测试系统组成框图：（4分）
测试过程（2分）：信号发生器产生的信号由功率放大器放大后传送给激振器，激振器通过压电式力传感器对简支梁激振；压电力传感器拾取激振力信号，压电加速度传感器拾取振动信号，分别经电荷放大器放大后送入数据采集系统，最后由显示设备显示频率响应函数。
（2）（4分）
幅频特性峰值A0对应的频率为简支梁的固有频率?n；2分 半功率点（或者12A0或者0.707A0）对应的频率分别为?1、?2；阻尼比如下方法估计： ?? ?2??1?n 2分 要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。 复习题
第一章 信号及其描述
（一）填空题
1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这些物理
量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。
2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。
6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示）
1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ）
2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ）
4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （三）简答和计算题
1、 求正弦信号x(t)?x0sin?t的绝对均值μ|x|和均方根值xrms。
2、 求正弦信号x(t)?x0sin(?t??)的均值?x，均方值?x，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数x(t)?Ae?at2(a?0,t?0)的频谱。
|t|?T?cos?0t??的傅立叶变换。
|t|?T?0?at5、 求指数衰减振荡信号x(t)?esin?0t(a?0,t?0)的频谱。
4、 求被截断的余弦函数x(t)第二章 测试装置的基本特性
（一）填空题
1、 某一阶系统的频率响应函数为H(j?)?12j??1，输入信号x(t)?sint，则输出信号2y(t)的频率为?? ，幅值y? ，相位?? 。
1.52、 试求传递函数分别为和
3.5s?0.541?n222s?1.4?ns??n的两个环节串联后组成的系统的
总灵敏度。
3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、
和 。
4、 当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为H(j?)? 。
5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。
6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题
1、 不属于测试系统的静特性。
（1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。
（1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡
3、 两环节的相频特性各为Q1(?)和Q2(?)，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性
为 。
Q1(?)Q2(?) Q1(?)?Q2(?) （1）（2）（3）Q1(?)Q2(?)Q1(?)?Q2(?) （4）
Q1(?)?Q2(?)4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。
（1）存在，但<5％ （2）存在，但<1
（3）在时间常数很小时存在 （4）不存在
5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。
（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 。
（1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比 7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经过的
时间作为时间常数。
（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982
（三）判断对错题（用√或×表示）
1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然导致
输出波形失真。（ ）
2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传
递函数。（ ）
3、 当输入信号x(t)一定时，系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s)，而与该系统的物理模型无关。（ ）
4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ ）
6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ ） （四）简答和计算题
1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 2、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？
4、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为H(s)?1。求其对周期信号
0.005s?1x(t)?0.5cos10t?0.2cos(100t?45?)的稳态响应y(t)。
15、 将信号cos?t输入一个传递函数为H(s)?的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内
1??s的输出y(t)的表达式。
第三章 常用传感器
（一）填空题
1、 属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器
有 等（每个至少举例两个）。
2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 引起的电阻变
化，后者利用 变化引起的电阻变化。
3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，
实际应用时常常采用 工作方式。
4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 放大器和 放大
器，后接 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。
5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。
7、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。 （二）选择题
1、 电阻应变片的输入为 。
（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度
2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。
（1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。
（1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料
4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方
5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通
6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数
7、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 传感器。 （1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式
8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙?变化时，其灵敏度S与?之间的关系是：S＝ 。 （1）k1? （2）k? （3）k??2 （4）?k??2
9、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。
（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层 （三）判断对错题（用√或×表示）
1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ） 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ）
3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ）
4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ） （四）简答和计算题
1、 哪些传感器可选作小位移传感器？
2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测量
大位移量？为什么？
3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？
4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什
么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。
5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 6、 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
（1） 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理； （2） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。
7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r?4(mm)，工作初始极板间距离
?0?0.3(mm)，介质为空气。问：
（1） 如果极板间距离变化量????1(?m)，电容的变化量?C是多少？ （2） 如果测量电路的灵敏度k1?100(mVpF)，读数仪表的灵敏度k2?5（格／mV）在????1(?m)时，读数仪表的变化量为多少？
第四章 信号调理、记录和显示
（一）填空题
1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。
2、 在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。
3、 在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电
路。
4、 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被测信号的
而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。 5、 调频波的解调又称为 。
6、 调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电
压成正比。 7、 常用滤波器的上、下截止频率
fc1、fc2的定义为 ，其带宽Bfc1与fc2的关系为 。
＝ ，若为倍频程滤波器
8、 RC低通滤波器中RC值愈 ，则上截止频率愈低。 （二）选择题
1、 设有一电路，R1是工作桥臂，R2，R3，R4是固定电阻，且R1?R2?R3?R4。工作
时R1（1）
?R1?2?R1，则电桥输出电压ey?（ ）。e0为电桥的电源电压。
?R1?R1?R12?R1 （2） （3） （4）e0e0e0e0
4R12R1R1R1
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