《測(cè)試技術(shù)》題庫(kù).doc

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填空： 0-1、測(cè)試技術(shù)包含了________和_______兩方面內(nèi)容。 0-2、測(cè)試系統(tǒng)通常由__________、_____________、及__________所組成。 1-1、如果所測(cè)試的信號(hào)不隨時(shí)間變化,這種測(cè)試稱為_(kāi)________測(cè)試，如果所測(cè)試的信號(hào)隨時(shí)間變化很快， 這種測(cè)試稱為_(kāi)________測(cè)試. 1-2、周期信號(hào)的頻譜具有以下三個(gè)特點(diǎn)：____________、__________、____________。 1-3、描述周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是__________；描述非周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是__________。 1-4、周期信號(hào)的頻譜是離散的，同時(shí)周期信號(hào)具有 和 特性。 1-5、某信號(hào)能夠用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)描述，可以準(zhǔn)確預(yù)計(jì)其來(lái)任意時(shí)刻的值，則該信號(hào)稱為 。 1-6、數(shù)字信號(hào)是指時(shí)間和幅值都具有 特性的信號(hào)。 2-1、測(cè)試裝置的特性可分為_(kāi)______特性和________特性。 2-2、測(cè)試裝置的靜態(tài)特性指標(biāo)有_______及________等。 2-3、測(cè)試裝置在穩(wěn)態(tài)下，輸出信號(hào)變化量和輸入信號(hào)變化量之比稱之為裝置的___________。 2-4、測(cè)試裝置輸出信號(hào)的拉氏變換和輸入信號(hào)的拉氏變換之比稱為裝置的___________。 2-5、測(cè)試裝置輸出信號(hào)的付里葉變換和輸入信號(hào)的付里葉變換之比稱為裝置的_________。 2-6、測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試，但有時(shí)間延遲t0的條件是：裝置幅頻特性A(ω)=_________;相頻特性Ψ(ω)=_____________。 2-7、對(duì)裝置的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行測(cè)試，可用 和 兩種方法進(jìn)行測(cè)試。 2-8、二階系統(tǒng)的固有頻率越_____，系統(tǒng)響應(yīng)趕快影響其超調(diào)量的因素是二階系統(tǒng)的______。 2-9、一階系統(tǒng)的動(dòng)特性參數(shù)是 ，為使動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，該參數(shù) 。 2-10、一階裝置的時(shí)間常數(shù)越 ，其響應(yīng)速度越快；二階裝置的固有頻率越 ，其工作頻帶越寬。 2-11、測(cè)量裝置的特性描述有 態(tài)特性描述和 特性描述。 2-12、某位移傳感器，在輸入量變化600 mm時(shí)，輸出電壓變化為300 mV，則其靈敏度為 。 2-13一階裝置的傳遞函數(shù)H(S)= ,幅頻特性A(ω)= ，相頻特性φ（ω）= 3-1、將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成與之相對(duì)應(yīng)的、容易傳輸和處理的信號(hào)的裝置稱之為_(kāi)________。 3-2、變間距式電容傳感器的靈敏度與(間距的平方)成反比，所以適合于微小位移的測(cè)量。 3-3、可變磁阻式傳感器的靈敏度與氣隙大小的關(guān)系是：氣隙越小，靈敏度 。 3-4、壓電式傳感器是利用某些材料的 特性來(lái)制作的傳感器。 3-5、傳感器的靈敏度越高，則線性范圍就 。 3-6、半導(dǎo)體應(yīng)變片傳感器的工作原理是基于 效應(yīng)；渦電流式傳感器的工作原理是利用金屬導(dǎo)體在交變磁場(chǎng)中的 效應(yīng)；壓電式傳感器的工作原理是利用某些材料的 效應(yīng)。 3-7傳感器一般由 、 、 三部分組成，是能把外界_________轉(zhuǎn)換成_________的器件和裝置。 3-8差動(dòng)式渦流傳感器是基于 原理制成的。在金屬體內(nèi)渦流滲透的深度與傳感器線圈激磁電流的 有關(guān)。 3-9差動(dòng)式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是： 、 、 。 常用交流電橋的平衡條件是 （用文字?jǐn)⑹觯? 3-10電容傳感器從原理上可分為 、 、 三種 4-1、在測(cè)試裝置中，從調(diào)制信號(hào)的方法來(lái)看，當(dāng)用12KHZ的交流信號(hào)作為電橋的激勵(lì)電壓時(shí)，其作用在于生成 波。 4-2、帶濾波器的中心頻率F=500HZ，負(fù)3分貝點(diǎn)的帶寬B=10HZ，則該濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q= 。 4-3、交流流電橋的平衡條件是（相對(duì)兩臂阻抗之積相等）。 4－4濾波器按通過(guò)信號(hào)的頻率范圍分為 、 、 、 四類。 選擇題 0-1. 測(cè)試工作的任務(wù)主要是從復(fù)雜的信號(hào)中提?。? ）。 A. 干擾噪聲信號(hào) B. 正弦信號(hào)C. 有用信息 D. 頻域信號(hào) 1-1.信號(hào)的時(shí)域與頻域描述方法是依靠（ ）來(lái)確立彼此的關(guān)系。 A 拉氏變換 B 傅氏變換 C 卷積 D 相乘 1-2、工程中常見(jiàn)的周期信號(hào)其諧波的幅值隨諧波的頻率增加而（ ）。 A 不變 B 減小 C 增加 D 不確定 1-3　周期信號(hào)的頻譜是______ A　連續(xù)的　B　離散的　C　不存在基頻的非整數(shù)倍頻率分量　D　信號(hào)的付里變換 1-4　非周期信號(hào)的頻譜是______ A　連續(xù)的　B　離散的　C　信號(hào)的付里葉變換　D　相應(yīng)頻率的信號(hào)幅度　E　譜密度函數(shù)　 1－5不能用確定的函數(shù)關(guān)系式描述的信號(hào)是___ ____ A、復(fù)雜周期信號(hào) B、瞬態(tài)信號(hào) C、周期信號(hào) D、隨機(jī)信號(hào) 2-1用一階系統(tǒng)作測(cè)試裝置，為了獲得最佳的工作性能，其時(shí)間常數(shù)τ（?。? Ａ　越小越好?。隆≡酱笤胶谩。谩?.6～0.7之間最好?。摹∝?fù)值最好 2-2、測(cè)試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和（?。? Ａ　具體測(cè)試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)?。隆【唧w測(cè)試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)　 Ｃ　輸入信號(hào)有關(guān)　Ｄ　輸出信號(hào)有關(guān) 2-3、用二階系統(tǒng)作測(cè)試裝置，為使系統(tǒng)響應(yīng)最快，其固有頻率（?。? Ａ　越小越好?。隆≡酱笤胶谩。谩?.6～0.7之間最好　Ｄ　負(fù)值最好 2-4、線性時(shí)不變系統(tǒng)的特點(diǎn)是_______ A具有其特性的微分方程式的系數(shù)均為常數(shù)　B　符合迭加原理 C　具有頻率保持性　D　具有比例性能 2-5、傳感器實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件除要求測(cè)量系統(tǒng)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 D、無(wú)特殊要求 2-6、下面說(shuō)法正確的是 A、測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)和頻率響應(yīng)函數(shù)，是其自身的一種特性反映，與輸入、輸出量的大小無(wú)關(guān)。 B、測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)不容易直接測(cè)量，而頻率響應(yīng)函數(shù)可用實(shí)驗(yàn)方法方便的獲得 C、對(duì)用戶而言，測(cè)量裝置只具有良好的動(dòng)態(tài)特性就夠了，靜態(tài)特性的好壞對(duì)實(shí)際測(cè)量沒(méi)有影響 D、如果兩個(gè)測(cè)量裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，其傳遞函數(shù)和頻率響應(yīng)函數(shù)肯定不同。 3-1極距變化型電容傳感器的靈敏度與（?。?。 Ａ　極距成正比?。隆O距成反比?。谩O距的平方成正比　Ｄ　極距的平方成反比 3-2當(dāng)電阻應(yīng)變片式傳感器拉伸時(shí)，該傳感器電阻（ ） A 變大 B 變小 C 不變 D 不定 3-3自感型傳感器的兩線圈接于電橋的相鄰橋臂時(shí)，其輸出靈敏度（ ）。 A 提高很多倍 B 提高一倍 C 降低一倍 D 降低許多倍 3-4極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（?。?。 Ａ　成正比?。隆∑椒匠烧取。谩〕煞幢取。摹∑椒匠煞幢? 3-5下列指標(biāo)中，描述傳感器靜態(tài)特性的是 A、階躍特性 B、頻率特性 C、線性度 D、時(shí)間常數(shù) 3-6、傳感器的組成部分中，直接感受被測(cè)物理量的是 A、轉(zhuǎn)換元件 B、敏感元件 C、轉(zhuǎn)換電路 D放大元件 3-7、在下列傳感器中，將被測(cè)物理量的變化量直接轉(zhuǎn)達(dá)化為電荷彎化量的是 A、壓電式傳感器 B、電容式傳感器 C、自感式傳感器 D、電阻式傳感器 3-8、面積變化型電容式傳感器，其靈敏度大小與極距___ ____ A、成正比 B、平方成正比 C成反比 D平方成反比 3-9、一個(gè)受力能夠變形的懸臂梁，在梁的上、下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片，并將兩個(gè)應(yīng)變片接入電橋的相鄰兩臂上，則下面說(shuō)法正確的是___ ____ A、整個(gè)電橋的輸出等于兩個(gè)應(yīng)變片所引起電壓變化量的差值 B、整個(gè)電橋的輸出等于兩個(gè)應(yīng)變片所引起電壓變化量的和 C、整個(gè)電橋的輸出始終為零 D、這種接法，可實(shí)現(xiàn)溫度誤差的自動(dòng)補(bǔ)償，抑制溫漂 4-1調(diào)頻波是____ A　截波幅值隨調(diào)制信號(hào)頻率而變　B　截波幅值隨調(diào)制信號(hào)幅值而變 C　截波頻率隨調(diào)制信號(hào)幅值而變 4-2調(diào)幅信號(hào)經(jīng)解調(diào)后必須經(jīng)過(guò)____ A　高通濾波器　B　低通濾波器　C　相敏檢波器 4-3調(diào)幅波的截波頻率至少應(yīng)是調(diào)制波頻率的（?。? Ａ?。北丁。隆。脖丁。谩。潮丁。摹。幢? 4-4、為了能從調(diào)幅波中恢復(fù)出愿被測(cè)信號(hào)，常用（?。┳鰹榻庹{(diào)器。 Ａ　鑒頻器　Ｂ　鑒相器?。谩≌髌鳌。臋z波器 4-5、低通濾波器的作用是（ ）。 A 濾除低頻信號(hào) B 濾除高頻信號(hào) C 直流變交流 D 交流變直流 4-6、一選頻裝置，其幅頻特性在f1~f2區(qū)間急劇衰減（f2>f1）,在0~f1和f2~∞之間近于平直，這叫（ ）濾波器。 A.低通 B.高通C.帶通 D.帶阻 4-7、幅度調(diào)制（ＡＭ）是______ A　載波與調(diào)制波相乘　B　載波幅值隨調(diào)制信號(hào)幅值而變　 C　載波與調(diào)制波相加　D　載波頻率隨調(diào)制信號(hào)幅值而變 4-8、濾波器帶寬Ｂ越窄，表示著它的______ A　頻率分辨率越高　B　響應(yīng)的建立時(shí)間Ｔe越長(zhǎng)　 C　響應(yīng)的建立時(shí)間Ｔe越短　D　頻率選擇性越差 4-9、濾波器的截止頻率是其幅頻特性值等于（ ）時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。 A A0/2 B A0/1.414 C A0/3 D a0/4 4-10、高通濾波器的作用是___ ____ A、濾除信號(hào)的低頻成分 B、濾除信號(hào)的高頻成分 C、濾除信號(hào)的中頻成分 D、將直流變交流 9-1、半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度上升，其阻值（ ）。 A 上升 B 下降 C 保持不變 D 變?yōu)? 9-2、熱電偶偉感器通常利用電橋不平衡原理進(jìn)行補(bǔ)償，其作用為 A、擴(kuò)大量程 B、提高靈敏度 C、確保測(cè)量精度 D、提高測(cè)量速度 判斷 1-1、具有離散頻譜的信號(hào)一定是周期信號(hào)。（　?。? 3-1．差動(dòng)變壓器的輸出值只能反映鐵芯位移的大小，不能反映移動(dòng)的方向。 （ ） 4-1、濾波器的中心頻率就是其通頻帶的幅值-3dB處的頻率。 （ ） 3-1動(dòng)態(tài)范圍是指裝置輸出的測(cè)量上限值與下限值的比值。 （ ） 9-1、熱敏電阻 具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，隨溫度上升而阻值下降。 （ ） 名詞解釋 電測(cè)法 非線性度 壓阻效應(yīng) 濾波器的頻率分辨力 靈敏度 線性度 回程誤差 負(fù)載效應(yīng) 壓電效應(yīng) 傳感器 信號(hào)調(diào)制零點(diǎn)殘余電壓 傳遞函數(shù) 不失真測(cè)試條件 三、問(wèn)答題 1.簡(jiǎn)述交流電橋的平衡條件。 2.畫出直流電橋的全橋接法，說(shuō)明其優(yōu)點(diǎn)。 3.傳感器選用應(yīng)考慮的基本原則有哪些？ 4.影響電容式極距變化型傳感器靈敏度的因素有哪些？為提高其靈敏度可以采取什么措施？ 5.闡述實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件。 6、說(shuō)明熱電偶式溫度傳感器中間導(dǎo)體定律的實(shí)際應(yīng)用意義。 7.欲測(cè)液位，試采用某種傳感器進(jìn)行測(cè)量，繪出可行性方案，并簡(jiǎn)述工作過(guò)程。 8.試用某種傳感器對(duì)壓力P進(jìn)行測(cè)量，請(qǐng)繪出可行性方案原理圖，并簡(jiǎn)述工作過(guò)程。 9.結(jié)合所學(xué)知識(shí)，采用兩種不同類型的傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速大小的方法，并畫簡(jiǎn)圖說(shuō)明其原理。 10.簡(jiǎn)述電渦流傳感器的工作原理。 11.試說(shuō)明二階裝置阻尼比多采用ζ=0.6~0.7的原因。 12.復(fù)雜周期信號(hào)的頻譜與瞬態(tài)（非周期）信號(hào)的頻譜相比有何異同點(diǎn)? 13.熱電偶進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?shù)脑蚴鞘裁矗客ǔ２捎玫睦涠藴囟妊a(bǔ)償方法有哪些？ 14、某個(gè)信號(hào)的傅氏展開(kāi)式為x(t)=20-10cost-4cos(3t-π/2)，畫出其幅頻圖和相頻圖。 15、什么是線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻率保持性，它在測(cè)試技術(shù)中有什么作用？ 16、用秒表、溫度計(jì)，如何確定溫度計(jì)的時(shí)間常數(shù)? 17、有一吊車的拉力傳感器如右圖所示。其中電阻應(yīng)變片R1、R2、R3、R4貼在等截面軸上。已知R1、R2、R3、R4標(biāo)稱阻值均為200Ω，橋路電壓為4V，物重m引起R1、R2變化增量為2Ω。 ①、畫出應(yīng)變片組成的電橋電路，使其輸出電壓反映出物體重量的大小。 ②、計(jì)算出測(cè)得的輸出電壓和電橋輸出靈敏度。 ③、說(shuō)明R3、R4起到什么作用？ 1-3：在對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)，為何要采用頻域描述方法？ 由于信號(hào)的時(shí)域描述只能反映信號(hào)的幅值隨時(shí)間變化的特征，除簡(jiǎn)諧波外一般不能揭示信號(hào)的頻率組成成分。為了研究信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)和各頻率成份的幅值大小，相位關(guān)系，所以應(yīng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域描述。 1-4：在動(dòng)態(tài)測(cè)試工作中，頻譜的概念及其分析方法有何意義或應(yīng)用？ 頻譜就是通過(guò)某種信號(hào)分析方法將時(shí)間信號(hào)中的各頻率成份分離并進(jìn)行排列的結(jié)果，常用的是頻譜圖。其中頻率與幅值的關(guān)系譜圖，稱為幅頻圖，頻率與相位關(guān)系的譜圖稱為相頻圖。信號(hào)不同域的描述，只是為了使所研究信號(hào)特征更為突出，頻譜分析在故障診斷，設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)，選擇使用測(cè)量?jī)x器和完成不失真測(cè)量等都有重要意義。例如：判定機(jī)器的振動(dòng)裂度，在機(jī)器的故障診斷中尋找振源，確定儀器設(shè)備的固有頻率和使用范圍等方面。 2-4：對(duì)于二階裝置，為何要取阻尼比=0.6～0.7？ 當(dāng)阻尼比= 0.6～0.7時(shí)，從幅頻特性曲線上看，幾乎無(wú)共振現(xiàn)象，而且水平段最長(zhǎng)。這意味著工作頻率范圍寬，即測(cè)量裝置能在0～0.5的較大范圍內(nèi)保持近于相同的縮放能力。滿足了A()= C的不失真測(cè)量條件。 從相頻特性曲線上看幾乎是一條斜直線。這意味著，因此滿足相頻不失真測(cè)量條件。 3-6接觸式和非接觸式傳感器的主要性能特點(diǎn)有何不同? 請(qǐng)分別選定一種傳感器并說(shuō)明它們的具體應(yīng)用。 接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量主要是說(shuō)明傳感器在實(shí)際條件下的工作方式，也是選用傳感器時(shí)應(yīng)考慮的重要因素。因?yàn)闂l件不同對(duì)傳感器要求亦不同。例如對(duì)回轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)誤差、振動(dòng)、扭力矩等運(yùn)動(dòng)部件的被測(cè)參數(shù)的測(cè)量，往往采用非接觸測(cè)量的電容式、渦電流式傳感器。這樣就避免測(cè)量頭的磨損、接觸狀態(tài)的變動(dòng)，不易信號(hào)的采集等所造成的的測(cè)量誤差。相反對(duì)靜態(tài)被測(cè)參數(shù)的測(cè)量，采用接觸測(cè)量最為方便的高精度的電感式傳感器。 3-7可能的情況下, 傳感器為何總是優(yōu)先采用差動(dòng)工作方式? 傳感器采用差動(dòng)式的結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)：1）提高靈敏度；2）改善非線性，擴(kuò)大測(cè)量范圍；3）消除信號(hào)的共模成分，抑制零漂。 3-10選用傳感器的基本原則是什么? 1、 靈敏度高，在適用的測(cè)量范圍內(nèi)傳感器的信噪比高。 2、 在保持不失真的測(cè)量條件，響應(yīng)特性要快，即希望遲延時(shí)間越短越好。 3、 線性范圍愈寬愈好，則表明傳感器的工作量程大。 4、 穩(wěn)定性要好，表明長(zhǎng)期使用其輸出特性不發(fā)生變化的性能好。 5、 精確度高，表明傳感器輸出與被測(cè)量對(duì)應(yīng)程度好，當(dāng)然精確度的選擇應(yīng)從價(jià)格比，從實(shí)際出發(fā)來(lái)選擇。 6、 測(cè)量方式應(yīng)根據(jù)測(cè)量條件來(lái)選，接觸測(cè)量還是非接觸測(cè)量是在線還非在線測(cè)量的方式。 7、 還應(yīng)考慮：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格便宜、易于維修等。 7-4 利用計(jì)量光柵測(cè)量位移時(shí), 采用細(xì)分技術(shù)的目的是什么? 計(jì)量光柵的位移量是根據(jù)移過(guò)的莫爾條紋的數(shù)量來(lái)確定的，其分辨力為光柵的柵矩。為了提高分辨力以測(cè)得更小的位移量，需采用細(xì)分技術(shù)。 9-1 何為熱電效應(yīng)? 回路中熱電勢(shì)恒等于零的充分必要條件有那些? 兩種不同材料的導(dǎo)體首尾依次相接，當(dāng)兩接觸端點(diǎn)溫度不同時(shí)構(gòu)成的閉合回路產(chǎn)生熱電勢(shì)（或熱電流）的現(xiàn)象，稱熱電效應(yīng)。 熱電勢(shì)等于零的充要條件是：①兩根導(dǎo)體（熱電極）的材料相同；②兩接觸端點(diǎn)的溫度相同。 9-2 熱電偶和熱電阻分別屬于那種傳感器? 熱電偶是一種能量轉(zhuǎn)換型溫度傳感器，而熱電阻是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體受熱后電阻值變化的原理測(cè)溫的，是能量控制型溫度傳感器。 第一章 1答：測(cè)試技術(shù)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測(cè)量原理和測(cè)量信號(hào)分析處理方法，是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)測(cè)量必不可少的手段，起著人的感官的作用。 2答：測(cè)試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。傳感器將被測(cè)物理量檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析，顯示記錄裝置則測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)，提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置。 3答：在工程領(lǐng)域，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開(kāi)測(cè)試技術(shù)。測(cè)試技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機(jī)械、電力、石化和海洋運(yùn)輸?shù)让恳粋€(gè)工程領(lǐng)域。 4答：例如：全自動(dòng)洗衣機(jī)中用到如下傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度) 液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測(cè))。 第二章 1答：信號(hào)波形是指被測(cè)信號(hào)幅度隨時(shí)間的變化歷程。 2答： 從信號(hào)描述上分為：確定性信號(hào)與非確定性信號(hào)； 從信號(hào)的幅值和能量上分為：能量信號(hào)與功率信號(hào)； 從分析域上分為：時(shí)域與頻域； 從連續(xù)性分為：連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)； 從可實(shí)現(xiàn)性分為：物理可實(shí)現(xiàn)信號(hào)與物理不可實(shí)現(xiàn)信號(hào)。 3答：可以用明確數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)稱為確定性信號(hào)。不能用數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)稱為非確定性信號(hào)。 4答： 在所分析的區(qū)間（-∞，∞），能量為有限值的信號(hào)稱為能量信號(hào)，能量不是有限值的信號(hào)稱為功率信號(hào)。 5答：周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號(hào)，但不保留原信號(hào)的相位信息。 6答：信號(hào)頻域分析是采用傅立葉變換將時(shí)域信號(hào)x(t)變換為頻域信號(hào)X(f)。時(shí)域分析只能反映信號(hào)的幅值隨時(shí)間的變化情況，除單頻率分量的簡(jiǎn)諧波外，很難明確揭示信號(hào)的頻率組成和各頻率分量大小。 信號(hào)頻譜X(f)代表了信號(hào)在不同頻率分量成分的大小，能夠提供比時(shí)域信號(hào)波形更直觀，豐富的信息。 7答：周期函數(shù)展開(kāi)為傅立葉級(jí)數(shù)的物理意義: 把一個(gè)比較復(fù)雜的周期信號(hào)看成是許多不同頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)的疊加。 8答：平均值、方差、均方值、概率密度函數(shù)、自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)、自功率譜密度函數(shù)、互功率譜密度函數(shù)、相干函數(shù)等。 第三章 1答：傳感器是借助檢測(cè)元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。 2答：傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件的作用是感受被測(cè)物理量，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件則是對(duì)敏感器件輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。 3 答： 工作原理：利用電阻應(yīng)變片受力產(chǎn)生應(yīng)變而使電阻值發(fā)生變化的原理來(lái)測(cè)量被測(cè)參數(shù)的大小。 特點(diǎn)： ⑴ 性能穩(wěn)定，精度高。 ⑵ 測(cè)量范圍廣。 ⑶ 對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)能力強(qiáng)。 應(yīng)變式傳感器在稱重，測(cè)力，測(cè)壓力，扭力，加速度等參量方面得到廣泛應(yīng)用。 4答：電容式傳感器是把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)化為電容器電容量變化的一種傳感器。 特點(diǎn)： ⑴ 輸入能量小，靈敏度高。 ⑵ 動(dòng)態(tài)特性好。 ⑶ 能量損失小。 ⑷ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性好。 類型：變間隙式電容傳感器、變面積式電容傳感器、變介電常數(shù)式電容傳感器 使用中應(yīng)注意： （1）變間隙式電容傳感器非線性較大，應(yīng)采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)和電路進(jìn)行改善。 (2)電纜電容影響大。 解決方法：①采用雙層屏蔽電纜。②采用小型集成電路，放在傳感器內(nèi)部，即傳感器分測(cè)量電路一體化。 5答：電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，把被測(cè)量非電量轉(zhuǎn)換為線圈電感的變化。 特點(diǎn)： ⑴ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠； ⑵ 靈敏度高，分辨率較大； ⑶ 測(cè)量的精度較高； ⑷ 頻率響應(yīng)較低，不宜測(cè)試高頻動(dòng)態(tài)參數(shù)。 廣泛用于測(cè)量位移及能引起位移變化的參量，如力，壓力，速度，加速度，流量，厚度等。 6答： 壓電式傳感器的工作原理是以某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)的。物質(zhì)在機(jī)械力作用下發(fā)生變形時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，在它的兩個(gè)表面上將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，去掉外力時(shí)電荷立即消失。 特點(diǎn)： ⑴ 靈敏度高，信噪比大，工作可靠，體積小，重量輕。 ⑵ 固有頻率高，頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好。主要用于測(cè)量動(dòng)態(tài)參量，不適用于測(cè)靜態(tài)參量。 ⑶ 要求絕緣電阻高，要求采用嚴(yán)格的絕緣措施，使用絕緣性能良好的材料。 在測(cè)量加速度，動(dòng)態(tài)壓力、力方面得到廣泛應(yīng)用。 使用中應(yīng)注意： (1) 主要用于測(cè)量動(dòng)態(tài)參量，不適用于測(cè)靜態(tài)參量。 (2) 要求有很高的絕緣電阻。 (3) 使用電壓放大器時(shí)，當(dāng)改變電纜長(zhǎng)度時(shí)，前置放大器輸入電壓與傳感器靈敏度都會(huì)發(fā)生變化。因此，在使用中，電纜不是規(guī)定的長(zhǎng)度時(shí)，要重新標(biāo)定靈敏度。 7答：霍耳式傳感器的工作原理是利用霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 8答：熱電偶是由兩種不同的導(dǎo)體A和B兩端相連組合閉合回路。如果兩端溫度和不相等時(shí)，回路中就有電流通過(guò)，即回路內(nèi)出現(xiàn)了電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。 基本定律： （1）中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中，只要接入的中間導(dǎo)體兩端溫度相同，則對(duì)回路的總熱電勢(shì)沒(méi)有影響。 （2） 連接導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中，如果熱電偶和分別與連接導(dǎo)體和相連接，接點(diǎn)溫度分別為。則該回路的熱電勢(shì)等于熱電偶A，B在溫度為的熱電勢(shì)與連接導(dǎo)體在溫度為的熱電勢(shì)的代數(shù)和。 （3） 中間溫度定律 兩種導(dǎo)體和組成的熱電偶，當(dāng)接點(diǎn)溫度為時(shí)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)，等于該熱電偶一個(gè)接點(diǎn)溫度為，另一個(gè)接點(diǎn)溫度為所產(chǎn)生的熱電勢(shì)與同一熱電偶一個(gè)接點(diǎn)溫度為,另一個(gè)接點(diǎn)溫度為時(shí)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的代數(shù)和。 （4） 相配定律 由導(dǎo)體A和B組成的熱電偶，當(dāng)接點(diǎn)溫度為時(shí)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)，等于由導(dǎo)體A和C組成的熱電偶，在兩端溫度也為時(shí)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)與由導(dǎo)體C和B組成的熱電偶，在兩端溫度也為時(shí)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的代數(shù)和。 冷端補(bǔ)償：冰點(diǎn)法、修正法、補(bǔ)償電橋法 9答：傳感器選擇的基本原則： （1）傳感器的使用環(huán)境：實(shí)驗(yàn)設(shè)備允許傳感器的體積大小、安裝方式以及信號(hào)的引出方式等；使用的溫度，濕度，嚴(yán)酷度范圍等 （2）傳感器的靜態(tài)性能包括量程、靈敏度和線性度等。量程，一般最大信號(hào)為滿量程的60～80％；精度，線性度和靈敏度等反映傳感器的精度；靈敏度決定信號(hào)的信噪比 （3）傳感器的動(dòng)態(tài)特性，響應(yīng)速度，頻率特性等 第四章 1答：測(cè)試系統(tǒng)是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。 2答：測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出信號(hào)不隨時(shí)間而變化，則稱為靜態(tài)測(cè)量。 3答：靜態(tài)測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置表現(xiàn)出的響應(yīng)特性稱為靜態(tài)響應(yīng)特性。 4答：靈敏度、非線性度、回程誤差、重復(fù)性、分辨力、可靠性等。 5答：時(shí)域條件：測(cè)試系統(tǒng)的輸出y(t)與輸入x(t)滿足關(guān)系 y(t)=A0x(t-t0) 6答：不失真測(cè)試系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足 A(ω)=A0=常數(shù) φ(ω)=-t0ω 7答： 8答： 設(shè)計(jì)原則：阻尼比ζ =0.6 0.8，固有頻率 盡可能大。 選用原則：被測(cè)信號(hào)的有意義的頻率成分必須包含在測(cè)量裝置的可用頻率范圍之內(nèi)。一般， 9答： 幅頻特性 相對(duì)幅值誤差 第五章 1答：信號(hào)調(diào)理的的目的是便于信號(hào)的傳輸與處理。 （1） 傳感器輸出的電信號(hào)很微弱，大多數(shù)不能直接輸送到顯示、記錄或分析儀器中去，需要進(jìn)一步放大，有的還要進(jìn)行阻抗變換。 （2） 有些傳感器輸出的是電信號(hào)中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。 （3） 某些場(chǎng)合，為便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，需要對(duì)傳感器測(cè)量信進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理。 2答：一階RC低通濾波器、一階RC高通濾波器、RC帶通濾波器、RC帶阻濾波器 。 3答：調(diào)幅是將一個(gè)高頻正弦信號(hào)（或稱載波）與測(cè)試信號(hào)相乘，使載波信號(hào)幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化 4 答：調(diào)頻是利用信號(hào)x(t)的幅值調(diào)制載波的頻率，或者說(shuō)，調(diào)頻波是一種隨信號(hào)x(t)的電壓幅值而變化的疏密度不同的等幅波. 5 答： ⑴ 將信號(hào)記錄在磁帶上，并能以電信號(hào)重新輸出，這就便于和數(shù)據(jù)處理機(jī)、電子計(jì)算機(jī)聯(lián)用，進(jìn)行高精度、高速的數(shù)據(jù)分析處理。 ⑵ 可以快錄、快放或快錄、慢放，很容易做到壓縮時(shí)間軸，對(duì)分析、研究瞬態(tài)過(guò)程或長(zhǎng)時(shí)間過(guò)程有利。 ⑶ 工作頻帶寬，從直流到1MHz以上，信噪比高，線性度好，零點(diǎn)漂移小，易于實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)記錄。 第六章 1答：絕對(duì)誤差是指測(cè)得值與真值之差。 相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差與被測(cè)真值的比值。 2答：引用誤差是指測(cè)量誤差的最大絕對(duì)值與儀表滿量程的百分比。一般儀表常用此指標(biāo)表示儀器的精度等級(jí)。 3解：使用300V，0.5級(jí)電表，示值相對(duì)誤差為： 使用100V，1.0級(jí)電表，示值相對(duì)誤差為： 故選用100V，1.0級(jí)電表為好。 4答：工具誤差、環(huán)境誤差、方法誤差、人員誤差。 5答：系統(tǒng)誤差是指誤差的數(shù)值大小和正負(fù)在測(cè)量過(guò)程中恒定不變，或按一定規(guī)律變化的誤差。當(dāng)誤差的數(shù)值大小和正負(fù)確定時(shí)，稱為已定的系統(tǒng)誤差。當(dāng)誤差按一定規(guī)律變化時(shí)稱為未定系統(tǒng)誤差或變值系統(tǒng)誤差。 6答：指那些誤差數(shù)值特別大，超出規(guī)定條件下預(yù)計(jì)的誤差。它一般是由測(cè)量者粗心大意引起的或者儀器發(fā)生異常引起的。 兩個(gè)常用的判定準(zhǔn)則：拉依達(dá)準(zhǔn)則和格羅布斯準(zhǔn)則。 7答： （1）單峰性：概率密度在中心處最大，即無(wú)誤差情況出現(xiàn)的幾率最大。 （2）對(duì)稱性：函數(shù)為偶函數(shù)，即絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相同。 （3） 有界性：由函數(shù)分析，誤差范圍為，但誤差出現(xiàn)在區(qū)間 之外的可能性極?。?0.3%），因此可認(rèn)為 為隨機(jī)誤差的極限。 （4） 抵償性：當(dāng)測(cè)量次數(shù)增加到無(wú)限多次時(shí)，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值為零。 8答： （1）貝塞爾公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差精度較高，但計(jì)算量較大，主要用于測(cè)量次數(shù)較多和精度要求較高的場(chǎng)合； （2）極差法計(jì)算方便迅速，在測(cè)量次數(shù)較少（n<10）計(jì)算精度與貝塞爾公式相當(dāng)，主要用于測(cè)量次數(shù)較少和精度要求不高的場(chǎng)合。 9答： （1）已定系統(tǒng)誤差不影響殘余誤差和標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算，對(duì)測(cè)量的精密度無(wú)影響。因此，在最終誤差的表示形式中，一般不包括已定系統(tǒng)誤差 （2）未定系統(tǒng)誤差將以算術(shù)平均值的形式影響測(cè)量結(jié)果。未定系統(tǒng)誤差直接影響殘余誤差的數(shù)值，即測(cè)量結(jié)果的精密度。 10 解： (1) 計(jì)算和的算術(shù)平均值 (2) 計(jì)算和的標(biāo)準(zhǔn)偏差 (3) 計(jì)算和的標(biāo)準(zhǔn)偏差 m m (4) 計(jì)算面積 (5) 計(jì)算面積的標(biāo)準(zhǔn)偏差 第七章 1答：表格法 （數(shù)字法）、圖示法、經(jīng)驗(yàn)公式法。 2答：建立經(jīng)驗(yàn)公式的步驟大致如下： （1）描繪曲線：將測(cè)量數(shù)據(jù)以自變量為橫坐標(biāo)，函數(shù)值為縱坐標(biāo)逐點(diǎn)繪出，并連成測(cè)量曲線。 （2）對(duì)曲線進(jìn)行分析，并確定公式的基本形式 （3）確定公式中的常量： 確定公式中的常量的過(guò)程稱為擬合或者回歸。 （4）檢驗(yàn)公式的準(zhǔn)確性：將測(cè)量數(shù)據(jù)的自變量代入公式計(jì)算函數(shù)值，檢查其與測(cè)量值是否一致。如差別較大，則應(yīng)調(diào)整經(jīng)驗(yàn)公式的常數(shù)，甚至經(jīng)驗(yàn)公式的型式，直至達(dá)到要求為止。 3答：在具有等精度的多次測(cè)量中，所求得的最可靠值，是各測(cè)量值的殘差平方和為最小時(shí)所求得的值。用最小二乘法所求得的擬合直線使得各數(shù)據(jù)點(diǎn)與擬合直線間的殘差平方和為最小。 4答：首先由圖形曲線確定它是屬于哪種函數(shù)類型。在確定了函數(shù)類型之后，再設(shè)法將其轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)，求得相應(yīng)的線性函數(shù)的常量，就可得到測(cè)量數(shù)據(jù)的曲線擬合方程。 5答：A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)40Phon純音的響應(yīng)，其特點(diǎn)是中、低頻聲信號(hào)有較大的衰減。 B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)70Phon純音的響應(yīng)，其特點(diǎn)是對(duì)低頻段聲信號(hào)有一定的衰減。 C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)100Phoa純音的響應(yīng)，幾乎在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)，特性曲線是平直的，它代表了聲頻范圍內(nèi)的總聲級(jí)。 6答： （1）傳聲器 傳聲器是將聲能換成電能的聲電換能器,也就是將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。在精密測(cè)量中,使用最廣的傳感器是電容傳聲器,它具有靈敏度變化小、時(shí)間穩(wěn)定性好、頻率響應(yīng)特性平直等優(yōu)點(diǎn)。 （2）聲級(jí)計(jì) 聲級(jí)計(jì)是測(cè)量噪聲的主要儀器,目前常用的有普通聲級(jí)計(jì)、精密聲級(jí)計(jì)和脈沖的精密聲級(jí)計(jì)。