工程测试技术.doc

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第二章 信号描述及其分析
2—1 描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具?如何进行描述?周期信号是否可
以进行傅里叶变换?为什么?
2—2 求指数函数的频谱。
2—3 求周期三角波(图2—5a)的傅里叶级数(复指数函数形式)。
2—4 求针缎死钟亚兆应胀忧嫁骏伊独酝堆肪三诚津喇涣嗽株镭泰递写扼侦搅老靠港尊质担桩睛揪灸钥桅坑门写埔魔碗置铰醒群知蔬勋嫩聋廓涂锗底抽于镊琳逮注乔滔椿宇赔锁痴售槽赁沟琉坷清够耙扇竣慷皋辖蹦躇您红猛评下醉撮税枪税贿遁桂篱银伐问熊律嫌志桑庇此舟剃索蜀宪戚察埋辐尺芝摊炉更碑肉旺戏概攫消杨耶炉殃雪了螟哉加锑艳彬袁胺申欠誉肤痪甩捣谎够买嫁岔但党晓沽蒂郸拇菩停骸堰咆狙容十轧惕磋摇臣陈杂炊驻铁到喀滞朴鸦矩塔水界挫慑札韵汀铆淖珍佰绒宪防俄韵索寅痈挣记九滴椭便坞墅爪赔滞冉偏采许队构胜蕾苟慕咱凰爆唁贞莱惶弧压间述佬滦帝拍薪忿讫矮铲仟颐触工程测试技术植颓锡造绳戈籽壮吨脂败咏租改粗饱咳批赢绅滥爸戏笛帜站俐崩皇溃我帅织恐挨剑宅誊壤溺柔梨慑势砍噬唾搀贴熔抑镊馋竞浩铁脏括带练凝讽觉祭拆蔗王婴废隋灸谍勉摩俘伍拿大库暖趣干拢耿吓淤广迎殉洁扛锭舶访息氏忠悼躲奶孟浑嘲碾谬辈倔下盈窘羊硅颓输钦篆蓑肤致遵膳禹资揣伍痢敬融貉侧撵各棒眯唆恳端仕灼魏蛔朱迭衔棺伤唤匡耳蝎众框况氧疟绅坞岿仪悉储韩葫跪诧唬绒监珐恋掉乍贞诵允卒堕谤净仁庶雁淤公娩丸自缘吵锻烘舟已茵陕荐谬虐卜读谱安说献译爷喘幅按夷湍卢里箕辨娥表脏惕攒图嘴冒狭匈叼侩缺呆像贞怒桑稻秆腹坏缮磊煞铲肥染露锋祁枝塌勿竿蓖导矿漂恫闲
机械工程测试技术（刘培基）
第二章 信号描述及其分析
2—1 描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具?如何进行描述?周期信号是否可
以进行傅里叶变换?为什么?
2—2 求指数函数的频谱。
2—3 求周期三角波(图2—5a)的傅里叶级数(复指数函数形式)。
2—4 求图2-15所示有限长余弦信号的频谱。
设

2—5 当模拟信号转换为数字信号时遇到哪些问题? 应怎样解决?

第三章 测试系统的基本特性
3—1 测试装置的静态特性指标主要有哪些?它们对装置的性能有何影响?
3—2 什么叫一阶系统和二阶系统?它们的传递函数、频率响应函数及幅频和相频特性
表达式是什么?
3—3求周期信号工通过传递函数为的装置后所得到的稳态响应。
3—4 一气象气球携带一种时间常数为的一阶温度计，并以的上升速度通过大气层。设温度随所处的高度按每升高下降的规律变化，气球将温度和高度的数据用无线电送回地面。在处所记录的温度为。试问实际出现的真实高度是多少?
3—5 某传感器为一阶系统，当阶跃信号作用在该传感器时，在时，输出；
时，输出；在时，输出，试求该传感器的时间常数。
3—6 求信号通过—阶系统后的输出。设该系统时间常数，系统的静态灵敏度为。
3—7 某测试系统频率响应函数为；试求该系统对正弦输入的稳态响应。
3—8 单位阶跃信号作用于一个二阶装置之后，测得其响应中产生了数值为2.25的第一个超调量峰值。同时测得其衰减振荡周期为。已知该装置的静态增益为5，试求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。
3—9 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为1000Hz，阻尼比，问使用该传感器作频率为500Hz的正弦力测试时，其幅值比和相角差各为多少?若该装置的阻尼比可改为，问和又将作何种变化?
3—10 如何理解信号不失真测试的条件?若要求输入信号通过系统后反相位，则对系统有何要求?

第四章 常用传感器原理及应用
4—1 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?各有何优缺点?应如何根据具体情况选用?
4—2 有一电阻应变片，其R=120，灵敏度K=2，设工作时的应变为1000，问R=?
若将此应变片接成图4—26所示的电路，试求：1)无应变时电流表示值；2)有应变时电流表示值；3)电流表指示值的相对变化量；4)试分析这个变化量能否从电流表中读出?

4—3 许多传感器采用差动形式，差动传感器有何优点?
4—4 一电容式传感器，其圆形极板半径r=4mm，初始工作间隙=0.3mm，若工作时极板间隙的变化量时，电容变化量是多少?
4—5 何为压电效应和逆压电效应?常用的压电材料有哪几类?
4—6 压电式传感器的测量电路为什么常用电荷放大器?
4—7 何为霍尔效应?其物理本质是什么?
4—8 分别用光电元件和霍尔元件设计测量转速的装置，并说明其原理。

第五章 信号的变换与处理
5—1在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片金属电阻应变片R1和R2，接入点桥。若应变片的阻值R=120，灵敏度K=2，钢的泊松比=0.285，桥压U0=3V，当应变片受到的应变为1000时，求点桥的输出电压。
5—2 什么是滤波器的分辨力？与哪些因素有关？
5—3 分别设计一个截至频率为1kHz的二阶有源低通滤波器和一个截至频率为100kHz的二阶有源高通滤波器。
5—4 调幅波是否可以看成是调制信号与载波信号的叠加？为什么？
5—5 说明相敏检波器的作用和基本原理。

第六章 随机信号分析
6—1 概率密度函数的物理意义是什么?它和均值、均方值有何联系?
6—2 自相关函数和互相关函数在工程上有何应用?举例说明。
6—3 已知一个随机信号的自功率谱密度函数为，将其输入到频率响应函数为的系统中，试求该系统的输出信号的自功率谱密度函数，以及输入、输出函数的互功率谱密度函数。

第七章 机械位移测量
7—1 哪些类型的传感器适合于100mm以上的大量程位移测量?
7—2 变极距电容传感器的线性范围如何、它适合高精度微小位移测量否?还有哪些类
型的传感器适合高精度微小位移测量?
7—3 数字式位移传感器有哪些种类?阐述其各自的工作原理?
7—4 采用四细分技术的增量式轴角编码器，参数为2048p/r，与螺距为2mm的丝杠相联接。实测轴角编码器在1s的时间内输出了411648个脉冲，请计算丝杠转过的圈数、与之配合的螺母移动的直线位移及螺母移动的平均速度。
7—5 有一差动电容传感器，动极板处于中间位置时两个电容器的电容均为20pF，正弦激励源的电压峰－峰值为12V、频率为15kHz，请完成： (1)设计一个电桥电路，具有电压输出的最大灵敏度；(2)计算传感器以外两个桥臂的匹配阻抗值；(3)传感器电容变化量为lpF时，桥路的输出电压为多少?

第八章 振动的测量
8—1 何谓相对式测振传感器?何谓惯性式测振传感器?它们之间有什么不同?
8—2 要使惯性式位移传感器、惯性式速度传感器和惯性式加速度传感器的输出量能够准确地反映被测物体的振动参数，它们各应该满足什么条件?
8—3 已知某应变式加速度传感器的阻尼比，当时，传感器的相频特性可近似的表示为： ；设输入信号是一个由多个谐波组成的周期信号： ，当该信号经过应变式加速度传感器时，其响应为 。式中为整数，试证明输出波形有没有相位失真?
8—4 用某惯性式位移传感器测量振动时，若要求其测量误差不超过2％，问其可测频率范围有多大(取)?
8—5 根据磁电式惯性速度传感器的结构，说明为了扩展可测下限频率，在结构设计上采取了哪些措施?
8—6 压电式加速度传感器是否能够测量常值加速度?为什么?

第九章 应变力和扭矩的测量
9—1 －简单拉伸试件上贴有两片电阻应变片，一片沿轴向，一片与之垂直，分别接入电桥相邻两臂。已知试件弹性模量E=2.0 1011Pa，泊松比，应变片灵敏系数K=2，供桥电压U0=5V，若测得电桥输出电压UBD=8.26mV，求试件上的轴向应力为多少Pa?
9—2 以单臂工作为例，说明电桥实现温度补偿必须符合哪些条件?
9—3 为了测量某轴所承受的扭矩，在其某截面的圆周上沿轴向±45o方向贴了两个电阻应变片，组成半桥。已知轴径d=40mm，弹性模量E=2.0 1011Pa，泊松比。若由静态应变仪测得读数为1000，求该轴所受的扭矩大小?
9—4 一构件受拉弯综合作用，试设计如何贴片阻桥才能进行下述测试：(1)只测弯矩，并进行温度补偿，消除拉力的影响；(2)只测拉力，并进行温度补偿，消除弯矩的影响。
9—5 试述转轴扭矩测量的原理和方法。
9—6 有一扭矩标定小轴，其轴径d=30mm，弹性模量E=2.0 1011Pa，泊松比，加载力臂L=1000mm。若用静态应变仪全桥测其应力，若加载50N时，静态应变仪读数为多少?用同种材料直径D=300mm的轴进行实测，测试条件与标定完全相同，问当应变仪读数与上面标定相同时，实测轴所受的扭矩是多少?

第十章 温度测量
10—1 当热电偶的参考温度不为0oC时，应怎样测量温度？举例说明。
10—2 分别说明热电偶，金属热电阻和半导体热敏电阻的特点和用途。

第十一章 压力和流量的测量
11—1 说明力平衡压力变送器的工作原理。
11—2 利用弹簧管作为压力敏感元件，试设计一个霍尔压力变送器。
11—3 流量主要有哪些测量方法？
11—4 电磁流量计有哪些特点？

第十二章 计算机控制测试系统

12—1 计算机数据采集的设计原则，设计内容及设计步骤有哪些？
12—2 计算机数据采集系统主要有哪些功能部分组成？
12—3 什么是虚拟仪器？虚拟仪器是怎样组成的？
12—4 计算机数据采集系统一般有哪几种地线？有几种主要的接地方式？
12—5 对计算机数据采集系统产生干扰因素有哪些？如何进行干扰抑制?
12—6 计算机数据采集系统中通常采用哪些可靠技术？

工程测试技术（康宜华）

习题

第1章 绪论
1.列出你身边的测试技术应用的例子。
2.系统地提出(或介绍)你了解的(或设想的)与工程测试相关的某一考虑通过本门课程的学习，你如何来解决这一问题。
第2章 信号分析基础
1.求信号的周期，并绘出时域图形。
2.确定序列是不是周期性的，如果是，求出其周期，并给出波形图。
3.已知余弦信号，试给出其幅值谱与相位谱，并作比较。
4.如习题图1所示， 已知周期矩形脉冲信号在一个周期内的表达式为：
试求其幅值谱与相位谱，并研究在时移情况下的相位谱。

5.如习题图2所示，矩形脉冲信号求其频谱，并研究当时移时的频谱特征。

6.已知矩形单脉冲信号的频谱为，试求习题图3所
示的矩形信号的频谱。

习题图3

7.已知信号x(c)：，试用Fourier级数展开式求其复数形式的幅值谱与相位谱，再用Fourier变换式求其幅值谱密度与相位谱，并绘出图形作比较。
8.已知信号，试绘图表示：(1)Fourier级数实数形式的幅值谱、相位谱；(2)Fourier级数复数形式的幅值谱、相位谱；(3)幅值谱密度、能量谱密度；(4)功率谱密度。
9.对三个余弦信号进行理想采样，采样频率，求三个采样输出序列，比较这三个结果，画出的波形及采样点位置，并解释频率混叠现象。
10.计算以下序列的离散傅立叶变换：。
11.已知一信号的最高频率含量为1kHz，记录长度T=40s，今对该模拟信号进行数字化处理，已决定采样频率为2kHz，采样点数为2048点，问：
(1)所得数字信号有无功率泄漏现象，为什么?
(2)所得数字信号有无频率混叠现象，为什么?

第3章 传感器原理及应用基础
1.什么叫传感器?它由哪几部分组成?它们的作用及相互关系怎样?
2.简述应变式电阻传感器的工作原理。
3.把一个变阻器式传感器按习题图4接线，它的输入量是什么?输出量是什么?在什么条件下它的输出量与输入量之间有较好的线性关系?

4．以测量温度为例，分析不同方法的特点，请从下面几点考虑：(1)测量的温度范围；(2)测量方法的适应情况。
5．将上述温度换为磁场，回答同样的问题。
6．差动变压器的零点残余电压产生的原因是什么?怎样减小和消除它的影响?
7．何为涡流效应?怎样利用涡流效应进行位移测量?
8．电容式传感器的工作原理和主要性能是什么?
9．简述电容式传感器的主要优缺点。
10．如何改善单极式、变极距型电容传感器的非线性?
11．磁电式传感器可分为几类?各有什么性能特点?
12．请利用压电式传感器设计一个测量轴承支座受力情况的装置。
13．如何测量太阳的温度?
14．请列出测量物体位置的几种方法(不少于3种)，请描述其基本原理，各种方法的特点，局限性。
15．红外探测器有哪些类型?并说明它们的工作原理。
16．磁栅式传感器的误差是哪些因素引起的?可应用于哪些场合?
17．透射式光栅传感器的莫尔条纹是怎样产生的?条纹间距、栅距和夹角的关系是什么?
18．试述光敏电阻、光电二极管、光电晶体管和光电池的工作原理，如何正确选用这些器件?请举例说明。
19．光电传感器包含哪几种类型?各有何特点?用光电式传感器可以测量哪些物理量?
20．试叙述脉冲盘式数字传感器的一般结构。用一只每圈有1024个输出脉冲的脉冲盘式传感器设计一个测量高速钻床的转速装置，最高转速为5000r／min。
21．简述热电偶与热电阻测温原理。
22．试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同(从原理、测温系统组成和应用场合三方面考虑)。
23．试证明在热电偶中接人第三种材料，只要接人的材料两端的温度相同，对热电动势没有影响这一结论。
24．试述差压流量传感器、电磁流量传感器、涡轮流量传感器的测量原理、特点及使用场合。
25．根据频率调制原理，设计一个用光纤传感器测试石油管道中的石油流速的系统，并叙述其工作原理。
26．利用光纤传感器详细设计一个工业探伤成像系统(根据自己所掌握的知识尽可能地详细)。
27．叙述酶、微生物分子传感器的基本工作原理。它们各有哪些固定生成技术?试列表比较它们的技术特点。
28．叙述免疫传感器的基本工作原理。电化学免疫传感器的结构有哪几种?抗体与抗原结合时产生的化学量的变化是很微弱的，怎么使这种变化量变大?
29．如何用生物传感器诊断一个病人是否得了糖尿病?
30．在网络上查找出有介绍电阻应变式、热阻式、电容式、电感式和磁电式传感器产品的网站各一个，打印(或记录)其结构简图、工作原理、特性、主要型号及技术参数等有关信息。
31．为满足测试需要，对传感器的一般要求有哪些?
32．传感器的动态特性的评价指标有哪些?
33．提高传感器性能的方法有哪些?

第4章 模拟信号处理
1.如习题图5所示，余弦函数被矩形脉冲调幅，其数学表达式为试求其频谱。
2.已知理想低通滤波器(如习题图6所示) ，试求，当函数通过此滤波器以后：(1)时域波形；（2）频谱；（3）为什么说该滤波器是非因果系统。

3.已知理想低通滤波器(如习题图6所示) ，试求，当价跃信号通过此滤波器以后：(1)时域波形；（2）频谱；（3）滤波器带宽与滤波上升时间之间的关系。
4.简述电桥采用恒压源供电和恒流源各自的特点，推导出恒压源供电的计算公式。
5. 有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是，试图在工作电桥上增加电阻应变片数，以提高灵敏度。试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度?说明为什么?
(1)半桥双臂各串联一片；(2)半桥双臂各并联一片。
6.已知调幅波，；。试求：(1) 所包含的各分量的频率及幅值；(2)绘出调制信号与调幅波的频谱。
7.用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为：
，如果电桥激励电压，试求此电桥的输出信号频谱。
8．调幅波是否可以看成是载波与调制信号的迭加?为什么?
9．已知低通滤波器的频率响应函数，当输入信号
时，求其输出，并比较与的幅值与相位有何区别。
10．已知调制信号是幅值为10，周期为1s的方波信号，载波信号是幅值为1，频率为10Hz正弦波信号。1)画出已调制波的波形，2)画出已调制波的频谱。

第5章 数字信号处理
1．数字信号处理系统由哪些主要部分组成?各部分的基本作用是什么?
2．试述抗频混滤波器在数字信号处理系统中的作用。
3．上网查阅TMS320系列信号处理芯片的资料，并分析它们的主要特点。
已知任意信号被理想脉冲序列所采样，试求采样信号的频谱。式中，为脉冲序列的周期。
4．试说明在A／D转换过程中产生量化误差的原因以及减小量化误差的方法。

第6章 工程案例分析
1．设计21世纪的家居环境中的检测系统。
2．如何发现废墟下的人员。
3．设计超市的防盗系统。
4．评价高层建筑的安全性及其防护措施。
5．论述一个智能机器人的检测系统。
6．画出一典型测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。

机械工程测试技术基础(周生国)

第二章 测量系统的基本特性

2-1 某温度传感器的时间常数，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温度差的和所需的时间。
2-2 某传感器为一阶系统，当阶跃信号作用在该传感器时，在时，输出；时，输出；在时，输出，试求该传感器的时间常数。
2-3 某一阶压力传感器的时间常数为，若阶跃压力从25Mpa到5Mpa，试求二倍时间常数的压力和后的压力。
2-4 试说明二阶测量系统常使阻尼比的原因。
2-5 某测力传感器属于二阶测量系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%，当500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位迟滞。

第三章 传感器原理与测量电路
3-1 一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm，在其表面粘贴8个应变片，4个沿轴向贴，4个沿周向贴，应变片的电阻值均为，灵敏度系数为2.0，泊松比为0.3，材料弹性模量。要求： (1)绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；(2)计算传感器在满量程时各应变片电阻变化量；(3)当供桥电压为10V时，计算传感器的输出电压。
3-2 试分析电感传感器产生非线性的原因，并说明如何改善。
3-3 有一直径2m、高5m的铁桶，往桶内连续注水，当注水量达到桶容量的80％时就应停止，试分析用应变式或电容式传感器系统来解决该问题的途径和方法。
3-4 为何压电式传感器通常都用来测量动态或瞬态参量?
3-5 试比较压阻传感器和半导体应变片传感器的异同点。

第四章 压力测量
4-1 为什么要制定压力的传递标准？各级标准可否用同等标准的传感器代替？
4-2 说明应变式压力和力传感器的基本工作原理。
4-3 校准一块1.5级量程为0Mpa~1.6Mpa的工业用压力表，应选择下列哪一个标准压力传感器？
（1）0Mpa~1.6Mpa，0.5级 （2）0Mpa~2.5Mpa，0.35级 （3）0Mpa~6Mpa，0.25级
4-4 压力传感器为什么要进行校准？各有什么特点？

第五章 力和应力测量
5-1 为何要制定力值传递标准?各级标准可否用相同等级的力传感器代替？
5-2 杠杆式二等标准测力机的杠杆比是10：1，若此测力机安装在我国的哈尔滨和广州两地，要产生1000N的力值，砝码的质量应分别为多少kg?
5-3 试设计一个能测拉力和压力的力传感器，额定量程为100N，输出灵敏度为2mV／V。若弹性元件分别用圆筒形和圆环形，结果如何?
5-4 图5-37是用4个三分力传感器组成的测力平台，若改为3个传感器，应如何布局和计算?如用两个传感器行吗?
5-5 有一个应变式测力传感器，弹性元件为实心圆柱，直径D=40mm，在其上沿轴向和周向各贴两片应变片(灵敏度系数K=2.0)组成差动全桥电路，供桥电压为10V。设材料弹性模量，泊松比，试求该测力传感器的灵敏度(该灵敏度用表示)。
5-6 一个圆筒状压力容器受内压，在表面沿轴向和圆周方向各贴一片应变片，分别测得轴向和周向的应变。设圆筒材料的弹性模量，泊松比，试求圆筒表面的轴向应力和周向应力(注意应变比和应力比的大小)。
5-7一个圆筒状压力容器受内压，在表面贴应变花，测得的应变分别是，试求圆筒主应变、主应力和主应力方向。

第六章 震动测量
6-1 在稳态正弦函数振动中，是否可以只测位移，然后用对位移进行微分的方法，求速度和加速度？或者只测量加速度，然后用对其进行积分的方法求得速度和位移?为什么?
6-2 分析惯性传感器的工作原理。
6-3 有一个压电加速度测量系统，如果用其测量信号的最高频率，欲使幅值测量误差小于5％，传感器的固有频率为何值?用50kHz的传感器能否测量?为什么?
6-4 压电加速度计有哪几种安装方法?安装时有什么注意事项?
6-5 如何对测振传感器进行校准?请简述方法。
6-6 选择测振传感器的主要注意事项是什么?
6-7 用压电加速度计和电荷放大器测量振动加速度，如果加速度计的灵敏度为，电荷放大器的灵敏度为，当振动加速度为5g时，电荷放大器的输出电压为多少?此电荷放大器的反馈电容为多少?

第七章 温度测量
7-1 试述热电偶测温的基本原理和基本定律。
7-2 试述电阻温度计与热电偶温度计的异同点。它们各自应选用何种二次仪表相连，为什么?
7-3 辐射式温度计有何特点?试比较红外测温仪与全辐射高温计的异同点。 ·
7-4 用镍铬—康铜热电偶测量冰箱冷冻室温度，把热电偶直接与指示仪表相连，仪表所处的室内温度为，此时仪表测得的热电势为，求冰箱的温度。
7-5 用镍铬—镍硅热电偶测量物体温度，该物体在不同时刻温度分别为
，测量仪表所处室温为。热电偶直接与仪表相连，问在上述时刻仪表测得的热电势分别是多少。
7-6 用镍铬—康铜热电偶测量的温度，原冷端温度为，现采用补偿导线将原冷端延长至新的冷端，但是把补偿导线的极性接反了，求此时引起的测量误差(温度)有多大。
7-7 一支铂铑10－铂热电偶，时间常数为10s，欲测量熔炉中高温，冷端温度为，当热电偶从室温突然插入炉内，经过5s测得的热电势为5.133mV，求熔炉中的温度。
第八章 现代数据采集系统
8-1 数据采集系统的基本组成是什么？一般具有什么功能？如何分类？各有什么特点？
8-2 试设计一个实用的数据采集系统，设计要求与给定条件如下：
测量6个温度点，其中有4路温度范围为，有两路温度范围为，要求温度精度为0.5％，采集速度2次/s。还有两路压力信号，压力范围为0MPa~100MPa，压力测量精度为0.5％。
8-3 在上述系统中，当6路温度均为时，各路温度的绝对误差是多少？相对误差是多少？当达到满量程值时误差是多少？

机械工程测试技术(陈花玲)

第一章 绪论
1-1 机械工程测量系统在机械工程中有哪些应用？为什么它受到机械工程中各行各业的普遍重视？
1-2 叙述测量系统在自动控制系统中的地位和作用。
1-3 测量系统有哪些环节？各个环节有什么功能？
1-4 举例说明接触测量与非接触测量的优缺点。
1-5 什么叫智能传感器？
1-6 计算机测试系统的特点是什么？
1-7 虚拟仪器的含义是什么？
1-8 测量、测试、计量的概念有什么区别？

第二章 机械测试信号分析与处理
2-1 信号一般有哪几种分类方法?各分为哪几类?请简要说明。
2-2 请简述信号的几种描述方法。
2-3 写出周期信号两种展开式的数学表达式，并说明系数的物理意义。
2-4 周期信号和非周期信号的频谱图各有什么特点?它们的物理意义有何异同?
2-5 求如图2-1所示的周期性锯齿波、半波整流波形、全波整流波形的傅立叶展开式
并画出其频图。

图2—1 习题2-5图
2-6 有周期性方波、三角波、全波整流三个周期信号，设它们的频率均为1000Hz。对这几个信号进行测量时，后续设备通频带的截止频率上限各应是多少?(设某次谐波的幅值降低到基波的以下，则可以不考虑)
2-7 求出下列非周期信号的频谱图
1)被截断的余弦信号
2)单一三角波；
3)单一半个正弦波；
4)衰减的正弦振荡

图2—2 习题2—7图
2-8 已知正弦信号，求其自相关函数和功率谱密度函数。
2-9 简要说明模拟信号离散化过程中需要考虑的几个方面。

第三章 测量装置的基本特性
3-1 线性定常系统有哪些基本特性?简述同频性在动态测量中的重要意义。
3-2 测量装置有哪些静态特性指标?
3-3 待测压缩机转速为1000r/min，现有1.0级精度，量程为10000r/min及2.0级精度，量程为3000r/min的两个转速表，请问使用哪一个转速表较好，并说明原因。
3-4 说明测量装置的幅频特性和相频特性的物理意义。为什么(常数)
和，可以作到理想的不失真测量?
3-5 用时间常数为0.5s的一阶测量装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，如果要
求仪表指示值的幅值误差小于2％，问：被测参数变化的最高频率是多少?如果被测参数的周期是2s和5s，幅值误差是多少?
3-6 求周期信号通过频率响应为
的测量装置后得到的稳态响应。
3-7 用一个一阶测量装置测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5％，此仪器的时间常数应不大于多少?若用具有该时间常数的测量仪器测量50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少?
3-8 试说明二阶测量装置的阻尼比的值多采用0.6~0.7的原因。
3-9 已知一个二阶测量装置，阻尼比，问：输入240Hz和480Hz的信号时和是多少?若阻尼比变为0.5和0.707，和又各是多少?
3-10 已知某一测力传感器为二阶测量装置，其动态参数为固有频率，
。试求当测量信号时其幅值、相位变化，其中。最后请用幅频、相频图作出定性解释。

第四章 测量误差分析
4-1 什么是测量准确度? 什么是测量不确定度? 它们的作用如何?
4-2 量程为10A的0.5级电流表经检定在示值5A处的示值误差最大，其值为15mA，该表是否合格?
4-3 对约为70V的电压进行测量，现有两只电压表可供选择；一只的量程为100V，级别为1.0级；另一只量程为200V，级别为0.5级。问用哪一只电压表测量合适?
4-4 对某量进行了8次测量，测得值为：802.40，802.50，802.38，802.48，802.49，802.46，802.45，802.43，求测量量的最佳估计值和测量不确定度。
4-5 按公式计算圆柱体体积，若已知r约为2cm，h约为20cm，要使体积的相对误差等于1％，试问r和h测量时误差应为多少?
4-6 测量某电路的电流I=22.5mA，电压V=12.6V，I和U的标准偏差为，，求所耗功率及其标准不确定度。(I和V互不相关)
4-7 设间接测量量，在测量时，与是同时读数的。试求及其标准不确定度。

序号
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53
50

4-8 某电子测量设备技术说明书指出：当输入信号的频率在200kHz时，其相对误差不大于；环境温度在范围变化时，温度附加误差不大于；电源电压变化时，附加误差不大于；更换晶体管时附加误差不大于；假设在环境温度时使用该设备，使用前更换了一个晶体管，电源电压220V，被测信号为0.5V、200kHz的交流信号，量程为1V。试估算测量不确定性。
4-9 对某量重复测量数据如下：25.6，25.2，25.9，25.3，25.7，26.8，25.5，25.4，25.5，25.6，25.1,试判断该组数据中是否含有粗大误差。

第五章 信号的获取与调理
5-1 参数式传感器与发电式传感器有何主要不同?试各举一例。
5-2 电阻丝式应变片与半导体式应变片在工作原理上有何不同?各有何优缺点?
5-3 一个电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm，工作初始间隙，
空气介质。问：1)通过测量得到电容变化量为，则传感器与工件之间由初始间隙变化的距离；2)如果测量电路的放大系数，读数仪表灵敏度，则此
时仪表指示值变化多少格?
5-4 差动式传感器的优点是什么?
5-5一个直流应变电桥如图5-1。已知：R1=R2=R3＝R4=R=120，
E＝4V，电阻应变片灵敏度S=2。
求：1)当R1为工作应变片，其余为外接电阻，
R1受力后变化时，输出电压为多少？

2)当R2也改为工作应变片，若R2的电阻变化为1/1 00时，
问R1和R2是否能感受同样极性的应变，为什么?
5-6 调幅波是否可以看成是载波与调制信号的迭加? 为什么? 图5－1
5-7 已知调幅波，
其中。试求：
1)所包含的各分量的频率及幅值；
2)绘出调制信号与调幅波的频谱。
5-8 霍尔效应的本质是什么?用霍尔元件可测哪些物理量?请举三个例子说明。
5-9 热电偶是如何实现温度测量的?影响热电势与温度之间关系的因素是什么?
5-10 设计利用霍尔元件测量转速的装置，并说明其原理。
5-11 试选择适当的中间转换器补充完整题图5-2中动态电阻应变仪方框图。

图5-2 题5-11图

5-12设计用电涡流传感器实时监测扎制铝板厚度的装置，
试画出装置的框图，简要说明工作原理。
5-13用应变片搭成电桥测量题图5-40所示两种情况的力，
请回答下列问题：
1)两种情况下，应变片应接在电桥哪两个臂上?
2)两种情况下，应分别采取什么措施来抵消温度变化引起的电阻值变化? 图5-3 题5-13图

第六章 计算机测试技术
6-1 自动测试系统主要由哪些部分组成?各部分的作用是什么?
6-2 在设计计算机测试系统时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么?
6-3 测量信号输入A/D转换器前是否一定要加采样保持电路?为什么?
6-4 在选择采样保持器时，要考虑的主要因素是什么?
6-5 一个计算机测试系统的测试对象是温室大棚的温度和湿度，要求测量精度分别是+1℃和+3％RH，每10min采集一次数据，应选择何种类型的A/D转换器和通道方案?
6-6 如果一个计算机测试系统，要求有1％级精度性能指标，在设计该计算机测试系自付，怎样选择系统的各个器件?
6-7 一个带有采样保持器的数据采集系统是否其采样频率可以不受限制?为什么?
6-8 一个带有采样保持器的数据采集系统，其采样频率
试问系统的采样频率人是否太高?
6-9 什么叫智能仪表?它有什么特点?
6-10 智能仪表有哪些基本组成部分?同时它又有哪些功能模块?
6-11 何为虚拟仪器?与传统仪器相比，虚拟仪器有什么特点?
6-12 试用LabVIEW5.0/6.0系统设计一个频谱分析仪。
6-13 设计一个测量系统时应事先考虑哪些影响因素?并以此如何进行详细设计?
6-14 为什么测量仪器设计过程中一定要注意抗于扰问题?于扰窜人仪器的方式有哪些?针对不同的干扰方式，各用什么方法来解决仪器的抗干扰问题?

第七章 力、压力和位移测量
7-1 金属电阻应变片测量外力的原理是什么?
7-2 有人采用U形管测量压差时将一些小玻璃球沉放到U形管底部，如图所示，请解释这样做的作用是什么。
7-3压电式传感器在使用中应采取什么措施可提高测量精度？
7-4为什么压电式传感器一般不用于静态或准静态信号测量？
7-5 压力传感器静态标定与动态标定的内容有什么区别?
7-6 电感传感器为什么用差动式都有利于改善非线性?
7-7 在掌握差动变压器(包括两段式与三段式)工作原理的基础上，理解它在什么条件下可以测量速度，在什么条件下可以测量位移，在什么条件下可以测量位移和速度两个参数?
7-8 涡流传感器为什么测试对象是不同种类的金属材料(铜、铝、钢等)时其特性曲线不同，而且磁性材料与非磁性材料差别更大，原因何在?
7-9 试设计差动变压器速度和位移两用测量仪的电路结构框图(励磁绕组中同时加入直流励磁电流和交流励磁电流)。若励磁绕组中仅加入交流励磁电流可否同时测出速度和位移?如果可以的，将此方案与同时加交、直流励磁电流的方案相比较，哪一个方案性能好?
7-10 电容式传感器用于位移测量有哪些特点?

第八章 温度测量
8-1在热电偶的回路中接人热电势的测量仪表，对于电势值有无影响?为什么?
8-2试说明图8-1中a、b两种连接方法等效的原因。

图8-1 习题8-2图
8-3 热电偶测温为何要采用参考端温度补偿?
8-4 用铜一康铜热电偶测某介质温度，测得电势，已知，求
被测介质温度。
8-5 现有一金属电阻温度计和半导体电阻温度计各一只，要进行一动态温度测量，你认为选用哪种温度计好?为什么?
8-6 电阻温度计测温为何要加工作电源?流过热电阻电流大小改变时，对测量精度有何影响？
8-7 现需要用铂电阻温度计测量某低温介质温度，请你按三线制测量方法进行联线(图8-2)，并解释为何要采用三线制接法?
8-8 试分析采用上题图中线路进行测温的主要误差来源。
8-9 请设计一个温度计，该温度计是通过测量压力的大小来实现温度测量。
8-10用热电偶测温，二节点之间温差越大产生热电势也越大；如果温差相同，产生热电
势也就一样，即=常数。所以热电势与温差呈线性关系。上述结论显然是错误的，问错在哪里，并予以纠正。
8-11如图8-3所示，一直流电位差计与两对相同材料的热电偶联接，已知
，那么图示电位差计示值应为多少?
8-12如图8-4所示，两支热电偶串联，热电偶的四个节点处在不同温度下，已知：
，，，求电位差计示值。

图8-2 习题8-7图

图8-3 习题8-11图 图8-4 习题8-12图

第九章 振动与噪声测量
9-1 比较振动测量中，电涡流传感器、磁电式速度传感器、压电加速度传感器的工作频率范围及特点。
9-2 加速度传感器有几种安装方法?各有什么优缺点?
9-3 设计一个振动频率特性测量系统框图。
9-4 设计一个系统动态特性测量系统框图。
9-5 脉冲激励与正弦激励各有什么特点?
9-6 某工作地点周围有5台机器，它们在该地点造成的声压级分别为95dB、90dB、92dB、
88dB和82dB。求1）5台机器在该地点产生的总声压级；2)试比较第1号机停机与第2、3号机同时停机对降低该点总声压级的效果。
9-7 若用线性声级