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1、第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性练习作业练习作业1一、判断题一、判断题( (判断下列题目是否正确，如果正确请打判断下列题目是否正确，如果正确请打“”，错误，错误 请打请打“”) )1 1、下面的方程所表示是线性系统的画、下面的方程所表示是线性系统的画“”，不是线性系统的，不是线性系统的 画画“”。(1)(1) (2)(2) (3)(3) （ ） 2 2、传递函数反映了系统输出与输入之间的关系，因此必然与系、传递函数反映了系统输出与输入之间的关系，因此必然与系 统的输入有关。统的输入有关。（ ） （ ） （ ） 24 4、时间常数表征一常数表征一阶系系统的的惯性，是性，是过渡渡
2、过程程长短的度量。短的度量。5 5、二阶系统的动态特性参数中的固有频率、二阶系统的动态特性参数中的固有频率n n 表征系统惯性的大表征系统惯性的大 小，其值将直接影响响应速度的大小。小，其值将直接影响响应速度的大小。 7 7、信号通过一阶系统后的幅值一定减小、相位一定滞后。、信号通过一阶系统后的幅值一定减小、相位一定滞后。3 3、在同样的测试条件下，输入信号由小增大然后由大减小时，对、在同样的测试条件下，输入信号由小增大然后由大减小时，对 同一输入量所得到的不同输出量之差称为回程误差。同一输入量所得到的不同输出量之差称为回程误差。6 6、二阶测试装置的固有频率越大，可测量的信号频率范围就越小。
3、、二阶测试装置的固有频率越大，可测量的信号频率范围就越小。（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 38 8、测试装置的灵敏度越高，其测量范围就越小。、测试装置的灵敏度越高，其测量范围就越小。9 9、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、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。信号的频率。1010、在常系数线性系统中，当初始条件为零时，系统输出量的拉、在常系数线性系统中，当初始条件为零时，系统输出量的拉 氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。1111、传递函数仅表征系统的传递特性，并不表示其物理结构，因、
4、传递函数仅表征系统的传递特性，并不表示其物理结构，因 此，不同物理结构的系统就必然要用不同的传递函数来描述。此，不同物理结构的系统就必然要用不同的传递函数来描述。（ ） （ ） （ ） （ ） 41212、传递函数表征系统的传递特征，并反映了物理结构，因此，、传递函数表征系统的传递特征，并反映了物理结构，因此， 凡传递函数相同的系统其物理结构必然相同。凡传递函数相同的系统其物理结构必然相同。 1313、由于、由于，即将，即将X( (s) )减小时，减小时，H(s)将增大，因此将增大，因此H(s)和输入有关。和输入有关。1414、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。、测量装置的灵敏度越高，其
5、测量范围就越大。1515、要提高测试结果的信噪比，必须先提高测试系统的灵敏度。、要提高测试结果的信噪比，必须先提高测试系统的灵敏度。1616、在同样的测试条件下，输入信号由小增大然后由大减小时，、在同样的测试条件下，输入信号由小增大然后由大减小时， 对同一输入量所得到的不同输出量之差称为回程误差。对同一输入量所得到的不同输出量之差称为回程误差。（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 51818、若施加于某一线性装置的激振力为、若施加于某一线性装置的激振力为120Hz120Hz的正弦波，则测得的的正弦波，则测得的 系统响应一定是系统响应一定是120Hz120Hz的正弦波与若干个谐波。的正弦波与若
6、干个谐波。1919、利用函数的卷积可在频率域上说明信号输入、输出和测试装、利用函数的卷积可在频率域上说明信号输入、输出和测试装 置特性三者之间的关系。置特性三者之间的关系。1717、时间常数表征一阶系统的惯性，是过渡过程长短的度量。、时间常数表征一阶系统的惯性，是过渡过程长短的度量。二、单项选择题二、单项选择题( (请将正确的选择代号填入括号中请将正确的选择代号填入括号中) )1 1、压电式加速度计，其压电片并联可提高、压电式加速度计，其压电片并联可提高_。 A A、电压灵敏度、电压灵敏度 B B、电荷灵敏度、电荷灵敏度 C C、电压和电荷灵敏度、电压和电荷灵敏度（ ） （ ） （ ） 65
7、5、测试系统的传递函数和、测试系统的传递函数和_。 A A、具体测试系统的物理结构有关、具体测试系统的物理结构有关 B B、具体测试系统的物理结构无关、具体测试系统的物理结构无关 C C、输入信号有关、输入信号有关 D D、输出信号有关、输出信号有关2 2、非线性度是表示定度曲线、非线性度是表示定度曲线_的程度。的程度。 A A、接近真值、接近真值 B B、偏离其拟合直线、偏离其拟合直线 C C、正反行程不重合、正反行程不重合3 3、测试装置的频响函数、测试装置的频响函数H H( (jwjw) )是装置动态特性在是装置动态特性在 中的描述。中的描述。 A A、幅值域、幅值域 B B、频域、频域
8、 C C、复频域、复频域4 4、灵敏度越高的测试系统，、灵敏度越高的测试系统，_。 A A、系统越稳定、系统越稳定 B B、回程误差越小、回程误差越小 C C、漂移越大、漂移越大 D D、非线性误差越小、非线性误差越小78 8、不失真测量条件除要求测量装置幅频特性是常值外，其相频特、不失真测量条件除要求测量装置幅频特性是常值外，其相频特 性要求满足性要求满足 。 A.A.相移与频率成正比相移与频率成正比 B.B.相移与频率成反比相移与频率成反比 C.C.常值相移常值相移 D.D.任意相移任意相移6 6、用二阶系统作测试装置，为使系统响应最快，其固有频率、用二阶系统作测试装置，为使系统响应最快，
9、其固有频率 。 A A、越小越好、越小越好 B B、越大越好、越大越好 C C、0.60.60.70.7之间最好之间最好 D D、负值最好、负值最好 7 7、用来描述测试装置的输出和输入变化方向有关的特性的指标是、用来描述测试装置的输出和输入变化方向有关的特性的指标是 。 A. A. 变差变差 B. B. 绝对误差绝对误差 C. C. 相对误差相对误差 D. D. 引用误差引用误差89 9、 图示为四个一阶热电偶的频率响应特性曲线，若要测量以下温图示为四个一阶热电偶的频率响应特性曲线，若要测量以下温度信号，分别应别应该使用哪一种热电偶？度信号，分别应别应该使用哪一种热电偶？1)、x1(t) =
10、 17 + sin30t ，应选用应选用 。2)、x2(t) = 20 + cos10t ，应选用应选用 。 3)、x3(t) = 33 + cos50t ，应选用应选用 。 4)、x4(t) = 44 + sin20t ，应选用应选用 。 (A) (B) (C) (D)91010、 方程所表示是线性系统的数学模型。方程所表示是线性系统的数学模型。1212、一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测试范围、一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测试范围 。 A.A.越宽越宽 B.B.越窄越窄 C.C.不变不变A)、C)、B)、1111、用常系数微分方程描述的系统称为、用常系数微分方程描述的系统称为 系统
11、。系统。 A A、相似、相似 B B、物理、物理 C C、力学、力学 D D、线性、线性101414、若给时间常数为、若给时间常数为的一阶装置输入频率为的一阶装置输入频率为=1/的正弦信的正弦信 号，则输出与输入相位差为号，则输出与输入相位差为 。 A A、-45-45o o B B、-90-90o o C C、-180-180o o D.0 D.0o o1313、输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称、输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称_。 A A、幅频特性、幅频特性 B B、相频特性、相频特性 C C、传递函数、传递函数 D D、权函数、权函数A1515、对某二阶系统输入周
12、期信号、对某二阶系统输入周期信号x x( (t t)=)=A A0 0sinsint t ，则其输出信号将，则其输出信号将 保持保持 。 A A、幅值、频率、相位不变、幅值、频率、相位不变 B B、频率改变，幅值、相位不变、频率改变，幅值、相位不变 C C、只有幅值、相位改变、只有幅值、相位改变 D D、相位不变，幅值、频率改变、相位不变，幅值、频率改变112020、测量等速变化的温度时，为了减少测量误差，希望测量传感器、测量等速变化的温度时，为了减少测量误差，希望测量传感器 的时间常数的时间常数 。 A A、大些好、大些好 B B、小些好、小些好 C C、要适中、要适中 D D、可不予考虑、
13、可不予考虑1616、用频率响应函数表示的系统，按傅氏变换求得的响应为、用频率响应函数表示的系统，按傅氏变换求得的响应为 。 A A、稳态响应、稳态响应 B B、瞬态响应、瞬态响应 C C、暂态响应、暂态响应1717、时不变线性系统的频率响应函数等于、时不变线性系统的频率响应函数等于 。 A A、系统的正弦输出与其正弦输入之比、系统的正弦输出与其正弦输入之比 B B、系统稳态正弦输出的傅氏变换与正弦输入的傅氏变换之比、系统稳态正弦输出的傅氏变换与正弦输入的傅氏变换之比 C C、用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与正弦输入之比、用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与正弦输入之比1818、二阶系统的阻尼率
14、越小，则其对阶跃响应的超调量、二阶系统的阻尼率越小，则其对阶跃响应的超调量 。 A A、越大、越大 B B、越小、越小 C C、不存在、不存在 1919、二阶测试系统中引入合适阻尼的目的是为了、二阶测试系统中引入合适阻尼的目的是为了 。 A A、使得读数稳定、使得读数稳定 B B、使系统不共振、使系统不共振 C C、获得较好的幅频、相频特性、获得较好的幅频、相频特性12三、填空题三、填空题( (在空白处填写入正确的内容在空白处填写入正确的内容) )1 1、测试装置输出波形无失真但有时间延迟、测试装置输出波形无失真但有时间延迟t t的有失真测试条件是：的有失真测试条件是： 装置的幅频特性为装置的
15、幅频特性为 ， 相频特性为相频特性为 ； 输出波形既不失真又无延迟的条件是：输出波形既不失真又无延迟的条件是： 幅频特性为幅频特性为 ，相频特性为，相频特性为 。2 2、测试装置以及被测试的系统的结构参数（如装置的质量、弹性、测试装置以及被测试的系统的结构参数（如装置的质量、弹性 刚度、阻尼系数、电感、电容、电阻、比热、热阻等）是不随刚度、阻尼系数、电感、电容、电阻、比热、热阻等）是不随 时间而变化的，称为时间而变化的，称为 系统，且装置或系统的输入输系统，且装置或系统的输入输 出呈线性关系，则称为出呈线性关系，则称为 系统。线性系统最重要的特性系统。线性系统最重要的特性 就是就是 、 及及
16、等。等。136 6、某位移传感器测量的最小位移为、某位移传感器测量的最小位移为0.01mm0.01mm，最大位移为，最大位移为1mm1mm，其动，其动 态线性范围（或测量范围）是态线性范围（或测量范围）是 dBdB。3 3、描述测试装置动态特性的数学模型有、描述测试装置动态特性的数学模型有 。4 4、测试装置的静态特性指标有、测试装置的静态特性指标有 ， 及及 等。等。5 5、测试装置的特性可分为、测试装置的特性可分为 特性和特性和 特性。特性。7 7、对于稳定的常系数线性系统，输入一正弦信号，则输出信号的、对于稳定的常系数线性系统，输入一正弦信号，则输出信号的 频率与输入信号的频率频率与输入
17、信号的频率 ，输出输入的幅值比是输入信号，输出输入的幅值比是输入信号 的的 函数，并反映在函数，并反映在( (jwjw) )的的 和和 。14 1212、一阶系统的时间常数为、一阶系统的时间常数为T T，被测信号的频率为，被测信号的频率为1/T1/T，则信号经过，则信号经过 测试系统后测试系统后, ,输出信号与输入信号的相位差为输出信号与输入信号的相位差为 。8 8、影响一阶测试装置动态特性的参数为、影响一阶测试装置动态特性的参数为 ，原则上希望，原则上希望 它它 。9 9、测试装置的静态特性就是在静态测量情况下描述实际测试装置、测试装置的静态特性就是在静态测量情况下描述实际测试装置 与与 系
18、统的接近程度。系统的接近程度。1010、选用仪器时应注意到：灵敏度越高，仪器的测量范围越、选用仪器时应注意到：灵敏度越高，仪器的测量范围越 ， 其稳定性越其稳定性越 。1111、测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称、测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称 之为装置的之为装置的 。151414、二阶系统的主要特征参数是、二阶系统的主要特征参数是 和和 。1313、已知信号、已知信号 x x( (t t) = 30) = 30coscos( (t+30) 输入输入 A() = 0.87， ()=-21.7的一阶装置，则该装置稳态输出为：的一阶装置，则该装置稳态输出
19、为： 。1515、系统对单位脉冲函数、系统对单位脉冲函数( (t t) )输入下的响应输入下的响应函数函数h h( (t t) )称为称为: : 或或 。1616、实现不失真测试的条件是：该测试装置的幅频特性为、实现不失真测试的条件是：该测试装置的幅频特性为 、 相频特性为相频特性为 。1717、测试装置的基本特性是指它的、测试装置的基本特性是指它的 特性和特性和 特性。特性。1818、表征测试装置动态特性的频率响应特性包括、表征测试装置动态特性的频率响应特性包括 和和 。161919、正弦输入时系统的响应称、正弦输入时系统的响应称 ，它表示系统对，它表示系统对 中中 不同频率成分的传输能力。
20、不同频率成分的传输能力。 2020、若测试装置的频率响应函数为、若测试装置的频率响应函数为 H H( (j j) )，则，则 | |H H( (j j)| )| 表示表示: : ，/ /H H（jj）表示）表示 。2121、某线性系统的频率特性为、某线性系统的频率特性为H H( (j j),),当输入为当输入为X X( (t t) ) ，输出信号为，输出信号为 y y( (t t) )时，三者之间应有如下关系时，三者之间应有如下关系 。2222、在频域中，测试装置的输出、在频域中，测试装置的输出Y Y( (s s) )与输入与输入X X( (s s) )之间的关系是：之间的关系是： ；在时域中
21、，测试装置的输出；在时域中，测试装置的输出y y( (t t) )与输与输 入入x x( (t t) )之间的关系是：之间的关系是： 。17五、计算题五、计算题( (计算下列题目计算下列题目) )，1 1、已知某线性装置、已知某线性装置，现测得该系统稳态输出现测得该系统稳态输出，试求系统的输入信号试求系统的输入信号x(t)。182 2、一滤波器具有如下传递函数、一滤波器具有如下传递函数，求其幅频、相频特性。并说明滤波器的类型。求其幅频、相频特性。并说明滤波器的类型。19解：203 3、根据下图所示的一阶测量装置的频率响应特性图，写出该装置、根据下图所示的一阶测量装置的频率响应特性图，写出该装置 的频率响应函数的频率响应函数H H( (j j)。214 4、根据如图所示的二阶测量装置的频、根据如图所示的二阶测量装置的频 率响应特性图，写出该装置的频率率响应特性图，写出该装置的频率 响应函数响应函数H H( (j j)22
