機械工程測試基礎(chǔ)題庫

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.sine'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l-l(a)所示周期方波的幅值頻譜為圖l-l(b),則圖l-l(c)

所示周期方波的幅值頻譜為圖l-l(d)。[]

4A

n

4A44

I3/rJ

6(?0369Q56yo

(b)

(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信號。[]

17.單邊頻譜和雙邊頻譜是信號等價的描述方法。[]

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X⑴是信號的頻譜函數(shù)。[]

22.況。的頻譜△(，)=1。[]

23.圖1-2表示四)函數(shù)及其頻譜關(guān)系。[]

四)1A(/)h

■11

0/0f

圖1-2

24.因為非周期信號是周期無限大的周期信號，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)信號的時間尺度壓縮時，其頻譜的頻帶加寬、幅值增高。

[]

29.信號在時域上波形有所變化，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.所謂隨機信號就是復(fù)雜信號。[]

32.各態(tài)歷經(jīng)隨機過程一定是平穩(wěn)的，平穩(wěn)的隨機過程也一定是

各態(tài)歷經(jīng)的。[]

33.各態(tài)歷經(jīng)隨機過程是平穩(wěn)的。［］

34.平穩(wěn)隨機過程的時間平均統(tǒng)計特征等于該過程的集合平均

統(tǒng)計特征。［1

二、選擇題

1.描述周期信號的數(shù)學(xué)工具是一。

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)表示各波分量的一o

A.相位B.周期C.振幅D.頻率

3.復(fù)雜周期信號的頻譜是—o

A.離散譜B.連續(xù)譜C.函數(shù)D.sine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—o

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。

f5cosl0^z(t>0)

A.1°(f<0)

B.%(f)=5sin20m+lOcoslO加(-oo<t<+oo)

C.^(/)=20e1^1cos20^z(-oo<t<+oo)

6.多種信號之和的頻譜是。

A.離散的B.連續(xù)的C.隨機的D.周期的

7.描述非周期信號頻譜的數(shù)學(xué)工具是一。

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./(，)=Asin("+%)+Bsin(3創(chuàng)+%)

B.x(r)=5sin30f+3sin

C.x(r)=sintyor

9.連續(xù)非周期信號的頻譜是—o

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.時域信號持續(xù)時間延長，則頻域中低頻成份—o

A.不變B.增加C.減少D.變

化不定

11.時域信號持續(xù)時間延長，則頻域中高頻成份—O

A.不變B.增加C.減少D.變

化不定

12.時域信號波形變化緩慢，則高頻分量—o

A.不變B.增加C.減少D.變

化不定

13.將時域信號進行時移，則頻域信號會―。

A.擴展B.壓縮C.不變D.僅

有相移

14.已知x(O=12sin<yf,單位脈沖函數(shù)為""/)，則

+oo

A.6B.0C.12D.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.如果四）=1,根據(jù)付氏變換的,則有如

A.時移性質(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依。）匕其意義為—o

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之比

C.在。處單位頻寬中所具有的功率

18.如果有1=2?（°）,根據(jù)付氏變換的,則有

①==2?（0一％）o

A.頻移性質(zhì)B.時移性質(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—o

A.復(fù)雜周期信號B.瞬態(tài)信號C.隨機信號

20.平穩(wěn)隨機過程必須是—o

A.連續(xù)的B.各態(tài)歷經(jīng)的C.集合平均統(tǒng)計特征

與時間無關(guān)

D.時間平均統(tǒng)計特征等于集合平均統(tǒng)計特征

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—域上來描述隨機信號的。

A.時間B.空間C.幅值D.頻率

22.隨機信號的功率譜密度函數(shù)是—o

A.收斂的B.發(fā)散的C.實偶函數(shù)D.實奇函數(shù)

23.為獲得信號強度方面信息，可測量信號的一。

A.均值B.均方值C.方差D.均方根值

24.隨機信號的靜態(tài)（直流）分量在數(shù)學(xué)上用一表示.

A.均值B.均方值C.方差D.均方根值

25.表示隨機信號中動態(tài)（交流）分量的統(tǒng)計參數(shù)是—o

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

點是______,后者頻譜具有的特點是o

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O

4.周期信號在時域上可用、、和參數(shù)來描

述。

5.周期信號頻譜的特點是____，瞬變信號頻譜的主要特點是

6.繪制周期信號?。┑膯芜咁l譜圖所依據(jù)的數(shù)學(xué)表達式是

，繪制其雙邊幅值譜所依據(jù)的數(shù)學(xué)表達式是______(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

/\84()/.1.1..、

g(t)=——(sindyr——-sino3a)t+rsin5&…)

423*2*452,

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：

00

X。)=〃0+，(*COSH69Z+hsin/769Z)

臺0fl0(1)

8

="0+Z'(sinnoof+夕“)

”=1

⑵

式中“。=⑺力表示；%4匕X⑺表示；

2百2

"二彳1〃」”)而〃如向表示;4=表示;

表示;。。=稱為;(2)式的物理意義是0

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。

2A1

11.在周期方波信號的付氏級數(shù)'(')"+丁…)

44A1

和周期三角波信號的付氏級數(shù)式"⑺=5+/3S〃為'+不c°sM"+…)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)原達到同樣精度要求時，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O

12.信號的時間特征主要是指信號隨時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.便于權(quán)衡和比較信號時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O

17.動態(tài)信號的描述可以在不同的域中進行，它們是____、

和O

18.非周期信號時域X。和頻域X(f)對應(yīng)的關(guān)系式為

X(f)=;X(/)=。

19.白噪聲是指o

w/)=1(。＜”力

20.某矩形窗函數(shù)1°。＜?；蚩?其頻譜為o

21.對于非周期信號，當(dāng)時間尺度在壓縮時，則其頻譜頻帶

,幅值__,例如將記錄磁帶即是例證。

22.信號X。)=4cos⑸+%)+A2cos(10/+。2)+43cos(35f+夕3)的頻譜是

譜；信號x(t)=Acos(e+W)+A2cos(5f+%)+&cos(lh+%)的頻譜是

[Acos(加/2J)1|46

x(t)=＜..

譜；信號1°的頻譜是______譜。

23.單位脈沖函數(shù)的頻譜為,它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)形式展開后進行付氏

變換。

26.因為小吧f/⑺”為有限的信號，且稱之為,因此瞬變

信號屬，而周期信號屬o

27.積分&"+之值為。

28.兩個時間函數(shù)xi(r)和苫2。)的卷積定義為0

29.信號必)的付氏變換是指，付氏逆變換是指，

加)能做付氏變換的前提條件是_____O

30.連續(xù)信號x(f)與單位脈沖函數(shù)四一。)進行卷積，其結(jié)果

3)*即_。)=,其幾何意義是。

31.單位脈沖函數(shù)四T。)與在2點連續(xù)的模擬信號/⑺的下列積分

「火一處/⑺"=,這個性質(zhì)稱為o

32.已知x(f)=e，則￡"項1)力=o

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O

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.在實驗中，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.e'的付氏變換是____O

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o

38.在隨機信號的統(tǒng)計參數(shù)中，均方值表示,均值表示

,標(biāo)準(zhǔn)誤差表示o

39.各態(tài)歷經(jīng)隨機過程是指o

40.概率密度函數(shù)提供了隨機信號沿的信息，不同的隨機

信號,可以借此來識別隨機信號的性質(zhì)。

41.隨機信號沒有數(shù)學(xué)表達式，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______域上來描述隨機信號。

四、問答題

1.指出圖1-3所示的時域波形人時刻與『2時刻頻譜（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)

。⑴［提示：可根據(jù)P（'）的物理意義回答，不用計算］。

3.畫出圖1-5所示x（/）*"/）的頻譜，注明頻寬及幅值。

圖1-5

五、計算題

401.已知三角波脈沖信號(見圖1-6)及其頻

(M")

(\t\>T)

求：’⑺一dt的信號與頻譜的表達式。

2.求正弦信號必)二相抽亍的單邊、雙邊頻譜及實頻圖、虛頻圖。

如該信號時延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

4A1]

f(t)=——-(COS690f——COS3%，+-COS569(/???)

7T35

求該方波的均值、頻率成分、各頻率的幅值，并畫出頻譜圖。

4.一時間函數(shù)，⑴及其頻譜函數(shù)如圖1-7所示，已知函數(shù)

尤")=/")850(/(設(shè)。0>0小)，試示意畫出X(r)和X(⑼的圖形，當(dāng)

時，X(⑼的圖形會出現(xiàn)什么情況"皿為/⑺中最高頻率分量的角頻

率]?

圖1-7

求正弦信號M,)=Xsin,的概率密度函數(shù)總)。

6.圖1-8所示周期三角波的數(shù)學(xué)表達式

4A

A+——t(--<r<0)

T2

x(f)=

4A

A-------1(()</<—)

T2

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。⑺及其付氏變換4/),試求

/⑴=a⑴(1+cos2af)的付氏變換F(f)并畫出F(f)的圖形。

8.求圖1-10所示鋸齒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)的表達式為x(f)=4e”(a>0,r?0,

當(dāng)”0時x(f)=0),試求該函數(shù)的頻譜函數(shù)，分別寫出幅值譜和相位譜

表達式，并繪出示意圖形。

10.求圖1-12所示指函數(shù)衰減信號M)=e"sin處’的頻譜。

11.求被截斷的余弦函數(shù)cos。。“見圖1-13］的頻譜函數(shù)及頻譜圖。

x(f)x(f)x(t)

-ca

0

0

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，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，系統(tǒng)輸出量與輸

入量之比的拉氏變換稱為傳遞函數(shù)。［J

4.當(dāng)輸入信號xQ）一定時，系統(tǒng)的輸出）（）將完全取決于傳遞函

數(shù)，⑸，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，總傳遞函數(shù)等于各組成系統(tǒng)傳遞函數(shù)之積。

[]

9,由于H(s)=y(s)/X(s),即將X(3)減小時,H(s)將增大,因此H(s)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)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，

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率的關(guān)系。

[]

20.時間常數(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?。┑念l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)的時間常數(shù)「越小越好。[]

24.建立時間是一階系統(tǒng)在階躍輸入后達到并保持最終數(shù)值所

需要的時間。[]

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。[J

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。L]

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奴⑼表示了信號各頻率分量的初相位和

頻率間的關(guān)系。[I

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

阻尼率九[]

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

(1)當(dāng)輸入信號為Aisin。/+&疝02t時,輸出信號不失真。

[]

(2)當(dāng)輸入信號為當(dāng)sinOJ+2布內(nèi)時,輸出信號失真。

[]

37.一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”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.若也叫則y(f)=xQ)/Q)。[J

39.測試裝置能進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)下進行測量的裝置稱為

______裝置。

A.試驗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o

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。

4+T

B.df'dtc.

信一務(wù)Ei，

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o

A.越寬B.越窄C.不變

9.在測試過程中量值隨時間變化的量為o

A.靜態(tài)量B.準(zhǔn)靜態(tài)量C.動態(tài)量D.隨機變量

10.線性裝置的靈敏度是。

A.隨機變量B.常數(shù)C.時間的線性函數(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.叭3）D.滯后量

E.4（。）

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

為兄⑻和修⑶，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為；若兩個環(huán)節(jié)并聯(lián)，

則為o

A.”（S）+42（S）B.”|（S）?”2（S）C.%（S）-42（S）D.

，|（S）/，2（S）

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.若給時間常數(shù)為「的一階裝置輸入頻率為。=1/，的正弦信

號，則輸出與輸入的相位差為O

A.-45°B.-90°C.-1800

（壯0）

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〃⑸=7±B.時間常數(shù)為，

C.「值越大，該裝置的響應(yīng)速度越快

_2,71

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o

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)為五而，則該裝置

A.是一階裝置B.靜態(tài)靈敏度為1

C.r越大，可實現(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.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)B.瞬態(tài)響應(yīng)C.暫態(tài)響應(yīng)

19.時不變線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)等于o

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x（，）=&sin”，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例。）=-90。所對應(yīng)的頻率

。作為系統(tǒng)的固有頻率。“的估計值，該值與系統(tǒng)阻尼比4的大小

A.有關(guān)B.無關(guān)C.略有關(guān)系，可忽略不計

22.二階系統(tǒng)的阻尼比越小，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o

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O

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MpA=MpB。則A系統(tǒng)的鼻B系統(tǒng)的鼻，A系統(tǒng)的靈

敏度B系統(tǒng)的靈敏度。

26.有A、B兩臺儀器，其相頻特性如圖2-4所示，則o

A.A、B都有波形相位失真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，為了減少測量誤差，希望測溫傳感

器的時間常數(shù)o

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，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，又稱為

,如果是由單位干擾或變異輸入引起裝置輸出變化，則稱之

為0

3.測試裝置的靜態(tài)特性主要以、和表

征。

4.選用儀器時應(yīng)注意：靈敏度越高，儀器的測量范圍越

，其穩(wěn)定性越___o

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0

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

時一，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o

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)法。

11.測試裝置的動態(tài)特性在頻域中用表示，在時域中用

______表示。

12.對線性系統(tǒng)輸入信號加)=Asin卯+42$淪處,,則系統(tǒng)輸出

yQ)=o

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O

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O

15.要使一階測試裝置的動態(tài)響應(yīng)快，就應(yīng)該o

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

利，要滿足此條件，必須使O

17.已知信號x(f)=30cos(<yf+30。)輸入4。)=0.87、-0)=-21.7。的一■階

裝置，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出y?)=。

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O

19.影響一階測試裝置動態(tài)特性的參數(shù)為,原則上希望它

20.二階裝置廣泛采用阻尼比4=0.6?0.7,是因為

和O

21.線性系統(tǒng)的動態(tài)特性分為時間特性和頻率特性，其時間特性

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；,3r稱為;g=,

0d稱為o

23.當(dāng)信號輸入二階系統(tǒng)時，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）為好。

24.測試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)的）就是當(dāng)輸入為時裝置的

輸出。當(dāng)用來的）表示裝置的動態(tài)特性時，輸入Xq）,輸出y⑴與g）三

者之間的關(guān)系為O

25.系統(tǒng)對單位脈沖函數(shù)四）輸入下的響應(yīng)W）稱為或

，輸出的頻域函數(shù)就是系統(tǒng)的0

26.實現(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O(shè)

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，其特點是將隨時間的延長而

，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)束后，

系統(tǒng)響應(yīng)的o系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的疊加稱為o

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)為則岡汝）1表示,

表示。

34.某線性系統(tǒng)的頻率特性為”（加），當(dāng)輸入信號為皿）、輸出信

號為?。r，三者之間應(yīng)有如下關(guān)系o

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x（f）=6sin2回輸入r=05的一階裝置，則穩(wěn)態(tài)輸出的幅值

A=,相位滯后展,輸出信號為y?）=o

37.在頻域中，測試裝置的輸出丫⑶與輸入信號x（s）之間的關(guān)系是

；在時域中，測試裝置輸出y（f）與輸入四）之間的關(guān)系是o

38.一個時間常數(shù)r=5s的溫度計，插入一只以5C/min速度線性

降溫的烘箱中，經(jīng)半分鐘后取出，溫度計指示90℃,這時烘箱中實

際溫度為CO

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

四、問答題

1.解釋下列名詞：

①靈敏度②非線性度③回程誤差④線性

系統(tǒng)⑤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，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）。

壓電式

信

功

號

率

激

發(fā)

放

振

器

生

大■*5A

器

器

電荷放大器8B

壓電式

力傳感器

8C

圖2-6

4.某裝置對單位階躍的響應(yīng)如圖2-7,試問：①該系統(tǒng)可能是

什么系統(tǒng)？②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？

7.二階系統(tǒng)可直接用相頻特性。（⑼=-90。所對應(yīng)的頻率。作為系

統(tǒng)固有頻率?！暗墓烙嬛?，這種估計值與系統(tǒng)的阻尼比J是否有關(guān)？為

什么？

8.試說明用實驗的方法確定裝置以和。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

運用這一特性。

10.試述測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件（包括時域、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。

初K,I~3.3°：阿，

口15S+2]J?+2<6>?s+d>;

圖2-9

3.一壓電傳感器靈敏度M=i0pC/MPa,連接靈敏度S2=ooo8v/pC

的電荷放大器，所用筆式記錄儀的靈敏度S3=25mm/V。求當(dāng)壓力變化

W=8MPa時，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？

4.用時間常數(shù)為2s的一階裝置測量周期為2s、4s的正弦信號,

試求周期為4s時裝置產(chǎn)生的幅值誤差和相位滯后量是周期為2s時的

幾倍？

5.用時間常數(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500?600℃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)用時間常數(shù)為0.2s的一階裝置測量正弦輸入

x(r)=sin4r+0.4sin40r,裝置的靜態(tài)靈敏度為1,試求其輸出信號的表達

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)，則時間常數(shù)應(yīng)不超過多少？如用具有該時間常數(shù)的同一系

統(tǒng)做50Hz正弦信號的測試，問此時的振幅誤差、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,若要求測量上限頻率為

150Hz,幅值誤差小于10%,則該儀器所允許的時間常數(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

到輸入信號最大值的20%o試求：①裝置的時間常數(shù)；②經(jīng)過20s

后輸出的幅值達到多少？

10.用時間常數(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A（M=1/Vl+0.01^2,火。）=-〃制0.口，現(xiàn)測得

該系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出y（f）=10sin（30f-45。），試求系統(tǒng)的輸入信號x（f）。

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)過一個時間常數(shù)「，系統(tǒng)輸出將達到階躍值的63%（注：

e-1=0.37）o

13.可視為一階裝置的溫度計，其時間常數(shù)T=5S,試求：①將其

快速放入某液體中，使溫度的測量誤差在2%范圍內(nèi)所需的近似時間;

②如液體溫度每分鐘升高8℃,測溫度時的穩(wěn)態(tài)誤差是多少？

14.求周期信號x（，）=°5cosl0r*a2cos（100r~》輸入傳遞函數(shù)為

H（s）=~~~----

s2+62.8s+3943.84

的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

15.將溫度計從20℃的空氣中突然插入80℃的水中，若溫度計

的時間常數(shù)r=3.5s,則2s后的溫度計指示值是多少？

16.設(shè)有一時間常數(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。

x(t)

----------:J~~]

!1+CT

0T

y⑺y(t)y(t)

(a)(b)(c)

圖2-10

18.一振動儀的固有頻率以=10Hz,阻尼比4=0.6,求測定頻率為

20Hz時的振幅誤差和相位滯后。

19.某二階系統(tǒng)的固有頻率以=12Hz,阻尼比4=06若要使幅值

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-，輸入信號在0?0.58%的頻率

范圍內(nèi)，幅頻特性4。）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：o=125.5rad/s時,??（?）=-75°.。=150.6rad/s時，*（。）=一90"；o>620rad/s

時，奴。）=-180?！，F(xiàn)有下列兩個復(fù)雜周期信號

X](z)=A]sin125.5r+A2sin150.6r

x2(f)=A3sin628f+A4sin7001

試問：對于修⑺和勺⑺，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""""百礪，試問：①該

系統(tǒng)是什么系統(tǒng)？②若輸入周期信號x（f）=2cosl（k+0.8cos（100—30。）,試

求其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y（，）。

第三章常用傳感器

一、是非題

1.能完成參量感受和轉(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)變片單獨測定橫向應(yīng)變

時，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，應(yīng)選用靈敏度高的金屬應(yīng)變片；測量大應(yīng)變

時一，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，其兒何尺寸就會產(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，可用普通電表測量，但通

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，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，只需滿足防《樂的條件，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)做計數(shù)元件使用。[]

23.由同一材料構(gòu)成的熱電偶，即使兩端點溫度不等，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，冷端溫度的改變對測量結(jié)果是有影響的。

二、選擇題

1.能完成接受和實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的裝置稱為o

A.傳感器B.記錄儀器C.試驗裝置D.數(shù)據(jù)

處理裝置

2.能量控制型傳感器有；能量轉(zhuǎn)換型傳感器有o

A.光電式B.電感式C.壓電式D.電阻應(yīng)變

式E.變阻器式

F.渦電流式G.電容式H.熱電式I.壓阻式

J.磁電式

3.下列傳感器中，屬結(jié)構(gòu)型的傳感器有0

A.電阻應(yīng)變片B.壓電式加速度計C.渦流式傳感

器D.電容式傳感器

4.傳感器是根據(jù)敏感元件材料本身的物理性質(zhì)變化而

工作的。

A.差動變壓器式B.變間隙電容式