan
测试技术习题课（一）
一阶系统重要参数，时间常数
测试技术习题课（一）
第三题 用一阶系统对100Hz的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%以内，时间 常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测量，相位误差和幅值误 差将分别是多少？ 一阶系统幅频特性： A( )
1 1 0.04s 0.5 2 / s
2
A 0.5 2 / s 1
0.78%
测试技术习题课（一）
第四题 某一阶测量装置的传递函数为1/（0.04s+1）,若用它测量频率分别为0.5Hz,1Hz,2Hz的正 弦信号，试求其幅度误差。 分别将
30mm/?=10mm/Mpa
压力变化=3Mpa
测试技术习题课（一）
第二题 把灵敏度为404×10^-4pC/Pa的压电传感器与一台灵敏度调到0.226mV/pC的电 荷放大器相接，求其总灵敏度。若要将总灵敏度调到 10×10^6mV/Pa,电荷放 大器的灵敏度应做如何调整？
压 强 电荷 电压
测试技术习题课（一）
。
注意两个s 的区别，第一个 s
j 是复变量，第二个 s 时间单位秒。
测试技术习题课（一）
第四题 某一阶测量装置的传递函数为1/（0.04s+1）,若用它测量频率分别为0.5Hz,1Hz,2Hz的正 弦信号，试求其幅度误差。 一阶系统传递函数 H s
1 1 s
，由题目给出条件可知
1
0.04s
。
幅度误差 A 1 A 1
1 0.04s
2
测试技术习题课（一）
第四题 某一阶测量装置的传递函数为1/（0.04s+1）,若用它测量频率分别为0.5Hz,1Hz,2Hz的正 弦信号，试求其幅度误差。 分别将