现代测试技术课后习题及答案
复习（重点）
一、中期考试题（含第一、二、三章）
重点习题：
二、填空选择题：第五、九、十章。如：
1. ±1误差称为最大量化误差
2.直接数字合成（DDS）技术的优缺点。
三、判断题第四、九章。
四、简答题：
1.简单电路原理分析，如P155图4-6；锁相环倍频分频
2.框图分析（简述）：测频、测周及时间间隔原理；示波器扫描发生器环组各部份的组成及作用；外差式频谱分析仪组成框图原理；逻辑分析仪
五、计算题:
1.（含中期考试计算题）及第九章
2.累进性系统误差、周期性误差的判别，简述测量数据处理的步骤（要求给出相应的公式及判据），例3-4。
3．计算由±1误差所引起的测周误差。
付加：
1.现代自动测试系统特点
2. PXI总线的特点及应用领域？
第一章
一、填空题
1.相对误差定义 与 的比值。通常用百分数表示。
2.广义测量是指为了获得对被测对象 而进行的实验过程。
3.狭义测量测量是为了确定被测对象的 而进行的实验过程。
4.测量误差主要的来源 、 、 、 和 。
5.仪表的准确度越高，测量结果越 。
6.信息的的获取的过程是由 和 两大环节组成。
二、计算题
1、用量程为10V 、1.5级的电压表分别测量3V 和8V 的电压，试问哪一次测量的准确度高?
为什么?
解：xm=10V,A1=3V,A2=8V
2、某被测电压为3.50V ，仪表的量程为5V ，测量时该表的示值为3.53V ，求：
◆ ⑴ 绝对误差与修正值各为多少？
◆ ⑵ 实际相对误差及引用误差各为多少？
◆ ⑶ 该电压表的精度等级属哪一级别？
第二章
◆ 一、选择题：
%5.1%100=??=Xm X m γ%
5.110?=?X %5%10011=??=A X A γ
◆ 1.从基本的测量对象来看，电子测量是对( ) 的测量。
◆ A.电信号 B. 电路Ｃ．电系数Ｄ．电参数
◆ 2.测量系统的理想静态特性为（）．
◆Ａ．y=Sx+S0 B.y=Sx C.y=S D.y=Sx+S0+x2
◆ 3. 电子信息技术应用在电子测量中的优点有（）。
◆ A.速度极快B. 分辨力高C.范围宽D.利于信息传递E. 变换技术灵活
4.下列参量中有源量有（）。
A.反射系数
B.功率
C.导磁率
D.信号频率
二、简答题
1．如何获得一个实际测量系统的静态特性？
测试系统的静态特性是通过静态标定或静态校准的过程获得的。
静态标定就是在一定的标准条件下，利用一定等级的标定设备对测试系统进行多次往复测试的过程。
2. 某一阶测量系统，在t=0时，输出为10mV；在t=∞时，输出为100mV；在t=5 时，输出为50mV，试求该测量系统的时间常数。
解: 初始值不为零的一阶测量系统，其阶跃响应的微分方程的解为：
由已知条件得：
化解得：
第三章
一、填空题
1.在测量数据为正态分布时，如果测量次数足够多，习惯上取作为判别异常数据
的界限，这称为莱特准则。
2.随机误差的特点有________ ，，，________ 。
3.测量值的数学期望M( Ⅹ) ，就是当测量次数n 趋近无穷大时，它的各次测量值
的_______。
4.系统误差决定了测量的，随机误差决定了测量的。
４．用一只0.5 级50V 的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤__ 伏。
５．下列几种误差中，属于系统误差的有_____ 、_____ ，属于随机误差的有_____ ，属于粗大误差的有_____ 。
◆（1 ）仪表未校零所引起的误差；（2 ）测频时的量化误差；
◆（3 ）测频时的标准频率误差；（4 ）读数错误。
◆ 6 ．不确定度是说明测量结果可能的______ 程度的参数。这个参数用_________ 表
示，置信区间的表示。
二．判断题
1.误差不一定存在于一切测量工作中。（）
2.在测量结果中的数字列中，最左边的零不算是有效数字，而末位的零无关紧要。( )
3.工程中，一般用相对误差来表示仪表的准确度。( )
4.粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。( )
5.被测量的真值是客观存在的，然而却是不容易获得的。( )
6.系统误差的绝对值和符号在任何测量条件下都保持恒定，即不随测量条件的改变而改
变。( )
三、选择题
◆ 1 ．若马利科夫判据成立，则说明测量结构中含有____ 。（a ）随机误差(b) 粗
大误差(c) 恒值系差(d) 累进性变值系差 .
◆ 2.
◆ 3. 被测电压真值为100v ，用电压表测试时，指示值为80v ，则示值相对误差为
（）。
◆(a) +25% (b) -25% (c) +20% (d) -20%
3．在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的____ 以上。
4.下述方法中，能减小系统误差的有____ 。
◆(a) 统计平均；(b). 交换法；(c) 替代法；
◆(d) 经高一级计量标准检定后以表格等方式加以修正
5.将15.36 和362.51 保留3 位有效数字后为___________.
(a)15.4；(b)15.3; (c) 36.251; (d)362
三、简答题
1 ．若电压和电流的相对误差分别为△V/V和△I/I，用误差合成方法求电功率的相对误差为多少？
2.
3．对某信号源频率fx进行了8 次测量，测得的数值（kHz ）为100.82 ，100.79 ，100.85 ，100.84 ，100.91 ，100.96 ，100.76 ，100.82
求：①．算术平均值和平均值的标准偏差．
②．要求在P=9９．７% 的置信概率下，写出最后结果的表达式fx=
4.将下列数字保留3 位有效数字：4
5.77 3
6.251 43.149 38 050 4
7.15 3.995
第四章
一、填空题
1. 电子计数器的测频误差包括____误差和____误差。
２. 在测量周期时的主要误差有：____误差____和____误差。通用计数器采用较小的____可以减小±1误差的影响。
３.测频选择闸门时间Ts=1s，若计数值N=10000，则显示的fx为____。
４.采用电子计数器测频时，当被计数频率一定时，____可以减小±1误差对测频误差的影响；当闸门时间一定时，____，则由±1误差产生的测频误差越大。
５. 一个信号源频率实际值和其标准值的相对偏差定义为____ , 而把信号源频率变化的不确定性定义为____ 。
二、判断题
1 .当计数器进行自校时，从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。（）
2. ±1误差与被测频率的高低无关。（）
3.标准频率的相对不确定度应该比±1误差引起的测频误差高一个量级。（）
4.在通用计数器测量低频信号的频率时，采用倒数计数器是为了减小测频时的量化误差影响。（）
5.电子计数器中的高精度晶体振荡器，通常采取恒温或温补措施。（）
6.在进行阿伦方差的测量时，组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。（）
三、选择题
１、欲测量一个标称频率的石英振荡器，要求测量准确度优于
，选用的计数器标准频率准确度和闸门时间应为。
A. B.
C. D.
2、下列哪种方法不能减小量化误差：
A.测频时使用较高的时基频率
B. 测周时使用较高的时基频率
C. 采用多周期测量的方法
D. 采用平均法
3.数字化频率测量中，它体现了频率测量的测量原理。
A.直接法
B.比较法
C.电桥法
D.平均值法
4、用计数器测频的误差主要包括：
A. 量化误差、触发误差
B. 量化误差、标准频率误差
C. 触发误差、标准频率误差
D. 量化误差、转换误差
5.若fx表示频率实际值，f0表示频率标称值，则频率准确度定义为。
A. (fx-f0)/f0
B. (fx-f0)/fx
C. (f0-fx) /f0
D. (f0-fx)/fx
6 .调制域描述的是之间的关系。
A．时间－幅度； B. 时间－相位
C．频率－幅度；D．时间－频率
四、简答题
1、用一台5位十进电子计数器测量频率，选用0.1s的闸门时间。若被测频率为10KHz，则测频分辨力为多少？量化误差（相对误差值）为多少？
2、欲用电子计数器测量一个fx=200Hz的信号频率，采用测频（选闸门时间为1s）和测周（选时标为0.1μs）两种方法。
（1）试比较这两种方法由±1误差所引起的测量误差；
第五章
一、填空题
1.用一只0.5 级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤__伏。
2.采用某电压表（正弦有效值刻度）测量峰值相等（Vp=5V）的正弦波、方波、三角
波，发现读数相同，则该表电压表为____检波方式，读数____。
3.在放大-检波电压表中，检波器通常采用____。
4.均值电压表的工作频率范围主要受_______的限制，而灵敏度受放大器_______ 的限制。
5.某数字电压表的最大计数容量为1999，通常称该表为________位数字电压表；200mV
量程上，则其分辨力为________。
6 .双积分数字电压表中A/D器要通过对_______和_______两次积分运算。
二、选择题：
1、交流电的波形因素定义为______。
A:平均值与有效值之比B:有效值与平均值之比
C:峰值与平均值之比D:平均值/峰值
2. DVM的固有误差表示为，其中第一项
称为____。
A:满度误差B:读数误差
C:量化误差D:零漂误差
3.一台5位DVM，其基本量程为10V，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_____mv/字。
A:0.01 B:1 C:0.1 D:10
4、根据dB及dBm的定义，当负载阻抗为____时，dB=dBm。
A:75ΩB:150ΩC:300ΩD:600Ω
5.一台位DVM，因有误差为
则在2V量程上的满度误差为_____。
A:±1mV B:±2mV C:±0.1mV D:±0.2mV
6.交流电压V(t)的有效值的表达式为_____。
A: B: C: D:
三、简答题
1.均值电压表（正弦有效值刻度）,分别测量正弦波、方波、三角波,读数为1V,问被测电压的
有效值、均值、峰值分别是多少？
2.一台DVM测量0.5V的电压,已知固有误差
如采用1.00000V基本量程，读数为0.499876V,求此时的固有误差是多少?
第六章
◆一．选择题：
◆１．3: 阻抗测量一般是指_________等参数的测量。
◆Ａ．电阻，Ｂ．电容，Ｃ．Q值，Ｄ．频率
◆２．交流电桥平衡必须同时满足两个条件:_____平衡条件。
◆Ａ．模，Ｂ．R2R4=R1R3, C. 相位
◆ 3.谐振法是利用而建立的阻抗测量方法。
◆ A.调谐回路的谐振特性, B. 欧母定律(伏安法),
◆ C.指零法
4. 阻抗测量的频率范围达到DC至300MHz的阻抗测量法是________ ?
A: 电桥法B: 电压电流法C: 谐振法D: 自动平衡电桥法
二.简答题
1.测量电阻、电容、电感的主要方法有哪些？答案：
①电桥法②谐振法③电压电流法④RF电压电流法⑤自动平衡电桥法⑥网络分析
法
2. 某交流电桥平衡时有下列参数：Z1为R1=1000Ω与C1=1μF相串联，Z4为
R4=2000Ω与C4=0.5μF相并联，Z3为电容C3=0.5μF，信号源角频率ω=102 rad/s，求阻抗Z2的元件值。
第七章
一、填空题
1. 示波管由____、偏转系统和荧光荧三部分组成。
2.调节示波器“水平位移”旋钮，是调节____的直流电位。
3.定量（准确）测试电压时，垂直偏转灵敏度微调旋钮应转至_____位置上。
4.示波器的“辉度”旋钮具有调节示波器中________极对________极之间负电压的作用。
5.在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在________状态，若工作在_____状态，则无信号输入时就没有扫描线。
6.数字存储示波器的触发方式有_____和_____两种。
二、选择题：
1.通用示波器可观测（）。
A:周期信号的频谱；B:瞬变信号的上升沿
C:周期信号的频率；D:周期信号的功率
2.当示波器的扫描速度为20 s/cm时，荧光屏上正好完整显示一个的正弦信号，如果显
示信号的4个完整周期，扫描速度应为（）。
A:80 s/cm ；B:5 s/cm ；C:40 s/cm ；D:小于10 s/cm
3. 为了在示波器荧光屏上得到清晰而稳定的波形，应保证信号的扫描电压同步，即扫描
电压的周期应等于被测信号周期的____倍。
A:奇数；B:偶数；C:整数；D:2/3
4.使用示波器弦波时，要波形的垂直大小合适，应调节旋钮。
A：微调；B：衰减开关和微调；C：衰减开关；D：扫描时间因数
5.在示波器垂直通道中设置电子开关的目的是____。
A:实现同步；B:实现双时基扫描C:实现触发扫描；D:实现双踪显示
三、简答题
1.扫描发生器环由哪组成各部和各部分作用
2. 将示波器的垂直偏转因数置2v/cm挡，扫描速度置5ms/cm挡，被测正弦波信号经×10探头接入，拨形的波峰和波谷之间的距离为4格，周期占5格，求被测波信号的峰值、有效值和频率。
3. 用双踪示波器观测两个同频率正弦波a，b，若扫描速度为20 s/cm，而荧光屏显示两个周期的水平距离是8cm，问：
（1）两个正弦波的频率是多少？
（2）若正弦波a比b相位超前1.5cm，那么两个正弦波相差为多少？用弧度表示。
第八章
一、填空题
１．基本锁相环包括三个组成部分，它们是______ 、______ 与______ 。
2．正弦信号源的频率特性指标主要包括________、________ 和________ 。
3．混频式锁相环可以实现频率的________、
二．选择题
１．锁相环锁定条件下，输入频率允许的最大变化范围称为______。
A：环路带宽；B：捕捉带宽C：输入带宽；D：同步带宽
２、一般的锁相频率合成信号源为了实现较宽的频率覆盖，通常采用______ 。
A：倍频环；B：分频环C：多环合成单元；D：混频环
３．直接数字合成（DDS）技术的优点不包括______ 。
A：频率分辨力高；B：输出频率范围大C：切换时间快；D：便于集成化
４．能够输出多种信号波形的信号发生器是____。
A：锁相频率合成信号源；B：函数发生器C：正弦波形发生器；D：脉冲发生器三、简答题
１.锁相环有哪几个基本组成部分，各起什么作用？
２.一DDS频率合成器的参考时钟为100MHz，相位累加器宽度为40位，问：（1）该频率合成器的频率分辨力是多少？（2）若频率控制字M为800000000，求输出频率。
第九章
一、填空题
1. ACP表示 .
2.只要连续调节，被测信号的各频率分量将依次落入的带宽内。
3.用频仪观测图a)所示输入信号的谱仪，屏幕上看到的实际谱线图分辨力调节正确看到了线状谱；而图是不正确，原因是
4.通常，扫频式频谱仪与FFT分析仪相比具有较________ 的频率范围，较________ 的扫描速度。
5.只要连续调节，被测信号的各频率分量将依次落入的带宽内。
二、判断题：
1.正弦波与方波的频谱相同仅有奇次谐波分量，偶数谐波均为0。基波幅度最大。（）
2.分辨率带宽设置得越小，扫描速度越慢。（）
3 .应用频谱仪测量调制度时，必须先对已调信号进行解调。（）
4.外差式频谱分析仪和FFT分析仪一样，都能够测量相位。（）
三、选择题
1.频谱分析仪的频率范围是____。
A: 频谱仪可测得最大/最小频率值之差
B: 可在当前屏幕上显示的最大/最小频率值之差
C: 可进行实时分析的频段宽度
D: 不同的频谱仪有不同的含义
2.两个等幅信号的频率间距为30KHz，至少需要______的分辨率带宽才能分辨出两个峰。
A:15KHz B: 30KHz C: 60KHz D: 300KHz
3.并行滤波式频谱仪特点。
A：分析速度慢B：满足实时分析C：滤波器的数目多D：价格昂贵
四、简答题
1.什么是频谱分析仪的频率分辨率？在外差式频谱仪中，频率分辨率分别和哪些因素有
关？
2.要想较完整地观测频率为20KHz的方波，频谱仪的扫描宽度应至少达到多少？
第十章
一、填空题
１.理想的定向耦合器的方向性应该是________。
２S11的物理意义是________ 匹配时端口1的________ ；S12的物理意义是________匹配时的________ 。
３．在反射参数测量中，由耦合器的方向性欠佳以及阻抗失配引起的系统误差是________
４．对于一个双端口线性衰减网络，其正向传输系数满足条件_______ 。
二、简答题
１．为获得GHz以上的扫频信号，宜采用哪种扫频方式？
２．网络反射参数数的测量误差是由哪些因素引起的？
３．为什么在微波网络中使用S参数？
第十一章
一、填空题
◆1 ．列举三种模型化故障模型_______________、_______________、
__________________。
◆答案：固定型故障、桥接故障、延迟故障和暂态故障
◆2 ．以本原多项式h(x)=x4+x+1为特征多项式的线性反馈移位寄存器所产生
序列的周期为____________。
◆答案：15
◆3 ．列举逻辑分析仪的四种常用触发方式________________、________________、
________________、______________
答案：组合触发、延迟触发、序列触发、手动触发和限定触发
4．逻辑定时分析仪一般用于_______________ ，逻辑状态分析仪一般用于_____________ 。
二、简答题
1 ．简要回答逻辑分析仪的主要技术指标及含义？
（仅了解，不必记或背）
答案：①定时分析最大速率。逻辑分析仪工作在定时分析方式时的最大数据采集速率，可以是实际的采样时钟最高频率，也可以是等效采样速率。
②状态分析最大速率。工作在状态分析方式时，外部时钟可以输入的最大频率。
③通道数。逻辑分析仪信号输入通道数量，它包括数据通道和时钟通道。通道越多，
我们可以同时观测的信号就越多。
④存储深度。每个通道可以存储的数据位数，单位为比特（B）/通道，一般为几KB
致几十KB。
⑤触发方式。逻辑分析仪的触发方式越多，其数据窗口定位就越灵活。一般有：随
机触发、通道触发、毛刺触发、字触发等基本方式，有的还有一些触发附加功能，如：延迟触发、限定触发、组合触发、序列触发等。
⑥输入信号最小幅度。逻辑分析仪探头能检测到的输入信号最小幅度。
⑦输入门限变化范围。探头门限的可变范围，一般为-2V～+5V，其可变范围越大，
则可测试的数字系统逻辑电平种类越多。
⑧毛刺捕捉能力。逻辑分析仪所能检测到的最小毛刺脉冲的宽度。
2 ．下列测试矢量中哪些可侦查图中的单故障x1:s-a-0
①(x1x2x3x4)=(0111)
②(x1x2x3x4)=(1111)
③(x1x2x3x4)=(1101)
④(x1x2x3x4)=(1011)
答案：（x1x2x3x4）=(1011)
第十二章思考题
1.现代自动测试系统的特点是什么？
2．现代自动测试系统的结构模型？
3.VXI、GPIB和PXI总线各自的特点及应用领域？
测试的技术部分课后答案
作业一 1、欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？ 答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的； ②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。 2、非电量电测法的基本思想是什么？ 答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。 3、什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？ 答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。 4、一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？ 答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。 传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量； 中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）； 显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；
数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。 5、举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？ 答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。 直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。 间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。利用位移传感器测速度。 6、确定性信号与非确定性信号分析法有何不同？ 答：确定性信号是指可用确定的数学关系式来描述的信号，给定一个时间值就能得到一个确定的函数值。 非确定性信号具有随机特性，每次观测的结果都不相同，无法用精确的数学关系式或图表来描述，更不能准确预测未来结果，而只能用概率统计的方法来描述它的规律。 7、什么是信号的有效带宽？分析信号的有效带宽有何意义？ 答：通常把信号值得重视的谐波的频率范围称为信号的频带宽度或信号的有效带宽。 意义：在选择测量仪器时，测量仪器的工作频率范围必须大于被测信号的宽度，否则将会引起信号失真，造成较大的测量误差，因此设计
现代测试技术课后习题详解答案 申忠如 西安交通大学出版社
现测课后习题答案 第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一，保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件（环境）认真分析、全面了解的前提下，根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法（方式）和测量设备，进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容 第2章 填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω，100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果，但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V，79.88V]
计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下： 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下： ?0.033σ == (2)用拉依达准则有，测量值28.40属于粗大误差，剔除，重新计算有以下结果： 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则，置信概率取0.99时有，n=15，a=0.01，查表得 0(,) 2.70g n a = 所以， 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差，剔除，重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后，生于测量值中不再含粗大误差，被测平均值的标准差为： ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时，K=2.58，则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响，测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解： (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4，则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4，测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV
现代测试技术复习试题
一、选择 1．把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（ ） a.记录时间太长； b.采样时间间隔太宽； c.记录时间太短； d. 采样时间间隔太窄 2.下述参量的测量属于间接测量法的是（ ） a.用天平测量物体质量； b.用弹簧秤称物体重量； c.声级计测声强级； d.线圈靶测速 3．磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成，其作用主要为（ ） a.提高传感器的灵敏度及改善线性； b. 提高传感器的灵敏度及改善频响特性； c.改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； d.提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； 4.表示随机信号中动态分量的统计常数是（ ） a.均方值； b.均值； c.均方差； d.概率密度函数 5．半导体应变片是根据（ ）原理工作的。 a.电阻应变效应； b.压电效应； c.热阻效应； d.压阻效应 6.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（ ） a.压电测压传感器的力学系统的频率特性； b.压电晶体的电路特性； c.测量电路的时间常数； d.放大器的时间常数τ 7．二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（ ） a.使得系统输出值稳定； b.使系统不共振； c.获得较好的幅频、相频特性； d.获得好的灵敏度 8．带通滤波器所起的作用是只允许（ ）通过。 a.低频信号； b.高频信号； c.某一频带的信号； d.所有频率分量信号 9．压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（ ） a.加速度力学系统的频率特性； b. 压电晶体的电路特性； c. 测量电路的时间常数 10. 自相关函数是一个（ ）函数 a.奇函数； b.偶函数； c.非奇非偶函数； d. 三角函数 11．在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（ ）效应。 a.内光电； b.外光电； c.热电； d.阻挡层光电 12．（ ）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。 a.差动变压器式； b.变间隙电容式； c.变阻器式； d. 电压式 13．半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式（ ）表示（已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述） a.α=dT R dR ；b. α=2T B ；c. α=2T A ；d. α=00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 14．如果一信号的自相关函数R x (τ)是一定周期性不衰减，则说明该信号（ ） a.均值不为0； b.含周期分量； c.是各态历经的 ； d.是各态不历经的 15．用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（ ）
机械工程测试技术课后习题答案
思考题与习题 3-1 传感器主要包括哪几部分试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别 答：金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：金属电阻应变片是基于电阻应变效应工作的；半导体应变片则是基于压阻效应工作的。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出 解：由0dR R s ε = 得，0R R s ε?=??即，6012010001020.24R R s ε-?=??=???= ()1.5 12.5120 I mA = = 3-5 电容式传感器常用的测量电路有哪几种 答：变压器式交流电桥、直流极化电路、调频电路、运算放大电路。 3-6 一个电容测微仪其传感器的圆形极板半径r=4mm ，工作初始间隙δ=0.3mm ，求： 图3-105 题3-4图
现代测试技术习题解答--第二章--信号的描述与分析---副本
第二章 信号的描述与分析 补充题2-1-1 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2 x ψ和概率密度函数 p (x )。 解答： (1)0 00 11lim ()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞== +=? ? ，式中02π T ω = —正弦信号周期 (2) 2 222 2 2 0000 1 1 1cos 2() lim ()d sin ()d d 22 T T T x T x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+== += = ? ? ? (3)在一个周期内 012ΔΔ2Δx T t t t =+= 000 2Δ[()Δ]lim x x T T T t P x x t x x T T T →∞<≤+=== Δ0Δ000 [()Δ]2Δ2d ()lim lim ΔΔd x x P x x t x x t t p x x T x T x →→<≤+==== 正弦信号 x
2-8 求余弦信号0()sin x t x ωt 的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。
2-4周期性三角波信号如图2.37所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。
2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。 补充题2-1-2 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n|–ω和φn–ω
图，并与表1-1对比。 解答：在一个周期的表达式为 00 (0)2 () (0) 2 T A t x t T A t ? --≤
《测试技术》(第二版)课后习题答案-_
《测试技术》(第二版)课后 习题答案-_ -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
解： （1） 瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。 （2） 准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离 散性。 （3） 周期信号，因为各简谐成分的频率比为有理数，其频谱具有离散 性、谐波性和收敛性。 解：x(t)=sin2t f 0π的有效值（均方根值）： 2 /1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(1000 00 00 00 000 020 2 000=-= - = -== =? ? ? T f f T T t f f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ 解：周期三角波的时域数学描述如下：
（1）傅里叶级数的三角函数展开： ，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。故 =n b 0。 因此，其三角函数展开式如下： 其频谱如下图所示： ? ????????+≤ ≤-≤≤- +=) (2 02022)(0000 0nT t x T t t T A A t T t T A A t x 2 1)21(2)(12/0002/2/00000= -==??-T T T dt t T T dt t x T a ??-==-2/000 02 /2/00 000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dt t n t x T a ωω?????==== ,6,4,20 ,5,3,14 2sin 422222n n n n n π ππ?-=2 /2 /00 00sin )(2T T n dt t n t x T b ω∑∞ =+=102 2 cos 1 4 21)(n t n n t x ωπ ∑∞ =++=102 2)2sin(1 421n t n n πωπ (n =1, 3, 5, …）
测试技术试卷一
测试技术模拟考试题(1) 一、是非题（对的打√ ，错的打×）（每题2分，共20分） １.所有周期信号都是功率信号。( ) ２.电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。（） ３.频响函数反映了系统响应的稳态过程。（） ４.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。（） ５.直流信号具有无限的频谱。（） ６.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。（） ７.压电式传感器不一定要配接前置放大器。（） ８.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。（） ９.在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D 转换器的位数无关。（） 10.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。（） 二、选择题 （每题2分，共20分） 1．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（）范围。 A.频率 B.阻尼 C.相位 D.幅值 2．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（ ）的频谱为X(f ＋fo ）。 A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 02)(π 3．如果系统的权函数为h(t)，系统的输入x(t)为单位脉冲函数，此时系统输出y(t)为（） A. h(t)x(t) B. x(t) C. h(t) D.无法确定 4．若一选频滤波器的幅频特性是：在∞~fc 间接近常数，在fc~0之间急剧衰减。该滤波器为( )滤波器。 A. 低通 B. 高通 C. 带通 D. 带阻 5．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（） A. 加大一倍 B. 减小一倍 C. 不变 D. 加大两倍 6．输入x(t)和输出y(t)的相干函数的取值在０和１之间，可能是（）。 A. 有外界噪声干扰 B.系统是非线性的 C.输出y(t)是输入x(t)和其它输入的综合输出 D. 以上三种 7．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的直流测量用桥的输出是（） A. 直流信号 B. 正弦波 C. 调幅波 D. 脉动波 8．记录0~200Hz 的正弦信号，宜采用固有频率为（ )Hz 的振动子较合适。 A.120 B.400 C.1200 D.2500 9．在时域中计算的信号总能量，等于在频域中计算的信号（）。 A.自功率谱积分 B.平均功率 C.总功率 D.互功率谱积分 １０.周期信号截断后的频谱必是（）的。 A. 连续 B. 离散 C. 连续非周期 D. 离散周期 三、 分析问答题 (共３０分) 1、已知信号0()sin(2/3)x t A f t ππ=-，试绘制信号的实频谱、虚频谱和单边幅频谱、双边幅频谱及双边相频谱（10分） ２、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源0()cos 2y t f t π=和输入信号x(t)的幅值谱如图所 示。电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱X m (f)、 X e (f)、 X f (f)。（１０分）
机械工程测试技术课后习题答案 (1)
第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 答： （1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式?R /R =S g ?得 ?R =S g ? R =2?1000?10-6?120=? 1）I 1=R =120=0.0125A= 2）I 2=(R +?R )=(120+?0.012475A= 3）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量的电流；如果采用毫安表，无法分辨的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的零位位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。 3-5 电容式传感器常用的测量电路有哪几种 答：变压器式交流电桥、直流极化电路、调频电路、运算放大电路等。 图3-105 题3-4图
测试技术部分课后习题参考答案
第1章 测试技术基础知识 1.4 常用的测量结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：8 2.40、 82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46。试用3种表达方式表示其测量结果。 解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和基于 不确定度的表达方式等3种 1）基于极限误差的表达方式可以表示为 0max x x δ=± 均值为 8 1 18i x x ==∑82.44 因为最大测量值为82.50，最小测量值为82.38，所以本次测量的最大误差为0.06。极限误差 max δ取为最大误差的两倍，所以 082.4420.0682.440.12x =±?=± 2）基于t 分布的表达方式可以表示为 x t x x ∧ ±=σβ0 标准偏差为 s = =0.04 样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为
?x σ ==0.014 自由度817ν=-=，置信概率0.95β=，查表得t 分布值 2.365t β=，所以 082.44 2.3650.01482.440.033x =±?=± 3）基于不确定度的表达方式可以表示为 0x x x x σ∧ =±=± 所以 082.440.014x =± 解题思路：1）给出公式；2）分别计算公式里面的各分项的值；3）将值代入公式，算出结果。 第2章 信号的描述与分析 2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为 12ππ120ππ ()4( cos sin )104304 n n n n n y t t t ∞ ==++∑（t 的单位是秒） 求：1）基频0ω；2）信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式。 解：基波分量为 12ππ120ππ ()|cos sin 104304 n y t t t == + 所以：1）基频0π (/)4 rad s ω= 2）信号的周期0 2π 8()T s ω= =
现代测试技术试题A----答案
现代道路交通测试技术 试题A----答案 一. 解：由题意频谱函数：x （ω）= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0，故相频谱为0； X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n （n=1,2,3……）时 X （ω）=0 故幅频谱图如下： 二．解：因为信号是周期信号，可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值 故：dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x
三．1．试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。 参考答案： ①基本原理：对于均匀的弹性半空间分层介质，其结构表面受到瞬态冲击作用时，将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中，瑞雷波占67%，即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量；并且在表面，随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说，纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减，而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减，因此，在地基表面的瞬态振动中，瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多，瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出，利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求：检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求，是保证质量检测精度和可靠性的关键，对其各组成部分有相应的技术要求。 1）．激振部分——力锤的选择 它是整套测量系统的前哨，对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取，是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验，以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后，能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2）．垂向检波器的选型 垂向检波器选用压电式加速度传感器。 对于层状路面结构来说，一般选择小冲击源作为振源，使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说，选择加速度传感器，因为它具有频率范围宽，对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。 速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外，正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的（必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求）。 3）．安装位置的确定 测试前，应对现场路面进行调查，确定检测点，并合理布置。一般两个垂向检 波器之间的距离应视测试的路面深度而定，通常应使两个间距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4）．连接导线选择 仪器之间的连接导线应尽量短，且记不应将各种导线混合使用，尽量选择相同线种，且忌抖动，以免引起现场测量不稳定。 四． 参考答案：令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]
(完整版)测试技术课后题答案
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。 (2)220 2 2 (2) ()()(2) 2(2)a j f t j f t at j f t e A A a j f X f x t e dt Ae e dt A a j f a j f a f -+∞ ∞ ---∞-∞-==== =-+++??πππππππ ()X f = Im ()2()arctan arctan Re ()X f f f X f a ==-π? 1-5 求被截断的余弦函数0cos ωt (见图1-26)的傅里叶变换。 0cos ()0 ωt t T x t t T ?≥的频谱密度函数为 1122 1()()j t at j t a j X f x t e dt e e dt a j a ∞ ∞ ----∞ -= == =++? ?ωωω ωω 根据频移特性和叠加性得： []001010222200222 000222222220000()()11()()()22()()[()]2[()][()][()][()] a j a j X X X j j a a a a j a a a a ??---+= --+=-??+-++?? --= -+-+++-++ωωωωωωωωωωωωωωωωωω ωωωωωωωω
测试技术部分课后习题参考答案
第1章测试技术基础知识 1.4常用的测呈结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：8 2.40、 82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46 0试用3 种表达方式表示其测量结果。 解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于/分布的表达方式和基于不确怎度的表达方式等3种 1）基于极限误差的表达方式可以表示为 均值为 因为最大测量值为82.50,最小测量值为82.38,所以本次测量的最大误差为0.06.极限误差戈m取为最大误差的两倍，所以 忑=82.44 ±2x 0.06 = 82.44 ±0.12 2）基于/分布的表达方式可以表示为 一A = X ± S = 0.014 自由度“8-1 = 7,置信概率0 = 0.95,查表得f 分布值0 = 2.365,所以 x （） = 82.44 ± 2.365 x 0.014 = 82.44 ± 0.033 3）基于不确定度的表达方式可以表示为 所以 X O =82.44±O.O14 解題思路：1）给岀公式；2）分别讣算公式里而的各分项的值；3）将值代入公式，算岀结 果。 第2章信号的描述与分析 2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为 含有正弦项的形式。 解^基波分量为 2JT T I 120JT . n ——cos —r + sin —r 10 4 30 4 所以：1)基频 co {} = - (rad / s) 4 2）信号的周期7 = —= 8（5） 5 — A — =X±(7x = X± 求: 曲)=4 + ￡( /I-1 2 K /? rm os —1 + 10 4 120”兀.fin ---- sin ——/) 30 4 （/的单位是秒） 1） ^（）： 2）信号的周期：3）信号的均值; 4）将傅立叶级数表示成只 y(r)h ?]= 机械工程测试技术课后 习题答案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN] 第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 答： （1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其 应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式R /R =S g 得 R =S g R =2100010-6120=0.24 1）I 1=1.5/R =1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I 2=1.5/(R +R )=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 图3-105 题3-4图 1.1简述测量仪器的组成与各组成部分的作用 答：感受件、中间件和效用件。感受件直接与被测对象发生联系，感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号；中间件将传感器的输出信号经处理后传给效用件，放大、变换、运算；效用件的功能是将被测信号显示出来。 1.2测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么 答：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。精确度表示测量结果与真值一致的程度；恒定度为仪器多次重复测量时，指示值的稳定程度；灵敏度以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例表示；灵敏度阻滞又称感量，是足以引起仪器指针从静止到做微小移动的被测量的变化值；指示滞后时间为从被测参数发生改变到仪器指示出该变化值所需时间，或称时滞。 2.3试述常用的一、二阶测量仪器的传递函数及它的实例 答：一阶测量仪器如热电偶；二阶测量仪器如测振仪。 2.4试述测量系统的动态响应的含义、研究方法及评价指标。 答：测量系统的动态响应是用来评价系统正确传递和显示输入信号的指标。研究方法是对系统输入简单的瞬变信号研究动态特性或输入不同频率的正弦信号研究频率响应。评价指标为时间常数τ（一阶）、稳定时间t s和最大过冲量A d（二阶）等。 2.6试说明二阶测量系统通常取阻尼比ξ=0.6~0.8范围的原因 答：二阶测量系统在ξ=0.6~0.8时可使系统具有较好的稳定性，而且此时提高系统的固有频率ωn会使响应速率变得更快。 3.1测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？ 答：系统误差、随机误差和过失误差。系统误差是规律性的，影响程度由确定的因素引起的，在测量结果中可以被修正；随机误差是由许多未知的或微小因素综合影响的结果，出现与否和影响程度难以确定，无法在测量中加以控制和排除，但随着测量次数的增加，其算术平均值逐渐接近零；过失误差是一种显然与事实不符的误差。 3.2试述系统误差产生的原因及消除方法 答：仪器误差，安装误差，环境误差，方法误差，操作误差(人为误差)，动态误差。消除方法：交换抵消法，替代消除法，预检法等。 3.3随机误差正态分布曲线有何特点? 答：单峰性、对称性、有限性、抵偿性。 4.1什么是电阻式传感器？它主要分成哪几种？ 答：电阻式传感器将物理量的变化转换为敏感元件电阻值的变化，再经相应电路处理之后转换为电信号输出。分为金属应变式、半导体压阻式、电位计式、气敏式、湿敏式。 4.2用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用的温度补偿方法有哪几种？ 答：在实际使用中，除了应变会导致应变片电阻变化之外，温度变化也会使应变片电阻发生误差，故需要采取温度补偿措施消除由于温度变化引起的误差。常用的温度补偿方法有桥路补偿和应变片自补偿两种。 4.4什么是电感式传感器？简述电感式传感器的工作原理 答：电感式传感器建立在电磁感应的基础上，是利用线圈自感或互感的变化，把被测物理量转换为线圈电感量变化的传感器。 4.5什么是电容式传感器？它的变换原理如何 答：电容式传感器是把物理量转换为电容量变化的传感器，对于电容器，改变ε ，ｄ和Ａ都会 ｒ 影响到电容量Ｃ，电容式传感器根据这一定律变换信号。 4.8说明磁电传感器的基本工作原理，它有哪几种结构形式？在使用中各用于测量什么物理量？ 补充习题参考答案 1、 有一个电容测微仪，两极板介质为空气，其圆形极板半径r = 4 mm ，工作初始间隙δ=0.2 mm ，已知 ε0=8.58×10-12 F/m ，ε=1，问： 1）、工作时，如果传感器与工件的间隙变化量Δδ=1μm 时，电容变化量是多少？ 2）、如果测量电路的灵敏度S 1=100mV/pF ，读数仪表的灵敏度S 2=5格/mV ，在Δδ=1μm 时，读数仪表的指示值变化多少格？ 解：1）、ΔC=εε0A ×Δδ/-δ2=1×8.58×10-12 （F/m ）×3.14×（0.004）2（m 2）×1×10-6 （m ） =-4.94×10-3 pF 2）、S=ΔC ×S 1×S 2=-4.94×10-3 (pF) ×100（mv/pF ）×5(格/mv)=-2.47格≈-2.5格 2、 应变片的计算：已知试件尺寸如图，试件材料为45#钢，Ｅ＝２.0×10＋7 N/cm 2 ，应变片电阻R=120Ω，K=2.0， 康铜电阻丝的电阻温度系数α=-50×10-6 /℃，温度线膨胀系数β2=15×10-6 /℃，45#钢的温度线膨胀系数β 1 =11×10-6 /℃。求： （1）、不考虑温度的影响，当P=10吨时，求电阻应变片的电阻相对变化量ΔR/R 和绝对变化量ΔＲ。 （２）、当Ｐ＝０，环境温度在-２０℃变到+２０℃时，求电阻应变片的相对变化量ΔR/R 和绝对变化量ΔＲ。 解：（1)拉伸变形 A E A P εδ== 得 EA P = ε 所以005.01 2100.210100.263 =?????===?EA KP K R R ε R ?=0.005×120=0.6 Ω (2)当p ＝0，t ?＝20-（-20）＝40 ℃时 Ω -=??-?+?-???-+=?--2784.040]10)1511(0.21050[120t )]([6621＝ββαK R R 31032.2120 2784.0-?-=-=?R R 3、 脱粒机滚筒轴上，沿与轴线方向成45o方向贴一应变片，在工作时应变片的阻值从120Ω增加到120.006Ω ， 现代测试技术自测试题一 一、填空题:(每空1分,满分20分) １、机械工程测试技术就是一门专业技术基础课,要完成对机械参量的测试技术包括＿__________＿____＿＿与＿___________＿＿____＿__两个方面的内容;实际采用的测试方法有机械法、光学法与法。 2. 传感器的敏感元件就是; 转换元件就是。1０mm差动变压器式位移传感器的转换原理就是。 3、压电式传感器的压电效应就是 ____＿＿＿_＿＿__＿__＿_＿______＿;热电偶传感器就是将温度参量转变为。 4、电荷放大器电路的作用就是。 5、滤波器就是一种选频装置,则按幅频特性可分为、、 _______＿______与带阻滤波器。 6、常见的记录仪器有、光线示波器 与、计算机记录仪。 7、测试系统的静态特性反映对输入的静态参量而表现的输出与输入的基本关系,其基本特性参数有灵敏度、与_＿_____＿_＿___＿_＿、重复性。 8. 测试误差的主要类型有随机误差、与。 9、信号的描述方法就是法与法。 二、简述题:(每小题５分,满分25分) 1、试简述差动式电容传感器的基本原理及其优点。 2、试简述测试系统实现不失真测试对一阶、二阶系统的综合要求。 3、试简述光线示波器的结构组成及工作原理。 4、试简述电阻应变片测试系统中温度对测试结果的影响及基本的消除方法。 5. 试简述测试系统中常用的消除干扰的硬件方法。 三、(满分８分) 如图1所示差动变压器式传感器测量位移的系统组成框图,试说明其测量的原理;并指出各个单元电路的功能。 图1 四、(满分8分)试分析图2所示调频波的解调电路的工作原理、并画出它的鉴频特性图。 图2 五、(满分１0分)试分析图３所示一阶系统的幅频特性、相频特性。 图3 六、(满分1２分) 已知某悬臂梁受力如图4所示,试选择电阻应变片的贴片方法及画出接桥电路,并导出Q与电桥输出电压U0的关系式。 差动变 压器式 传感器 交流 放大 器 相敏 检波 器 低通 滤波 器 振荡器 显示 仪表 测试技术 第一章习题（P29） 解： （1）瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。 （2）准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离散性。 （3）周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱具有离散性、谐波性和收敛性。 解：x(t)=sin2t f 的有效值（均方根值）： 2 /1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(1000 00 00 00 000 020 2 0000=-= - = -== =? ? ? T f f T T t f f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ 解：周期三角波的时域数学描述如下： （1）傅里叶级数的三角函数展开： ? ????????+≤ ≤-≤≤- +=) (2 02022)(0000 0nT t x T t t T A A t T t T A A t x 21)21(2)(12/0002/2/00000= -==??-T T T dt t T T dt t x T a ??-==-2/000 02 /2/00 000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dt t n t x T a ωω?????==== ,6,4,20 ,5,3,14 2sin 422222n n n n n π ππ ，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。故=n b 0。 因此，其三角函数展开式如下： 其频谱如下图所示： （2）复指数展开式 复指数与三角函数展开式之间的关系如下： A ??-=2 /2 /00 00sin )(2T T n dt t n t x T b ω∑∞ =+=102 2 cos 1 4 21)(n t n n t x ωπ ∑∞ =++=102 2)2sin(1 421n t n n πωπ (n =1, 3, 5, …） 单边幅频谱 单边相频谱 西华大学课程考核试题卷 （ 中考卷） 试卷编号： （ 2012__ 至 2013____ 学年 第_2___学期 ） 课程名称：现代测试技术及应用 考试时间：90 分钟 课程代码：6002699 试总分：100分 考试形式： 网络考试 学生自带普通计算器: 允许 一、判断题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。( ) 错 2. 当计数器进行自校时，从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。（ ）对 3.一个频率源的频率稳定度愈高，则频率准确度也愈高。（ ）错 4. 给线性系统输入一个正弦信号，系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号（）对 5.随机误差又叫随差，随机误差决定了测量的精密度。（ ）对 6.测量系统的理想静态特性为y=Sx+S0（ ）．答案：错 7. 从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科 技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。（ ） 答案：对 8. 在进行阿伦方差的测量时，组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 （ ）答案：错 9.反射系数、 功率、 导磁率 、信号频率均为有源量（ ）。答案：错 10. 峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。（ ）答案：对 二、选择题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分） 1. 若马利科夫判据成立，则说明测量结构中含有 ____ 。 A:随机误差 B: 粗大误差 C: 恒值系差 D: 累进性变值系差 答案：D 2. 如两组测量的系数误差相同，则两组测量的 相同。 A. 精密度 B. 准确度 C. 精确度 D. 分散度 答案：A 3.在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的 ____ 以上 答案：D 4.±1误差称为____。 A.最大量化误差 B.仅测频的误差 C.±1一个字误差 D.闸门抖动引起的误差 答案：A 5.仪器通常工作在（ ），可满足规定的性能。机械工程测试技术课后习题答案
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