【正文】 下圖為周期方波在不同階次諧波逼近波形，請(qǐng)問(wèn)，基波頻率為 250Hz ，圖 a 逼近中諧波階次更高。而當(dāng)在范圍內(nèi)時(shí)，相頻曲線可以近似認(rèn)為是一條起自坐標(biāo)系原點(diǎn)的斜線。 對(duì)于一個(gè)二階系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的幅頻特性接近一條直線，其幅值變化不超過(guò)10%，但從相頻曲線上看，曲線隨阻尼比的不同劇烈變化。試畫出該加速度測(cè)量系統(tǒng)的方框圖，并計(jì)算系統(tǒng)總靈敏度。(2) 若供橋電壓為8V，應(yīng)變片R1和R3產(chǎn)生應(yīng)變?yōu)?50με（1με＝1106），問(wèn)電橋輸出電壓是多少？ (8分)解：4．利用壓電式傳感器組成加速度測(cè)量系統(tǒng)。3．某等截面梁（）受單向拉力F作用，如下圖所示。所以該濾波器的時(shí)間常數(shù)最大取為。（2） 若矩形脈沖幅度和寬度保持不變，周期變?yōu)闀r(shí)，其帶寬為 4000 Hz、譜線間隔為 500 Hz，頻譜最大幅度為 。其中周期矩形脈沖的周期為，脈沖寬度為。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20．動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀中相敏檢波電路的作用是 B 。A B C D 18．屬于物性型傳感器為 D 。A頻率響應(yīng) B脈沖響應(yīng) C傳遞函數(shù) D任意輸入響應(yīng)16．以下 C 的頻譜為連續(xù)頻譜。A． B． C． D．14．若瞬變信號(hào)的頻譜為，則信號(hào)(其中、均為正實(shí)常數(shù))的頻譜為 A 。A為周期信號(hào) B含有同頻率的周期成分 C為非周期信號(hào) D含有不同頻率的周期成分12． 濾波器的帶寬越小，表示該濾波器 D 。A 泄漏誤差越大 B 頻率混疊越嚴(yán)重C 采樣點(diǎn)數(shù)越多 D 頻域分辨率越低10．壓電式傳感器目前多用于測(cè)量 D 。A 300轉(zhuǎn)/分 B 480轉(zhuǎn)/分 C 900轉(zhuǎn)/分 D 600轉(zhuǎn)/分8． 濾波器的3dB截止頻率指信號(hào)幅值衰減為輸入幅值 C 對(duì)應(yīng)的頻率。A 高通濾波器 B 低通濾波器 C 帶通濾波器 D 帶阻濾波器6． 測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力，稱為 D 。A 拉氏變換 B 卷積 C 傅立葉變換 D 相乘4．理想濾波器在通帶內(nèi)的幅頻特性為 A 。A幅頻特性 B穩(wěn)定時(shí)間 C動(dòng)態(tài)范圍 D線性度2. 下列統(tǒng)計(jì)參數(shù)中，用以描述隨機(jī)信號(hào)波動(dòng)范圍的參數(shù)為 B 。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，時(shí)延窗函數(shù)的 幅值譜 與原窗函數(shù)的對(duì)應(yīng)量相同。12. 某信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號(hào)的均值為 0 ，均方根值為 10 。10. 當(dāng)壓電式傳感器使用 電荷 放大器，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長(zhǎng)度變化的影響。8. 電感式和電容式傳感器常采用 差動(dòng) 結(jié)構(gòu)來(lái)提高其靈敏度，改善 非線性誤差 。6. 在外力作用下，金屬應(yīng)變式傳感器主要產(chǎn)生幾何尺寸變化，而壓阻式傳感器主要是 電阻率 發(fā)生變化，兩者都引起 電阻值 發(fā)生變化。4. 周期信號(hào)的頻譜具有 離散 性， 諧波 性和衰減性。2. 在τ為 0 情況下，自相關(guān)函數(shù)值達(dá)到最大值。一階系統(tǒng)圖形有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)它進(jìn)行討論，并分析最左最右的趨勢(shì)。故所有的系統(tǒng)都可以由一階和二階系統(tǒng)來(lái)組成。則，即實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的基本條件為A(ω)= A0 =常數(shù)，φ(ω)=τ0ω測(cè)試裝置2個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)后的頻率響應(yīng)函數(shù)是它的2個(gè)組成頻率響應(yīng)函數(shù)之積。3．答：對(duì)一個(gè)測(cè)試裝置，其輸出y(t)和輸入x(t)滿足 y(t)=A0x(tτ0)。作用：調(diào)制的目的：使緩變信號(hào)便于放大和輸出。0 、定值 二、問(wèn)答題（510分）（每小題10分）1. (1) 靈敏度(2) 響應(yīng)特性 　　(3) 線性范圍 (4) 穩(wěn)定性 　(5) 精確度 　(6) 測(cè)量方式等2．調(diào)制：就是使一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一個(gè)信號(hào)的控制下而發(fā)生變化的過(guò)程。 （6分）（2）如果測(cè)量電路靈敏度S1=100mv/pF，讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格/mv，在Δδ=177。 （4分）一電容傳感器，其圓形極板r = 4mm，工作初始間隙δ0 =，（1）工作時(shí)如果傳感器的工作間隙變化Δδ=177。（8分）已知信號(hào)x(t)=3et (t≥0)，(1) 求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。測(cè)試裝置2個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)后的頻率響應(yīng)函數(shù)與它的2個(gè)組成之間的關(guān)系是什 么？為什么所有的系統(tǒng)都可以由一階和二階系統(tǒng)來(lái)組成？按一階系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，并簡(jiǎn)要說(shuō)出一階系統(tǒng)的特性。1濾波器的通頻帶寬和響應(yīng)時(shí)間成　　　　關(guān)系。1動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上同時(shí)設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在 　　。1靈敏度表示系統(tǒng)輸出與輸入之間的比值，是定度曲線的 。對(duì)于理想濾波器，濾波器因數(shù)λ＝　　。高輸入阻抗測(cè)量放大電路具有高的共模抑制比，即對(duì)共模信號(hào)有抑制作用，對(duì)　　　　　　信號(hào)有放大作用。兩個(gè)時(shí)域函數(shù)、的卷積定義為 。 對(duì)于實(shí)際濾波器，濾波器因數(shù)λ范圍一般是　　　。：∵低通濾波器的截止頻率Wc2=2fc2=2?而輸入信號(hào)Hx=10sin100t的頻率Wx=1000HzWc2 ，所以低通濾波器相當(dāng)于積分器，Hy==109 （8分） =109sin（100t900）一、填空題（每空1分，共20分）δ函數(shù)的頻譜是 譜。 （10分） 幅值誤差=[ A(w)1]Χ100%=150%Am 相位誤差=ф(w)= 90。二階系統(tǒng)圖形有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)它進(jìn)行討論，并考慮最左最右的趨勢(shì)。它們之間的關(guān)系分別是拉氏變換對(duì)和傅立葉變換對(duì)關(guān)系。實(shí)現(xiàn)：電阻平衡，電容平衡。各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的5070倍。不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R≈(1+2H)ε，S≈1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。（3） 信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理（如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等）（4） 顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （4分）５、 二階系統(tǒng)的阻尼比ξ=，求ω=ωn時(shí)的幅值誤差和相位誤差，如果使幅值誤差不大于20％，應(yīng)取多大阻尼比？ （10分）６、 已知RC低通濾波器的R=10KΩ，C=，當(dāng)輸入信號(hào)μx= 10sin100t時(shí)，求輸出信號(hào)μy 。三、計(jì)算題（共30分）４、 已知信號(hào)x(t)=et (t≥0)，(1) 求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。三、問(wèn)答題（共50分，每小題10分）１、說(shuō)明測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。 1半導(dǎo)體應(yīng)變片是根據(jù) 原理工作的。均方值Ψx2表示的是信號(hào)的強(qiáng)度，它與均值μx、方差σx2的關(guān)系是 。矩形窗函數(shù)的頻譜是 函數(shù)。金屬應(yīng)變片是根據(jù) 原理工作的。 信號(hào)可分為確定性信號(hào)和 ，也可分為模擬信號(hào)和 。周期信號(hào)可按三角函數(shù)分解成下列形式：，其中， ， ， 。 (15分)三、計(jì)算題：：∵磁感應(yīng)傳感器的靈敏度S=WRl,所以 線圈匝數(shù) W =S/ Rl,有B=6000GS== v=D=25mm,S=600mv/cm/s=∴W=()=4Χ103/≈1274(匝) ：（1）∵xm (t)=（100+30cos?t+20cos3?t）cosWCt =100 cosWCt+15cos(WC+?)t+15cos(WC?)t +10cos(WC+3?)t+10cos(WC3?)t 其中?=KHZ WC=20 KHZ 所以xm (t)包括五個(gè)分量，幅值和頻率分別我：20KHZ，100；21KHZ，15；19KHZ，15；23KHZ，10；17KHZ，10。 （13分）５、（1）在下圖中寫出動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個(gè)電路環(huán)節(jié)。試求：（1）xm(t)所包含的各分量的頻率和幅值。 如使幅值誤差不大于10%，則∣ A(w)1∣≤ ≤A(w)≤1/2ζ≤ ∴1/≤ζ≤1/, ~。 解：對(duì)于二階系統(tǒng)：當(dāng)w=wn時(shí)，A(w) =1/2ζ，=90。 （1）、x(f)= x(t) ej2ftdt= [e(j2f1)]=則│x(f)│= (f)=arctg(2f)頻譜圖如下：(2) Rx()=x(t)x(t+)dt==e=eτ求周期信號(hào)x(t)＝cos10t + sin (100t－45176。三、計(jì)算題（共55分）３、 已知信號(hào)x(t)=et (t≥0)，(1) 求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。二、問(wèn)答題（共30分）３、簡(jiǎn)述調(diào)幅波的特點(diǎn)。1如信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為Acosωτ，則其均方值Ψx2=　A　。1　倍頻程選擇性　決定著濾波器對(duì)帶寬外頻率成分衰阻的能力。1調(diào)頻波的解調(diào)電路稱為　　　　。根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)的不同，調(diào)制可分為　　　、　　　、　　　。８、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上同時(shí)設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在 　　。５、當(dāng) 時(shí)，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 。 ３、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有 、 、 。 （7分）解：∵低通濾波器的截止頻率Wc2=2fc2=2?而輸入信號(hào)Hx=100sin100t的頻率Wx=1000HzWc2 ，所以低通濾波器相當(dāng)于積分器，Hy==109 =1010sin（1000t900）一、填空題（，共15分）非周期信號(hào)可分為瞬變非周期信號(hào)和 非周期 信號(hào)。（2）如果測(cè)量電路靈敏度S1=100mv/pF，讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格/mv，在Δδ=177。三、計(jì)算題（共55分）１、 一電容傳感器，其圓形極板r = 4mm，工作初始間隙δ0 =，（1）工作時(shí)如果傳感器的工作間隙變化Δδ=177。二、問(wèn)答題（共30分）１、 說(shuō)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)？（10分）２、 選用傳感器的原則是什么？（10分）基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測(cè)信號(hào)的性質(zhì)相匹配。1帶通濾波器可由低通濾波器（fc2）和高通濾波器（fc1）串聯(lián)　而成（fc2 fc1）。1濾波器的頻率分辨力主要由其　帶寬　決定。1調(diào)頻波的解調(diào)又稱　　鑒頻　　，其解調(diào)電路稱為　　鑒頻器　　。1動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上同時(shí)設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在 分布電容　　。９、信號(hào)分析的過(guò)程主要包括： 信號(hào)分析 、 信號(hào)處理 。0 時(shí)，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 定位 。７、當(dāng) Δ243。３、測(cè)試信號(hào)調(diào)理電路主要有 電橋 、 放大 、 調(diào)制解調(diào)電路 。解： 在x(t)的一個(gè)周期中可表示為x(t)= 常值分量 = = = 余弦分量的幅值 = = = = 正弦分量的幅值 = = 0求傳遞函數(shù)為H（s）=的系統(tǒng)對(duì)正弦輸入x(t)=10sin()的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y(t)。 電阻式傳感器工作原理：把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種裝置； 電感式傳感器工作原理：把被測(cè)量如位移轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置； 電容式傳感器工作原理：把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置。 載波信號(hào)的幅值受調(diào)制信號(hào)控制時(shí)，輸出的已調(diào)波稱為調(diào)幅波； 載波信號(hào)的頻率受調(diào)制信號(hào)控制時(shí)，輸出的已調(diào)波稱為調(diào)頻波； 載波信號(hào)的相位受調(diào)制信號(hào)控制時(shí)，輸出的已調(diào)波稱為調(diào)相波； 常用的調(diào)制波有調(diào)幅波