测试技术复习题

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1、工程测试与信号处理复习题及答案一、在信号的分析中常用傅里叶级数作为数学工具进行频率分析，已知某信号，写出其FT的公式，并说明其物理意义。答：傅里叶变换FT公式,傅里叶变换的物理意义：傅里叶变换可将非周期信号从时域描述换到频域描述。反之，傅里叶逆变换可将非周期信号从频域描述转换到时域描述。二、预测量某机器的旋转轴的转速，问选用什么传感器进行转速测量，并说明其原理及意义。答：工程中转速的测量可选用：涡流传感器，霍尔效应传感器，光电式传感器。1)涡流传感器：当金属导体置于变化着的磁场中或者在磁场中运动时其内部都会产生感应电流

2、，由于这种电流在金属导体内是自然闭合的，因此称为涡电流或涡流。其特点：其结构简单，使用方便，不受油污等介质影响以及可实现非接触式测量的南方一系列优点，动态特性好，分辨率较高，一般线性范围较大。2)霍尔效应传感器：将霍尔元件置于磁场中，如果在激励电极端口通以电流，在霍尔电极端就会出现电位差既霍尔电势，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应可以进行位移、磁场的测量。其应用还包括精确定位、接近开关、无损探伤。3)光电式传感器：是一种将光信号变化转换成电信号的传感器，在工程中用这种传感器测量其他非电量时，只需将这些非电量转换成光信

3、号，然后通过光电元件将相应的光信号转换成电信号。其特点：这种测量方法具有结构简单、非接触、反应快、精度高、不易受电磁干扰的特点并且对被测系统没有影响，使用的波长范围广，成本较低，应用十分广泛。三、工程中常用的温度传感器有哪几类？试在家用空调选用适宜的温度传感器，并分析说明原因。答：工程中常用的温度传感器包括接触式和非接触式的。1)接触式的有：热膨胀式、热电偶、热电阻。2)非接触式：辐射温度计、光高温计、热电探测器、热敏电阻探测器、光电探测器。1)家用空调是一个热敏电阻的温度测控系统，它的测温范围是：-50~350℃，精

4、度为0.3﹪~1.5﹪，体积小响应快，灵敏度高，但是线性差，需注意坏境温度的影响。热敏电阻是由金属氧化物粉末按一定比例混合燃结而成的半导体。与金属电阻丝一样，其电阻值随温度而变化，但热敏电阻具有负的电阻温度系数，即随温度上升而阻值下降。一、系统实现不失真测试的条件（时域条件和频域条件）是什么？理想带通滤波器的幅频特性和相频特性是什么？常用哪些参数来描述实际滤波器的特性？答：若要求测试系统的输出不失真，其幅频特性和相频特性应分别满足：系统的幅频特性为常量，相频特性是过原点且具有负斜率的直线（与输入信号的频率成线性关系）。

5、理想滤波器是指能使通带内信号的幅值的相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。理想带通滤波器的幅频特性和相频特性是：在通频带内的幅频特性为常数，相频特性的斜率为常值，在通带外的幅频特性为零。实际滤波器的主要参数有：波纹幅度、截止频率、带宽、品质因数和倍率程选择性等。二、系统动态相应特性是什么？常用那些函数或参数来描述测试系统的动态（相应）特性？答：动态响应特性是指测试系统对于随时间变化输入量的响应特性，用传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数等函数来描述。1)频率响应函数H(jω)：对于线性定常系统，在初始条件为

6、零时，系统输出量的傅里叶变换与输入的傅里叶变换之比H(jω)=Y(jω)/X(jω)；2)传递函数H(s)：对于线性定常系统，在初始条件为零时，，系统输出量的拉氏变换与输入的拉氏变换之比H(s)=Y(s)/X(s)；3)脉冲响应函数：系统在时域中动态特性可用脉冲响应函数h(t)来描述，在频域中可用可用频率响应函数H(jω)来描述在复数域中可用传递函数H(s)来描述。三者之间的关系为：脉冲响应函数和传递函数是一对拉氏变换，而脉冲响应函数和频率响应函数又是一对傅里叶变换。三、什么是量化误差？如何减小量化误差？什么是频混现象

7、？如何避免？什么是栅栏效应？怎样减小栅栏效应？答：1)量化误差：模拟信号在数字化过程中采样点的幅值若落在两个相邻比值之间，就要舍入到相近的一个量化值上。2)减小量化误差的方法：选用位数较高的A/D转换器。3)混频现象：模拟信号X(t)在时域内按照时间间隔△t离散化对应着频域内按照1/△t周期化，如果时间间隔△t过大，即采样不够密时，就会造成频域内周期化的间隔过小，从而在重复频谱交界处造成局部重叠。4)避免混频现象的方法：a)采样前使用低通滤波器，降低信号的最高频率fmaxb)提高采样频率。5)经离散傅里叶变换计算的频谱

8、，普线位置为f=k(1/T)=K(fs/N)即在基频1/T的整数倍上才有谱线，离散之间的频谱显示不出来。这样，即使是重要的峰值也会被忽略，如同栅栏一样，故称为栅栏效应；6)较小栅栏效应的方法：a)提高频率分辨率△f,也就是增加窗的宽度；b)整周期截取是解决栅栏效应有效的方法。一、信号是时域统计特征量有哪些？已知某信号X(t)，写出