工程測試復(fù)習(xí)題最終答案

1、測試技術(shù)考試復(fù)習(xí)題1、選擇題如果周期函數(shù)x(t)是一個奇函數(shù)，則傅里葉系數(shù)a,0A、2a=0，a=0B、b=0n0n下列信號中，B是周期信號。C、b是偶函數(shù)nx(t)=5(t)A、x(t)=e-atB、x(t)=cos(5t)+cos(t)C、300信號x(t)=cos(t)-cos(3t)的基頻為Bo0、456.A7.A、8.A、9.A.A、B、200具有離散頻譜的信號C。A、一定是周期信號信號也可能是非周期信號已知周期信號的周期為T,1B2兀B、TT準(zhǔn)周期信號屬于B信號。周期B、非周期準(zhǔn)周期信號的頻譜是B頻譜。連續(xù)B、離散C、均勻下面函數(shù)中，屬于準(zhǔn)周期函數(shù)的是Cx(t)=sin(t)+si

2、n(3t)gx(t)=sin(t)+兀sin(t)傅氏級數(shù)中的各項系數(shù)是表示各諧波分量的。C相位B.周期C.C、B、一定是非周期信號C、可能是周期A、B、B、10列函數(shù)表達式中，廣5cos10兀t則該信號的基頻為B。TC、2兀C、隨機C、x(t)=sin(t)+sin(兀t)振幅D.頻率B是周期信號。當(dāng)t$0A.x(t)=V當(dāng)tVOB.x(t)=5sin20兀t+10cos10兀t(-VtV+g)C.x(t)=20eLedcos20兀t(-gVtV+g)描述非周期信號的數(shù)學(xué)工具是。CA.三角函數(shù)B.拉氏變換C.傅氏變換D.傅氏級數(shù)下列信號中，C信號的頻譜是連續(xù)的。A.x(t)=Asin(t+申

3、)+Bsin(3et+申)12B.x(t)=5sin30t+3sinj50tC.x(t)=e-at-sinwt013不能用確定函數(shù)關(guān)系描述的信號是CA.復(fù)雜周期信號B.瞬變信號C.隨機信號+8兩個函數(shù)x(t)和x(t)，把運算式Ix(t)-x(t-t)dT稱為這兩個函數(shù)1212-8的CA.自相關(guān)函數(shù)B.互相關(guān)函數(shù)C.卷積信號x(t)=1-e-T，則該信號是_。CA.周期信號B.隨機信號C.瞬變信號裝置傳遞函數(shù)H(s)的分母與C有關(guān)。A.輸入量x(t)B.輸入點的位置C.裝置的結(jié)構(gòu)下列微分方程中B是線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。A.d2y+tdy+5y=dx+xdt2dtdtd2ydxB.+y=-dt2d

4、tC.如-叫=10 x+5dt2dt對某二階系統(tǒng)輸入周期信號x(t)=Asin(wt+p)，則其輸出信號將保持。C000A.幅值不變，頻率、相位改變B.相位不變，幅值、頻率改變C.頻率不變，幅值、相位改變不失真測試條件中，要求幅頻特性為B,而相頻特性為A。A.線性B.常數(shù)C.是頻率的函數(shù)衛(wèi)定義為單位輸入量變化量引起的輸出量變化量。A、信噪比B、靈敏度C、零漂熱電偶產(chǎn)生的溫差電動勢是由_A_所組成。A、單一導(dǎo)體的接觸電勢和不同導(dǎo)體的溫差電勢B、兩種導(dǎo)體的溫差電勢和接觸電勢B、單一導(dǎo)體的溫差電勢和兩種導(dǎo)體的接觸電勢下列傳感器中B是基于壓阻效應(yīng)的。A.金屬應(yīng)變片B.半導(dǎo)體應(yīng)變片C.壓敏電阻光敏晶體管

5、的工作原理是基于B效應(yīng)。A.外光電B.內(nèi)光電C.光生電動勢金屬絲應(yīng)變片在測量構(gòu)件的應(yīng)變時，電阻的相對變化主要由B來決定的。A.貼片位置的溫度變化B.電阻絲幾何尺寸的變化C.電阻絲材料的電阻率變化極距變化型電容傳感器適宜于測量微小位移量是因為B。A.電容量微小影響靈敏度B.靈敏度與極距的平方成反比，間距變化大則產(chǎn)生非線性誤差C.非接觸測量壓電材料按一定方向放置在交變電場中,其幾何尺寸將隨之發(fā)生變化,這稱為D效應(yīng)。A.壓電B.壓阻C.壓磁D.逆壓電調(diào)制可以看成是調(diào)制信號與載波信號A。A.相乘B.相加C.相減D.相除振動分析.輸入力信號與輸出位移之比稱為_BOA.A.位移導(dǎo)納；B。位移阻抗；C。加速

6、度導(dǎo)納；D。速度阻抗.輸出加速度信號與輸入力之比稱為B。A.位移導(dǎo)納；B。加速度導(dǎo)納；C。加速度阻抗；D。速度阻抗.測量振動所用的磁電式速度計，輸出電量的大小與其線圈的丄成正比。A.絕對速度；B。相對速度；C。線圈與殼體的相對速度.壓電式加速度計測量系統(tǒng)的工作頻率下限取決于丄。A.加速度計力學(xué)系統(tǒng)的頻率特性；B。壓電晶體的電路特性；C。測量電路帶通濾波器所起的作用是只允許(C)通過。a.低頻信號；b.高頻信號；c.某一頻帶的信號；d.所有頻率分量信號不失真測量的條件除要求測量系統(tǒng)幅頻特性是常值外，其相頻特性要求滿足(A)a.相移與頻率成正比；b.常值相移；c.任意相移；d.無特殊要求對某二階系

7、統(tǒng)輸入周期信號X(t)=Asin3t,則系統(tǒng)輸出信號有以下特性0m(C)。注：33a.幅值、頻率、相位皆不變；b.頻率改變，幅值、相位不變；c.幅值、相位改變，頻率不變；d.相位不變，幅值、頻率改變。將時域信號進行時移，則該信號對應(yīng)的頻域信號將會產(chǎn)生(D)a.擴展；b.壓縮；c.不變；d.僅有相移填空題信號可分為話”和兩大類。確定性信號可分為非確定和號兩類，前者頻譜特點是，后者頻譜特.口周期信號非周期信號離散性點是。信號的有效值又稱為吉，有效值的平方稱為+_，它描述測試信號均方根值均方值的強度(信號的平均功率)。周期信號的傅氏三角級數(shù)展開式中：a表示，,b表示n余弦分量的幅值n正弦分量的幅值，

8、a0表示TOC o 1-5 h z,A表示,申表示,nw表示o常值分量n各頻率分量的幅值n各頻率分量的相位0n次諧波分量的角頻率工程中常見的周期信號，其諧波分量的幅值總是隨諧波次數(shù)n的增加而的，衰減因此，沒有必要取那些高次的諧波分量。2A1周期方波的傅氏級數(shù)：x(t)=A+一(coswt+_cos3wt+)周期三角波的傅氏1兀030A4A_級數(shù)：x(t)=+一(coswt+-cos3wt+一cos5wt+)，它們的直流分量分別22兀2o9o250是和。信號的收斂速度上，方波信號比三角波信號。AA/2更慢計算積分值：5(t+5)-etdt二e-5g兩個時間函數(shù)x(t)和x(t)的卷積定義式是。1

9、2連續(xù)信號x(t)與單位脈沖函數(shù)5(tt)進行卷積其結(jié)果是：0 x(t)*5(tt)=x(tt)。0單位脈沖函數(shù)5(tt)與在t點連續(xù)的模擬信號f(t)的下列積分：00ff(t)-5(t)dtf(t)。這一性質(zhì)稱為脈沖采樣。0g已知傅氏變換對:x(t)X(f)和x(t)X(f)，當(dāng)x(t)二x(t)-x(t)時，112212則X(f)二x(f)x(f)。11.測試裝置的特性可分為靜態(tài)特性和特性。12測試裝置的靜態(tài)特性指標(biāo)有、動態(tài)和。測試裝置的輸出信號拉氏變換與輸入信號拉氏變換之比稱為裝置的。傳遞函數(shù)測試裝置對單位脈沖函數(shù)5(t)的響應(yīng)，稱為記為h(t),h(t)的傅氏變換脈沖響應(yīng)函數(shù)就是裝置的

10、。描述。頻率響應(yīng)函數(shù)測試裝置的動態(tài)特性在時域中用描述，在頻域中用微.分方程二階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)有和、。靜態(tài)靈敏度固有頻率阻尼率17.已知輸入信號x(t)二30cos(301+300)，這時一階裝置的A(w)=0.87，p(w)=-21.7。，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達式是：y(t)=26.1cos(30t+8.3。)。輸入x(t)、輸出y(t)，裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)h(t)，它們?nèi)唛g的關(guān)系是y(_t)=x(t)*h(t),卷積關(guān)系。測試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為H(jw)，則H(jw)|表示的是，ZH(jw)表示幅頻特性的是，它們都是的函數(shù)?？捎糜趯崿F(xiàn)非接觸式測量的傳感器有和.等。渦流式電容式電阻應(yīng)變

11、片的靈敏度表達式為S二如二1+2v+XE，對于金屬應(yīng)變片來說:aliiS=1+2V,而對于半導(dǎo)體應(yīng)變片來說S二入E。電容器的電容量C=寧，極距變化型的電容傳感器其靈敏度表達式為：6_光電元件中常用的有斗匚二和。壓電傳感器在使用放大器時，其輸光出電壓幾乎不受電纜長度變化的影響。超聲波探頭是利用壓電片的效應(yīng)工作的。為了補償溫度變化給應(yīng)變測量帶來的誤差，工作應(yīng)變片與溫度補償應(yīng)變片應(yīng)接在”橋臂上。相鄰簡答題金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片，工作效應(yīng)有何不同？使用時應(yīng)如何進行選用？答：金屬電阻應(yīng)變片工作效應(yīng)是基于在發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，而半導(dǎo)體應(yīng)變片是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。所謂壓阻效應(yīng)，是指

12、單晶體半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受到外力作用時，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。使用時根據(jù)各自特點選用：金屬電阻應(yīng)變片：溫度穩(wěn)定性好、線性度高、應(yīng)變范圍大。半導(dǎo)體應(yīng)變片;靈敏度高、機械滯后小、體積小。為什么說壓電式傳感器只適用于動態(tài)測量而不能用于靜態(tài)測量？答：對于一個壓電式傳感器，若要測得力值F,主要問題是如何測得電荷量值。原則上講，必須采用不消耗極板上電荷的方法，即采用的測量手段不從信號源吸取能量。顯然，這在實現(xiàn)原理上是困難的。從此點出發(fā)，利用壓電式傳感器測量靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)量值時，必須采取一定措施，使電荷從壓電晶片經(jīng)測量電路的漏失減少到足夠小的程度。而在動態(tài)交變力作用下，電荷可以不斷補充，可以供給測量電路

13、一定的電流，故壓電式傳感器宜作動態(tài)測量。為什么說極距變化型電容傳感器是非線性的？采取什么措施可改善其非線性特性？答：因為極距變化型傳感器其靈敏度S與極距平方成反比，所以極距變化型傳感器是非線性的。因此，為了減小這一誤差，通常規(guī)定在較小的間隙變化范圍內(nèi)工作，以便獲得近似線性關(guān)系。一般取極距變化范圍約為0.1。光電效應(yīng)有哪幾種？與之對應(yīng)的光電元件各有哪些?答：光電效應(yīng)分為：外光電效應(yīng)：光電管，光電倍增管。內(nèi)光電效應(yīng)：光敏電阻。光生伏打效應(yīng)：光電池。利用渦流式傳感器測量物體位移時，如果被測物體是塑料材料，此時可否進行位移測量？為了能對該物體進行位移測量應(yīng)采取什么措施，并應(yīng)考慮哪些方面問題？答：不可以

14、，因為形成電渦流的條件之一必須有導(dǎo)電體處于交變磁場中，而導(dǎo)電體(被測物體)是塑料材料制成，不導(dǎo)電。應(yīng)在物體表面加一層薄金屬片，與物體構(gòu)成一體，隨物體同步移動。應(yīng)考慮金屬片材料要均勻，激勵電流及頻率要穩(wěn)定。6什么是信號？信號處理的目的是什么？答：信號是指能夠反映或表示信息的傳輸載體。信號處理的目的有：削弱信號中的多余內(nèi)容、濾出混雜的噪聲和干擾、或?qū)⑿盘栕儞Q成易處理、運輸、分析與識別的的形式，以便后續(xù)其它處理。7信號分類的方法有哪些？答：信號處理的方法有：按數(shù)學(xué)關(guān)系、取值特征、能量功率、處理分析、所具有的時間函數(shù)特性，取值是否為實數(shù)等分類方法。8請指明下面信號ZtQ是功率信號,還是能量信號，給出證

15、明.2ecos10t(1)e(2)x(t)二10t53)eT0t(4)x(t)=cos3t9試述8函數(shù)的定義和性質(zhì).答：定義：在時間內(nèi)激發(fā)一個矩形脈沖S(t)，其面積為1當(dāng)趨于0時，S(t)的極限就稱為6函數(shù)，記做6(t)。6函數(shù)稱為單位脈沖函數(shù)其性質(zhì)有：乘積特性、積分特性、卷積特性。電感傳感器(自感型)的靈敏度與哪些因素有關(guān)？要提高靈敏度可采取哪些措施?電感傳感器(自感型)的靈敏度與氣隙長度的平方成反比，8愈小，靈敏度愈為了提高其靈敏度，電感傳感器(自感型)一般采用差動型。簡述濾波器在測試工作中的應(yīng)用.答：電壓測量、時間測量、相位測量、頻率測量。濾波器作為一種選頻裝置，在測試工作中主要應(yīng)用有

16、：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻裝置；低通濾波器用作數(shù)字信號分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波；高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測儀中剔除低頻干擾噪聲；帶阻濾波器用作電渦流測振儀中的陷波器簡述電阻應(yīng)變傳感器的工作原理及溫度補償方法。(以梁為例,說明應(yīng)變片的粘貼方向，各應(yīng)變片的作用，畫出全橋路圖，并闡明理由。)工作原理：基于在發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化。為了補償溫度變化給應(yīng)變測量帶來的誤差，工作應(yīng)變片與溫度補償應(yīng)變片應(yīng)接在相鄰橋臂上。13、試述sinc(t)函數(shù)的定義和性質(zhì)定義：時域：sinc(t)=頻域：sinc(t)=性質(zhì)：14試述簡支梁振動的測試方法,畫測試簡圖，并闡明用到的傳感器、測試裝置、測試步驟

17、等。答；傳感器類型有：壓電加速度傳感器、磁電式速度傳感器、電渦流位移傳感器、力傳感器(力錘中)。實驗步驟1安裝儀器把試驗?zāi)Ｐ土﹀N的力傳感器輸出線接到ZJY-601T型振動教學(xué)試驗儀第一通道的加速度傳感器輸入端，檔位拔到加速度檔a,輸出信號接到采集儀的第一通道；把帶磁座的加速度傳感器放在簡支梁上，輸出信號接到ZJY-601T型振動教學(xué)試驗儀第二通道的加速度傳感器輸入端，檔位拔到加速度檔a的加速度，輸出信號接到采集儀的第二通道。2開機進入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版軟件的主界面，選擇雙通道按鈕。進入雙通道示波狀態(tài)進行傳函示波。在自由選擇中選擇傳函幅頻和相位示波。在采樣參數(shù)設(shè)置中正確設(shè)置好相關(guān)參數(shù)，如：采

18、樣頻率、工程單位。測量用力錘敲擊簡支梁中部，就可看到時域波形，按F9功能鍵，就可看到頻響曲線，第一峰就是系統(tǒng)的固有頻率，后面的幾個峰是系統(tǒng)的高階頻率。移動傳感器或用力錘敲擊簡支梁的其它部位，再進行測試，記錄下各階固有頻率。計算題1求正弦信號乙)二Asint的均方值屮2。解：1jTX2-fTA2sin2tdtToTo?A2fTTo2(TsinoTA2T.72At/1一coslot7sin2otdt=A2j2dtToA22144o)P(t)=；也可先求概率密度函數(shù)：A2_x2貝U：A2屮2=jsX2p(x)dx=X_82。2.求正弦信號X=Asint的概率密度函數(shù)p(x)。xot=arcsin一甲

19、,Adt1dX解：代入概率密度函數(shù)公式得p(x)=lim丄AxtOAxlim:AxtOT=1dx2dtToTA2一x2o弐A2_X2兀A2_X2o3求如下圖所示周期性方波的復(fù)指數(shù)形式的幅值譜和相位譜解在x(t)的一個周期中可表示為1tTx(t)=4110T|t|Ti2該信號基本周期為T基頻o0=2兀/T,對信號進行傅里葉復(fù)指數(shù)展開。由于x(t)關(guān)于t=0對稱，我們可以方便地選取-T/2tT/2作為計算區(qū)間。計算各傅里葉序列系數(shù)cn當(dāng)n=0時，常值分量c0當(dāng)n0時,c=a00jT1一人2Tdt=1最后可得1T1c=jTe-jno0tdt=e-jno0tnT-TjnT02c=nnoT0ejno0t

20、e-jno0t2注意上式中的括號中的項即sin(no0人)的歐拉公式展開，因此，傅里葉序列系數(shù)cn可表示為n2sin(nO0T1)=還sinc(nT),1nT0其幅值譜為：2T.c=sinc(nT)nTo1n，相位譜為：=0兀，兀。頻譜圖如下:J*2T/T、100CIf4.設(shè)cn為周期信號x(t)的傅里葉級數(shù)丿序列系數(shù)，證明傅里葉級數(shù)的時移特性。即：若有M)雞彳貝x(t土t)e土j0t0cCOn00n(證明：若x(t)發(fā)生時移t0(周期T保持不變)，即信號x(t-t0),則其對應(yīng)的傅立葉系數(shù)為=jXC)ejod因此有同理可證證畢！c：nT-平r令T=t-10，代入上式可得c=1jx(c)e-j

21、0(T+t0)dinTT=e-j0t0jx(T)e-jjdiTT=e-j0t0cnx(t-1)e-j0t0c=e-j(2冗/t)t0c0nnx(t+1)e+j0t0c=e+j(2k/t)t0c0nnH(s)=5.力傳感器具有二階特性，其傳遞函數(shù)為：s2+2匚/+。已知該傳感器的固有頻率為f=1000Hz，阻尼比為匚=7，試問用測量頻率分別為600Hz和400Hz的正弦交變力時,其幅值相對誤差和相位差是多少？頻率為f=600Hz時，幅值相對誤差為：5%,相位差為：-52.70頻率為f=400Hz時，幅值相對誤差為：1%,相位差為：-33.706已知調(diào)幅波x(t)二(100+30cosQt+20cos3Ot)cost其中：f=10kHz;f=500Hz0Q試求：(1)x(t)所包含各分量的頻率和幅值；(2)繪制調(diào)制信號與調(diào)幅波的頻譜圖。(18分)。已知限帶白噪聲的功率譜密度函數(shù)為：S(f)=S，lflB其它為零求其自相關(guān)函