测试技术基础期末试题及复习资料
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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
21
)(+=ωωj j H ,输入信号2
sin )(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
6、 压电式传感器输出电缆长度的变化,将会引起传感器的 3 产生变化。
(1)固有频率 (2)阻尼比 (3)灵敏度 (4)压电常数
7、 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 4 传感器。