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试题库一. 填空题:1.同频的正弦信号和余弦信号,其相互相关函数是( )的.2.压电式传感器使用( )放大器,此方法使传输电压几乎不受电缆长度的影响.3.中心频率能自动跟随某参考信号频率而变化的滤波器成为( )滤波器.4.一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( ).5.变间距式电容传感器的灵敏度与()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( )成反比,所以不适合微小位移的测量. 6.测试系统的静态特性有( )、（ ）、（ ）。在测试装置中，从调制信号的方法来看，当用12KHZ的交流信号作为电桥的激励电压时，其作用在于生成（ ）波。7某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为（ ）。8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（ ）。9从信号的周期性来看，有阻尼衰减的自由震动信号是有（ ）特性的信号。10数字信号是指明时间和幅值都具有（ ）特性的信号。11虽然信号可在时域或频域中描述，但是其（ ）是不变的。12带滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=（ ）。13周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（ ）和（ ）特性。14传感器按输入量分，大致有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等类型。15压电式传感器是利用某些材料的（ ）特性来制作的传感器。16正弦信号的自相关函数是一个同频的（ ）函数。17A/D转换是将（ ）信号转换成（ ）信号的装置。18直流电桥的平衡条件是（ ）。19磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频带（ ）。20压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其（ ）发生变化。21滤波器带宽B和响应建立时间Te的乘积通常选取在BTe=( ).22当被测量是一个单向向量，要求传感器单向灵敏度（ ），其横向灵敏度（ ）。 23传感器的灵敏度越高，则线性范围就（ ）。24时域为常数M的信号，其频谱是（ ）。25各态历经随机过程任一单个样本函数的（ ）平均统计特征等于该过程的（ ）平均统计特征。26周期信号的频谱具有（ ）特点，瞬变非周期信号的频谱具有（ ）特点。27一阶系统的动特性参数是（ ），为使动态响应快，该参数（ ）。28测试系统应包括（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等五个部分。29测量装置的特性描述有（ ）态特性描述和（ ）特性描述。30由信息与信号的关系可知，信号是信息的（ ）。31根据采样定理，被测信号的频率W1与测试系统的固有频率W2关系是（ ）。32表示无用信息的信号又称之为（ ）或（ ）。33从能否用数学公式描述的角度来说，信号可分类为（ ）和（ ）。34非确定性某信号不能够用（ ）或（ ）来描述，但变化服从（ ）规律。35信号在时域被压缩，则该信号在频域中的（ ）成分将增加。36模似信号是指时间和幅值都具有（ ）特性的信号。 37物性型传感器的最大特点是（ ）。38X（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（），该乘积后的信号的频谱为（ ）频谱。39变间隙式电容式传感器常作成差动的，其主要目的之一是（ ），目的之二是（ ），目的之三是（ ）。40各态历经平稳随机信号的均值表示信号的（ ）分量；方差表示信号的（ ）。41描述周期信号的工具是（ ）。42获得周期性时域信号的频谱用（ ）的数学工具。43获得非周期时域信号的频谱用（ ）数学工具。 44若测试装置实现不失真测量，则该装置的幅频特性是：A（w）=(),该装置的相频特性是&（W）与W成（ ）或称（ ）关系。45半导体应变片传感器的工作原理是基于（ ）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（ ）效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的（ ）效应。46滤波器的分辨率越高，则测量信号时其响应速度（ ）。 47有一个信号，其数学描述为X（T）=2SIN2T,y信号输入=0。5的某一阶装置后，稳态输出的幅值为（ ）；稳态输出相位滞后为（ ）；输出信号的数学描述为（ ）。48对二阶系统输入周期信号x(t)=acos(wt+q),则对应的输出信号的频率（ ），输出信号的幅值（ ），输出信号的相位（ ）。49低通滤器对输入信号的作用是（ ）。50调幅过程相当于频率的（ ）过程。51概率密度函数提供随机信号沿（ ）分布的信息。52单位频宽上的幅值表示的是（ ）函数。53光线示波器的振子的动特性是（ ）系统的特性。54时域是实偶函数的信号，其对应的频域函数是（ ）函数。55时域是实奇函数的信号，其对应的频域函数是（ ）函数。56频域是虚奇函数的信号，其对应的时域函数是（ ）函数。57两个信号时域相乘，对应于频域函数是各自频域的（ ）。58用时域窗来截取连续信号，窗越宽则主瓣（ ）。59窗函数的优劣大致可从（ ），（ ），（ ）等几个方面来评价。60窗函数的选择应力求其频谱的（ ）窄些，（ ）小些。61对周期信号进行（ ）截断，是获得准确频谱的先决条件。62比较窄的主瓣可以获得较高的（ ），小的旁瓣可以减小（ ）。63矩形窗函数的（ ）最窄，旁瓣则（ ），泄漏较（ ）。64当需要获得精确的频谱主峰的（ ），而对幅值的精度要求不高的场合，可以选用（ ）。65三角窗与矩形窗相比，主瓣宽度为矩形窗的（ ），旁瓣（ ），并且不会出现（ ）。66汉宁窗的旁瓣明显（ ），因此具有抑制（ ）的作用，但是（ ）较宽，致使（ ）分辨能力较差。67当测量系统的脉冲响应时，信号随时间的延长而（ ），而许多噪声和误差的影响却是（），所以开始部分的信噪比（ ），随着信号的衰减，信噪比（ ）。68指数窗的特点无（ ）瓣，但是（ ）瓣较宽，因此（ ）较低。69压阻效应是指（ ）半导体材料在沿着某一轴向受到（ ）作用时，其（ ）发生变化的现象。1-1测试系统通常由_、_、及_所组成。1-2信息是被研究对象_的特征，信号则是_的截体。1-3测试技术包含了_和_两方面内容。1-4测试装置的特性可分为_特性和_特性。1-5测试装置的静态特性指标有_及_等。1-6引用相对误差为0.5%的仪表，其精度等级为_级。1-7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_dB。1-8描述测试装置动态特性的数学模型有_。1-9能用确切数学式表达的信号称为_信号，不能用确切数学表达的信号称为_信号。周期性信号是属于上述的_信号，随机信号是属于_信号。1-10测试装置以及被测试的系统的结构参数（如装置的质量、弹性刚度、阻尼系数、电感、电容、电阻、比热、热阻等）是不随时间而变化的，称为_系统，且装置或系统的输入输出呈线性关系，则称为_系统。线性系统最重要的特性就是_、_及_等。1-11闭环伺服式传感器较之一般开环式传感器具有高的_和_。1-12将被测物理量转换成与之相对应的、容易传输和处理的信号的装置称之为_。1-13测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的_。1-14测试装置输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的_。1-15测试装置输出信号的付里叶变换和输入信号的付里叶变换之比称为装置的_。1-16测试装置对单位脉冲函数（t）的响应为h(t)，其拉氏变换就是测试装置本身的_。1-17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_，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_，相频特性为_。1-18半导体应变片工作原理是基于-效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数_。1-19压电式传感器有_、_等，参量式传感器有_、_、_等。1-20压电式传感器常用的压电材料有_、_等。1-21自感式传感器通过改变_、_和_，从而改变线圈的自感量，可将该类传感器分为_、_和_。1-22差动变压器式传感器的工作原理是_，故也称其为-传感器。1-23电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器，主要类型有：极距变化型、_等。1-24莫尔条纹移动一个间距Bh，相应于光栅尺移动一个_。1-25为提高光栅式测试系统的分辨率和测得比栅距更小的位移量，经常采用_技术。1-26压电式传感器使用_放大器时，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。 1-27利用正电压效应，可制作_、_等，利用逆压电效应，可制作_、_等。1-28动圈磁电式振动传感器，其输出感应电动势e与线圈相对于磁场运动的_成正比，如在测量电路中接入-电路和-电路，还可用来测量振动位移和加速度。1-29为尽量满足不失真测试条件，光线示波器振子应调整阻尼比￥=_，被测信号频率f与振子固有频率f0之比应选择f/f02fc C fafc D fa0.7fc2-31数字信号的特征是_。A时间上离散幅值上连续B时间上和幅值上都离散C时间上团结幅值上量化D时间上和幅值上都连续2-32两个同频正弦信号的互相关函数_A只保留二信号的幅值和频率信息B只保留幅值信息C保留二信号的幅值、频率和相位差信息2-33信号(t)的自功率谱密度函数Sx(f)是_A (t)的付里叶变换B(t)的自相关函数Rx()的付里变换C 与(t)的幅值频谱X(f)相待的2-34信号(t)和y(t）的互谱Sxy(f)是_A(t)和y(t)的卷积的付里变换B(t)和y(t)付里变换的乘积C互相头函数Rxy()的付里变换D(t).y(t)的付里变换2-35调频波是_A截波幅值随调制信号频率而变B截波幅值随调制信号幅值而变C截波频率随调制信号幅值而变2-36调幅信号经解调后必须经过_A高通滤波器B低通滤波器C相敏检波器2-37滤波器的倍频程数n值越小，其品质因数_A越高B越低C不变2-38恒带宽滤波器的带宽与其中心频率0_A比值为常数B无关C成反比D成反比三. 问答题1.简述不平衡电桥的工作原理，并画出工作原理图。参考答案2.比较极距变化型与面积变化型电容传感器的灵敏度。参考答案3.请利用欧拉公式推导正弦函数的实频图与虚频图。参考答案4.已知一个周期性三角波，其周期为T，当t=0时峰值为A，画出该波的频谱图。参考答案5.简述交流电桥的平衡条件。参考答案6.画出直流电桥的全桥接法，说明其优点。参考答案7.简述选用传感器的原则。参考答案8.直流电桥平衡的条件是什么？交流电桥平衡的条件是什么？参考答案9.影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？为提高其灵敏度可以采取什么措施？参考答案10.画出平衡电桥的工作原理图，并简述平衡电桥的工作原理。11.阐述实现不失真测量的条件。12.利用互相关函数的性质设计一个测试系统，来测量输送带的运动速度，要求按非接触测量。画出系统工作原理图，并简要论述工作原理。13.画出相关滤波的工作原理图，并简要论述其工作原理。四. 计算题1、某个信号的付氏展开式为x(t)=20-10cos(wt)-4cos(3wt-/2),画出其频谱图。2、时间常数为0.001秒的一阶装置对正弦信号进行测量，要求振幅误差在5/100以内，求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。3、用具有一阶特性的仪表测量阶跃输入信号，已知=0.2秒，阶跃幅度为229（伏），求：当信号输入为0.2秒，0.4少，0.8秒的时刻，该仪表的读数。4、计算正弦信号x(t)=3sinwt的绝对均值和均方根值。5、一阶系统测量100赫兹的正弦信号，要求振幅误差在5/100以内，求该系统的时间常数的取值范围。6、画出幅值为A，周期为T的方波的频谱图。7、将信号coswt输入时间常数的的一阶装置后，求输出的表达式。8、一潜水员携带一种时间常数为4秒的一阶深度计潜水，以5米/秒的速度下潜，假设水深每增加1米潜水员承受的水压增加20公斤，问：当深度计显示10米时，潜水员实际承受的水压为多大。9、已知一个周期信号的傅立叶级数展开式为：x(t)=10=5coswt-10cos(3wt+/2),画出该信号的幅频图和相频图。10、x(t)=10+sin5t信号，输入时间常数为=0.1秒的一阶装置，求稳态输入和稳态输出的均值。11、一压电式传感器的灵敏度为5PC/PA，与电荷放大器连接，后再接到灵敏度为30MM/V的光线示波器上，该系统的总的灵敏度为0.5MM/PA。求：1.电荷放大器的灵敏度应调节为多少？2.当该系统测量40PA的压力变化时，计算光线示波器的光点位移。3.画出该 测量系统的框图。12、说明极距变化型电容传感器采用比例运算放大电路得到输出电压ey与位移量成线性关系原理。画图表示，文字论述。13、差动型变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在一个电桥中，这样有什么好处，画出电感电桥的接线图。此时输出电压不能反映被测量的量的方向，这时再加入什么环节就可以测量方向。14、用同规格的金属丝式应变片组成全电桥电路，应变片的灵敏度为4，各片的电阻变化量的绝对值相同，供桥电压为5V，当输出为6毫伏时，求各个应变片的电阻变化量的绝对值。15、求一阶、二阶系统对阶跃输入的响应（求系统的传递函序）。（参考P50）。16、用全桥测量电路测量悬臂梁某一截面的表面应变（外力施加于悬臂梁的末端），给出应变片布局的示意图，画出测量电路图。17、正弦函数信号x(t)=x0(sin(wt+)的均值、均方值、和概率密度函数。18、用一个时间常数为0.35 秒的一阶装置去测量周期分别为1秒，2秒和5秒的正弦信号，问幅值误差分别为多少？19、说明威武阶装置的阻尼比常取在0.6-0.7的原因。20、已知二阶的力传感器，固有频率为800HZ，阻尼比为0.14，用此传感器来测量400HZ的正弦变化力时，求：(1):A（）和（）;(2):若该装置的阻尼比为0.7，求此时的A（）和（）。22、利用互相头性质设计一个测量装置，用来测量高压石油管道或高压天燃气管道的损坏和泄漏位置。五. 请叙述几件您在以往的工作中遇到了哪些有关传感器测量的问题，并简述是如何解决和处理问题的。（20分）