機(jī)械工程測試基礎(chǔ)題庫

1、第一章 信號及其描述一、是非題 1. 信息的載體就是信號。 2. 凡頻譜是離散的信號必然是周期信號。 3. 滿足狄氏條件的周期信號可以用付氏級數(shù)展成余弦信號和的形式。 4. 由于周期信號的頻譜是連續(xù)的，因此各單一頻譜信號的能量是無窮小的。 5. 任何周期信號都由頻譜不同，但成整倍數(shù)比的離散的諧波疊加而成。 6. 周期信號可用付氏級數(shù)展開成正弦和余弦分量兩部分，也可能只有正弦或余弦分量。 7. 周期信號的頻譜是離散的，非周期信號的頻譜也是離散的。 8. 是周期信號。 9. 周期性方波的幅值頻譜比周期性三角波幅值頻譜收斂快。 10. 有限個周期信號之和，必形成新的周期信號。 11. 有限個周期信號

2、之和形成的新的周期信號，其頻譜一般是離散的。 12. 周期單位脈沖序列的頻譜仍為周期單位脈沖序列。 13. 若圖1-1(a)所示周期方波的幅值頻譜為圖1-1(b)，則圖1-1(c)所示周期方波的幅值頻譜為圖1-1(d)。 圖1-1 14. 非周期信號的頻譜是連續(xù)的。 15. 非周期信號是周期為無窮大的周期信號。 16. 非周期性變化的信號就是隨機(jī)信號。 17. 單邊頻譜和雙邊頻譜是信號等價(jià)的描述方法。 18. 脈沖信號的頻譜等于常數(shù)。 19. 非周期信號的幅值譜表示的是其幅值譜密度與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。 20. 非周期性信號不是確定性信號。 21. 信號x(t)的付氏變換X(f)是信號的頻譜函數(shù)。

3、 22. 的頻譜。 23. 圖1-2表示函數(shù)及其頻譜關(guān)系。 圖1-2 24. 因?yàn)榉侵芷谛盘柺侵芷跓o限大的周期信號，所以它的頻譜和周期信號一樣是離散的。 25. 一個在時(shí)域有限區(qū)間內(nèi)有值的信號，其頻譜和周期信號可延伸到無限頻率。 26. 信號的時(shí)域函數(shù)變化越緩慢，它包含的高頻成份就越多。 27. 確定了幅值和頻率，就可確定一個單頻信號。 28. 當(dāng)信號的時(shí)間尺度壓縮時(shí)，其頻譜的頻帶加寬、幅值增高。 29. 信號在時(shí)域上波形有所變化，必然引起頻譜的相應(yīng)變化。 30. 信號在時(shí)域上波形有所變化，必然引起概率密度的相應(yīng)變化。 31. 所謂隨機(jī)信號就是復(fù)雜信號。 32. 各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程一定是平穩(wěn)的，

4、平穩(wěn)的隨機(jī)過程也一定是各態(tài)歷經(jīng)的。 33. 各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程是平穩(wěn)的。 34. 平穩(wěn)隨機(jī)過程的時(shí)間平均統(tǒng)計(jì)特征等于該過程的集合平均統(tǒng)計(jì)特征。 二、選擇題 1. 描述周期信號的數(shù)學(xué)工具是_。 A. 相關(guān)函數(shù) B. 付氏級數(shù) C. 拉氏變換 D. 付氏變換 2. 付氏級數(shù)中各系數(shù)表示各波分量的_。 A. 相位 B. 周期 C. 振幅 D. 頻率 3. 復(fù)雜周期信號的頻譜是_。 A. 離散譜 B. 連續(xù)譜 C. 函數(shù) D. sinc函數(shù) 4. 如果一個信號的頻譜是離散的，則該信號頻率成份是_。 A. 有限的 B. 無限的 C. 可能是有限的，也可能是無限的 5. _為周期信號。 A. B. C. 6

5、. 多種信號之和的頻譜是_。 A. 離散的 B. 連續(xù)的 C. 隨機(jī)的 D. 周期的 7. 描述非周期信號頻譜的數(shù)學(xué)工具是_。 A. 三角函數(shù) B. 付氏級數(shù) C. 拉氏變換 D. 付氏變換 8. _信號的頻譜是連續(xù)的。 A. B. C. 9. 連續(xù)非周期信號的頻譜是_。 A. 離散周期的 B. 離散非周期的 C. 連續(xù)非周期的 D. 連續(xù)周期的 10. 時(shí)域信號持續(xù)時(shí)間延長，則頻域中低頻成份_。 A. 不變 B. 增加 C. 減少 D. 變化不定 11. 時(shí)域信號持續(xù)時(shí)間延長，則頻域中高頻成份_。 A. 不變 B. 增加 C. 減少 D. 變化不定 12. 時(shí)域信號波形變化緩慢，則高頻分量_

6、。 A. 不變 B. 增加 C. 減少 D. 變化不定 13. 將時(shí)域信號進(jìn)行時(shí)移，則頻域信號會_。 A. 擴(kuò)展 B. 壓縮 C. 不變 D. 僅有相移 14. 已知，單位脈沖函數(shù)為，則_。 A. 6 B. 0 C. 12 D. 任意值 15. 如果信號分析設(shè)備的通頻帶比磁帶記錄信號的頻帶窄，可將磁帶記錄儀重放速度_，則也可滿足分析要求。 A. 放快 B. 反復(fù)多次 C. 放慢 16. 如果1，根據(jù)付氏變換的_，則有。 A. 時(shí)移性質(zhì) B. 頻移性質(zhì) C. 相似性質(zhì) 17. 瞬變信號的付氏變換是模的平方，其意義為_。 A. 信號的一個頻率分量的能量 B. 在處的微小頻寬內(nèi)，頻率分量的能量與頻寬

7、之比 C. 在處單位頻寬中所具有的功率 18. 如果有1，根據(jù)付氏變換的_，則有。 A. 頻移性質(zhì) B. 時(shí)移性質(zhì) C. 相移性質(zhì) 19. 不能用確定的函數(shù)關(guān)系描述的信號是_。 A. 復(fù)雜周期信號 B. 瞬態(tài)信號 C. 隨機(jī)信號 20. 平穩(wěn)隨機(jī)過程必須是_。 A. 連續(xù)的 B. 各態(tài)歷經(jīng)的 C. 集合平均統(tǒng)計(jì)特征與時(shí)間無關(guān) D. 時(shí)間平均統(tǒng)計(jì)特征等于集合平均統(tǒng)計(jì)特征 21. 概率密度函數(shù)是在_域、相關(guān)函數(shù)是_域、功率譜密度是在_域上來描述隨機(jī)信號的。 A. 時(shí)間 B. 空間 C. 幅值 D.頻率 22. 隨機(jī)信號的功率譜密度函數(shù)是_。 A. 收斂的 B. 發(fā)散的 C. 實(shí)偶函數(shù) D. 實(shí)奇函

8、數(shù) 23. 為獲得信號強(qiáng)度方面信息，可測量信號的_。 A. 均值 B. 均方值 C. 方差 D. 均方根值 24. 隨機(jī)信號的靜態(tài)（直流）分量在數(shù)學(xué)上用_表示. A. 均值 B. 均方值 C. 方差 D. 均方根值 25. 表示隨機(jī)信號中動態(tài)（交流）分量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)是_。 A. 均方值 B. 均值 C. 均方差 D. 概率密度函數(shù)三、填空題 1. 信號可分為_和_兩大類. 2. 確定性信號可分為_和_兩類，前者頻譜具有的特點(diǎn)是_，后者頻譜具有的特點(diǎn)是_。 3. 信號的有效值又稱_，它反映信號的_，有效值的平方稱_，它是信號的_。 4. 周期信號在時(shí)域上可用_、_、和_參數(shù)來描述。 5. 周期信號

9、頻譜的特點(diǎn)是_，瞬變信號頻譜的主要特點(diǎn)是_。 6. 繪制周期信號的單邊頻譜圖所依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是_，繪制其雙邊幅值譜所依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是_（注明式中主要參數(shù)）。 7. 周期信號的付氏三角級數(shù)是從_到_展開的，付氏復(fù)指數(shù)級數(shù)是從_到_展開的。 8. 已知三角波付氏級數(shù)展開式為， 則其頻率成分為_；各頻率的幅值為_；幅值頻譜圖為_。 9. 周期信號的付氏級數(shù)三角函數(shù)展開式為： (1) (2)式中表示_； 表示_；表示_；_表示_；_ 表示_；_稱為_；(2)式的物理意義是_。 10. 工程上常見的周期信號，其諧波幅度總的趨勢是隨_而_的。因此，在頻譜分析中，沒有必要取那些_的諧波分量。 11. 在

10、周期方波信號的付氏級數(shù)和周期三角波信號的付氏級數(shù)式中，信號的直流分量分別是_和_，方波信號的幅值收斂速度比三角波信號_，疊加復(fù)原達(dá)到同樣精度要求時(shí)，方波信號比三角波信號需要更多的_，因此對測試裝置要求有更寬的_。 12. 信號的時(shí)間特征主要是指信號隨時(shí)間的變化的快慢程度，它所攜帶的_是構(gòu)成信號特征的重要內(nèi)容。 13. 描述周期信號的強(qiáng)度用_最適宜，在信號分析中稱為平均功率，在周期信號中存在一個_域和_域間的功率等式為_。 14. 周期信號的功率譜是由信號的各個_的平均功率值排列成的_序列，它與周期信號的頻譜在形式上都是_的，不同處在于功率譜表征的是_，功率譜中無_信息，而頻譜中有_信息。 15

11、. 便于權(quán)衡和比較信號時(shí)間特征的信號描述方法為_描述法，它是以_信號為基本信號，描述_信號。 16. 在信號分析中，周期信號的重要特征為_和_，其頻域描述的解析方法是_；瞬態(tài)信號的重要特征為_和_，其頻域描述的解析方法是_。 17. 動態(tài)信號的描述可以在不同的域中進(jìn)行，它們是_、_和_。 18. 非周期信號時(shí)域和頻域?qū)?yīng)的關(guān)系式為_；_。 19. 白噪聲是指_。 20. 某矩形窗函數(shù) ，其頻譜為_。 21. 對于非周期信號，當(dāng)時(shí)間尺度在壓縮時(shí)，則其頻譜頻帶_，幅值_，例如將記錄磁帶_即是例證。 22. 信號的頻譜是_譜；信號的頻譜是_譜；信號 的頻譜是_譜。 23. 單位脈沖函數(shù)的頻譜為_，它

12、在所有的頻段上都是_，這種信號是_。 24. 余弦函數(shù)只有_譜圖，其圖形關(guān)于縱軸_對稱，正弦函數(shù)只有_譜圖，其圖形關(guān)于縱軸_對稱。 25. 周期函數(shù)不符合_條件，故不能進(jìn)行付氏變換，但若利用_偶對的關(guān)系，便可將周期函數(shù)用復(fù)指數(shù)形式展開后進(jìn)行付氏變換。 26. 因?yàn)闉橛邢薜男盘?，且稱之為_，因此瞬變信號屬_，而周期信號屬_ 。 27. 積分之值為_。 28. 兩個時(shí)間函數(shù)和的卷積定義為_。 29. 信號的付氏變換是指_，付氏逆變換是指_，能做付氏變換的前提條件是_。 30. 連續(xù)信號與單位脈沖函數(shù)進(jìn)行卷積，其結(jié)果_，其幾何意義是_。 31. 單位脈沖函數(shù)與在點(diǎn)連續(xù)的模擬信號的下列積分_，這個性質(zhì)

13、稱為_ 。 32. 已知，則=_。 33. 由諧波分解與合成可知，欲合成一定周期波形，必需做到_、_和_。 34. 根據(jù)_可以推得：輸出信號含有什么頻率成分，輸入信號也一定含有這種頻率成分。 35. 在實(shí)驗(yàn)中，鑒別偶次諧波與基波同相，常采用_法，鑒別奇次諧波與基波同相，常采用_法。 36. 的付氏變換是_。 37. 周期信號和瞬態(tài)信號都可由無限多個正弦波疊加來等效，但周期信號的各頻率取為_值，可用_來求取，其幅值頻譜表征為各微小頻寬內(nèi)頻率分量的_和_之比，因而嚴(yán)格地說，瞬態(tài)信號的幅值頻譜應(yīng)稱為_。 38. 在隨機(jī)信號的統(tǒng)計(jì)參數(shù)中，均方值表示_，均值表示_，標(biāo)準(zhǔn)誤差表示_。 39. 各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)

14、過程是指_。 40. 概率密度函數(shù)提供了隨機(jī)信號沿_的信息，不同的隨機(jī)信號_，可以借此來識別隨機(jī)信號的性質(zhì)。 41. 隨機(jī)信號沒有數(shù)學(xué)表達(dá)式，可通過對_的付氏變換獲得_，用它表示信號平均功率的分布，以獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)。 42. 概率密度函數(shù)是在_域，相關(guān)函數(shù)是在_域，功率譜密度函數(shù)是在_域上來描述隨機(jī)信號。四、問答題 1. 指出圖1-3所示的時(shí)域波形時(shí)刻與時(shí)刻頻譜（幅值譜）有無變化，并說明原因。圖1-3 圖1-4 2. 畫出圖1-4所示三角波與周期方波的幅值概率密度函數(shù)提示：可根據(jù)的物理意義回答，不用計(jì)算。 3. 畫出圖1-5所示的頻譜，注明頻寬及幅值。圖1-5五、計(jì)算題 1. 已知三角波脈

15、沖信號（見圖1-6）及其頻譜表達(dá)式為：求：的信號與頻譜的表達(dá)式。 2. 求正弦信號的單邊、雙邊頻譜及實(shí)頻圖、虛頻圖。如該信號時(shí)延T/4后，其各頻譜圖形有何變化？ 3. 已知方波的付氏極數(shù)展開式為求該方波的均值、頻率成分、各頻率的幅值，并畫出頻譜圖。 4. 一時(shí)間函數(shù)及其頻譜函數(shù)如圖1-7所示，已知函數(shù)（設(shè)），試示意畫出和的圖形，當(dāng)時(shí)，的圖形會出現(xiàn)什么情況為中最高頻率分量的角頻率？圖1-75. 求正弦信號的概率密度函數(shù)。 6. 圖1-8所示周期三角波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為求出付氏三角函數(shù)展開式并畫出單邊頻譜圖。 7. 圖1-9所示信號及其付氏變換，試求的付氏變換并畫出的圖形。 8. 求圖1-10所示鋸齒

16、波信號的付氏三角函數(shù)展開式，并繪出其頻譜圖。 圖1-9 圖1-10 9. 圖1-11所示單邊指數(shù)函數(shù)的表達(dá)式為（，當(dāng)時(shí)），試求該函數(shù)的頻譜函數(shù)，分別寫出幅值譜和相位譜表達(dá)式，并繪出示意圖形。 10. 求圖1-12所示指函數(shù)衰減信號的頻譜。 11. 求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)見圖1-13的頻譜函數(shù)及頻譜圖。 圖1-11 圖1-12 圖1-13第二章 測試裝置的基本特性一、是非題 1. 頻率保持性是指任何測試裝置的輸出信號頻率總等于輸入信號頻率。 2. 在常系數(shù)線性系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為傳遞函數(shù)。 3. 在常系數(shù)線性系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸出量與輸

17、入量之比的拉氏變換稱為傳遞函數(shù)。 4. 當(dāng)輸入信號一定時(shí)，系統(tǒng)的輸出將完全取決于傳遞函數(shù)，而與該系統(tǒng)的物理模型無關(guān)。 5. 傳遞函數(shù)僅表征系統(tǒng)的傳遞特性，并不表示其物理結(jié)構(gòu)，因此，不同物理結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)就必然要用不同的傳遞函數(shù)來描述。 6. 傳遞函數(shù)表征系統(tǒng)的傳遞特性，并反映了物理結(jié)構(gòu)，因此，凡傳遞函數(shù)相同的系統(tǒng)其物理結(jié)構(gòu)必然相同。 7. 傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。 8. 各系統(tǒng)串聯(lián)時(shí)，總傳遞函數(shù)等于各組成系統(tǒng)傳遞函數(shù)之積。 9. 由于，即將減小時(shí)，將增大，因此和輸出有關(guān)。 10. 同一個傳遞函數(shù)可表征多個完全不同的物理系統(tǒng)，因此不同的物理系統(tǒng)具有相同的傳遞特性。 11. 傳統(tǒng)函數(shù)

18、反映了系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系，因此必然和系統(tǒng)的輸入有關(guān)。 12. 靈敏度是指輸出量與輸入量的比值，又稱放大倍數(shù)。 13. 測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍越大。 14. 在輸入量不變的條件下，經(jīng)過一段時(shí)間后測試裝置輸出量的細(xì)微變化稱為零漂。 15. 在同樣的測試條件下，輸入信號由小增大然后由大減小時(shí)，對同一輸入量所得到的不同輸出量之差稱為回程誤差。 16. 應(yīng)當(dāng)用線性好的及量程盡可能大的裝置來測試被測信號。 17. 要提高測試結(jié)果的信噪比，必須先提高測試系統(tǒng)的靈敏度。 18. 動態(tài)特性好的測試系統(tǒng)應(yīng)具有很短的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間和很窄的頻率響應(yīng)特性。 19. 幅頻特性是指響應(yīng)與激勵信號的振幅比與頻

19、率的關(guān)系。 20. 時(shí)間常數(shù)表征一階系統(tǒng)的慣性，是過渡過程長短的量度。 21. 稱為信號的頻率響應(yīng)函數(shù)。 22. 若施加于某一線性裝置的激振力為120Hz的正弦波，則測得的系統(tǒng)響應(yīng)一定是120Hz的正弦波與若干個諧波。 23. 一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小越好。 24. 建立時(shí)間是一階系統(tǒng)在階躍輸入后達(dá)到并保持最終數(shù)值所需要的時(shí)間。 25. 二階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)中的固有頻率表征系統(tǒng)慣性的大小，.其值將直接影響響應(yīng)速度的大小。 26. 二階系統(tǒng)的固有頻率是表征動態(tài)響應(yīng)時(shí)間長短的指標(biāo)。 27. 二階系統(tǒng)固有頻率越小越好。 28. 二階測試裝置的固有頻率越大可測量的信號頻率范圍就越小。 29. 單自由度

20、系統(tǒng)的剛性越大，其固有頻率就越低。 30. 信號通過一階系統(tǒng)后的幅值一定減小，相位一定滯后。 31. 利用函數(shù)的卷積可在頻率域上說明信號輸入、輸出和測試裝置特性三者之間的關(guān)系。 32. 測試裝置的幅頻特性在使用的頻帶范圍內(nèi)應(yīng)為線性。 33. 測試裝置的相頻特性表示了信號各頻率分量的初相位和頻率間的關(guān)系。 34. 任何一個二階裝置都可采用階躍響應(yīng)法求其固有頻率和阻尼率。 35. 若某系統(tǒng)的幅、相頻特性如圖2-1所示，則該系統(tǒng)是一個不失真的傳輸系統(tǒng)。 36. 圖2-2為某一測試裝置的幅、相頻特性，則 當(dāng)輸入信號為時(shí)，輸出信號不失真。 當(dāng)輸入信號為時(shí)，輸出信號失真。 37. 一線性系統(tǒng)不滿足“不失真

21、測試”的條件，若用它傳輸了1000Hz的正弦信號，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。 38. 若，則。 39. 測試裝置能進(jìn)行不失真測試的條件是其幅頻特性為常數(shù)，相頻特性為零。 40. 用固有頻率400Hz的振子記錄600Hz的正弦波，必定要產(chǎn)生波形失真。 圖2-1 圖2-2二、選擇題 1. 能使被測對象處于預(yù)期的人為狀態(tài)下進(jìn)行測量的裝置稱為_裝置。 A. 試驗(yàn) B. 測試 C. 數(shù)據(jù)處理 D. 顯示和記錄 2. 用常系數(shù)微分方程描述的系統(tǒng)稱為_系統(tǒng)。 A. 相似 B. 物理 C. 力學(xué) D. 線性 3. 在非電量的電測法中，總是將被測量轉(zhuǎn)換為_信號。 A. 光 B. 電 C. 磁 D. 力 4. 任何

22、一個線性測試系統(tǒng)總可以看成是若干個一階和二階系統(tǒng)的_。 A. 串聯(lián) B. 并聯(lián) C. 混聯(lián) D. 反饋聯(lián)接 5. _方程所表示是線性系統(tǒng)的數(shù)字模型。 A. B. C. 6. 線性系統(tǒng)的迭加原理表明_。 A. 加于線性系統(tǒng)的各個輸入量所產(chǎn)生的響應(yīng)過程互不影響 B. 系統(tǒng)的輸出響應(yīng)頻率等于輸入激勵的頻率 C. 一定倍數(shù)的原信號作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的響應(yīng)，等于原信號的響應(yīng)乘以該倍數(shù)。 7. 測試裝置所能檢測輸入信號的最小變化的能力，稱為_。 A. 精度 B. 靈敏度 C. 精密度 D. 分辨力 8. 一般來說，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測量范圍_。 A. 越寬 B. 越窄 C. 不變 9. 在測試過程中

23、量值隨時(shí)間變化的量為_。 A. 靜態(tài)量 B. 準(zhǔn)靜態(tài)量 C. 動態(tài)量 D. 隨機(jī)變量 10. 線性裝置的靈敏度是_。 A. 隨機(jī)變量 B. 常數(shù) C. 時(shí)間的線性函數(shù) 11. 描述測試裝置靜態(tài)特性的主要指標(biāo)是_。 A. 靈敏度 B. 非線性度 C. D. 滯后量 E. 12. 若測試系統(tǒng)由兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)而成，且各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為和，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為_；若兩個環(huán)節(jié)并聯(lián)，則為_。 A. B. C. D. 13. 輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關(guān)系稱為_。 A. 幅值特性 B. 相頻特性 C. 傳遞函數(shù) D. 權(quán)函數(shù) 14. 若給時(shí)間常數(shù)為的一階裝置輸入頻率為的正弦信號，則輸出與輸入的

24、相位差為_。 A. -45° B. -90° C. -180° 15. 設(shè)某測試裝置的階躍響應(yīng)為，則該裝置_。 A. 傳遞函數(shù)為 B. 時(shí)間常數(shù)為 C. 值越大，該裝置的響應(yīng)速度越快 D. 若有一個角頻率的正弦輸入，則該裝置對它的增益為-3dB 16. 裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)與它的頻響函數(shù)的關(guān)系為_。 A. 卷積 B. 付氏變換對 C. 乘積 D. 不確定 17. 某測試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為，則該裝置_。 A. 是一階裝置 B. 靜態(tài)靈敏度為1 C. 越大，可實(shí)現(xiàn)的不失真測試范圍越寬 D. 是二階裝置 18. 用頻率響應(yīng)函數(shù)表示的系統(tǒng)，按付氏變換求得的響應(yīng)為_。 A.

25、 穩(wěn)態(tài)響應(yīng) B. 瞬態(tài)響應(yīng) C. 暫態(tài)響應(yīng) 19. 時(shí)不變線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)等于_。 A. 系統(tǒng)的正弦輸出與其正弦輸入之比 B. 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出的付氏變換與正弦輸入的付氏變換之比 C. 用虛指數(shù)函數(shù)表示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出與正弦輸入之比 20. 對某二階系統(tǒng)輸入周期信號，則其輸出信號將保持_。 A. 幅值、頻率、相位不變 B. 頻率改變，幅值、相位不變 C. 幅值、相位改變 D. 相位不變，幅值、頻率改變 21. 對于二階裝置，可直接用相頻特性中所對應(yīng)的頻率作為系統(tǒng)的固有頻率的估計(jì)值，該值與系統(tǒng)阻尼比的大小_。 A. 有關(guān) B. 無關(guān) C. 略有關(guān)系，可忽略不計(jì) 22. 二階系統(tǒng)的阻尼比越小

26、，則其對階躍響應(yīng)的超調(diào)量_。 A. 越大 B. 越小 C. 不存在 23. 二階測試系統(tǒng)中引入合適阻尼的目的是為了_。 A. 使得讀數(shù)穩(wěn)定 B. 使系統(tǒng)不共振 C. 獲得較好的幅、相頻特性 24. 不失真測試條件除了要求測試裝置的幅頻特性是常值外，其相頻特性要求滿足_。 A. 相移與頻率成正比 B. 常值相移 C. 任意相移 25. 有A、B兩個系統(tǒng)，它們對單位階躍輸入的響應(yīng)如圖2-3所示，且有。則A系統(tǒng)的_B系統(tǒng)的，A系統(tǒng)的靈敏度_B系統(tǒng)的靈敏度。 A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. 非A、B、C圖2-3 26. 有A、B兩臺儀器，其相頻特性如圖2-4所示，則_。 A. A、B都有波形

27、相位失真 B. A有波形相位失真，B沒有 C. B有波形相位失真，A沒有 D. A、B都沒有波形相位失真圖2-4 27. 測量等速變化的溫度時(shí)，為了減少測量誤差，希望測溫傳感器的時(shí)間常數(shù)_。 A. 大些好 B. 小些好 C. 要適中 D. 可不予考慮 28. 用頻率法測定測試系統(tǒng)的頻率特性時(shí)，使用的激勵信號是_信號，可測定系統(tǒng)的_特性。 A. 靜態(tài) B. 穩(wěn)態(tài) C. 動態(tài)三、填空題 1. 典型的測試系統(tǒng)由_裝置、_裝置和_裝置所組成，其中_裝置又由_、_、_三部分組成。 2. 在穩(wěn)態(tài)條件下，測試裝置輸出信號微變量dy和輸入信號微變量dx之比，稱為_；當(dāng)輸出、輸入信號同量綱時(shí)，又稱為_，如果是由

28、單位干擾或變異輸入引起裝置輸出變化，則稱之為_。 3. 測試裝置的靜態(tài)特性主要以_、_和_表征。 4. 選用儀器時(shí)應(yīng)注意：靈敏度越高，儀器的測量范圍越_，其穩(wěn)定性越_。 5. 任何測試裝置接入被測對象后，總要從_吸取一些能量，從而改變_，因此，要想得到_實(shí)際上是不可能的。 6. 常系數(shù)線性系統(tǒng)的五個重要特性為_、_、_、_和_。 7. 線性系統(tǒng)最重要的兩個特性是_和_。 8. 線性系統(tǒng)具有_保持性，即若系統(tǒng)輸入一個正弦信號時(shí)，其穩(wěn)態(tài)輸出的_保持不變，但輸出的_和_一般會發(fā)生變化。 9. 對于線性系統(tǒng)，最常用的動態(tài)分析方法是_和_。 10. 為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常采用_響應(yīng)法和_響應(yīng)

29、法。 11. 測試裝置的動態(tài)特性在頻域中用_表示，在時(shí)域中用_表示。 12. 對線性系統(tǒng)輸入信號，則系統(tǒng)輸出=_。 13. 一階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)是_和_；二階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)是_、_、和_。 14. 一階系統(tǒng)是含有一個_元件的線性系統(tǒng)，它的數(shù)學(xué)模型為_方程，其結(jié)構(gòu)參數(shù)是_。 15. 要使一階測試裝置的動態(tài)響應(yīng)快，就應(yīng)該_。 16. 要使一階系統(tǒng)接近于理想系統(tǒng)，則要求其頻率響應(yīng)的_和_，要滿足此條件，必須使_。 17. 已知信號輸入的一階裝置，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出_。 18. 二階系統(tǒng)是指含有兩個_元件的線性系統(tǒng)，它的數(shù)學(xué)模型為_方程，其結(jié)構(gòu)參數(shù)為_和_。 19. 影響一階測試裝置動態(tài)特性的參

30、數(shù)為_，原則上希望它_。 20. 二階裝置廣泛采用阻尼比0.60.7，是因?yàn)開、_和_。 21. 線性系統(tǒng)的動態(tài)特性分為時(shí)間特性和頻率特性，其時(shí)間特性一般都用該系統(tǒng)對_信號的_影響來考察，其中一階系統(tǒng)描述時(shí)間特性的指標(biāo)為_，二階系統(tǒng)則為_和_，頻率特性反映了系統(tǒng)對_信號的_響應(yīng)。描述系統(tǒng)頻率特性的函數(shù)為_函數(shù)，定量描述系統(tǒng)頻率特性的指標(biāo)是_。 22. 集總參數(shù)單自由的二階有阻尼系統(tǒng)，有三種角頻率形式，其中=_，稱為_；=_，稱為_；=_，稱為_。 23. 當(dāng)信號輸入二階系統(tǒng)時(shí)，為了使輸出信號失真盡量小，則系統(tǒng)工作頻率范圍為_及_處（設(shè)固有頻率為）為好。 24. 測試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)就是當(dāng)輸入

31、為_時(shí)裝置的輸出。當(dāng)用來表示裝置的動態(tài)特性時(shí)，輸入，輸出與三者之間的關(guān)系為_。 25. 系統(tǒng)對單位脈沖函數(shù)輸入下的響應(yīng)稱為_或_，輸出的頻域函數(shù)就是系統(tǒng)的_。 26. 實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是：該系統(tǒng)裝置的幅頻率特性_、相頻特性_。 27. 系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)的定義是：在系統(tǒng)_為零的條件下，系統(tǒng)輸出響應(yīng)的_與輸入激勵的_之比。在系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析中，它的模等于系統(tǒng)_與_的幅值比，其幅角等于它們的_。 28. 線性系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)可分為暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，暫態(tài)響應(yīng)相當(dāng)于線性微分方程的_解，其特點(diǎn)是將隨時(shí)間的延長而_，反映了系統(tǒng)輸出響應(yīng)的_過程；穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相當(dāng)于線性微分方程的_，它是總量與_相似，是在_過程結(jié)

32、束后，系統(tǒng)響應(yīng)的_。系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的疊加稱為_。 29. 測試裝置幅頻特性描述的是_，相頻特性描述的是_。 30. 測試裝置的基本特性是指它的_和_特性。 31. 表征測試裝置動態(tài)特性的頻率響應(yīng)特性包括_和_。 32. 正弦輸入時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)稱為_，它表示系統(tǒng)對_中不同頻率成分的傳輸影響。 33. 若測試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，則表示_，表示_。 34. 某線性系統(tǒng)的頻率特性為，當(dāng)輸入信號為、輸出信號為時(shí)，三者之間應(yīng)有如下關(guān)系_。 35. 系統(tǒng)的階躍響應(yīng)是表征系統(tǒng)對_的響應(yīng)能力，系統(tǒng)的頻率響應(yīng)則表征系統(tǒng)對信號中_的響應(yīng)能力。 36. 信號輸入的一階裝置，則穩(wěn)態(tài)輸出的幅值A(chǔ)=_，相位滯后_

33、，輸出信號為=_。 37. 在頻域中，測試裝置的輸出與輸入信號之間的關(guān)系是_；在時(shí)域中，測試裝置輸出與輸入之間的關(guān)系是_。 38. 一個時(shí)間常數(shù)的溫度計(jì)，插入一只以速度線性降溫的烘箱中，經(jīng)半分鐘后取出，溫度計(jì)指示90，這時(shí)烘箱中實(shí)際溫度為_。 39. 某二階系統(tǒng)對單位階躍輸入的響應(yīng)如圖2-5所示，若將輸入改為=2，則最大超調(diào)量=_，并示意畫出其輸出波形。圖2-5四、問答題 1. 解釋下列名詞： 靈敏度 非線性度 回程誤差 線性系統(tǒng) 傳遞函數(shù) 2. 試述“非線性度”和“相對誤差”的聯(lián)系與區(qū)別。 3. 用圖2-6所示測試系統(tǒng)測量某物理系統(tǒng)的相頻特性，試從A、B、C三路信號中正確地選擇兩路接入相位計(jì)

34、，并說明選用這兩路的原因（兩電荷放大器型號相同并有一致的相頻特性）。圖2-6 4. 某裝置對單位階躍的響應(yīng)如圖2-7，試問：該系統(tǒng)可能是什么系統(tǒng)？如何根據(jù)該曲線識別該系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)？ 5. 有人將某二階系統(tǒng)的頻率特性繪成圖2-8的形狀。試指出圖中的錯誤并予以改正。 6. 通常在結(jié)構(gòu)及工藝允許的條件下，為什么都希望將二階測試裝置的阻尼比定在0.7附近？圖2-7 圖2-8 7. 二階系統(tǒng)可直接用相頻特性所對應(yīng)的頻率作為系統(tǒng)固有頻率的估計(jì)值，這種估計(jì)值與系統(tǒng)的阻尼比是否有關(guān)？為什么？ 8. 試說明用實(shí)驗(yàn)的方法確定裝置和的原理及方法。 9. 什么是線性系統(tǒng)的頻率保持性？試舉例說明在測試中如何運(yùn)用這

35、一特性。 10. 試述測試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件（包括時(shí)域、頻域），并說明如何根據(jù)這一條件正確選擇一階、二階測試裝置的動特性參數(shù)。五、計(jì)算題 1. 若壓電式傳感器靈敏度為90pC/MPa，電荷放大器的靈敏度為0.05V/pC，若壓力變化25MPa，為使記錄筆在記錄紙上的位移不大于50mm，則筆式記錄儀的靈敏度應(yīng)選多大？ 2. 圖2-9為一測試系統(tǒng)框圖，試求該系統(tǒng)的總靈敏度。圖2-9 3. 一壓電傳感器靈敏度pC/MPa，連接靈敏度V/pC的電荷放大器，所用筆式記錄儀的靈敏度mm/V。求當(dāng)壓力變化MPa時(shí)，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？ 4. 用時(shí)間常數(shù)為2s的一階裝置測量周期為2s、4s的

36、正弦信號，試求周期為4s時(shí)裝置產(chǎn)生的幅值誤差和相位滯后量是周期為2s時(shí)的幾倍？ 5. 用時(shí)間常數(shù)為2s的一階裝置測量某爐溫，爐內(nèi)溫度近似地按周期為169s的正弦規(guī)律變化，且溫度在500600范圍內(nèi)變化，試求該裝置所指示的最大值和最小值各是多少？ 6. 設(shè)用時(shí)間常數(shù)為0.2s的一階裝置測量正弦輸入，裝置的靜態(tài)靈敏度為1，試求其輸出信號的表達(dá)式。 7. 用一階系統(tǒng)做200Hz正弦信號的測量，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，則時(shí)間常數(shù)應(yīng)不超過多少？如用具有該時(shí)間常數(shù)的同一系統(tǒng)做50Hz正弦信號的測試，問此時(shí)的振幅誤差、輸入信號與輸出信號的相位差是多少？ 8. 某一階裝置的靜態(tài)靈敏度為1，若要求測量上限

37、頻率為150Hz，幅值誤差小于10%，則該儀器所允許的時(shí)間常數(shù)最大為多少？ 9. 給某一階線性測試裝置輸入一個階躍信號，其輸出在2s內(nèi)達(dá)到輸入信號最大值的20%。試求：裝置的時(shí)間常數(shù)； 經(jīng)過20s后輸出的幅值達(dá)到多少？ 10. 用時(shí)間常數(shù)為0.3s的一階裝置測量周期為1s的正弦信號，幅值誤差是多少？ 11. 已知某線性裝置的，現(xiàn)測得該系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出，試求系統(tǒng)的輸入信號。 12. 試證明在階躍信號輸入到靜態(tài)靈敏度為1的一階裝置上以后，經(jīng)過一個時(shí)間常數(shù)，系統(tǒng)輸出將達(dá)到階躍值的63%（注：）。 13. 可視為一階裝置的溫度計(jì)，其時(shí)間常數(shù)=5s，試求：將其快速放入某液體中，使溫度的測量誤差在2%范圍內(nèi)所

38、需的近似時(shí)間； 如液體溫度每分鐘升高8，測溫度時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差是多少？ 14. 求周期信號輸入傳遞函數(shù)為的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 15. 將溫度計(jì)從20的空氣中突然插入80的水中，若溫度計(jì)的時(shí)間常數(shù)=3.5s，則2s后的溫度計(jì)指示值是多少？ 16. 設(shè)有一時(shí)間常數(shù)為3.5s的溫度傳感器，從0的冰水中突然取出，并插入100的沸水中。插入15s后，溫度指示值是多少？ 17. 畫出如圖2-10所示的方波輸入一階裝置后的輸出波形。圖2-10 18. 一振動儀的固有頻率=10Hz，阻尼比=0.6，求測定頻率為20Hz時(shí)的振幅誤差和相位滯后。 19. 某二階系統(tǒng)的固有頻率=12Hz，阻尼比=0.6，若要使幅

39、值誤差不大于20%，所測的信號頻率應(yīng)限制在什么范圍？此時(shí)相位滯后在什么范圍之間？ 20. 試證明：二階系統(tǒng)當(dāng)=0.7時(shí)，輸入信號在00.58的頻率范圍內(nèi)，幅頻特性的變化不超過5%。 21. 某二階系統(tǒng)輸入階躍信號后，由光線示波器測得如圖2-11所示的輸出波形。試求該系統(tǒng)的無阻尼固有頻率。 22. 某測振儀的幅頻特性如圖2-12所示，相頻特性的部分值如下：時(shí)，；時(shí)，；時(shí)，?，F(xiàn)有下列兩個復(fù)雜周期信號試問：對于和，該儀器能否做不失真測量，為什么？圖2-11 圖2-12 23. 某測量裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為，試問：該系統(tǒng)是什么系統(tǒng)？ 若輸入周期信號，試求其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。第三章 常用傳感器一、是非題 1. 能

40、完成參量感受和轉(zhuǎn)換的裝置稱之為傳感器。 2. 能量轉(zhuǎn)換型傳感器直接消耗被測對象的輸入能量，因此必然造成被測對象狀態(tài)的變化而產(chǎn)生測量誤差。 3. 依靠被測對象輸入的能量使之工作的傳感器稱之為能量轉(zhuǎn)換型傳感器。 4. 物性型傳感器是利用敏感元件本身物理性質(zhì)的變化來實(shí)現(xiàn)信號變換的。 5. 傳感器的靈敏度與量程成反比。 6. 為提高測試精度，傳感器的靈敏度越高越好。 7. 傳感器的線性范圍越寬，表明其工作量程越大。 8. 非線性電位器在任何條件下，其輸入和輸出之間都是非線性關(guān)系。 9. 應(yīng)變片的零漂是指應(yīng)變片在承受恒定載荷下，輸出電阻指示值隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的細(xì)微變化。 10. 應(yīng)變片電阻絲的電阻溫度系

41、數(shù)，就是應(yīng)變片的電阻溫度系數(shù)。 11. 由于存在橫向效應(yīng)，所以用金屬絲應(yīng)變片單獨(dú)測定橫向應(yīng)變時(shí)，其靈敏度比測量縱向應(yīng)變要低。 12. 用任何一種規(guī)格的應(yīng)變片都可以測量任何頻率的動態(tài)應(yīng)變。 13. 測量小應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度高的金屬應(yīng)變片；測量大應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度低的半導(dǎo)體應(yīng)變片。 14. 根據(jù)壓電效應(yīng)，在壓電材料的任何一個表面施加力，均會在相應(yīng)的表面產(chǎn)生電荷。 15. 只需將壓電材料置放在交變磁場中，其幾何尺寸就會產(chǎn)生和磁場交變頻率相同的伸縮變化。 16. 壓電式加速度傳感器由于產(chǎn)生的是靜電荷，且本身內(nèi)阻很大，故不能用普通電表測量。 17. 用壓電式加速度傳感器測振動時(shí)，可用普通電表測量，但

42、通過電荷放大器后，用電子電壓表測量更精確。 18. 用差動變壓器式電感傳感器做位移測量時(shí)，根據(jù)其輸出就能辨別被測位移向的正負(fù)極性。 19. 變間隙式電容電感傳感器，只需滿足的條件，靈敏度就可視為常數(shù)。 20. 光敏電阻和熱敏電阻都是由于接收到外界輸入的能量而使載流子濃度和遷移率增加從而完成信號轉(zhuǎn)換的傳感元件。 21. 內(nèi)光電效應(yīng)就是指物質(zhì)受到光照后，在內(nèi)部產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。 22. 光電池既可當(dāng)做電源使用，也可當(dāng)做計(jì)數(shù)元件使用。 23. 由同一材料構(gòu)成的熱電偶，即使兩端點(diǎn)溫度不等，也不會形成熱電勢。 24. 在熱電偶中接入另一等溫的導(dǎo)體，其熱電勢不變。 25. 用熱電偶測溫時(shí)，冷端溫度的改變對測量結(jié)果是有影響的。二、選擇題 1. 能完成接受和實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的裝置稱為_。 A. 傳感器 B