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1、3目 录第一章 信号及频谱3第二章测试装置的基本特性及误差8第三章测试仪器动态特性及误差11第四章常用传感器15第五章机械量测试系统的基本环节18第六章应变片测试基础24第七章应力与外力测量27第八章振动测量29第九章信号分析与处理33第一章 信号及频谱一、是非题1 凡频谱是离散的信号必然是周期信号。2 满足狄氏条件的周期信号可以用傅氏级数展成余弦信号和的形式。3 任何周期信号都由频率不同，但成整倍数的离散的谐波叠加而成。4 周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。5 周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲。6 非周期信号的频谱是连续的。7 非周期信号是周期为无穷大的周期函数。8
2、非周期变化的信号就是随机信号。9 单边频谱和双边频谱是信号等价的描述方法。10脉冲信号的频谱等于常数。11非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。12.非周期信号不是确定性信号。13.(t) 的频谱为(f)=1.14.因为非周期信号是周期无限大的周期信号，所以它的频谱和周期信号一样是离散的。15.当信号的时间尺度压缩时，其频谱的频带加宽、幅值增高。16.各态历经随机过程是平稳随机过程。二、选择题1描述周期信号的数字工具是 。A.相关函数 B.傅氏级数 C.拉氏级数 D.傅氏变换2. 如果一个信号的频谱是离散的，则该信号频率成分是 。A. 有限的 B.无限的 C.可能是有限的，也
3、可能是无限的 3. 描述非周期信号的数字工具是 。A. 三角函数 B.拉氏变换 C.傅氏变换 D. 傅氏级数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5.时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分 。A. 不变 B.增加 C.减少 D.变化不定6. 时域信号持续时间延长，则频域中高频成分 。A. 不变 B.增加 C.减少 D.变化不定7.时域信号波形变化缓慢、则高频分量 。A. 不变 B.增加 C.减少 D.变化不定8.将时域信号进行时移，则频域信号将会 。A. 扩展 B.压缩 C.不变 D.仅有相移9.如果有(t)1,根据傅氏
4、变换的 ，则有A. 时移性质 B.频移性质 C.相移性质10.如果有，根据傅氏变换的 ，则有频移性质 B. 时移性质 C. 相移性质11.不能用确定的函数关系描述的信号是 。A. 复杂周期信号 B.瞬态信号 C.随机信号12.平稳随机过程必须是 。A. 连续的 B.各态经历的 C.集合平均统计特征与时间无关 D.时间平均统计特征等与集合平均统计特征13.概率密度函数是在 域、相关函数是在 域、功率谱密度函数是在 域上来描述的随机信号。A. 时间 B.空间 C.幅值 D.频率14.随机信号的功率谱密度函数是 。A. 收敛的 B.发散的 C.实偶函数 D.实奇函数15.随机信号的静态分量在数学上用
5、 表示。A. 均值 B.均方值 C.均方差 D.均方根值16.表示随机信号中动态分量的统计参数是 。A. 均方值 B. 均值 C. 均方差 D.概率密度函数三、填空题1.信号可分为 和 两大类。2.确定性信号可分为 和 两类，前者频谱具有的特点是 ，后者频谱具有的特点是 。3.周期信号频谱的特点是 ，瞬变信号频谱的主要特点是 。4.绘制周期信号x(t)的单边频谱图所依据的数学表达式是 ，绘制其双边幅值谱所依据的数学表达式是 （注明式中主要参数）5.周期信号的傅氏三角级数是从 到 展开的，傅氏复指数级数是从 到 展开的。6.已知三角波傅氏级数展开式为： 则其频率成分为 ，各频率的振幅为 ；幅值频
6、谱图为： 。7.在周期方波信号的傅氏级数式 和周期三角波周期三角波信号的傅氏级数 中信号的直流分量分别是和 ，方波信号的幅值收敛速度比三角波信号 ，叠加复原达到同样精度要求时，方波信号比三角波信号需要更多的 ，因此对测试装置要求有更宽的 。8.在信号分析中，周期信号的重要特征为 和 ，其频域描述的解析方法是 ；瞬态信号的重要特征为 和 ，其频域描述的解析方法是 。9.动态信号的描述可在不同的域中进行，它们分别是 、 和 。10.非周期信号时域x(t)和频域x(f)对应的关系式为x(t)= ;x(f)= .11.某矩形窗函数；其频谱为 。12.对于非周期信号，当尺度在压缩时，则其频谱频带 ，幅值
7、 ，例如将记录磁带 ，即是例证。13.单位脉冲函数的频谱为 ，它在所有的频段上都是 的，这种信号是 。14.余弦函数只有 图，其图形关于纵轴 对称，正弦函数只有 图，其图形关于纵轴 对称。15.两个时间函数x1(t)和x2(t)卷积的定义是 。16.连续信号x(t)与单位脉冲函数(t-t0)进行卷积，其结果x(t)* (t-t0)= ,其几何意义是 .17.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 ,这个性质称为 四、计算题1. 求周期方波振幅、周期T的频谱图。见图1-1。图1-12. 求如图半波整流周期波动频谱图。见图1-2。图1-23. 求指数函数的傅氏变换的频谱
8、。4. 求如图截断余弦函数的幅频谱，截断长度为，见图1-3。图1-35. 求衰减振荡信号的频谱。6. 求的频谱。7. 周期信号幅频图纵坐标单位与非周期信号幅频图纵坐标单位有什么不同？8. 已知求的傅氏变换。第二章测试装置的基本特性及误差一、是非题1.频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号频率总等于输入信号的频率。 2.在常系数线性系统中，当初始条件为零时，系统的输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。 3.各系统串联时，总传递函数等于各组成系统传递函数之积。 4.灵敏度是指输出量和输入量的比值，又称放大倍数。 二、选择题1.用常系数微分方程描述的系统称为 系统。A. 相似 B.物
9、理 C.力学 D.线性2.在非电量的电测法中，总是将被测信号转换为 信号。A. 光 B.电 C.磁 D.力3.线性装置的灵敏度是 。A. 随机变量 B.常数 C.时间的线性函数4.描述测试装置静态特性的主要指标是 。A. 灵敏度 B.非线性度 C.() D.滞后量 E.A()三、填空题 1.在稳态条件下，测试装置输出信号微变量dy和输入信号微变量dx之比，称之为 ；如输出、输入信号同量纲时，又称为 ，如由单位干扰或变异输入引起装置输出变化，则称之为 。 2.测试装置的静态特性主要以 、 和 表征。 3.线性系统最主要的两个特性是 和 。 4.线性系统具有 保持性，即若系统输入一个正弦信号，则其
10、稳态输出的 保持不变，单输出的 和 一般会发生变化。 四、计算题1. 测量轴的直径，用干分尺测得为20.00mm，用卡尺测得为19.8mm，问卡尺测量的绝对误差，实际相对误差及示值相对误差各为多少。2. 电池电压为18V，现用两块电压表去测量，一块是1.0级100V，一块为2.5级20V，问这两块表测量电池时的相对误差为多少，用哪块表测量好。3. 测量轧制力10次，其示值分别为25.5kN，26.5kN，22.7kN，25.0kN，25.2 kN，26.4 kN，26.0 kN，25.8 kN，24.2 kN，24.5 kN。若只考虑随机误差，求轧制力及随差不确定度。4. 测长仪测量2000m
11、m标准量块，标准量块总不确定度为测长仪的1/10，测长仪示值为2022，2023，2021，2021，2022，2023，2022mm，求测长仪的系差及随差不确定度。5. 测量轧制力时，使用传感器，应变仪及记录仪。测量结果见习题3。测量前先在材料试验机上进行标定。材料试验机误差为1(30kN)，另外还有如下误差；非线性误差有传感器0.5，应变仪0.2，光线示波器1.0，温度零漂为-60240N，灵敏度误差传感器为0.5，应变仪为0.2，求轧制力及总不确定度（系差都按均匀分布总和）。6. 用位移传感器测量位移，测量前先用标准级量块校准位移传感器，量块长度为200mm，极限误差7m(椭圆分布)。校
12、准时共测量8次，位移传感器指示值为201.3mm，200.8mm，201.1mm，201.2mm，200.7mm，201，Omm,201.9mm，校准后测量物体位移，其位移传感器示值为198.3mm，198.5mm，198.6mm，198.7mm，198.8mm，198.4mm，190.lmm，198.5mm，位移传感器还有下列误差：温度零漂(均匀分布)-0.20.4mm，分度误差(反正弦分布)0.2mm，位移传感器灵敏度误差(均匀分布)0.3mm，非线性误差(三角分布)0.2mm，其它误差(均匀分布)0.3mm，求位移量及不确定度。7. 用如图2-1弓高仪测直径。若高H，长L与直径D关系为DL2/(4H)+H，又若L=2000.02mm，H=250.02mm，若认为误差服从正态分布，求直径及不确定度。图2-18. 如图2-2等强度悬臂梁测量应变计灵敏系数Ks，测得梁的高度h=200.15,长L=2000.2，千分表指示挠度值y=1.0000.006，又测得应变计原始
