【正文】 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)。運算結果可以直接顯示或打印。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。 16. 相關函數(shù)和相關系數(shù)有什么區(qū)別？相關分析有什么用途，舉例說明。當兩個隨機變量之間具有某種關系時，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關系，對于變量Ｘ和Ｙ之間的相關程度通常用相關系數(shù)ρ來表示。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分析。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。（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。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。 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。 幅值誤差為：%，相位差為: 的一階測量裝置進行周期信號測量。此時的相位差是多少？ 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？ ，測得響應中產(chǎn)生的第一個過沖量 。解：（1）求解阻尼比、固有頻率。 （2）求解傳遞函數(shù)。 　第4章 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)。 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. 3. 試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。 (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。(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。 5.(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。(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。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。 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。 什么是物性型傳感器?什么是結構型傳感器?試舉例說明。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。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。 有源型傳感器和無源型傳感器有何不同?試舉例說明。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。 (2)無源型傳感器即能量轉換型傳感器，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。 9.傳感器的靈敏度并非越高越好，根據(jù)被測量要求來選取。 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。 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。 4）為了保證穩(wěn)定性，在選用傳感器之前，應對使用環(huán)境進行調(diào)查，以選擇合適的傳感器類型。 精確度：表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。 傳感器在實際測試條件下的工作方式，也是選用傳感器時應考慮的重要因素。 某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r=4（mm），工作初始極板間距離δ0=(mm)，介質(zhì)為空氣。 如果極板間距離變化量Δδ=士l(mm)，電容的變化量ΔC是多少? b) 壓電式加速度傳感器的固有電容為Ca，電纜電容為Cc，電壓靈敏度Ku=U0 /a(a為被測加速度)，輸出電荷靈敏度Kq=Q/a。 答：(1)壓電式加速度傳感器的靈敏度是指其輸出變化量（電壓或電流）與輸入變化量（加速度a）的比值，故有兩種表示方法：電荷靈敏度Kq（采用電荷放大器）和電壓靈敏度Ku（采用電壓放大器）。 圓柱形彈性元件，在拉、彎聯(lián)合作用下，如題圖41a,應變片應如何布片和正確接電橋才能測定拉力p和彎矩M，并能消除拉力和彎矩間的相互干擾?答：1）原則上僅需在圓柱彈性元件上下表面各貼一片應變片R1和R2(見圖)，并與兩阻值和應變片阻值相同的固定電阻組成電橋。 2）測拉力時，由于受拉，ΔR1=ΔR2，測彎矩時，由于受彎，ΔR1`=ΔR2`。測定彎矩的電橋如圖c，R1和R2組成相鄰臂。 解：(1)對于電阻型應變片來說， 當應變片的應變?yōu)?時：單臂電橋的輸出電壓為：雙臂電橋的輸出電壓為： (2)當應變片的應變?yōu)?時：單臂電橋的輸出電壓為： 雙臂電橋的輸出電壓為： 通過計算可知：雙臂電橋的靈敏度比單臂電橋高一倍。試問，在下列情況下，是否可提高靈敏度？說明為什么？ 1） 2) 半橋雙臂各并聯(lián)一片。(2)當半橋雙臂各并聯(lián)一片時：簡化電路，設 時，計算得：，所以也不能提高靈敏度。求此電橋輸出信號的頻譜。 解：1） 各分量頻率及幅值為：， ， ， ， ， 設載波信號是頻率為 的正弦波，試求：1）　　　　解：(1)原信號時域波形： ，頻譜圖： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)第一次乘法運算后時域波形： ，頻譜圖： 交流應變電橋的輸出電壓是一個調(diào)幅波。試求電橋輸出電壓 的頻譜。 調(diào)幅波的帶寬將是多少？ 2） 解：（1）調(diào)波帶寬為500100=400Hz。8． 選擇一個正確的答案： 將兩個中心頻率相同的濾波器串聯(lián)，可以達到： a) 擴大分析頻帶；b)濾波器選擇性變好，但相移增加；c) 幅頻、相頻特性都得到改善 解：b）9． 什么是濾波器的分辨力？與那些因素有關？ 解：濾波器的分辨力是指濾波器有效的辨別緊密相鄰量值的能力。 10． 設一帶通濾波器的下截止頻率為 ，上截止頻率為 ，中心頻率為 ，試指出下列技術中的正確與錯誤。 頻程濾波器 。 4) 下限頻率相同時，倍頻程濾波器的中心頻率是 倍頻程濾波器的中心頻率的 倍。當n=1稱為倍頻程濾波器；若n=1/3稱為1/3倍頻程濾波器。 3） 4） 11． 有一 倍頻程濾波器，其中心頻率 ，建立時間 。 帶寬 2） 若中心頻率改為 ，求帶寬、上下截止頻率和建立時間。并說明濾波器的類型。 1)試求該系統(tǒng)的靜態(tài)靈敏度。 解：1）因為信號靜態(tài)時 所以 因此信號的靜態(tài)靈敏度 2） 所以 = 改進后的靈敏度 14． 設有一低通濾波器，其帶寬為 。 (2)同理，把記錄磁帶快錄慢放即使時間尺度伸長，這樣所得到信號頻帶就可以變窄，所以，只要改變磁帶的時間尺度，就可以實現(xiàn)上面要求。 一個6位逐次逼近式A/D轉換器，試求其數(shù)字輸出量的數(shù)值。 2． 如果要求一個D/A轉換器能分辨5mV的電壓，設其滿量程電壓為10V，試問其輸入端數(shù)字量至少要多少位？ 解：(1)由分辨率的表示方法及定義，且其滿量程為10V,所以： 10/2n (2)解得：n≥11 即其輸入端數(shù)字量至少要11位。 說明逐次逼近式A/D轉換器的工作原理。 答：(1)逐次逼進式A/D轉換器是一種反饋比較轉換。 (2)具體過程為:當出現(xiàn)啟動脈沖時，移動寄存器和鎖存器全清為零，故輸出也為零，當?shù)谝粋€時鐘到達時，最高位寄存1，經(jīng)D/A轉換后得推測電壓E，與輸入電壓V比較，若VE則鎖1。直到移位寄存器右移溢出為止。5． 答：計算機測試系統(tǒng)的主要組成部分包括：(1)傳感器：其功能為利用轉換功能，將外界信號變換為可直接測量的信號。(2)測量電路：其功能為將傳感器輸出的信號進行再次變換、放大、衰減、濾波、調(diào)制和解調(diào)等，使它們成為便于顯示、記錄或進行數(shù)據(jù)處理的信號。其技術要求包括：分辨率、精度、線性和量化誤差等。（智能測試）（6）輸出接口（D/A）：其功能為將微機處理后的數(shù)字信號轉換為