测试技术习题答案版

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测试技术复习题

一、填空题:

1.一阶系统的时间常数为T，被测信号的频率为1/T，则信号经过测试系统后，输出

信号与输入信号的相位差为（ -45 度）.

2.一阶系统的动特性参数是（），为使动态响应快，该参数（越小越好）。

3.周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（谐波性）和（收敛性）特性。

4.周期信号的频谱具有（离散）特点，瞬变非周期信号的频谱具有（对称）特

点。

5.模似信号是指时间和幅值都具有（连续）特性的信号。

6.信号在时域被压缩，则该信号在频域中的（低频）成分将增加。

7.X(F)为x(t)的频谱，W(F)为矩形窗函数w(t)的频谱，二者时域相乘，则频域可表示

为（X(F)* W(F)），该乘积后的信号的频谱为（连续）频谱。

8.根据采样定理，被测信号的频率f1与测试系统的固有频率f2关系是（f2>2f1）。

9.正弦信号的自相关函数是一个同频的（余弦）函数。

10.对二阶系统输入周期信号x(t) =a cos(wt+q)，则对应的输出信号的频率（不变），

输出信号的幅值（震荡或衰减），输出信号的相位（延迟）。

11.时域是实偶函数的信号，其对应的频域函数是（实偶）函数。

12.频域是虚奇函数的信号，其对应的时域函数是（实奇）函数。

13.引用相对误差为0.5%的仪表，其精度等级为（0.5 ）级。

14.某位移传感器测量的最小位移为0.01mm，最大位移为1mm，其动态线性范围

（或测量范围）是（40 ）dB。

15.测试装置输出波形无失真但有时间延迟t的有失真测试条件是：装置的幅频特性

为（常数），相频特性为（）；输出波形既不失真又无延迟的条件是：幅频特性为（常数），相频特性为（）。

16.系统实现动态测试不失真的频率响应特性满足权函数，幅值或时延。

17.若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生（混叠）现

象。对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（泄露）现象。

18.若信号满足y(t)=kx(t)关系，其中k常数，则其互相关系数p xy()=（1 ）.

19.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy()=（ 0）.

20.同频的正弦函数和余弦函数，其互相关函数Rxy()=（1）.

21.周期信号的频谱是离散频谱，各频率成分是基频的整数倍。

22.双边谱的幅值为单边谱幅值的1/2 。

23.自相关函数是偶（奇或偶）函数，其最大值发生在τ= 0 时刻，当时延趋

于无穷大时，周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号。

24.概率密度函数是在幅值域上对信号的描述，相关函数是在时延域上对信

号的描述。

25.自相关函数的傅立叶变换是自功率谱密度函数。

26. 频率响应函数是系统输出的 傅里叶 变换与输入的 傅里叶 的比，也是当系统输入为正弦信号时，输入与输出的 复数比 。 27. 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。 28. 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。

29. 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号。

30. 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 偶 对称，虚频谱（相频谱）总是

奇 对称。

31. 均方值Ψx 2表示的是信号的强度，它与均值μx 、方差σx 2的关系是σx 2=Ψx 2- μx 2 。

32. 系统动态特性在时域可用 脉冲响应函数 来描述，在复数域可用 传递函数 来描

述，在频域可用 频响函数 来描述。 33. 某一阶系统的频率响应函数为121

)(+=ωωj j H ，输入信号2

sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y 1/ ，相位=φ -45度 。 34. 传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵

敏度是（ 3*41=123 ）。

35. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实

现 不失真 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H jwt A t y -=e )(0 。

36. 变间距式电容传感器的灵敏度与（ 极距平方 ）成反比，所以适合于微小位移的

测量.变面积式电容传感器的灵敏度与（ 极距 ）成反比，所以不适合微小位移的测量.

37. 可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：气隙越小，灵敏度（ 越

高 ）。

38. 变间隙式电容式传感器常作成差动的，其主要目的之一是（ 提高灵敏度 ），目

的之二是（ 提高线性度 ），目的之三是（ 克服外界条件对精度的影响 ）。

39. 半导体应变片传感器的工作原理是基于（ 压阻 ）效应；涡电流式传感器的工作

原理是利用金属导体在交变磁场中的（ 涡流 ）效应

40. 压电式传感器是利用某些材料的（ 压电效应 ）特性来制作的传感器。。

41. 半导体应变片工作原理是基于（ 压阻 ）效应。半导体材料在沿着某一轴向受到

（ 外力 ）作用时，其（ 电阻率 ）发生变化的现象它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数（ 高 ）。

42. 差动变压器式传感器的工作原理是（互感现象），故也称其为（ 互感型 ）传感

器。

43. 压电式传感器使用（电荷）放大器时，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影

响。

44. 压电传感器的前置放大器的主要作用是 使传感器的高阻抗输出变为低阻抗输出 和 放大传感器输出的微弱信号 。 45. 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电压 放大器和 电荷 放大器，后接 电荷 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。 46. 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 涡流 效应。 47. 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 电压或电流 输出的装置。

48. 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 相乘 ，使高频信号的幅值随

被测信号的 幅值 而变化。调幅波可以看作是载波与调制波的 卷积 。

49. 调频是利用信号电压的 幅值 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 载波频

率 与信号电压成正比。

50. 当 单位长度电阻值为常数 时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，

其灵敏度S 趋于 单位长度电阻值 。

51. 动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在 分布电容 。

52. 周期信号可按三角函数分解成下列形式：

)

cos cos ()(00

10t n b t n a a t x n n n ωω++=∑∞= ，其中，0a = ，

n a =，n b =。

53. 根据载波受调制的参数的不同，调制可分 调幅 、 调频 、 调相 。

54. 从时域看，系统的输出是其输入与该系统 脉冲响应函数 的卷积。

55. 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变

量。

56. 如果一个信号的最高频率为50Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采

样频率应该大于 100 Hz 。

57. 带通滤波器的中心频率F=500HZ ，负3分贝点的带宽B=10HZ ，则该滤波器的品

质因数Q=（50）。

58. 常用滤波器的上、下截止频率1c f 、2c f 的定义为幅频特性曲线降为最大值的 1/

倍时对应的频率为截止频率，其带宽 B= 2c f -1c f ，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为 2c f =21c f 。

59. 滤波器的分辨率越高，则测量信号时其响应速度（ 越慢 ）。

60. 滤波器的带宽和响应时间成 反比 关系。滤波器的频率分辨力主要由其 带宽 决定。

61. 带通滤波器的上下限截止频率为fc 2、fc 1，其带宽B = 2c f -1c f ；若其带宽为

1/3倍频程则fc 2 = fc 1。

62.滤波器的倍频程数n值越小，其品质因数Ｑ是越大。

63.恒带宽比滤波器的带宽Ｂ与其中心频率?0是比值为常数。

64.脉冲函数的频谱是均匀谱，非周期信号的频谱是连续谱。

65.将信号在时域进行扩展，则信号在频域将压缩。

66.交流调幅电桥的载波频率通常是调制信号频率的 10倍以上。

67.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的加速度成正比。

68.两个同频方波的互相关函数曲线是三角波。两个不同频的简谐信号，其互相关函

为0 。

69.数字信号处理中，采样频率fa与被测信号中最高频率成分fc的关系应为fa >2fc

70.信号χ(t)的自功率谱密度函数Sx(f)是χ(t)的自相关函数Rx(t)的傅里叶变换

71.信号χ(t)和y(t)的互谱Sxy(f)是互相关函数Rxy(t)的傅里叶变换

72.调幅信号经解调后必须经过检波

73.方波信号的谐波频率是基波频率的整数倍。

74.工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而衰减。

75.提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作范围。

76.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）。

77.当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻变大

78.自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度提高一倍。

79.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距平方成反比

80.压电式传感器是高阻抗传感器，要求前置放大器的输入阻抗很大。

81.变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随间隙的减小而增大。

82.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用电荷放大

器。

83.随电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度相应减小。

84.压电式加速度计，其压电片并联可提高电荷灵敏度。

85.磁电式绝对振动速度传感器测振频率应远高于其固有频率。

86.压电式加速度传感器的工作频率应远高于其固有频率。

87.一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，则电桥的输出电压加大两倍

88.一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

并联，则电桥的输出电压不变

89.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

出是正弦波

90.在时域中计算的信号总能量，等于在频域中计算的信号总能量

91.周期信号截断后的频谱必是连续的

92.设信号x(t)的自功率谱密度函数为常数，则其自相关函数为非常数

93.同频、同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为同频余弦信号

94.直流信号被截断后的频谱必是连续非周期的

95.二阶欠阻尼振动系统的幅频特性曲线中，幅值最高处的频率等于系统固有频率

96. 用电涡流传感器探测金属零件表面裂纹，则电涡流传感器是 自感高频反射型 式的 97. 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 电阻率 . 98. 频响函数反映了系统响应的 稳态 过程

99. 变极距型电容传感器的输出与输入，成 非线性 关系

100. 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 脉冲 响应的卷积

101. 两环节的相频特性各为1()Q ω和2()Q ω，则两环节串联组成的测试系统，其相频

特性为 1()Q ω+2()Q ω

102. 设有一电路，1R 是工作桥臂，2R ，3R ，4R 是固定电阻，且

4321R R R R ===。工作时1112R R R ?+→，则电桥输出电压≈y e （ 0e ）。0e 为电桥的电源电压

103. 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 相乘

104. 一带通滤波器，其中心频率是0f ，带宽是B ，则滤波器的品质因数Q 等于

0f /B

105. 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用 D 电荷 放大器 106. 相敏检波通过比较 输出信号 和 参考信号 的 相位差 来判别信号的极性。

二、简答题

1） 为什么选择测试装置时，需考虑待测信号的频率结构在进行旋转机械故障诊断时，若测试装置的幅频特性不为常数，会产生什么结果？

考虑频率结构能更好的选择合适的测试装置，提高测试效果；会失真，测试结果失真，导致误判

2） 设计一阶测试系统，若要求输入信号为2000Hz 时其输出信号的幅值误不超过10%，其转折频率是多少？

3）

r=1-

* =0.0365 =4.36

4） 一阶测试系统的频响函数为H(j ω)=1/(1+j ω)，分析当测试信号为 x(t)=sint+sin5t 时，有无波形失真现象，误差为多少？

5）

y(t)= 存在幅值和相位失真，输出波形会畸变

6） 某截面积为5cm2的试件，已知材料的弹性模量为2.0×1011 N/m 2 ，沿轴向受到105 N 的拉力，若沿受力方向粘贴一阻值为120Ω、灵敏系数为2的应变片，试求出其ΔR 。