【正文】 3dB截止頻率指信號幅值衰減為輸入幅值 C 對應(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． 測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，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)定時間 C動態(tài)范圍 D線性度2. 下列統(tǒng)計參數(shù)中，用以描述隨機信號波動范圍的參數(shù)為 B 。對比可以發(fā)現(xiàn)，時延窗函數(shù)的 幅值譜 與原窗函數(shù)的對應(yīng)量相同。12. 某信號的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號的均值為 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)接電纜長度變化的影響。8. 電感式和電容式傳感器常采用 差動 結(jié)構(gòu)來提高其靈敏度，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。(2) 當(dāng)供橋電壓，時，輸出電壓是多少（）？ 解：(1) 為了測量力P大小，測試電橋應(yīng)如下圖所示連接：(2) 設(shè)RRRR4應(yīng)變分別為ε1，ε2，ε3，ε4。電阻應(yīng)變片和阻值相同，且靈敏系數(shù)均為2，應(yīng)變片貼片位置如圖所示。tT/2T/2110‥‥‥‥‥‥x(t)解： 2．（9分）求周期余弦信號的均值、均方值、自相關(guān)函數(shù)和自譜。但帶寬加寬，使得頻率分辨力下降。但旁瓣較高，并有負(fù)旁瓣，導(dǎo)致變換中帶進(jìn)了高頻干擾和泄漏，甚至出現(xiàn)負(fù)譜現(xiàn)象。請指出下面二個頻譜圖分別采用以上哪個窗函數(shù)得到的，并說出這兩種窗函數(shù)的主要特點。并列出4個實際濾波器的主要特征參數(shù)。A 渦流式 B 電容式 C 壓電式 D 光電式三、簡答題（24分）1．根據(jù)濾波器的選頻作用，一般將濾波器分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器。A 分辨力越低 B 轉(zhuǎn)換精度越高 C 轉(zhuǎn)換速度越快 D 轉(zhuǎn)換時間越短9．濾波器的3dB頻率指輸出信號幅值為輸入信號幅值的（ C ）時所對應(yīng)的截止頻率。A 工作頻帶越寬 B 單位輸入引起的輸出量越大C 線性范圍越寬 D 允許的輸入量越大7．周期信號傅立葉級數(shù)中的各項系數(shù)表示各諧波分量的（ C ）。A 精度 B 靈敏度 C 精密度 D 分辨力5．?dāng)?shù)字信號的特征是（ B ）。A 電阻傳感器 B 電感傳感器 C 光電傳感器 D 電容傳感器3．變磁通感應(yīng)式傳感器在測量軸的轉(zhuǎn)速時，其齒盤應(yīng)采用（ B ）材料制成。二、選擇題（15分，）1．離散、周期的時域信號頻譜的特點是（ C ）的。11. RC低通濾波器中的RC值越大，則其上限截止頻率越 小 。9．已知，為單位脈沖函數(shù)，則積分= 12 。7. 電渦流傳感器是利用 金屬 材料的電渦流效應(yīng)工作，可分為低頻 透射 式和高頻 反射 式兩種，其中前者常用于材料厚度的測量。5．當(dāng)測量較小應(yīng)變值時，應(yīng)選用電阻應(yīng)變效應(yīng)工作的應(yīng)變片，而測量大應(yīng)變值時，應(yīng)選用壓阻效應(yīng)工作的應(yīng)變片，后者應(yīng)變片阻值的相對變化主要由材料電阻率的相對變化來決定。3．電荷放大器常用做壓電傳感器的后續(xù)放大電路，該放大器的輸出電壓與傳感器產(chǎn)生的電荷量成正比，與電纜引線所形成的分布電容無關(guān)。（二）╳；╳；√；√；╳；√；√；╳；√；（三）略二，一、填空題（25分，每空1分）1．時間常數(shù)τ是 一 階傳感器動態(tài)特性參數(shù)，時間常數(shù)τ越 小 ，響應(yīng)越快，響應(yīng)曲線越接近于輸入階躍曲線。參考答案第一章 信號及其描述（一）信號；時間（t），頻率（f）；離散性，諧波性，收斂性；準(zhǔn)周期，瞬態(tài)非周期；均值，均方值，方差；偶，奇；（二）√；√；╳；╳；√；（三），；0，；3；4； 5；第二章 測試裝置的基本特性（一）1/2，；123；傅立葉變換法，濾波器法；4；被測量；線性；（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）（三）╳ √ √ √ ╳ ╳（四）略第三章 常用傳感器（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)。 對單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)位移所引起的受迫振動，分別寫出其相對位移頻響函數(shù)、絕對位移頻響函數(shù)。（ ） 在振動測試中，測得的激勵和響應(yīng)之間的相位差包括了測試系統(tǒng)中所有儀器的相移。（ ） 快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（ ） 渦流位移傳感器屬于絕對式拾振器。（ ） 壓電式加速度計手持探針法測振時，加速度計的使用上限頻率最低。（二）判斷對錯題（用√或表示） 壓電式加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。 機械系統(tǒng)的主要振動參數(shù)是 ， 和 。 阻抗頭的前端是 ，后面是測量激振點響應(yīng)的 。 激勵方式分為 ， ， 。 單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，在相位共振處位移始終落后于激振力 度。 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。 相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。（ ）（三）簡答和計算題 已知信號，求信號的自相關(guān)函數(shù)，并畫出自功率譜（雙邊幅值譜）。（ ） 利用系統(tǒng)輸入x(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。（ ） 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。（ ） A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。 巴塞伐爾定理表示在 中計算的信號總能量，等于在 中計算的信號總能量。 最常用的功率譜估計方法為 。 用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。 若x(t)是均值為ux為零的寬帶隨機信號其自相關(guān)函數(shù)τ=0時Rx(τ) ，τ174。 在數(shù)字信號處理中，為避免頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號成為 ，還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即 。第五章 信號處理初步（一）填空題 為了識別信號類型，常用的信號分析方法有 、和 。（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。 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，若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變。 （ ） 將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。 （ ） 調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。（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 。（1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相減 電路中鑒頻器的作用是 。為電橋的電源電壓。（二）選擇題 設(shè)有一電路，是工作橋臂，是固定電阻，且。 常用濾波器的上、下截止頻率、的定義為 ，其帶寬＝ ，若為倍頻程濾波器與的關(guān)系為 。 調(diào)頻波的解調(diào)又稱為 。 調(diào)幅是指一個高頻的正（余）弦信號與被測信號 ，使高頻信號的幅值隨被測信號的 而變化。 在橋式測量電路中，按照 的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。 某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。 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。（ ） 磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（1）內(nèi)光電 （2）外光電 （3）光生伏特 （4）阻擋層（三）判斷對錯題（用√或表示） 滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（1）電容式 （2）壓電式 （3）電阻式 （4）電渦流式 自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙變化時，其靈敏度與之間的關(guān)系是：＝ 。（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。（1）位移 （2）材質(zhì)鑒別 （3）探傷 （4）非金屬材料 變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成 關(guān)系。（1）力 （2） 應(yīng)變 （3）速度 （4）加速度 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠 的變化實現(xiàn)信號變換的。 壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 而工作的。 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 效應(yīng)。 為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的影響，實際應(yīng)用時常常采用 工作方式。第三章 常用傳感器（一）填空題 屬于能量控制型的傳感器有 等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有 等（每個至少舉例兩個）。求其對周期信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。（ ） 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。（ ） 傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。（ ） 在線性時不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱為傳遞函數(shù)。（1）固有頻率 （2）線性度 (3)時間常數(shù) （4）阻尼比 用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值 倍所經(jīng)過的時間作為時間常數(shù)。（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)。（1）正弦 （2）階躍 （3）脈沖 （4）斜坡 兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為 。（二）選擇題 不屬于測試系統(tǒng)的靜特性。 傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的 越小。 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)能實現(xiàn) 測試。 試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。 求指數(shù)衰減振蕩信號的頻譜。 求指數(shù)函數(shù)的頻譜。（ ）（三）簡答和計算題 求正弦信號的絕對均值μ|x|和均方根值xrms。（ ） 非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。（ ） 信號的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。 對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 對稱。 非周期信號包括 信號和 信號。 信號的時域描述，以 為獨立變量；而信號的頻域描述，以 為獨立變量。 （2）（4分）復(fù)習(xí)題第一章 信號及其描述（一）填空題 測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸?shù)摹? 3分2．（10分）（1）（6分）測試系統(tǒng)組成框圖：（4分）測試過程（2分）：信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號由功率放大器放大后傳送給激振器，激振器通過壓電式力傳感器對簡支梁激振；壓電力傳感器拾取激振力信號，壓電加速度傳感器拾取振動信號，分別經(jīng)電荷放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最后由顯示設(shè)備顯示頻率響應(yīng)函數(shù)。 6. （5分） （1）互相關(guān)函數(shù)，因為是非奇非偶函數(shù)。 4. （5分）（1）電壓幅值調(diào)理（或者放大） 1分（2）濾波（或者濾去高頻） 2分（3）隔離直流分量（或者隔直） 1分（4）如原信號進(jìn)行調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)（或者解調(diào)） 1分 5. （5分）動態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋（1分），即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線間存在分布電容（1分），相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡（3分）。 2分或者用文字描述上述關(guān)系，描述正確2分，不完整1分，錯誤不得分。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