【正文】 其中當(dāng)接近于零時相位為零，此時可以認(rèn)為是不失真的。120Hz正弦信號通過該濾波器時，有，%。A應(yīng)變式傳感器 B電感式傳感器 C電容式傳感器 D壓電式傳感器19．可以實(shí)現(xiàn)非接觸振動測量的傳感器為 B或者C 。A 靜態(tài)力 B 溫度 C 速度 D 加速度與動態(tài)力11．當(dāng)時，兩信號的互相關(guān)函數(shù)呈周期變化，說明兩信號必定 B 。A 均值 B 方差 C 均方值 D 概率密度函數(shù)3． 信號的時域描述與頻域描述通過 C 來建立關(guān)聯(lián)。9. 描述一階系統(tǒng)動態(tài)特性的參數(shù)是 時間常數(shù) ，其值越 小 ，則該系統(tǒng)頻帶越寬，響應(yīng)越快。三、答： ， 兩邊拉氏變換得 ：， ，, （8分）2. x(f)=x(t)ej2ftdt= [e(j2f1)]= 則│x(f)│= (f)=arctg(2f) （8分）頻譜圖如上：(2) Rx()=x(t)x(t+)dt==e=eτ （4分）：（1）∵S== =109F/m ∴當(dāng)=2Hm時， =S?=109F/m（1106m） =+1015F （6分）（2）讀取儀表的變化格數(shù)為： 210151012S1?S2=1031005*2 （4分） =5（格）、填空題（30分，）1. 作為傳感器的核心部件，直接感受被測物理量并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換的元件稱為 敏感元件 。解調(diào)的目的：恢復(fù)原信號。 （8分）(2) 求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx (τ) 。1當(dāng) 時，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于 。傳感器按結(jié)構(gòu)可分為 、 等。答：一般步驟：1）對系統(tǒng)建模，2）求拉氏變換3）求傳遞函數(shù)4）求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性；6）畫相應(yīng)的圖形并分析改進(jìn)之。：相同之處在于：都是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)ε是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，λEε是由電阻率的變化引起的阻值變化。說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？交流電橋達(dá)到平衡時必須滿足的條件是什么？如何來實(shí)現(xiàn)交流電橋的平衡？簡要說明如何求解測試裝置動態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述的3個函數(shù)，它們之間有何內(nèi)在關(guān)系？以二階系統(tǒng)為例，簡述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，并簡要說出二階系統(tǒng)的特性。當(dāng)把石英等晶體置于電場中，其幾何尺寸將發(fā)生變化，這種由于外電場作用導(dǎo)致物質(zhì)機(jī)械變形的現(xiàn)象稱為 。 （2）如被測量x(t) = sinωt，載波y(t)=sin6ωt，畫出各環(huán)節(jié)信號的波形圖。 ) 階系統(tǒng)的輸出信號。1用濾波的方法從信號提取的頻率成分越窄，即帶寬越小，需要的時間就越　長　。６、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合 、 的變化，才能使輸出有最大值７、信號分析的過程主要包括： 信號加工 、 信號變換，提取有用信號的過程 。2μm，求電容的變化量。1濾波器的通頻帶寬和響應(yīng)時間成　　反比　　關(guān)系?！础?43。 選用傳感器時應(yīng)考慮到哪些原則？ 答： 選用傳感器時應(yīng)考慮到以下原則： （1）靈敏度 （2）響應(yīng)特性 （3）線性范圍 （4）可靠性 （5）精確度 （6）測量方法 （7）穩(wěn)定性及其他電器式傳感器包括哪幾種，各自的工作原理如何？ 答：包括電阻式、電感式、電容式三種。 A、靈敏度提高了一倍，非線性度降低了一倍 B、靈敏度和非線性度都降低了 C、靈敏度提高了一倍，非線性度降低了若干 D、靈敏度提高了若干，非線性度降低了一倍欲進(jìn)行旋轉(zhuǎn)齒輪的轉(zhuǎn)速測量，宜選用（B）傳感器。 用來定量變量的（儀器）和（技術(shù)）統(tǒng)稱為標(biāo)準(zhǔn)。解：利用頻率保持特性：A（ω）=1/1+(τω) 178。六、分析、計(jì)算題1. 為調(diào)制信號，為載波，為調(diào)幅波。畫出系統(tǒng)工作原理圖，并簡要說明系統(tǒng)工作原理。 四、單項(xiàng)選擇題 ，采樣頻率fa與被測信號中最高頻率fc的關(guān)系應(yīng)為（B） fa≥2fc ）。受光照射時處于 導(dǎo)通 狀態(tài)。 11. 極距變化型電容式傳感器，極距越小，靈敏度越 高 。此時，系統(tǒng)的頻率特性為 Ａ０ｅ－ｊｗ0τ 。（3）一階系統(tǒng)的伯德圖可以用一條折線來近似描述。答：測量裝置的幅頻特性A(ω)是指定常線性系統(tǒng)在簡諧信號的激勵下，其穩(wěn)態(tài)輸出信號和輸入信號的幅值比。 （2）（4分）圖3 (b) 一， 簡答題？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系?答：測試裝置輸出信號的傅里葉變換和輸入信號的傅里葉變換之比稱為裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)，若在系統(tǒng)中的傳遞函數(shù)H(s)已知的情況下，令H(s)中的s=jw便可求得頻率響應(yīng)函數(shù)。 3． 何謂不失真測試？實(shí)現(xiàn)測試不失真的測試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何？輸出y(t)與輸入x(t)滿足關(guān)系y(t)=A0x(tt0), 其中A0和t0為常數(shù),則為不失真測試。5． （ T ）滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測量。A 傳遞函數(shù) B 互相關(guān)函數(shù) C 互譜密度函數(shù) D 相干函數(shù)7． 為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用 B 放大器。11 相關(guān)濾波的工作原理是 同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測原理 。3． 信號的時域描述，以 時間（t） 為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述，以 頻率（f或w） 為獨(dú)立變量。（ √ ） 脈沖錘的錘頭越軟，則激勵的頻率范圍越大。 相對法校準(zhǔn)傳感器時，經(jīng)國家計(jì)量等部門嚴(yán)格校準(zhǔn)過的傳感器起著“振動標(biāo)準(zhǔn)傳遞”的作用，稱為 參考 傳感器。 某一系統(tǒng)的輸入信號為x(t)，若輸出y(t)與輸入x(t)相同，輸入的自相關(guān)函數(shù)和輸入—輸出的互相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為，試說明該系統(tǒng)起什么作用？ 應(yīng)用巴塞伐爾定理求的積分值。（ √ ） 窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。 相干函數(shù) 用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。（2）求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度 若為調(diào)制信號，為載波，為調(diào)幅波（如圖所示）（1）利用傅里葉變換性質(zhì)說明調(diào)幅過程的原理。（1）低通 （2）高通 （3）帶通 （4）帶阻 一帶通濾波器，其中心頻率是，3dB帶寬是，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)等于 。 常用濾波器的上、下截止頻率、的定義為 幅頻特性曲線降為最大值的 倍時對應(yīng)的頻率為截止頻率 ，其帶寬＝ ，若為倍頻程濾波器與的關(guān)系為 。問：（1） 如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格／mV）在時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？第三章（一）電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁電；金屬絲的幾何變形，半導(dǎo)體材料的電阻率變化；差動；電荷，電壓，電荷；渦電流；mv / (m/s)；壓電效應(yīng)。（1） （2） （3） （4） 光電倍增管是利用 效應(yīng)制成的器件。（二）選擇題 電阻應(yīng)變片的輸入為 。 將信號輸入一個傳遞函數(shù)為的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在內(nèi)的輸出的表達(dá)式。（1） （2） （3） （4）（三）判斷對錯題（用√或表示） 一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸一個1000Hz的正弦信號，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。 一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有 線性 關(guān)系為最佳。 求指數(shù)函數(shù)的頻譜。 描述隨機(jī)信號的時域特征參數(shù)有 均值，均方值，方差 對信號的雙邊譜而言，實(shí)頻譜（幅頻譜）總是 偶 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 奇 對稱。 信號的時域描述，以 時間(t) 為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述，以 頻率（f） 為獨(dú)立變量。（ ） 隨機(jī)信號的頻域描述為功率譜。 當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系為時，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 測試。（1）存在，但5％ （2）存在，但1（3）在時間常數(shù)很小時存在 （4）不存在 忽略質(zhì)量的單自由度振動系統(tǒng)是 系統(tǒng)。（ ） 幅頻特性是指響應(yīng)與激勵信號的振幅比與頻率的關(guān)系。 渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場中的 渦電流 效應(yīng)。（1）長度 （2）截面積 （3）電阻率 （4）高通 壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的 產(chǎn)生變化。 壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？ 試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的 相乘 。（1） （2） （3） （4） 調(diào)幅過程相當(dāng)于在時域中將調(diào)制信號與載波信號 。 （ √ ）（四）簡答和計(jì)算題 何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？ 調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？ 抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？ 相關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。 如果一個信號的最高頻率為50Hz，為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于 100 Hz。（二）判斷對錯題（用√或表示） 頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。 求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。 按所測的振動性質(zhì)可將拾振器分為 相對式 和 絕對式 。（ √ ） 渦流位移傳感器屬于絕對式拾振器。第六章 振動的測試（一）小于，等于，大于；90；遠(yuǎn)大于；穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)激振，瞬態(tài)激振；相對式，絕對式；力傳感器，加速度計(jì)；電荷放大器，電壓放大器；固有頻率，阻尼比，振型；參考。8． 帶通濾波器的上下限截止頻率為fcfc1，其帶寬B = ；若其帶寬為1/3倍頻程則fc2 = fc1。A 固有頻率 B 阻尼比 C 時間常數(shù) D 靈敏度4． 系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時，對于同一個輸入量所得到的兩個數(shù)值不同的輸出量之間的最大差值稱為 A 。2． （ T ）傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。10. （ T ）若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)一定為1。解： 自相關(guān)函數(shù)： = = 均值：==0 方差： 3． （4分）以阻值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000時，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓單臂：V 2分 雙臂：V 應(yīng)用題（共16分）1. （6分）轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動頻率為：2000/60=； 轉(zhuǎn)動軸II的轉(zhuǎn)動頻率為：1500/60=25HZ； 轉(zhuǎn)動軸III的轉(zhuǎn)動頻率為：600/60=10HZ； 與實(shí)驗(yàn)測得振紋的頻譜圖比較可知軸II上的齒輪不平衡量對加工表面的振紋影響最大。4. 為什么電感式傳感器一般都采用差動形式？答：差動式電感傳感器具有高精度、線性范圍大、穩(wěn)定性好和使用方便的特點(diǎn)。13. 線性系統(tǒng)有哪些主要特性（最少指出3個）?答：（1）疊加性，（2）比例性，（3）微分性，（4）積分性，（5）頻率保持性。2. 某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號，則輸出信號的頻率為 1/2 ，幅值 /2 ，相位 45186。8. 將被測物理量轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的、容易傳輸和處理的信號的裝置稱之為 傳感器 。19. 在測量扭矩時，為防止橫向力干擾，貼在軸上的四個應(yīng)變片必須與軸線成 ４５ 度，且四個片沿圓周呈 ９０ 角度分布。31. 時域?yàn)槌?shù)1的信號，其頻譜是 f=0處有脈沖譜線 。 6. 窗函數(shù)在時域變窄，則其頻域的頻帶（（C）不變）。解：用光電式扭距傳感器，示意圖如下。則由中間溫度定律：EAB（T,T0）=EAC(T,Tn)+ECB(Tn, T0) 由熱電偶分度表可知：