【正文】 )是帶限信號，在截斷后也必然成為無限帶寬的信號，所以會產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。 (3)盡可能減小旁瓣幅度，使頻譜集中于主瓣附近，可以減少泄漏。 13. 什么是 “柵欄效應”？如何減少“柵欄效應”的影響？ 解：(1)對一函數(shù)實行采樣，實質(zhì)就是“摘取”采樣點上對應的函數(shù)值。其效果有如透過柵欄的縫隙觀看外景一樣，只有落在縫隙前的少量景象被看到，其余景象都被柵欄擋住，稱這種現(xiàn)象為柵欄效應。 (2)時域采樣時滿足采樣定理要求，柵欄效應不會有什么影響。頻率采樣時提高頻率分辨力，減小頻率采樣間隔可以減小柵欄效應。？有哪些問題值得注意？答：(1)數(shù)字信號處理的一般步驟如下圖所示：其中預處理包括1)電壓幅值調(diào)理，以便適宜于采樣；2)必要的濾波；3)隔離信號的直流分量；4)如原信號經(jīng)過調(diào)制，則先進行解調(diào)。(2)數(shù)字信號處理器或計算機對離散的時間序列進行運算處理。運算結(jié)果可以直接顯示或打印。要注意以下一些問題：要適當?shù)倪x取采樣間隔，采樣間隔太小，則對定長的時間記錄來說其數(shù)字序列就很長，計算工作量迅速增大；如果數(shù)字序列長度一定，則只能處理很短的時間歷程，可能產(chǎn)生較大的誤差；若采樣間隔大（采樣頻率低），則可能造成頻率混疊，丟掉有用的信息；應視信號的具體情況和量化的精度要求適當選取Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器；在數(shù)字信號處理的過程中，要適當?shù)倪x取窗函數(shù)，以減小截斷誤差的影響。15. 頻率混疊是怎樣產(chǎn)生的，有什么解決辦法？答：(1)當采用過大的采樣間隔Ｔｓ對兩個不同頻率的正弦波采樣時，將會得到一組相同的采樣值，造成無法辯識兩者的差別，將其中的高頻信號誤認為低頻信號，于是就出現(xiàn)了所謂的混疊現(xiàn)象。(2)為了避免頻率混疊，應使被采樣的模擬信號ｘ（ｔ）成為有限帶寬的信號，同時應使采樣頻率ｆｓ大于帶限信號的最高頻率ｆｈ的２倍。 16. 相關(guān)函數(shù)和相關(guān)系數(shù)有什么區(qū)別？相關(guān)分析有什么用途，舉例說明。 答：(1)通常，兩個變量之間若存在著一一對應關(guān)系，則稱兩者存在著函數(shù)關(guān)系,相關(guān)函數(shù)又分為自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)。當兩個隨機變量之間具有某種關(guān)系時，隨著某一個變量數(shù)值的確定，另一變量卻可能取許多不同的值，但取值有一定的概率統(tǒng)計規(guī)律，這時稱兩個隨機變量存在相關(guān)關(guān)系，對于變量Ｘ和Ｙ之間的相關(guān)程度通常用相關(guān)系數(shù)ρ來表示。(2)在測試技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域中，無論分析兩個隨機變量之間的關(guān)系，還是分析兩個信號或一個信號在一定時移前后的關(guān)系，都需要應用相關(guān)分析。例如在振動測試分析、雷達測距、聲發(fā)射探傷等都用到相關(guān)分析。第三章 。答：（1）線性系統(tǒng)的頻率保持性，在測試工作中具有非常重要的作用。因為在實際測試中，測試得到的信號常常會受到其他信號或噪聲的干擾，這時依據(jù)頻率保持特性可以認定測得信號中只有與輸入信號相同的頻率成分才是真正由輸入引起的輸出。（2）同樣，在故障診斷中，根據(jù)測試信號的主要頻率成分，在排除干擾的基礎(chǔ)上，依據(jù)頻率保持特性推出輸入信號也應包含該頻率成分，通過尋找產(chǎn)生該頻率成分的原因，就可以診斷出故障的原因。 ，首先將他與增益為 5mV/nC的電荷放大器相連，電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上，試求該壓力測試系統(tǒng)的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時，壓力變化為多少？2 解：（1）求解串聯(lián)系統(tǒng)的靈敏度。 （2）求壓力值。 的壓電式力傳感器與一臺靈敏度調(diào)到 的電荷放大器相接，求其總靈敏度。若要將總靈敏度調(diào)到 ，電荷放大器的靈敏度應作如何調(diào)整？解：，當爐溫在200℃—400℃之間，以150s為周期，按正弦規(guī)律變化時，溫度計輸出的變化范圍是多少？解： （1）已知條件。 （2）溫度計為一階系統(tǒng)，其幅頻特性為（3）輸入為200℃、400℃時，其輸出為：y=A(w)200=(℃) y=A(w) 400=( ℃) ，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi),時間常數(shù)應為多少？如果用該系統(tǒng)對50Ｈz的正旋信號進行測試時，則此時的幅值誤差和相位誤差是多少？解：（1）一階系統(tǒng)幅頻誤差公式。 幅值誤差為：%，相位差為: 的一階測量裝置進行周期信號測量。若將幅度誤差限制在5%以下，試求所能測量的最高頻率成分。此時的相位差是多少？ 解：（1）已知一階系統(tǒng)誤差公式。 （2）解得w= 。已知傳感器的固有頻率為800Hz，問使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測試時，其振幅和相位角各為多少？ 解：（1）fn=800HZ, ξ= , f=400HZ 帶入頻譜特性。，測得響應中產(chǎn)生的第一個過沖量 。設已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。解：（1）求解阻尼比、固有頻率。 （2）求解傳遞函數(shù)。 傳遞函數(shù)為：將 ， ， 將 ， 和 代，可得該裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應 　第4章 常用傳感器1. 應變片的靈敏系數(shù)與電阻絲（敏感柵）的靈敏系數(shù)有何不同？為什么？ 答：(1)一般情況下，應變片的靈敏系數(shù)小于電阻絲的靈敏系數(shù)。(2)原因是： 1) 當應變片粘貼于彈性體表面或者直接將應變片粘貼于被測試件上時，由于基底和粘結(jié)劑的彈性模量與敏感柵的彈性模量之間有差別等原因，彈性體或試件的變形不可能全部均勻地傳遞到敏感柵。 2)絲柵轉(zhuǎn)角及接線的影響。 2. 金屬應變片與半導體應變片在工作原理上有何不同？ 答：前者利用金屬形變引起電阻的變化；而后者是利用半導體電阻率變化引起電阻的變化（壓阻效應）。 3. 試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。 答：(1)不同點： 1)自感式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。 (2)相同點： 兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、截面型和螺管性三種類型。 4. 在自感式傳感器中，螺管式自感傳感器的靈敏度最低，為什么在實際應用中卻應用最廣泛？ 答：(1)在自感式傳感器中，雖然螺管式自感傳感器的靈敏度最低，但示值范圍大、線性也較好。(2)同時還具備自由行程可任意安排、制造裝配方便、可互換性好等優(yōu)點。(3)由于具備了這些優(yōu)點，而靈敏度低的問題可在放大電路方面加以解決，故目前螺管式自感傳感器應用中最廣泛。 5. 為什么電容式傳感器易受干擾？如何減小干擾？ 答： (1)傳感器兩極板之間的電容很小，僅幾十個μμF，小的甚至只有幾個μμF。(2)而傳感器與電子儀器之間的連接電纜卻具有很大的電容，如屏蔽線的電容最小的l米也有幾個μμF，最大的可達上百個μμF。這不僅使傳感器的電容相對變化大大降低，靈敏度也降低，更嚴重的是電纜本身放置的位置和形狀不同，或因振動等原因，都會引起電纜本身電容的較大變化，使輸出不真實，給測量帶來誤差。(3)解決的辦法，一種方法是利用集成電路，使放大測量電路小型化，把它放在傳感器內(nèi)部，這樣傳輸導線輸出是直流電壓信號，不受分布電容的影響。(4)另一種方法是采用雙屏蔽傳輸電纜，適當降低分布電容的影響。由于電纜分布電容對傳感器的影響，使電容式傳感器的應用受到一定的限制。6. 用壓電式傳感器能測量靜態(tài)或變化很緩慢的信號嗎？為什么？ 答： (1)由于不可避免地存在電荷泄漏，利用壓電式傳感器測量靜態(tài)或準靜態(tài)量值時，必須采取一定措施，使電荷從壓電元件經(jīng)測量電路的漏失減小到足夠小的程度；(2)而在作動態(tài)測量時，電荷可以不斷補充，從而供給測量電路一定的電流，故壓電式傳感器適宜作動態(tài)測量。7. 什么是物性型傳感器?什么是結(jié)構(gòu)型傳感器?試舉例說明。 答：(1)物性型傳感器是依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來實現(xiàn)信號變換的。例如利用水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象制成水銀溫度計來測溫；利用石英晶體的壓電效應制成壓電測力計等。 (2)結(jié)構(gòu)型傳感器則是依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化而實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的。例如，電容式傳感器依靠極板間距離變化引起電容量變化；電感式傳感器依靠銜鐵位移引起自感或互感變化等。 8. 有源型傳感器和無源型傳感器有何不同?試舉例說明。 答：(1)有源型傳感器即能量控制型傳感器，是從外部供給輔助能量使其工作的，并由被測量來控制外部供給能量的變化。例如，電阻應變測量中，應變計接于電橋上，電橋工作能源由外部供給，而由于被測量變化所引起應變計的電阻變化來控制電橋的不平衡程度。此外電感式測微儀、電容式測振儀等均屬此種類型。 (2)無源型傳感器即能量轉(zhuǎn)換型傳感器，是直接由被測對象輸入能量使其工作的，例如，熱電偶溫度計、彈性壓力計等。但由千這類傳感器是被測對象與傳感器之間的能量傳輸，必然導致被測對象狀態(tài)的變化，而造成測量誤差。 9. 選用傳感器應注意哪些問題? 答： 1）靈敏度: 傳感器的量程范圍是和靈敏度是緊密相關(guān)的。傳感器的靈敏度并非越高越好，根據(jù)被測量要求來選取。 2） 線性范圍：為了保證測量的精確度，傳感器必須在線性區(qū)域內(nèi)工作。 3） 響應特性：傳感器的響應特性必須在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實際傳感器的響應總有一遲延，但遲延時間越短越好。 4