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1、1 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( )x t 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
2、为均方根值，有效值的平方称为 均方值，它描述测试信号的强度(信号 2 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.连续信号与进行卷积其结果是： 。其几何意义是 ( )x t 0 ()tt 0 ( )()x ttt 0 ()x tt 把原函数图像平移至位置处 。 0 t 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)。
3、 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。 A 5cos100 ( ) 00 tt x t t 当 当 B( )20cos20() at x tett 2 C( )5sin2010cos10()x tttt 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
4、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 B45C90 D30 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： 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 ） 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
5、 分） 答： 周期信号的频谱是离散的。 （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 ） 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.现有电阻和，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 1 R 2 R 方法，并写出该电桥的平衡条件。 （设激励为，输出为） 。 （5 分） i u o u 答：正确的接桥方法如图所示：（3 ） 3 电桥的平衡条件是： （2 ） 12 1L R RjwL jw
6、CC 4.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： （2 ） 1 2 oi R uu 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 ） 2 2 RR RR 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。 oi R uu R （1 ） 5.什么是调制和解调？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
7、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。
8、 4 0 T/2 -T/2 A t x(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： （2 ） 2 0 2 ( ) 2 0 2 AT tt T x t AT tt T 因为为偶函数，所以， （1 ）( )x t0 n b 1,2,3n （2 ） 2/ 2/ 2 2 0 2 / 20 0 / 2/ 2 00 22 / 20 0 2 2 12241 ( ) 22 24281 ( )coscos( os1) () 4 1,3,5 2 () ( 1)1 () 02,4,6 T TT T TT n T n AAA ax t dttdtt TTTT AA ax tntdttnt
9、dtcn TTTTn A n A n n n 出此得的三角函数形式傅里叶级数展开为( )x t （1 ） 000 22 11,3,5 412 ( )(cossin)cos 2 nn nn AAn x taantbntt Tn n 次谐波分量的幅值 （1 ） 22 22 4 nnn A Aab n n 次谐波分量的相位 （1 ）arctan n n n b a 5 画出的频谱如图所示。( )x t （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， 1122 120RRRR 上下贴片位置对称， 应变片的灵敏度系数。应变值2k ，电桥供桥电压。试 分别求出如图
10、 3 10 10 3 i uV 组成桥路时的输出电压? o u 解：如图（b）组桥时的输出电压为（5 ） 如 图 111 1212 11 ()0.03( ) 2222 oiiiii RRRRRR uuuuuk uV RRRRRRRRR （c）组桥时的输出电压为 （5 ） 1111 1111222 () 2 2211 0.03( ) 422 oi iii RRRRR uu RRRRRRRRRR RRR uuuV RR 一、填空题（20 分，每空 1 分） 8、带通滤波器的中心频率 F=500HZ，负 3 分贝点的带宽 B=10HZ，则该滤波器的品质因数 Q=（ 50 ） 。 1将电桥接成差动方式
11、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。 6 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( )x t 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
12、傅氏三角级数中的是从 0 到展开的。傅氏复指数级数中的是从 到 nn 展开的。 8周期信号的傅氏三角级数展开式中：表示 余弦分量的幅值 ，表示 正弦分( )x t n a n b 量的幅值 ，表示直流分量。 0 a 9余弦函数只有 实频 谱图，正弦函数只有虚频谱图。 10单位脉冲函数与在点连续的模拟信号的下列积分： 0 ()tt 0 t( )f t 0 ( )()f ttt dt 。这一性质称为 脉冲采样 。 0 ( )f t 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
13、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 B 12 ( )sin()sin(3)x tAwtBwt( )5sin303sin50 x ttt C. 0 ( )sin at x tet 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 )。 得分得分 7 A.精度 B灵敏度 C精密度 D.分
14、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，用相频特性中时所对应的频率作为系统的固有频率的估计值，该值 0 ( )90w w 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，中心频率；则它们的关系是( a )。 21 , cc ff 0 f A= B= C.= 0 f 21cc ff 0 f 21 2 cc ff 0 f 21 2 cc ff 三、简答题（共 30 分） 1
15、.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，反行程的最大重复性偏差为，重复性误差取 max1 R max 2 R 这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出的百分数表示。即 fs y （3 ） max 100% R fs R r y 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 max 100% H fs H r y 式中，是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。 （3 ） max H 8 3.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？（4 ） 答：若都是常数，如果一个测试装置，则有，即认为该测试装置实现了不 00,t A)()( 00 ttxAty 失真测量。 （2 ）这表明，输出信号较输入信号，幅值
