各章节复习题(答案在后面)
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x(t)?x0sin?t的绝对均值μ|x|和均方根值xrms。
2、 求正弦信号x(t)?x0sin(?t??)的均值?x，均方值?x，和概率密度函数p(x)。
?at3、 求指数函数x(t)?Ae(a?0,t?0)的频谱。
4、 求被截断的余弦函数x(t)??2?cos?0t?0|t|?T|t|?T的傅立叶变换。
5、 求指数衰减振荡信号x(t)?e?atsin?0t(a?0,t?0)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H(j?)?12j??1信号y(t)的频率为?? ，幅值y? ，相位?? 。
，输入信号x(t)?sint，则输出21.52、 试求传递函数分别为和
3.5s?0.541?n222s?1.4?ns??n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 。
4、 当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为H(j?)? 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。
6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。
（二）选择题
1、 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 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Q1(?)和Q2(?)，则两环节串联组成的测试系统，其相频特
性为 。
Q1(?)Q2(?) （2）Q1(?)?Q2(?) （3）（1）
Q1(?)Q2(?)Q1(?)?Q2(?) （4）
Q1(?)?Q2(?)4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。
（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 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 。
（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 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。（ ）
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。（ ）
3、 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。（ ）
4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ ）
（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、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？
3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？
4、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为H(s)?
5、 将信号cos?t输入一个传递函数为H(s)?在内的输出y(t)的表达式。
1。求其对周期信
0.005s?1号x(t)?0.5cos10t?0.2cos(100t?45?)的稳态响应y(t)。
1的一阶装置，试求其包括瞬态过程1??s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 等，属于能量转换型
的传感器有 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 引起的
电阻变化，后者利用 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 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： 放大器和
放大器，后接 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 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。
7、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。
（二）选择题
1、 电阻应变片的输入为 。
（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度
2、 结构型传感器是依靠 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 。
（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 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 。 （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 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 传感器。
（1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式
8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙?变化时，其灵敏度S与?之间的关系是：S＝ 。 （1）k1 （2）k? （3）k??2 （4）?k??2 ?9、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。
（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层
（三）判断对错题（用√或×表示）
1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ） 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ） 3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ） 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ） （四）简答和计算题
1、 哪些传感器可选作小位移传感器？
2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能
否测量大位移量？为什么？
3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？
4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理
由是什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。
5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？
6、 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
（1） 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理； （2） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。
7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r?4(mm)，工作初始极板间距
离?0?0.3(mm)，介质为空气。问：
（1） 如果极板间距离变化量????1(?m)，电容的变化量?C是多少？ （2） 如果测量电路的灵敏度k1?100(mVpF)，读数仪表的灵敏度k2?5（格／mV）在????1(?m)时，读数仪表的变化量为多少？
第四章 信号调理、记录和显示
（一）填空题
1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。
2、 在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。
3、 在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。
4、 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被
测信号的 而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。 5、 调频波的解调又称为 。
6、 调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成正比。
7、 常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为 ，其带宽B
＝ ，若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为 。
8、 RC低通滤波器中RC值愈 ，则上截止频率愈低。
（二）选择题
1、 设有一电路，R1是工作桥臂，R2，R3，R4是固定电阻，且R1?R2?R3?R4。
工作时R1?R1?2?R1，则电桥输出电压ey?（ ）。e0为电桥的电源电压。 （1）
?R1?R?R2?R1e0 （2）1e0 （3）1e0 （4）e0 4R12R1R1R12、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。 （1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减 3、 电路中鉴频器的作用是 。
（1）使高频电压转变成直流电压 （2）使电感量转变为电压量 （3）使频率变化转变为电压变化 （4）使频率转变为电流
4、 一选频装置，其幅—频特性在f2??区间近于平直，在f2?0区间急剧衰减，这
叫 滤波器。
（1）低通 （2）高通 （3）带通 （4）带阻
5、 一带通滤波器，其中心频率是f0，-3dB带宽是B，则滤波器的品质因数Q等于 。
（1）f0?B （2）f0?B （3）f0B （4）f0B
（三）判断对错题（用√或×表示）
1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。 （ ） 2、 调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ） 3、 带通滤波器的波形因数?值越大，其频率选择性越好。 （ ） 4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ ）
（四）简答和计算题
1、 何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什
么条件？
2、 调幅波的解调方法有哪几种？
3、 抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？
4、 相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。
5、 以阻值R?120?，灵敏度S?2的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电阻组成电
桥，供桥电压V0?3V，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变??2000??。 （1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。 （2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度
6、 若x(t)为调制信号，y(t)?cos2?f0t为载波，xm(t)为调幅波（如图所示）
（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。 （2）画出载波与调幅波的双边频谱图。
第五章 信号处理初步
（一）填空题
1、 为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 、
和 。
2、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、
和 。
3、 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 。 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、 若x(t)是均值为ux为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时
Rx(τ) ，τ?∞时Rx(τ) 。 6、 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。
7、 若某一信号的自相关函数为Acos(??)，则该信号的均方值为?x= ，均方根值为xrms= 。
8、 最常用的功率谱估计方法为 。
9、 Sx(f)为信号的 沿频率轴的分布，X(f)称为 。 10、 巴塞伐尔定理表示在 中计算的信号总能量，等于在 中计算的
信号总能量。
（二）判断对错题（用√或×表示） 1、 频率分辨力越高，则泄漏误差越小。（ ） 2、 A/D转换器的位数越多，则量化误差越小。（ ）
3、 对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。（ ）
4、 窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。
（ ）
5、 互相关函数是偶实函数。（ ）
6、 利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。
（ ）
7、 若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为1。（ ）
（三）简答和计算题
1、 已知信号x(t)?A0?A1cos(?1t??1)?A2sin?(2t??2)，求信号的自相关函数
。 Rx(?)，并画出自功率谱Sx(?)（双边幅值谱）
222、 求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。
3、 相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。
4、 试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成
分。
5、 某一系统的输入信号为x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数Rx(?)和输入—输出的互相关函数Rxy(?)之间的关系为Rx(?)?Rx(??T)，试说明该系统起什么作用？
6、 应用巴塞伐尔定理求
????sinc2(t)dt的积分值。
第六章 振动测试
（一）填空题
1、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，位移共振频率 系统固有频率，速度
共振频率 系统固有频率，加速度共振频率 系统固有频率。
2、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，在相位共振处位移始终落后于激振力
度。
3、 单自由度系统基础运动所引起的受迫振动，当激振频率 固有频率时，质量块和壳
体之间的相对运动和基础振动近于相等。
4、 激励方式分为 ， ， 。
5、 按所测的振动性质可将拾振器分为 和 。
6、 阻抗头的前端是 ，后面是测量激振点响应的 。
7、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 、
和 。
8、 机械系统的主要振动参数是 ， 和 。
9、 相对法校准传感器时，经国家计量等部门严格校准过的传感器起着“振动标准传递”的
作用，称为 传感器。 （二）判断对错题（用√或×表示）
1、 压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ） 2、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ）
3、 压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频率最低。（ ） 4、 压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。（ ） 5、 涡流位移传感器属于绝对式拾振器。（ ）
6、 低频激振时，激振器的安装固有频率应比激振频率高3倍以上。（ ） 7、 快速正弦扫描激振属于宽带激振法。（ ） 8、 脉冲锤的锤头越软，则激励的频率范围越大。（ ） 9、 振动测试中，测得的激励和响应之间的相位差包括了测试系统中所有仪器的相移。（ ） （三）简答和计算题
1、 对单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，分别写出其位移频响函数、速度频响函
数、加速度频响函数。
2、 对单自由度系统基础位移所引起的受迫振动，分别写出其相对位移频响函数、绝对位移
频响函数。
3、 对于压电式加速度计，画出其工作原理图，并说明为什么其上限频率取决于固有频率？
4、 对于磁电式绝对速度计，画出其工作原理图，并说明为什么其下限频率取决于固有频
率？
5、 如何用实频曲线估计系统的固有频率和阻尼比？画图说明。
参考答案
第一章 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，均方值?x，方差?x；6、偶，奇；
（二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；
（三）1、
222x0?，
x0xA1；2、0，0，；3、；4、
a?j2?f2?xcos(?t??)2020 5、2； Tsinc?(2?f??0)T??Tsinc?(2?f??0)T?；222a?4?f??0?j4?fa?
第二章 测试装置的基本特性
??j?t（一）1、1/2，1/2，?45；2、123；3、傅立叶变换法，滤波器法；4、A0e0；5、
被测量；6、线性；
（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）
（三）╳ √ √ √ ╳ ╳ （四）略
第三章 常用传感器
（一）1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电；2、金属丝的几何变形，半导体材料的电
阻率变化；3、差动；4、电荷，电压，电荷；5、涡电流；6、mv / (m/s)；7、压电效应。
（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2）
（三）√ √ ╳ ╳ （四）略
第四章 信号调理、处理和记录
（一）1、电压或电流；2、激励电压；3、桥臂数；4、相乘，相乘；5、鉴频；6、幅值，频
率；7、幅频特性曲线降为最大值的12倍时对应的频率为截止频率；
B?fc2?fc1；fc2?2fc1，8、大；
（二）（1）（1）（3）（2）（4） （三）√ ╳ ╳ √ （四）略
第五章 信号处理初步
（一）1、概率密度函数，自相关函数；2、带通滤波法，傅立叶变换法；3、有限带宽，fs?2fh；
4、100；5、?x，0；6、相干函数；7、A,A；8、周期图法；9、功率密度，能谱；10、时域，频域；
（二）1、╳；2、√；3、√；4、√；5、╳；6、╳；7、╳；
2AA（三）1、Rx(?)?A0?1cos?1??2cos?2?，
22222AASx(?)?A0?1??(???1)??(???1)??2??(???2)??(???2)?；
442222、Rxy(?)?2?sin??；
3、同频相关、不同频不相关；
4、信号的常值分量为其自相关函数均值的开方，周期成分与其自相关函数周期成分的频率相同、幅值成比例关系；
5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前T； 6、
????sinc2(t)dt??2?1/2??1/2?1df??；
第六章 振动的测试
（一）1、小于，等于，大于；2、90；3、远大于；4、稳态正弦激振，随机激振，瞬态激振；
5、相对式，绝对式；6、力传感器，加速度计；7、电荷放大器，电压放大器；8、固有频率，阻尼比，振型；9、参考。
（二）1、╳；2、╳；3、√；4、√；5、╳；6、√；7、√；8、╳；9、√； （三）略
2013—2014学年第一学期
学院 班级 姓名 学号 题号 得分 一 二 三 四 五 六 总分
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。
A 重放速度放快 B 重放速度放慢 C 重放速度不变 D 多放几次 10. 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。
A 存在，但<5％ B 存在，但<1 C 在时间常数很小时存在 D 不存在
三、判断题（用√或×表示，在正确的题目对应的括号里填√，反之填 ×，每题1分，共10分）
1． （ ）非周期信号的频谱是连续的。
2． （ ）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 3． （ ）调幅波是载波与调制信号的叠加。 4． （ ）涡流传感器属于有源传感器。
5． （ ）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。 6． （ ）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。 7． （ ）恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。 8． （ ）随机激振属于宽带激振法。
9． （ ）压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。
10. （ ）若系统是完全线性的，则输入输出的相干函数一定为1。
四、简答题（每题5分，共30分）
1. 已知周期方波的傅立叶级数展开式为： x(t)?8A?11?sin?t?sin3?t?sin5?0t??? ?00??35?试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。
2. 二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范围？
3. 何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？
4. 信号的预处理包括那些环节？
5. 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？
6. 测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：
图1
（1）这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？ （2）从波形中可以获得信号的哪些信息？
五、计算题（共14分）
1． （6分）已知低通滤波器的频率响应函数为
H(?)?1， 式中 ??0.05s
1?j??当输入信号为x(t)?0.6cos(60t)?0.5cos(100t?45?)时，求滤波器的稳态输出y(t)
2． （4分）有一信号x(t)?Acos(?t??)，初始相角?为一随机变量；
试求 1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。
3． （4分）以阻值R?120?，灵敏度S?2.5的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电
阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为1000??时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压
六、应用题（共16分）
1. （6分）某车床加工外圆表面时，表面振纹主要是由主轴箱转动轴上齿轮不平衡惯性力使主轴箱振动所引起，实验测得振纹的频谱如图2（a）所示，主轴箱内的传动示意图如图2(b)所示，传动轴Ⅰ、Ⅱ和主轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为Z1 = 30, Z2 = 40, Z3=20, Z4=50, 传动轴Ⅰ的转速为 n1 = 2000转/分（根据传动比计算可知：传动轴Ⅱ的转速为 n2 = 1500转/分，主轴Ⅲ的转速为 n2 = 600转/分），试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响较大？为什么？
2. （10分）欲测试图3(a)所示简直梁的动态特性参数（固有频率和阻尼比）， （1）请从现有设备中选择，并用框图表示测试系统构成，简述测试过程；
（2）测得该梁的幅频特性曲线如图3（b）所示，根据该曲线如何确定简直梁的动态特性参数（给出原理、公式并在图中表示）
（现有设备： 压电式加速度计、 压电式力传感器、磁电式速度计、电阻应变片、电荷放大器、功率放大器、信号发生器、激振器、数据采集分析系统、显示设备）
图3 (a)
图3 (b)
期末考试试卷参考答案
一、 填空( 每空1分，答对得分，答错不得分，共20分)
1． 获取有用的信息 2． 脉冲响应函数
3． 时间(t)、频率f或(?)
4． 100Hz
5． 激励电压（或工作电压或桥压或电源）
6． 导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应） 7． 压电效应
8． fc2?fc1 、32（或1.26）
9． 电阻式传感器、涡电流传感器、电容式传感器、电感式传感器等，答对任
何两个均得2分 10． 调幅、调频、调相 11． 同频相关不同频不相关/同频检测原理 12． 传递、频率响应、脉冲响应
二、 选择题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分）
1—5 D B C A B 6—10 D B D B D 三、 判断题（每题1分，答对得分，答错不得分，共10分） 1—5 ×√×√√
6—10 √×√×√ 四、 简答题（每题5分，共30分） 1．（5分）
2分
频谱特点：离散性、谐波性、递减性 3分(每答对一个得1分) 2．（5分）
固有频率(?n)和阻尼比(?) 3分(每答对一个得1.5分)
为了实现不失真,阻尼比(?)取值0.6 ~ 0.8; 工作频率取值小于等于0.58?n 2分(每答对一个得1分)
3. （5分）
输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A0x(t-t0), 其中A0和t0为常数, 则为不失真测试。 2分
或者用文字描述上述关系，描述正确2分，不完整1分，错误不得分。 实现不失真测试的测试装置的
幅频特性为 A(ω)= A0 = 常数 1.5分
相频特性为 φ(ω)=?t0? 1.5分
或者用文字表述，表述正确同样得分。
4. （5分）
（1）电压幅值调理（或者放大） 1分 （2）滤波（或者滤去高频） 2分 （3）隔离直流分量（或者隔直） 1分
（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 1分
5. （5分）
动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1分），相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平衡外，还须有电容平衡（3分）。 5分
其它的表述酌情给分。
6. （5分）
（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。 2分
（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同 1分
相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 1分 幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1分 五、 计算题（共14分）
1. （6分） x(t)?0.6cos(60t)?0.5cos(100t?45?)
令x1(t)?0.6cos(60t)，x2(t)?0.5cos(100t?45?) 根据线性系统频率保持性和幅频相频特性 A(?)?1，?(?)??arctan(??) 21?(??) 由?1?60，可以得到：
1A(?1)??0.316 1分
21?(0.05?60) ?(?1)??arctg(??)??arctg(0.05?60)??71.565? 1分 y1(t)?0.6?0.316cos(60t?71.565?)?0.1896cos(60t?71.565?)
由?2?100，可以得到：
1 A(?2)??0.196 1分
21?(0.05?100) ?(?2)??arctg(??)??arctg(0.05?100)??78.69? 1分
y2(t)?0.196?0.5cos(100t?45??78.69?)?0.098cos(100t?123.69?) 由线性系统的叠加性可得：
y(t)?y1(t)?y2(t)?0.1896cos(60t?71.565?)?0.098cos(100t?123.69?)
2分
1T 2.（4分） 自相关函数：Rx(?)?lim?x(t)?x(t??)dt 1分
T01T =lim?Acos(?t??)?Acos[?(t??)??)]dt
T0A2cos(??) 1分 =2TT120120 均值：?x??t??)dt=0 1分 T0x(t)dt=T0Acos(????T02T02 方差：?x
3. （4分） 单臂：
21?T0?T02T?02A2 1分 [x(t)??x]dt?2uy??R1?R11?u0??u0?S?u0??2.5?1000?10?6?4?2.5?10?3V 2分 4R4R44?R1?R11?u0??u0?S?u0??2.5?1000?10?6?4?5?10?3V 2分 2R2R22 双臂：
uy?
六、 应用题（共16分）
1. （6分）转动轴I的转动频率为：2000/60=33.3HZ； 1分 转动轴II的转动频率为：1500/60=25HZ； 1分 转动轴III的转动频率为：600/60=10HZ； 1分
与实验测得振纹的频谱图比较知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。 3分 2．（10分） （1）（6分）
测试系统组成框图：（4分）
测试过程（2分）：
信号发生器产生的信号由功率放大器放大后传送给激振器，激振器通过压电式力传感器对简支梁激振；压电力传感器拾取激振力信号，压电加速度传感器拾取振动信号，分别经电荷放大器放大后送入数据采集系统，最后由显示设备显示频率响应函数。
分）
幅频特性峰值A0对应的频率为简支梁的固有频率?n；2分 半功率点（或者12A0或者0.707A0）对应的频率分别为?1、?2；阻尼比如下方法估计： ???2??1 ?n 2分 要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。 （2）（4
综合题集
第一套
一、填空题（25分，每空1分）
1．时间常数τ是 一 阶传感器动态特性参数，时间常数τ越 小 ，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。
2．满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。
3．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。 4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变 宽 其幅值变 小 。
5．当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。
6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。
7. 电涡流传感器是利用 金属 材料的电涡流效应工作，可分为低频 透射 式和高频 反射 式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。
8．在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为 调制波 ，载送低频信号的高频振荡信号称为 载波 ，将经过调制过程所得的高频振荡波称为 已调制波 。
??π??9．已知x?t??12sin?t，??t?为单位脉冲函数，则积分?x?t????t? ?dt= 12 。??2???10．已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz，则被测轴的转速为 900r/min 。
11. RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率越 小 。
12. 频率混叠是由于 采样频率过低 引起的，泄漏则是由于 信号截断 所引起的。
二、选择题（15分，每题1.5分）
1．离散、周期的时域信号频谱的特点是（ C ）的。 A非周期、离散
B非周期、连续 C、周期、离散 D周期、连续
2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（ C ）。 A 电阻传感器
B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器
3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ B ）材料制成。 A 金属 B 导磁 C 塑料 D 导电
4．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（ D ）。 A 精度 B 灵敏度 C 精密度 D 分辨力 5．数字信号的特征是（ B ）。 A 时间上离散，幅值上连续 C 时间上连续，幅值上量化
B 时间、幅值上都离散 D 时间、幅值上都连续
6．传感器灵敏度越高，表示该传感器（ B ）。 A 工作频带越宽 C 线性范围越宽
B 单位输入引起的输出量越大 D 允许的输入量越大
7．周期信号傅立叶级数中的各项系数表示各谐波分量的（ C ）。 A 相位 B 周期 C 振幅 D 频率 8．A/D转换器的位数越多，则其（ B ）。
A 分辨力越低 B 转换精度越高 C 转换速度越快 D 转换时间越短 9．滤波器的-3dB频率指输出信号幅值为输入信号幅值的（ C ）时所对应的截止频率。
A 2 B 1 C 2/2 D 1/2 10．不能用于材料厚度的非接触测量的传感器为（ C ）。 A 涡流式 B 电容式 C 压电式 D 光电式 三、简答题（24分）
1．根据滤波器的选频作用，一般将滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。并列出4个实际滤波器的主要特征参数。（6分）
A(f)10A(f)10A(f)10A(f)10fc1fc2ffc1ffc1fc2ffc2f
(a) 带通 (b) 高通 (c) 带阻 (d) 低通
主要特征参数（任选4个）： (1) 截止频率 (2) 带宽 (3) 纹波幅度 (4) 品质因子 (5) 倍频程选择性 (6) 滤波器因数
2．下图为同一正弦信号分别用相同时宽的矩形窗和汉宁窗截断后得到的频谱图。请指出下面二个频谱图分别采用以上哪个窗函数得到的，并说出这两种窗函数的主要特点。（6分）
幅度 0
频率
幅度 Fs/2
0
频率
Fs/2
(a) 汉宁窗 (b) 矩形窗
答：
矩形窗的特点：主瓣比较集中。但旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。
汉宁窗的特点：主瓣较宽，旁瓣较低，衰减速度也较快。但带宽加宽，使得频率
分辨力下降。
3. 一阶系统受到一个阶跃输入的作用，在2秒时达到输入最大值的20%，试求：测试系统的时间常数和当输出达到最大值的95%时，需多长时间？（6分）
??y?t?τ解： ?1?e?1?eτ?20%
x?t?t22??In?0.8? ττ?9s
?1?1y?t1?τ当输出达到最大值的95%时，?1?e?1?e9?95%
x?t1?tt?t19e?0.05
t1??9?In?0.05??27s
4．下图为动态应变仪工作框图，请指出图中A、B和C分别代表什么？并说明B和C在系统中的作用是什么？（6分）
x(t)0xm(t)t0x0(t)t0x(t)t0t试件A放大器振荡器BC显示记录y(t)0t
答：A 电桥 将电阻、电容、电感等参数变化转换为电压或电流输出
B 相敏检波 解调
C 低通滤波器 选取低频信号，抑制或衰减掉其他不需要的成分
三、计算题（共36分）
1．（9分）求下图周期性锯齿波x?t??其频谱图。
x(t) 1 ‥‥‥ -T/2 0 -1 T/2 ‥‥‥ t 2tTT??T???t??的傅立叶级数，并绘出
2??2 解：an?0
4T/228bn???t?sin?n?0t?dt?2T0TT?T/20T/2?T/2cos?n?t???cosn?t8?00?t?sin?n?0t?dt?2?t???dt?0?n?00n?0T????2??n?n?2k2??cos?n????k?整数2n?2k?1n???n?
x?t??2?1111??sin?0t-sin?2?0t??sin?3?0t??sin?3?0t??sin?5?0t?????? π?2345??0n为奇数 ??An?bn?n?πn为偶数2πAnπ?n0?02?03?04?05?0n?00?02?03?04?05?0n?0
2．（9分）求周期余弦信号x?t??Acosωt的均值、均方值、自相关函数和自谱。 解：均值?x?lim1T1T??xtdt?Acosωtdt?0 0T??T?T?01T21TA22均方值?x?lim?x?t?dt???Acosωt?dt?T??T0T0T?T01A2?1?cos2ωt?dt? 221T1T2A2cosω? 自相关函数Rx?lim?x?t?x?t???dt??Acosωt?cosω?t???dt?T??T0T02A2π??????0???????0?? 自谱Sx????23．（9分）有一薄壁圆管式拉力传感器如下图所示。已知其弹性元件材料的泊松比为0.3，电阻应变片R1、R2、R3和R4阻值相同，且灵敏系数均为2，应变片贴片位置如图所示。若受拉力P作用，问：
(1) 欲测量拉力P的大小，应如何正确组成电桥？请画出相应的电桥。 (2) 当供桥电压ei?2V，?1??2?300με时，输出电压eo是多少（1με?1?10?6）？
R1R1PR3R4R2PR3R4R2
解：(1) 为了测量力P大小，测试电桥应如下图所示连接： (2) 设R1、R2、R3、R4应变分别为ε1，ε2，ε3，ε4。 因为泊松比μ=0.3，故R3、R4的应变ε3=ε4=-με1=-0.3×300=-90
R1R4e01?ΔR1ΔR2ΔR3ΔR4?1?e0??????e??i4??1??2??3??4?K?ei4?RRRR234??1 1??300?300???90????90???2?2?0.78mV4R3eiR24．（9分）一个电容测微仪，其传感器的圆形极板半径为4mm，工作初始间隙0.3mm，介电常数为8.85×10-12F/m，试求：
(1) 工作中，若传感器参与工作的间隙变化量为2μm，电容变化量是多少？ (2) 若测量电路的灵敏度为100mV/pF，读数仪表的灵敏度为5格/mV，当间隙变化量还为2μm，读数仪表示值变化多少格？ 解：(1) 相对面积A=πr2=5.027×10-5m2
由于两极板间距变化引起的电容变化量为：
?A8.85?10?12?5.027?10?5?C??2?????2?10?6??9.85?10?3PF 2??0.3?10?3?(2) 仪表示值变化格数为：
N=5×100×(-?C)=5×100×9.85×10-3=4.9格
第二套
一、填空题（30分，每空1.5分）
1. 作为传感器的核心部件，直接感受被测物理量并对其进行转换的元件称为
敏感元件 。
2. 在τ为 0 情况下，自相关函数值达到最大值。
3. 已知某周期信号的周期为0.2s，则该信号的3次谐波分量的频率为 15
Hz。
4. 周期信号的频谱具有 离散 性， 谐波 性和衰减性。
5. 若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样信号的频谱会产生 频混
现象。
6. 在外力作用下，金属应变式传感器主要产生几何尺寸变化，而压阻式传感器
主要是
电阻率 发生变化，两者都引起 电阻值 发生变化。
7. 衡量传感器在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之
间的不一致程度的指标为 重复性 。
8. 电感式和电容式传感器常采用 差动 结构来提高其灵敏度，改善 非线
性误差 。
9. 描述一阶系统动态特性的参数是 时间常数 ，其值越 小 ，则该系统
频带越宽，响应越快。
10. 当压电式传感器使用 电荷 放大器，输出电压几乎不受联接电缆长度变
化的影响。
11. 抗混滤波器是一种 低通 滤波器 ，其上限截止频率fc与采样频率fs之间
的关系应满足关系式 。
12. 某信号的自相关函数为Rx(?)?100cos?0?，则该信号的均值为 0 ，
均方根值为 10 。 13. 若窗函数w(t)的频谱为W(?)?Tsinc(?T2)，则时延窗函数w(t?t0)的频谱为
。对比可以发现，时延窗函数的 幅值谱 与原窗函数的
对应量相同。
二、选择题（20分，每题1分）
1. 描述传感器静态特性的指标有 D 。
A幅频特性 B稳定时间 C动态范围 D线性度 2. 下列统计参数中，用以描述随机信号波动范围的参数为 B 。 A 均值 B 方差 C 均方值 D 概率密度函数 3．信号的时域描述与频域描述通过 C 来建立关联。
A 拉氏变换 B 卷积 C 傅立叶变换 D 相乘 4．理想滤波器在通带内的幅频特性为 A 。
A常数 B 零 C零或常数 D无法确定 5. 如果隔振台对低频激励起不了明显的隔振作用，但对高频激励却有很好的隔振作用，那么，隔振台属于 B 。
A 高通滤波器 B 低通滤波器 C 带通滤波器 D 带阻滤波器 6．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为 D 。 A 量程 B灵敏度 C 精确度 D分辨力 7．已知变磁通式转速传感器的测速齿轮的齿数为30，若测得感应电动势的频率为300Hz，则被测轴的转速为 D 。
A 300转/分 B 480转/分 C 900转/分 D 600转/分 8．滤波器的-3dB截止频率指信号幅值衰减为输入幅值 C 对应的频率。 A 2 B 1 C 2/2 D 1/2
9．对连续信号进行采样时，若信号的记录时间不变，采样频率越高，则 C 。
A 泄漏误差越大 B 频率混叠越严重
C 采样点数越多 D 频域分辨率越低 10．压电式传感器目前多用于测量 D 。
A 静态力 B 温度 C 速度 D 加速度与动态力
11．当???时，两信号的互相关函数呈周期变化，说明两信号必定 B 。 A为周期信号 B含有同频率的周期成分 C为非周期信号 D含有不同频率的周期成分 12．滤波器的带宽越小，表示该滤波器 D 。
A建立时间越短，频率分辨率越低 B建立时间越长，频率分辨率越低 C建立时间越短，频率分辨率越高 D建立时间越长，频率分辨率越高 13．若?0、??分别为变极距型电容式传感器极板间的初始极距和极距变化量，
S为极板面积，在????1的条件下，该电容传感器灵敏度近似为 D 。
A．
?????S?S B． C． D． 22?????0?014．若瞬变信号x(t)的频谱为X(f)，则信号ax(bt)(其中a、b均为正实常数)的频谱为 A 。 A C
afbfX() B X() bbabbfafX() D X()
baaa15．测试系统动态特性的测定方法包括阶跃响应试验和 A 试验。 A频率响应 B脉冲响应 C传递函数 D任意输入响应
16．以下 C 的频谱为连续频谱。
A周期矩形脉冲 B正弦函数 C矩形窗函数 D周期方波 17．单位脉冲函数的采样特性表达式为 A 。
A ?x(t)?(t?t0)dt?x(t0) B x(t)*?(t?t0)?x(t?t0)
???C x(t)*?(t)?x(t) D ?(t)?1 18．属于物性型传感器为 D 。
A应变式传感器 B电感式传感器 C电容式传感器 D压电式传感器
19．可以实现非接触振动测量的传感器为 B或者C 。
A应变式传感器 B电感式传感器 C电容式传感器 D压电式传感器
20．动态电阻应变仪中相敏检波电路的作用是 B 。
A幅值调制 B幅值解调 C频率解调 D滤波 三、计算题（共30分）
1．已知周期矩形脉冲信号的傅立叶级数展开式为：x(t)??Tn????sinc(?n??jn?0t，)eT其时域波形和频谱如下图所示。其中周期矩形脉冲的周期为T，脉冲宽度为?。（10分）
（1） 若??0.25ms，T?1ms，该周期矩形脉冲信号的带宽为 4000 Hz，谱线
间隔为 1000 Hz。
（2） 若矩形脉冲幅度和宽度?保持不变，周期变为T?2ms时，其带宽为 4000
Hz、谱线间隔为 500 Hz，频谱最大幅度为 0.125 。
2．若要求100Hz正弦信号通过某一阶滤波器后，幅值误差小于5％，问该一阶滤波器的时间常数最大为多少？120Hz正弦信号通过该滤波器后，幅值误差为多少？(6分)
解：滤波器作为一阶系统，有
H(s)?11 和 H(f)? ?s?1[1?(?2?f)2]12对于同一频率f，?越大，测量误差越大，令 f =100Hz, 测量误差小于5%，即
H(f)?0.95，求出??5.23?10?4。
所以该滤波器的时间常数最大取为??5.23?10。
120Hz正弦信号通过该滤波器时，有H(f)?0.93028，即幅值误差为6.972%。
?43．某等截面梁（泊松比为0.3）受单向拉力F作用，将灵敏系数为2.4的四个应变片粘贴在梁上，如下图所示。(1) 请利用粘贴的四片应变片组成全桥（绘制电桥图），实现拉力F的测量。(2) 若供桥电压为8V，应变片R1和R3产生应变为150με（1με＝1×10-6），问电桥输出电压是多少？ (8分)
FR1R2FR3R4
解：
eo?eieK(?1??2??3??4)?iK(?1???1??1???1) 44eie8VK?1(1???1??)?iK?1(1??)??2.4?150?10?6(1?0.3)?1.872mV422
?
4．利用压电式传感器组成加速度测量系统。其中压电式传感器的灵敏度
Scp=9.00Pc/g，它与灵敏度为SVC=0.005V/Pc的电荷放大器联接后，接到灵敏度为SXV=20mm/V的示波器上显示。试画出该加速度测量系统的方框图，并
计算系统总灵敏度S。（6分） 解：
被测物体 被测物体 被测物体 被测物体
S?SCP?SVC?SXV?9.0Pc/g?0.005V/Pc?20mm/V?0.9mm/g
四．分析应用题（20分）
1．何为系统不失真测试条件？根据右图所示二阶系统的幅频特性和相频特性曲线，说明如何选择二阶系统动态特性参数及工作频带？（6分）
解：不失真测试条件：幅频特性为一常数，相频特性与频率成线性的关系。
对于一个二阶系统来说，在
??0.3的范围内，系统的幅频特?0性接近一条直线，其幅值变化不超过10%，但从相频曲线上看，曲线随阻尼比的不同剧烈变化。其中当?接近于零时相位为零，此时可以认为是不失真的。而当?在坐标系原点的斜线。
0.6~0.8范围内时，相频曲线可以近似认为是一条起自
2．周期信号的傅立叶级数表达式的物理含义为：周期信号可以分解成众多具有 不同频率 的 谐波 信号，该周期信号可以利用傅立叶级数中的某几项之和逼近。下图为周期方波在不同阶次谐波逼近波形，请问，基波频率为 250Hz ，图 a 逼近中谐波阶次更高。（4分）
1.5
1.0
幅度/V
0-0.5-1.0
幅度/V
0.5
-1.5
1.51.00.50-0.5-1.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-1.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
时间/ms
时间/ms
图(a) 图(b)
3．下图为采用某一种传感器测量不同的非电量的示意图。图中被测物体2均为金属材料制成，1为传感器。试问：（6分） （1）该种传感器是何种传感器？ （2）图中分别测量的是哪些非电量？ （3）总结该种传感器的两个优点。
1112
2
2
（a） （b） （c）
答：（1）涡流传感器
（2）（a）测转速，（b）测材料的厚度，（c）计数 （3）结构简单，使用方便，非接触测量等优点
4. 已知某位移传感器的位移测量值右侧表所列，其拟合直线为y??2.2?6.8x，试问：
此拟合直线能否满足线性误差小于5%的要求？(4分)
y/mm x/mV 答：根据已有拟合直线，计算当x取不同值时，对应的y值 0 及误差为：
当x?0时， y??2.22?6.8x??2.2， 对应误差为-2.2 当x?1.85时，y??2.22?6.8x?10.38， 对应误差为0.38
10 20 30 40 0.00 1.85 3.45 4.92 6.22 7.37 当x?3.45时，y??2.22?6.8x?21.26， 对应误差为0.26 50 当x?4.92时，y??2.22?6.8x?31.256， 对应误差为1.256 当x?6.22时，y??2.22?6.8x?40.096， 对应误差为0.096 当x?17.37时，y??2.22?6.8x?47.916， 对应误差为-2.084 所以，最大误差出现在当x?0时，此时误差?Lmax??2.2
线性误差为?L??LmaxY?100%?2.2?100%?4.4%?5%，故此拟合直线能满50足线性误差小于5%的要求。
第三套
（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2、传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。
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、周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。 5、非周期信号包括 信号和 信号。
6、描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 7、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。
8、某一阶系统的频率响应函数为H(j?)?12j??1，输入信号x(t)?sint，则输出信号2y(t)的频率为?? ，幅值y? ，相位?? 。
41?n1.59、试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的
3.5s?0.5s2?1.4?ns??n22总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。
10、当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为H(j?)? 。
11、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。
12、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。
13、属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有 等（每个至少举例两个）。
14、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 引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。
15、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 工作方式。
16、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 放大器和 放大器，后接 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。
17、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 效应。 18、磁电式速度计的灵敏度单位是 。 19、压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。
20、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。 21、在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。
22、在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。
23、调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被测信号的 而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。 24、调频波的解调又称为 。
25、调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成正比。
26、常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为 ，其带宽B＝ ，若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为 。 27、RC低通滤波器中RC值愈 ，则上截止频率愈低。
28、为提高灵敏度，磁记录仪重放磁头的线圈匝数应 ，为补偿其微分特性，重放放大器应采用 。
29、驱动振动子转动的动力是由被记录信号电流通过振动子线圈所产生的 。 为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 、和 。
为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。
30、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 。
31、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。
32、若x(t)是均值为ux为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时
Rx(τ) ，τ?∞时Rx(τ) 。 33、 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。
34、若某一信号的自相关函数为Acos(??)，则该信号的均方值为?x= ，均方根值为xrms= 。
35、最常用的功率谱估计方法为 。
36、Sx(f)为信号的 沿频率轴的分布，X(f)称为 。 37、巴塞伐尔定理表示在 中计算的信号总能量，等于在 中计算的信号总能量。
38、为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 、和 。
2239、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。
40、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 。
41、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。
42、若x(t)是均值为ux为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时Rx(τ) ，τ?∞时Rx(τ) 。 43、 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。
44、若某一信号的自相关函数为Acos(??)，则该信号的均方值为?x= ，均方根值为xrms= 。
45、最常用的功率谱估计方法为 。
46、Sx(f)为信号的 沿频率轴的分布，X(f)称为 。 47、巴塞伐尔定理表示在 中计算的信号总能量，等于在 中计算的信号总能量。
（二）选择题
1、 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 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Q1(?)和Q2(?)，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 。
22Q1(?)Q2(?) Q1(?)?Q2(?) （1）（2）（3）Q1(?)Q2(?)Q1(?)?Q2(?) （4）
Q1(?)?Q2(?)4、一阶系统的阶跃响应中，超调量 。
（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 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 。
（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 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 8、电阻应变片的输入为 。
（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度 9、结构型传感器是依靠 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 10、不能用涡流式传感器进行测量的是 。
（1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料 11、变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方
12、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 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通
13、压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数
14、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。 （1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式
15、自感型可变磁阻式传感器，当气隙?变化时，其灵敏度S与?之间的关系是：S＝ 。 （1）k1?2?2 （2）k? （3）k? （4）?k? ?16、光电倍增管是利用 效应制成的器件。
（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层 17、光敏元件中 是直接输出电压的。
（1）光敏电阻 （2）光电阻 （3）光敏晶体管 （4）光导纤维
18、设有一电路，R1是工作桥臂，R2，R3，R4是固定电阻，且R1?R2?R3?R4。工作时R1?R1?2?R1，则电桥输出电压ey?（ ）。e0为电桥的电源电压。 （1）
?R1?R?R2?R1e0 （2）1e0 （3）1e0 （4）e0 4R12R1R1R119、调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。 （1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减 20、电路中鉴频器的作用是 。
（1）使高频电压转变成直流电压 （2）使电感量转变为电压量 （3）使频率变化转变为电压变化 （4）使频率转变为电流
21、一选频装置，其幅—频特性在f2??区间近于平直，在f2?0区间急剧衰减，这叫 滤波器。
（1）低通 （2）高通 （3）带通 （4）带阻
22、一带通滤波器，其中心频率是f0，-3dB带宽是B，则滤波器的品质因数Q等于 。
（1）f0?B （2）f0?B （3）f0B （4）f0B
23、为测量和记录200Hz的正弦信号，最好选用 型号的振动子比较合适。 （1）FC6－120 (2) FC6—120A (3)FC6—400 （4）FC6—1200 24、为了改善重放磁头的电压输出信号，应后续 电路。 （1）放大 （2）微分放大 （3）积分放大 （4）频率调制
25、记录一基频为f的方波信号，应选用固有频率fn f的光线示波器振动子。 （1）＝ （2）?2 （3）?10 （4）>>0.5 26、伺服式记录仪的特点是 。
（1）记录缓变信号幅值准确性高 （2）记录缓变信号幅值准确性低 （3）记录中频信号幅值准确性高 （4）记录高频信号准确性高
27、在选用振动子时，除了使阻尼比接近0.7 外，应使被测正弦信号的最高频率fm 振动子的固有频率fn。
（1）＝ （2）>2倍 （3）?（0.5~0.6）倍 （4）<0.1倍
（三）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。（ ）
6、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。（ ）
7、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。（ ）
8、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。（ ）
9、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ ） 10、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ ） 11、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ ） 12、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ） 13、涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ）
14、压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ） 15、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ） 16、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。 （ ） 17、调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ） 18、带通滤波器的波形因数?值越大，其频率选择性越好。 （ ） 19、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ ） 20、频率分辨力越高，则泄漏误差越小。（ ） 21、A/D转换器的位数越多，则量化误差越小。（ ）
22、对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。（ ）
23、窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。（ ） 互相关函数是偶实函数。（ ）
24、利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。（ ）
25、若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为1。（ ） 26、频率分辨力越高，则泄漏误差越小。（ ） A/D转换器的位数越多，则量化误差越小。（ ）
27、对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。（ ）
28、窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。（ ） 29、互相关函数是偶实函数。（ ）
30、利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。（ ） 31、若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为1。（ ）
（四）简答和计算题
1、求正弦信号x(t)?x0sin?t的绝对均值μ
|x|
和均方根值xrms。
22、求正弦信号x(t)?x0sin(?t??)的均值?x，均方值?x，和概率密度函数p(x)。 3、求指数函数x(t)?Ae?at(a?0,t?0)的频谱。
?cos?0t4、求被截断的余弦函数x(t)???0|t|?T|t|?T的傅立叶变换。
5、求指数衰减振荡信号x(t)?e?atsin?0t(a?0,t?0)的频谱。 6、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？ 7、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 8、测试装置实现不失真测试的条件是什么？
9、某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为H(s)?1。求其对周期信号
0.005s?1x(t)?0.5cos10t?0.2cos(100t?45?)的稳态响应y(t)。
10、将信号cos?t输入一个传递函数为H(s)?内的输出y(t)的表达式。
11、哪些传感器可选作小位移传感器？
12、涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测量大位移量？为什么？
13、电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？
1的一阶装置，试求其包括瞬态过程在1??s14、电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。
15压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 16、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
（1）用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理； （2）两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。
17、某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r?4(mm)，工作初始极板间距离
?0?0.3(mm)，介质为空气。问：
（1）如果极板间距离变化量????1(?m)，电容的变化量?C是多少？
（2）如果测量电路的灵敏度k1?100(mVpF)，读数仪表的灵敏度k2?5（格／mV）在????1(?m)时，读数仪表的变化量为多少？
18、何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？
19、调幅波的解调方法有哪几种？
20、抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？ 21、相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。
22、以阻值R?120?，灵敏度S?2的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电阻组成电桥，
??。 23、供桥电压V0?3V，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变??2000（1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。 （2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度
24、若x(t)为调制信号，y(t)?cos2?f0t为载波，xm(t)为调幅波（如图所示）
（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。 （2）画出载波与调幅波的双边频谱图。
25、已知信号x(t)?A0?A1cos(?1t??1)?A2sin(?2t??2)，求信号的自相关函数。 Rx(?)，并画出自功率谱Sx(?)（双边幅值谱）26、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。 27、相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。
28、试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分。 29、某一系统的输入信号为x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数Rx(?)和输入—输出的互相关函数Rxy(?)之间的关系为Rx(?)?Rx(??T)，试说明该系统起什么作用？
30、应用巴塞伐尔定理求
????sinc2(t)dt的积分值。
31、已知信号x(t)?A0?A1cos(?1t??1)?A2sin(?2t??2)，求信号的自相关函数。 Rx(?)，并画出自功率谱Sx(?)（双边幅值谱）32、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。 33、相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。
34试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分。 35某一系统的输入信号为x(t)，若输出y(t)与输入x(t)相同，输入的自相关函数Rx(?)和输入—输出的互相关函数Rxy(?)之间的关系为Rx(?)?Rx(??T)，试说明该系统起什么作用？
36应用巴塞伐尔定理求
????sinc2(t)dt的积分值。
第四套
一、 填空题（20分，每空1分）
1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。 2.测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差 。
3.将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。 4.为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在 相邻 桥臂上。
5．调幅信号由载波的 幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。 6．绘制周期信号x(t)的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。
7．信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为 均方值?2，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。
8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。
9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和 阶跃响应法。 10.连续信号x(t)与?(t?t0)进行卷积其结果是：x(t)??(t?t0)? x(t?t0)。其几何意义是 把原函数图像平移至t0位置处 。
二、 选择题（20分，每题2分）
1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。 A．增大 B．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。 A相乘 B．相加 C．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是(D)。
A．相关函数 B．拉氏变换 C．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，(B)是周期信号。
??5cos10?tA．x(t)????0B．x(t)?20e?at当t?0当t?0
cos20?t(???t???)
C．x(t)?5sin20?t?10cos10?t(???t???)
5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。 A．频带变窄、幅值增高 B．频带变宽、幅值压低 C．频带变窄、幅值压低 D．频带变宽、幅值增高 6．非线性度是表示定度曲线(A)的程度。
A．偏离其拟合直线 B．接近真值 C．正反行程的不重合 7．一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B)。 A．越宽 B．越窄 C．不变
8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D） A.波登管 B．膜片 C．波纹管 D．电阻应变片
9.对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A） A.0° B．45°C．90° D．30° 10．二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。
A．使系统不发生共振 B．使得读数稳定 C．获得较好的幅频、相频特性
三、简答题（共30分）
1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？（4分）
答：① 各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真；（2’）
② 尽可能减小或消除各种干扰。（2’） 2.周期信号的频谱具有哪几个特点？（6分） 答：① 周期信号的频谱是离散的。（2’）
② 每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是各分量频率的公约数。（2’） ③ 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。因此，在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分量。（2’）
3.现有电阻R1和R2，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为ui，输出为uo）。（5分） 答：正确的接桥方法如图所示：（3’）
电桥的平衡条件是：
R1R2?jwL?1L?（2’） jwCC4.有人在使用电阻应变片时，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，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？（5分） 答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：
1?Rui（2’） 2R2?R?R?当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为（2’） 2RRuo?即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接。这时
uo?ui?R。（1’） R5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）
答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。（2’）解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。（1’）经过调制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。（2’）
6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5分）
答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。（每一种0.5分）
四、计算题（共20分，每小题10分） 1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。
x(t) A -T/2 0 T/2 t 解：1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。 解：一个周期内的表达式为：
?2At??Tx(t)????2At??T0?t?T2T??t?02（2’）
因为x(t)为偶函数，所以bn?0， n?1,2,3?（1’）
1T/22T/22A4A12Ax(t)dt?tdt?t?T??T/2T?0T2T2202T/24T/22A8A1an??x(t)cosn?0tdt??tcosn?0tdt?2(cosn??1)（2’） 2?T/20TTTT(n?0)a0???4A2A?(n?)2n?[(?1)?1]??(n?)2?0?n?1,3,5?n?2,4,6?T2出此得x(t)的三角函数形式傅里叶级数展开为
x(t)?a0??(ancosn?0t?bnsinn?0t)?n?1?A4A12n??2?2cost（1’） 2?n?1,3,5?nTn次谐波分量的幅值
22An?an?bn?4A（1’） n2?2n次谐波分量的相位
?n??arctanbn???（1’） an画出x(t)的频谱如图所示。
（2’）
2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变?。其贴片及组
'桥方法如图所示。已知图中R1?R1'?R2?R2?120?，
上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数k?2。应变值
??10?10?3，电桥供桥电压ui?3V。试分别求出如图
组成桥路时的输出电压uo??
解：如图（b）组桥时的输出电压为（5’）
uo?(R1??R1R??RR1?R1?)ui?1?ui?ui??ui?k?ui?0.03(V)R1??R?R2??R2R?RR1?R222R2如图（c）组桥时的输出电压为
R1??R1?R1'??R1'Ruo?(?)ui''R1??R1?R1'??R1'?R2?R2??R2??R2R?R?
（5’）
2R?2?R11?Rui?ui?ui?0.03(V)4R22R第五套
一、填空题（20分，每空1分）
1．将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。
2．调幅信号由载波的 幅值 携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。
3．调幅过程在频域相当于 频率搬移 过程，调幅装置实质上是一个乘法器。 4.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。测量结果与被测真值之差称为测量误差。
5．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是 离散的 ，后者频谱特点是连续的。
6．绘制周期信号x(t)的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。
7．周期信号的傅氏三角级数中的n是从0到??展开的。傅氏复指数级数中的n是从 －∞ 到 ＋∞ 展开的。
8．周期信号x(t)的傅氏三角级数展开式中：an表示 余弦分量的幅值 ，bn表示 正弦分量的幅值 ，a0表示直流分量。
9．余弦函数只有 实频 谱图，正弦函数只有虚频谱图。 10．单位脉冲函数
?(t?t0)与在t0点连续的模拟信号f(t)的下列积分：
????f(t)??(t?t0)dt?f(t0)。这一性质称为 脉冲采样 。
二、选择题（20分，每题2分）
1．为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作，传感器的两个电容应当连接成( a )。
A．并联电路 B．串联电路 C．电桥电路 2．要使RC低通滤波器的通带加宽，则RC值应( b )。
A.增加 B．减少 C．不变 3．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 4．下列信号中． c 信号的频谱是连续的。
A．x(t)?Asin(wt??1)?Bsin(3wt??2) B．x(t)?5sin30t?3sin50t C.x(t)?e?atsin?0t
5．数字信号的特征是 b 。
A．时间上离散、幅值上连续 B．时间、幅值上均离散 C．时间、幅值上都连续 D．时间上连续、幅值上量化 6．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为( d )。
A.精度 B．灵敏度 C．精密度 D.分辨率
7．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（ b ）。
A．卷积 B．傅氏变换对 C．拉氏变换对 D．微分 8．多种信号之和的频谱是 c 。
A.离散的 B.连续的 C.随机的 D.周期的
9．二阶装置，用相频特性中?(w)??900时所对应的频率w作为系统的固有频率的估计值，该值与系统阻尼率的大小（b ）。
A．有关 B．无关 C．略有关系 D．有很大关系
10.滤波器的上、下截止频率为fc2,fc1，中心频率f0；则它们的关系是( a )。
A．f0=fc2?fc1 B．f0=
fc2?fc1f?fc1 C.f0=c2 22三、简答题（共30分）
1.测量按测量值获得的方法进行分类有哪些？（6’）
答：直接测量——指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值得测量。（等精度直接测量和不等精度直接测量）；（2’）间接测量——指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算被测量的量值的测量；（2’）组合测量——指将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测值得方法。（2’） 2.重复性误差和迟滞误差有何区别? （6’）
答：重复性是指测试装置在输入按同一方向做全量程连续多次变动时，所得特性曲线不一致的程度。一般来说正行程的最大重复性偏差为?Rmax1，反行程的最大重复性偏差为?Rmax2，重复性误差取这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出yfs的百分数表示。即
rR??Rmax） ?100%（3’
yfs?Hmax?100% yfs迟滞是测试装置在正反行程中输入输出曲线的不重合程度。即
rH?式中，?Hmax是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。（3’） 3.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？（4’）
答：若A0,t0都是常数，如果一个测试装置，则有y(t)?A0x(t?t0)，即认为该测试装置实现了不失真测量。（2’）这表明，输出信号较输入信号，幅值放大了A0倍，时间上滞后了t0，波形一致。对上式作傅里叶变换，有Y(?)?A0e?jt0?X(?)。所以，若要实现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下条件A(?)?A0?常数；（2’） (?)??t0?。
4.下面四个图分别是哪一种滤波器的幅频曲线特性图，并说明各自的工作特征。（4’）
答：①低通滤波器 0?f?f2之间为通频带，f?f2的频率成分极大地衰减；（1’） ②高通滤波器 f1?f??之间为通频带，f?f1的频率成分极大地衰减；（1’） ③带通滤波器 f1?f?f2之间为通频带，其它的频率成分极大地衰减；（1’） ④带阻滤波器 f1?f?f2之间为阻带频率，其它的频率成分通频带。（1’）
5.试叙述信号的采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何？（5’）
答：采样就是对时间历程x(t)进行等时间距离的信号“摘取”，以便于计算机的存储和计算分析。（2’）而由因为计算机只能对有限长的信号进行处理，所以，必须截断过长的信号时间历程x(t)进行截断，即对信号加窗。所加窗宽为T的矩形窗函数w(t)，其傅里叶变换
W(f)是一个无限带宽的sinc函数。（2’）采用矩形窗函数w(t)截断采样信号，就是将采样
信号x(t)s(t)，乘以时域有限宽矩形窗函数w(t)；其时域和频域数学描述为
x(t)s(t)w(t)??X(f)?S(f)?W(f)（1’）
6.电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？（5’） 答：包括电阻式、电感式、电容式三种。
电阻式传感器工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种装置；（2’）