《工程测试技术基础》复习题答案2

《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1．信息与信号之间的关系是（D）。A．信息与信号并列B．信息与信号无关C．信息包含信号D．信息在信号之中2．描述周期信号的数学工具是（B）。A．相关函数B．傅氏级数C．傅氏变换D．拉氏变换3．傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（C）。A．相位B．周期C．振幅D．频率4．关于信息和信号，下面的说法正确的是（C）。A．信息包含信号B．信息与信号无关C．信号是信息的载体D．信息描述了事物某物理量的变化过程5．多种信号之和的频谱是（C）。A．离散的B．连续的C．随机性的D．周期性的6．下列信号中，（C）信号的频谱是连续的。A．12()sin()sin(3)xtAtBtB．()5sin303sin50xtttC．0()sinatxtet7．不能用确定函数关系描述的信号是（C）。A．复杂的周期信号B．瞬变信号C．随机信号8．复杂的周期信号的频谱是（A）。A．离散的B．连续的C．δ函数D．sinc函数9．数字信号的特性是（B）。A．时间上离散、幅值上连续B．时间、幅值上均离散C．时间、幅值上都连续D．时间上连续、幅值上量化10．下列函数表达式中，（B）是周期信号。A．5cos10()0xt当t0当t0B．()5sin2010cos10)xttttC．()20cos20()atxtettD．()1txte11．下列信号属周期信号的有（A）。A．y1=Sinω0t+Sinω1tB．y2=Con2t+Sin23tC．y1=Sin3t+Sin2t12．描述非周期信号的数学工具是（C）。A．三角函数B．拉氏变换C．傅氏变换D．傅氏级数13．下列传感器中（B）是基于压阻效应的。A．金属应变片B．半导体应变片C．压敏电阻14．信号()1txte，则该信号是（C）。A．周期信号B．随机信号C．瞬变信号D．频域信号15．石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（B）的表面上产生电荷量。A．机械轴B．电轴C．光轴16．图1所示信号属于功率信号的是（D）。X(t)t矩形脉冲信号①X(t)②t有阻尼衰减自由振动③t指数衰减信号X(t)④t阶跃信号X(t)图217．将电阻应变片贴在（C）上，就可以做成测力、位移、压力等物理参数的传感器。A．质量块；B．导体；C．弹性元件；D．机械构件。18．采样信号的特征是（A）。A．时间上离散，幅值上连续；B．时间上和幅值上都离散；C．时间上和幅值上都连续；D．时间上连续，幅值上离散量化19．石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C）。A．大得多B．相接近C．小得多20．一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（B）。A．越宽B．越窄C．不变21．压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为（D）效应。A．压电B．压阻C．压磁D．逆压电22．非线性度是表示定度曲线（B）的程度。A．接近真值B．偏离其拟合直线C．正反行程的不重合D．输出零点偏离距离23．在动态测试中，电桥的输出量通常采用（B）。A．电阻量B．电压量C．电流量D．电感量24．电涡流式传感器是利用（A）材料的电涡流效应工作的。A．金属导电B．半导体C．非金属D．PVF225．差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成(B)的变化装置，通过这一转换从而获得相应的电压输出。A．线圈自感B．线圈互感C．LC调谐振荡D．RC调谐振荡26．为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B）。A．电压放大器B．电荷放大器C．前置放大器27．磁电式传感器是把被测物理量转换为（D）的一种传感器。A．磁阻变化量B．电荷量A．B．C．D．图1C．电感变化量D．感应电动势28．压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（C）成正比。A．位移B．速度C．加速度29．交流电桥的桥臂依次是Z1Z2Z3Z4,其平衡条件是（D）A．Z1Z2=Z3Z4B．|1||3||2||4|ZZZZC．Z1Z3=Z2Z4D．1324ZZZZ30．光敏晶体管的工作原理是基于（B）效应。A．外光电B．内光电C．光生电动势31．测试系统的第二个环节为信号调理，它的作用是（C）。A．非电物理量转换为电量B．从被测对象中提取被测对象状态和特征的相关信息C．从电量（电阻、电感、电容等）转换为电量（电压、电流）32．一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（A）。A．较宽B．较窄C．不确定33．一传感器的灵敏度高，表示该传感器（C）。A．允许输入量大；B．工作频带宽；C．单位输入量引起的输出量大；D．线性范围宽34．极距变化型电容式传感器是（A）型传感器。A．结构B．物性35．金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B）来决定的。A．贴片位置的温度变化B．电阻丝几何尺寸的变化C．电阻丝材料的电阻率变化36．变极距型电容传感器的输出与输入，成（A）关系。A．非线性B．线性C．反比D．平方37．不能用涡流式传感器进行测量的是(D)。A．位移B．材质鉴别C．探伤D．非金属材料38．极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为（B）。A．电容量微小影响灵敏度B．灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线形误差C．非接触测量39．测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为(D)。A．精度B．灵敏度C．精密度D．分辨率40．下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D）。A．波登管B．膜片C．波纹管D．电阻应变片41．电感式传感器的工作原理是（C）。A．应变电阻效应B．压阻效应C．电磁感应原理D．压电效应42．电阻应变片的输入为（B）。A．力；B．应变；C．速度；D．加速度43．结构型传感器是依靠传感器（C）的变化实现信号变换的。A．本身物理性质；B．体积大小；C．结构参数；D．电阻值44．互感型传感器实质上就是一个（B）。A．电容器B．变压器C．测振仪D．速度计45．哪一种电容式传感器有线性误差？（A）A．极距变化型B．体积变化型C．面积变化型D．介质变化型46．对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A）。A．0°B．45°C．90°D．30°47．电阻应变式传感器在使用时需要进行补偿的是（B）。A．电阻B．温度C．力D．电流48．半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是（C）。A．长度B．截面积C．电阻率D．高通49．调制可以看成是调制信号与载波信号（A）。A．相乘B．相加C．相减D．相除50．线形装置的灵敏度是（B）。A．随机变量B．常数C．时间的线性函数二、填空题1.信号可以分为确定性信号和随机信号两大类。2.信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为均方值，它描述测试信号的强度（信号的平均功率）3.工程中常见的周期信号，其谐波分量幅值总是随谐波次数n的增加而衰减的，因此，没有必要去那些高次的谐波分量。4.确定性信号可以分为周期信号和非周期信号两大类，前者的频谱特点是离散的，后者的频谱特点是连续的。5.根据采样定理，采样信号频率fs与被测信号最高频率fh之间应满足fs≥2fh关系。6.周期方波的傅氏级数：10021()(coscos3)3AxtAtt周期三角波的傅氏级数：2002411()(coscos3cos5)2925AAxttt，它们的直流分量分别是A和A/2。信号的收敛速度上，方波信号比三角波信号更慢。7.频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地揭示了信号的频率结构。8.描述周期信号的数学工具是傅里叶级数；描述非周期信号的数学工具是傅里叶变换。9.按照激励电压的不同，电桥可以分为直流电桥和交流电桥。10.压电式传感器一般用电荷放大器作为前置放大器。11.具有压电效应的材料称为压电材料，常用的压电材料有石英晶体和压电陶瓷。12.根据载波受调制的参数不同，调制可分为调幅、调频和调相。13.已知一被处理的信号频率在300—2500Hz范围内，则采样频率应至少大于5000Hz。14.现欲对某一信号进行数据采集，该信号频谱中的最高频率为1KHz。那么，根据采样定理的要求，完成一次数据采集所需要的时间不能大于500μs。15.已知图2为直流电桥，uo为输入，uy为输出，其平衡条件R1R3=R2R4。uyuoR4R3R1R2图116.电阻应变片的灵敏度表达式为/12/dRRSEdll，对于金属应变片来说：S=1+2而对于半导体应变片来说S=E。17.物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变换的；图2结构型传感器是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转换的。18.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。19.电容器的电容量0AC，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：–0A/2。20.A/D转换器是将模拟信号转换成数字信号的装置。21.在所学过的传感器中，试举出三个非接触式传感器电涡流式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器。22.极距变化型电容传感器存在着非线性度，为了改善非线性度及提高灵敏度，通常采用差动的形式。23.压电传感器的前置放大器的主要作用是将高输出阻抗变为低输出阻抗和对输出的微弱信号进行放大。24.传感器包括敏感元件和转换元件两部分。25.非周期信号，时域为x（t），频域为()Xf，它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分别是：dtetxfXftj2)()(，tdfefXtxfj2)()(。26.因为2lim()TTTxtdt为有限值时，称()xt为能量信号。因此，瞬变信号属于能量，而周期信号则属于功率。27.差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应反相串接。28.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻桥臂上。29.电阻应变式传感器通常以电桥为测量电路。30.交流电桥的平衡条件是相对桥臂的阻抗的乘积相等。31.振动三要素分别是幅值、频率、相位。三、判断正误1.凡是频谱离散的信号必然是周期信号。（×）2.压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，故不能用普通电表测量。（√）3.调幅波可以看成是载波与调制信号的迭加。（×）4.传感器是一种将电信号转换为另一种电信号的装置。（×）5.静态测量仅需要利用系统的静态性能指标，而动态测量只需要利用系统的动态性能指标。（×）6.所谓幅度调制，就是调制波的振幅在载波信号控制下发生变化的过程。（×）7.压电式传感器用电荷放大器时输出电压与电缆长度无关。（√）8.测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片；测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。（√）9.所有周期信号的频谱都是离散的，所有非周期信号的频谱都是连续的。（×）10.压电式加速度传感器特别适合测量动态量。（√）11.模拟信号是幅值和时间都连续的信号。（√）12.连续信号不但在时间上连续，而且在幅值上也连续。（×）13.凡是周期信号的频谱必然是离散的。（√）14.量化是一个近似的过程，其误差与A/D转换器的位数有关。（√）15.按信号的性质进行分类，瞬变信号属于确定性信号。（√）16.测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（×）17.直流电桥是否平衡与供桥电源电压有很大关系。（×）18.在进行信号的A/D转换时，如果采样周期过大，则采样信号的频谱会发生混叠现象。（√）19.压电式传感器是一种能量控制型传感器。（×）20.结构型传感器是依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变换的。（×）21.物性型传感器是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转换的。（×）22.电感式传感器是一种结构型传感器。（√）23.压电式传感器是一种结构型传感器。（×）24.电涡流式传感器可以进行动态非接触测量。（√）25.测试工作是为了获取有关被研究对象的状态、运动和特征等方面的信息。（√）26.