《测试技术基础》期末试题及答案--

第二章 测试装置的基本特性一、知识要点及要求(1)了解测试装置的基本要求，掌握线性系统的主要性质；(2)掌握测试装置的静态特性，如线性度、灵敏度、回程误差和漂移等；(3)掌握测试装置的动态特性，如传递函数、频率响应函数、单位脉冲响应函数； (4)掌握一、二阶测试装置的动态特性及其测试。

二、重点内容及难点(一) 测试装置的基本要求1、测试装置又称为测试系统，既可指众多环节组成的复杂测试装置，也可指测试装置中的各组成环节。

2、测试装置的基本要求：(1)线性的，即输出与输入成线性关系。

但实际测试装置只能在一定工作范围和一定误差允许范围内满足该要求。

(2)定常的(时不变的)，即系统的传输特性是不随时间变化的。

但工程实际中，常把一些时变的线性系统当作时不变的线性系统。

3、线性系统的主要性质 (1)叠加原理：若)()()()(2211t y t x t y t x −→−−→−，则)()()()(2121t y t y t x t x ±−→−±(2)频率保持性：若输入为某一频率的简谐信号，则系统的稳态输出也是同频率的简谐信号。

*符合叠加原理和频率保持性，在测试工作中具有十分重要的作用。

因为，在第一章中已经指出，信号的频域函数实际上是用信号的各频率成分的叠加来描述的。

所以，根据叠加原理和频率保持性这两个性质，在研究复杂输入信号所引起的输出时，就可以转换到频域中去研究。

(二)不失真测试的条件 1、静态不失真条件在静态测量时，理想的定常线性系统Sx x a b y ==0，S 为灵敏度。

2、动态不失真条件在动态测量时，理想的定常线性系统)()(00t t x A t y -=，A 0为灵敏度，t 0为时间延迟。

(三)测试装置的静态特性静态特性：就是在静态测量时描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。

(1)线性度：指测试装置输出与输入之间保持线性比例关系的程度。

(2)灵敏度：指测试装置输出与输入之间的比例因子，即测试装置对输入量变化的反应能力。

第2章习题及解答1.判断正误(1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。

( × )准周期信号(2)任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。

( × )(3)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。

( × )(4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。

( √ )(5)非周期变化的信号就是随机信号。

( × )准周期信号(6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。

( × )(7)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。

( × )(8)各态历经随机过程是平稳随机过程。

( √ )(9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。

( √ )(10)非周期信号的频谱都是连续的。

( × ) 准周期信号(11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√）(12)直流信号的频谱是冲击谱（√）2.选择正确答案填空(1)描述周期信号的数学工具是(B )。

A.相关函数B. 傅里叶级数C. 拉普拉斯变换D. 傅里叶变换(2)描述非周期信号的数学工具是( C )。

A.三角函数B. 拉普拉斯变换C. 傅里叶变换D. 傅里叶级数(3)将时域信号进行时移，则频域信号将会( D )A.扩展B. 压缩C. 不变D. 仅有相移(4)瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C )A.信号的一个频率分量的能量B. 在f处的微笑频宽内，频率分量的能量与频宽之比C. 在f处单位频宽中所具有的功率(5)概率密度函数是在（C）域，相关函数是在（A）域，功率谱密度函数是在（D）域描述随机信号。

A.时间B. 空间C. 幅值D. 频率 (6) 白噪声信号的自相关函数是（C ）A.相关函数B. 奇函数C. 偶函数D. 不存在3．已知方波信号傅里叶级数，请描述式中各常数相的物理意义，并绘出频谱图。

见书中例题4．已知锯齿波信号傅里叶级数，请描述式中各常数相的物理意义，并绘出频谱图。

机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.一、填空题１、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。

２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差σx2的关系是¢x2=H x2+óx2。

３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路。

４、测试系统的静态特性指标有非线性度、灵敏度、回程误差。

５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的斜率。

６、传感器按信号变换特性可分为组合型、一体型。

７、当Δó〈〈ó0时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S 趋于定值。

８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合相邻相反、相对相同的变化，才能使输出有最大值。

10、系统动态特性在时域可用传递函数来描述，在复数域可用频率函数来描述，在频域可用脉冲响应来描述。

11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对差模信号有放大作用。

12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在分布电容。

13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其频率与输入的控制电压成线性关系。

14、调频波的解调又称鉴频，其解调电路称为鉴频器。

15、滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系。

16、滤波器的频率分辨力主要由其带宽决定。

17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝1。

18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1）。

19、测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是由 随机 误差引起的。

７、信号分析的过程主要包括： 信号加工 、 信号变换 。

９、在数据采集系统中，常采用 程序控制 放大器。

10、根据载波受调制的参数的不同，调制可分为 调频 、 调幅 、 调相 。

16、用滤波的方法从信号提取的频率成分越窄，即带宽越小，需要的时间就越 长 。

17、如信号的自相关函数为Acos ωτ，则其均方值Ψx 2= A 。

测试技术试题库（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2、传输的。

这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。

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、周期信号的频谱具有三个特点：， ，。

5、非周期信号包括信号和信号。

6、描述随机信号的时域特征参数有、、。

7、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。

8、某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω，幅值=y ，相位=φ。

9、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。

10、当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现测试。

此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。

11、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。

12、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。

13、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）。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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。

18、磁电式速度计的灵敏度单位是。

19、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。

20、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为输出的装置。

机械⼯程测试技术基础习题及答案_V1[1].2.3修正补充版第⼀章习题⼀、选择题1.描述周期信号的数学⼯具是（ B ）。

A.相关函数B.傅⽒级数C. 傅⽒变换D.拉⽒变换 2. 傅⽒级数中的各项系数是表⽰各谐波分量的（ C ）。

A.相位 B.周期 C.振幅 D.频率 3.复杂的信号的周期频谱是（ A ）。

A ．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数 4.下列函数表达式中，（B ）是周期信号。

A. 5cos10()0x t ππ ≥?= ?≤?当t 0当t 0B.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞C.()20cos 20()atx t et t π-= -∞<<+∞D.0()sin a tx t etω-=?5.多种信号之和的频谱是（ C ）。

A. 离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的 6.描述⾮周期信号的数学⼯具是（ C ）。

A.三⾓函数B.拉⽒变换C.傅⽒变换D.傅⽒级数 7.下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。

A.12()sin()sin(3)x t A t B t ω?ω?=+++B.()5sin 303sin x t t =+C.0()sin a tx t et ω-=?D.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞8.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的⾼频成分（ C ）。

A.不变B.增加C.减少D.变化不定9.已知()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数，则积分()()2x t t d tπδω∞-∞-的函数值为（ C ）。

A ．6 B.0 C.12 D.任意值10.如果1)(??t δ，根据傅⽒变换的（ A ）性质，则有0)(0t j et t ωδ-?-。

A.时移B.频移C.相似D.对称 11.不能⽤确定函数关系描述的信号是（ C ）。

机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.一、填空题１、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。

2、均方值Ψx 2表示的是信号的强度，它与均值μx 、方差σx 2的关系是 222x x x μσψ=+ 。

３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路 。

４、测试系统的静态特性指标有非线性度、灵敏度、回程误差 。

５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的斜率。

６、传感器按信号变换特性可分为组合型、一体化型。

４、测试系统的组成类型大体分为组合型和一体化型。

７、当Δó〈〈ó0时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S 趋于定值。

８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合相邻相反 相对相同的变化，才能使输出有最大值。

９、信号分析的过程主要包括：信号分析、信号处理。

9、信号分析的过程主要包括：信号加工、信号变换，提取又有信号的过程。

10、系统动态特性在时域可用传递函数来描述，在复数域可用频率函数来描述，在频域可用 脉冲响应函数来描述。

11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对差模 信号有放大作用。

12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在分布电容。

13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其频率与输入的控制电压成线性关系。

14、调频波的解调又称鉴频，其解调电路称为鉴频器。

15、滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系。

16、滤波器的频率分辨力主要由其带宽B 决定。

17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝1。

18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1）。

19、测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是 由随机误差引起的。

1、非周期信号可分为瞬变非周期信号和非周期信号。

８、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在分布电容。

XX大学200X——200X学年第一学期《传感器与测试技术》期末考试试卷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。

9．属于能量控制型的传感器有、等。

10根据载波受调制的参数不同，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。

二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分）1．不能用确定的数学公式表达的信号是信号。

A 复杂周期B 非周期C 瞬态D 随机2．平稳随机过程必须。

A 连续B统计特征与时间无关 C 各态历经 D 统计特征等于时间平均3．一阶系统的动态特性参数是。

A 固有频率B 阻尼比C 时间常数D 灵敏度4．系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为。

A 回程误差B 绝对误差C 相对误差D 非线性误差5．电阻应变片的输入为。

A 力B 应变C 速度D 加速度6．用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

A 传递函数B 互相关函数C 互谱密度函数D 相干函数7．为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用放大器。

A 电压B 电荷C 微分D 积分8．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。

A 电容式B 压电式C 电阻式D 电涡流式9．信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带，也可达到分析的目的。

一、选择题1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的___A___倍。

A、2B、3C、4D、52、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有___D___和__D____。

A、时域法，相频法B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法D、时域法，频域法3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的___B___。

A、电阻应变效应B、压电效应C、电磁感应D、霍尔效应4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___B___。

A、线性度B、灵敏度C、稳定性D、回程误差6、信息与信号二者间关系是__C____。

A、信息与信号相同B、信息包含信号C、信息在信号之中D、信息与信号无关7、当两信号的互相关函数在t0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t0时，相关程度__B____。

A、最低B、最高C、适中D、一般8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___A__越小。

A、被测量B、输出量C、频率特性D、显示值9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取（)A、干扰噪声信号B、正弦信号C、有用信号D、频域信号10、时域信号的时移,则频谱变化为（）A、扩展B、压缩C、不变D、相移11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽（）A、变窄,幅值压低B、扩展，幅值压低C、扩展，幅值增高D、变窄，幅值增高12、用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应( ）A、愈大愈好B、愈小愈好C、接近1/2D、接近13、对二阶系统输入信号x（t）=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为（)A、A1sin（w1t+φ1)+A2sin(w2t+φ2）B、A1A2sinw1tsinw2tC、A1＇sinw1t+A2＇sinw2tD、A1＇sin(w1t+φ＇１）+A2＇sin（w2t+φ２＇)15、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( )A、电容式B、压电式C、电阻式D、电涡流式16、只使在fe1～fe2间频率的信号通过，应采用( )滤波器A、带阻B、带通C、高通D、低通17、在选用振子时，除了使阻尼比接近０。

东大19春学期《测试技术基础》在线作业1[标准答案]19春学期《测试技术基础》在线作业1-0001 试卷总分:100 得分:0一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分) 1.选择题1. 概率密度函数曲线下的面积等于（） A. 0.1 B. 0.7 C. 1.0 D.2.0A.AB.BC.CD.D 2.时域信号与频域信号 A.A B.B C.C D.D 3.两个信号叠加: A.A B.B C.C D.D 4. 选择题A.AB.BC.CD.D 5. 选择题 A.A B.B C.C D.D 6.傅立叶变换性质 A.A B.B C.C D.D7.在随机误差分析中，标准差s决定了随机误差正态分布的形态，下面对s1、s2和s3间的关系表达正确的是（（A）s1s2>s3 （C）s2>s1>s3 (D) s3>s1>s2 A.A B.B C.C D.D8.传感器的动态特性越好，说明传感器的响应在被测频率范围内（A.精度越高）。

） B.精度越差C.对被测信号的反应能力越快D.对被测信号的反应能力越慢 9.下面对线性系统的输入、输出间关系表述正确的是 A.A B.B C.C D.D10.记录磁带慢录快放，放演信号的频谱带宽（） A.变窄，幅值压低 B.扩展，幅值压低 C.变窄，幅值增高 D.扩展，幅值增高二、判断题 (共 10 道试题,共 50 分)1.椭圆齿轮流量计是借助于固定的容积来计量流量的，与流体的流动状态及粘度有关。

（） A.错误 B.正确2.对于压电式加速度计，加速度计尺寸越大，其固有频率越高。

（） A.错误 B.正确3. 噪声的物理量度包括声压、_声功率、 _声响度_。

（） A.错误 B.正确4.光电盘位移传感器测量的基本原理是利用其莫尔条纹的现象。

（） A.错误 B.正确5.一般情况下，光栅传感器的光栅的刻线宽度W 比莫尔条纹的宽度B大得多。

A.错误B.正确6.直接比较型A/D转换器将输入模拟电压信号直接与作为标准的参考电压信号相比较，得到相应的数字编码（） A.错误 B.正确7.回转轴任意径向截面上的径向运动误差可采用置于x、y方向的两只位移传感器来分别检测径向运动误差在x、y方向的分量，在任何时刻两分量的矢量和就是该时刻径向运动误差矢量A.错误B.正确8.磁电式速度传感器为惯性式速度传感器，电动势的输出与线圈的运动速度成正比。

《机械⼯程测试技术基础》试题及答案《机械⼯程测试技术基础》课后答案章节测试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。

这些物理量就是信号，其中⽬前应⽤最⼴泛的是电信号。

2、信号的时域描述，以时间（t ）为独⽴变量；⽽信号的频域描述，以频率（f ）为独⽴变量。

3、周期信号的频谱具有三个特点（离散性，谐波性，收敛性）4、⾮周期信号包括准周期信号和⾮周期瞬态信号。

5、描述随机信号的时域特征参数有均值x µ，均⽅值2x ψ，⽅差2x σ6、对信号的双边谱⽽⾔，实频谱（幅频谱）总是 y 轴对称，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t x t x ωsin )(0=的绝对均值µ|x|和均⽅根值x rms 。

2、求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x µ，均⽅值2x ψ，和概率密度函数p(x)。

3、求指数函数)0,0()(≥>=-t a Aet x at的频谱。

4、求被截断的余弦函数??≥<=Tt T t tt x ||0||cos )(0ω的傅⽴叶变换。

5、求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t et x atω的频谱。

第⼀章信号及其描述（⼀）1、信号；2、时间（t ），频率（f ）；3、离散性，谐波性，收敛性；4、准周期，⾮周期瞬态；5、均值x µ，均⽅值2x ψ，⽅差2x σ；6、偶，奇；（⼆）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；（三）1、π2x ，2x ；2、0，220x ，)cos(10?ωπ+t x ；3f j a A π2+、；4、()()T f c T T f c T )2(sin )2(sin 00ωπωπ-++； 5、faj f a πωπω44202220+--；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121)(+=ωωj j H ，输⼊信号2sin)(tt x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω，幅值=y ，相位=φ。

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 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。

3、 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。

4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬变周期 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、 均方值 、 方差 。

6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 关于Y 轴 （偶） 对称，虚频谱（相频谱）总是 关于原点（奇） 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t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。

2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。

3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。

4、求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=T t T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。

5、求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。

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121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。

2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

第五章信号处理初步一、知识要点及要求(1)了解信号处理的目的和分类，及数字信号处理的基本步骤；(2)掌握模拟信号数字化出现的问题、原因和措施；(3)掌握信号的相关分析及其应用；(4)掌握信号的功率谱分析及其应用。

二、重点内容及难点(一)信号处理1、信号处理的目的(1)分离信号和噪声，提高信噪比；(2)从信号中提取有用的特征信号；(3)修正测试系统的某些误差，如传感器的线性误差、温度影响等。

2、信号处理的分类模拟信号处理：对模拟信号进行处理，由一系列能实现模拟运算的电路来实现。

数字信号处理：对数字信号进行处理，可以在通用计算机上借助程序来实现，或由专用数字信号处理机（DSP芯片）来实现。

(二)数字信号处理的基本步骤1、(1)电压幅值调整；(2)必要的滤波；(3)隔直；(4)解调。

2、A/D转换的作用：把模拟信号转换为数字信号，以便能用数字方法进行处理。

(1)采样：时间离散；(2)量化：幅值离散；(3)截断。

3、计算机或数字信号处理器的作用对数字化之后的信号进行处理。

(三)模拟信号的数字化1、时域采样和混叠时域采样，就是等时间间隔地取点。

从数学处理上看，就是乘以采样函数，时域相乘相当于频域作卷积，就相当于频谱的周期延拓，即频谱的搬移。

在频域中，如果频谱的搬移距离过小，搬移后的频谱就会有一部分相互交叠，从而使新合成的频谱与原频谱不一致，无法准确地恢复原时域信号，这种现象称为混叠。

2、时域截断和泄漏时域截断，就是取有限长的信号。

从数学处理上看，就是乘以有限宽矩形窗函数。

时域相乘相当于频域作卷积，就相当于频谱的周期延拓，即频谱的搬移。

在频域中，由于矩形窗函数的频谱是一个无限带宽的sinc函数，即使原模拟信号是有限带宽的，截断后也必然成为无限带宽的，这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏。

3、频域采样和栅栏效应频域采样，就是在频率轴上等间隔地取点，使频率离散化。

从数学处理上看，就是乘以频率采样函数。

频域相乘相当于时域作卷积，就相当于时域波形的周期延拓，即频域波形的搬移。

机械工程测试技术基础习题解答第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。

解答：在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩.积分区间取（-T/2，T/2）00000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±±。

(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nInR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6,n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ 图1-4 周期方波信号波形图1,3,5,2arctan1,3,5,200,2,4,6,nI n nRπn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩没有偶次谐波。

其频谱图如下图所示。

1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。

解答：2200002211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰rmsx ==== 1-3 求指数函数()(0,0)atx t Ae a t -=>≥的频谱。

页眉内容一．是非题1. 信号不具有能量。

（×）2. 可用明确的数学关系式描述的信号称为确定性信号。

（×）3. 凡周期信号不一定是确定性信号。

（×）4. 周期信号的频谱必是离散的频谱。

（√）5. 非确定性信号所描述的物理现象是一随机的过程。

（√）6. 时间上离散的信号就是数字信号。

（×）7. 时间上离散，且幅值上也是离散的信号称为数字信号。

（√）8. 任何周期信号都可由不同频率的正余弦信号迭加成。

（√）9. 有限个周期信号必形成新的周期信号。

（×）10. 两个周期信号的周期分别为T1和T2，若T1/T2= 时，两周期信号之和必为周期信号。

（）11. asint+bcos2t是周期信号。

（）12. 周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。

（×）13. 周期单位脉冲序列的频谱仍为同周期的单位脉冲序列。

（×）14. 可以认为非周期信号是周期为无穷大的周期信号。

（）15. 瞬态信号的频谱是连续的。

（√）16. 非周期性变化的信号就是随机信号。

（√）17. 单边带频谱的幅值是双边带频谱的幅值的2倍。

（）18. 信号的频谱中的高频分量越多，则表示该信号在时域中变化越快。

（）19. 当信号在时间尺度上压缩时，其频谱频带加宽，幅值增高。

（×）20. 因周期信号x(t)不满足绝对可积条件，所以周期信号不存在傅立叶变换。

（×）21. 在相关分析时，Rxx(τ)保留了幅值信息，Rxy(τ)保留了幅值和相位的信息。

（× ）22. 自相关函数和互相关函数图形都是对纵坐标对称的图。

（×）23. 两个不同频的正弦信号的互相关函数为余弦函数。

（√）24. 测试信号中最高频率为100Hz，为避免混叠时域中采样间隔必须小于1／200秒。

（√）25. 只要信号一经截断，就不可避免地引起混叠。

（×）二．选择题1. 傅立叶级数中的系数表示谐波分量的 c 。

机械⼯程测试技术基础试题及答案三（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。

（）（⼆）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；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)(t x ⼀定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，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。

（）（三）╳ √ √ √ ╳╳（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。

（）（三）√ √ ╳╳（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 3 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)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为。

（1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）)()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q -4、⼀阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。

（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 2 系统。