测试技术与信号处理习题

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1、一、填空（每空1份，共20分）1．测试技术的基本任务是。2．从时域看，系统的输出是其输入与该系统的卷积。3．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。4．如果一个信号的最高频率为50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于Hz。5．在桥式测量电路中，根据其的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。6．金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。7．压电式传感器是利用某些物质的而工作的。8．带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1，其带宽B=；若其带宽为1/3倍频程则fc2=fc1。10根据载波受

2、调制的参数不同，调制可分为、、。11相关滤波的工作原理是。12测试装置的动态特性可以用函数、函数和函数进行数学描述。四、简答题（每题5分，共30分）1．已知周期方波的傅立叶级数展开式为试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。2．何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？3．信号的预处理包括那些环节？4．为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？5．测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：图1（1）这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？（2）从波形中可以获得信号的哪些信息？五、计算题（共14分）1．（6分）已知低通滤波器的

3、频率响应函数为，式中当输入信号为时，求滤波器的稳态输出2．（4分）有一信号，初始相角为一随机变量；试求1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。六、应用题（共16分）《传感器与测试技术》期末考试试卷参考答案1．获取有用的信息2．脉冲响应函数3．时间()、频率或4．100Hz1．激励电压（或工作电压或桥压或电源）2．导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应）3．压电效应4．、（或1.26）5．电阻式传感器、涡电流传感器、电容式传感器、电感式传感器等，答对任何两个均得2分6．调幅、调频、调相7．同频相关不同频不相关/同频检测原理8．传递、频率响应、脉冲响应二、简答题（每题5分，共30分

4、）1．（5分）2分频谱特点：离散性、谐波性、递减性3分(每答对一个得1分)2．（5分）固有频率()和阻尼比()3分(每答对一个得1.5分)为了实现不失真,阻尼比()取值0.6~0.8;工作频率取值小于等于0.582分(每答对一个得1分)3.（5分）输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A0x(t-t0),其中A0和t0为常数,则为不失真测试。2分或者用文字描述上述关系，描述正确2分，不完整1分，错误不得分。实现不失真测试的测试装置的幅频特性为A(ω)=A0=常数1.5分相频特性为φ(ω)=1.5分或者用文字表述，表述正确同样得分。4.（5分）（1）电压幅值调理（或者放大）1分（2

5、）滤波（或者滤去高频）2分（3）隔离直流分量（或者隔直）1分（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调）1分5.（5分）动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1分），相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平衡外，还须有电容平衡（3分）。5分其它的表述酌情给分。6.（5分）（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。2分（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同1分相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位1分幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半1分一、计算题（共14分）1.（6分）令，根据线性系统频率保

6、持性和幅频相频特性　　　　，由，可以得到：1分1分由，可以得到：1分1分由线性系统的叠加性可得2分2.（4分）自相关函数：1分==1分均值：==01分方差：1分3.（4分）单臂：V2分双臂：V2分（1）（6分）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。幅频特性峰值对应的频率为简支梁的固有频率；2分半功率点（或者或者0.707）对应的频率分别为、；阻尼比如下方法估计：2分

7、要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。（2）（4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