《测试技术》习题(1)
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绪论
1 .举例说明什么是测试?
2. 测试技术的任务是什么?
3. 以方框图的形式说明测试系统的组成,简述主要部分的作用。
4.测试技术的发展动向是什么?
第一章信号及信号处理
1求周期方波的傅立叶级数(复指数函数形式),画出|c n|-ω和ϕ-ω图。
2 .求正弦信号的绝对均值和均方根值。
3.求符号函数和单位阶跃函数的频谱。
4. 求被截断的余弦函数的傅里叶变换。
5.设有一时间函数f(t)及其频谱如图所示。现乘以余弦函数cosω0t
(ω0>ωm)。在这个关系中函数f(t)称为调制信号,余弦函数cosω0t称为载波。试求调幅信号的f(t)cosω0t傅氏变换,并绘制其频谱示意图。又:若ω0<ωm将会出现什么情况?
6.求被截断的余弦函数
的傅立叶变换。
第2章信号的分析与处理
1. 已知信号的自相关函数,求该信号的均方值。
2 .求的自相关函数.其中
3. 求初始相角为随机变量的正弦函数的自相关函数,如果
,有何变化?
4. 求指数衰减函数的频谱函数,()。并定性画出信号及其频谱图形。
5 一线性系统,其传递函数为,当输入信号为时,
求:(1);(2);(3);(4)。
6. 已知限带白噪声的功率谱密度为
求其自相关函数。
7.车床加工零件外圆表面时常产生振纹,表面振纹主要是由转动轴上齿轮的不平衡惯性力使主轴箱振动而引起的。振纹的幅值谱 A(f)如题图a)所示,主轴箱传动示意图如
题图b)所示。传动轴1、2、3上的齿轮齿数分别为,传动轴转速n1=2000(r/min),试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响大?为什么?
a) 振纹的幅值谱b) 主轴箱传动示意图
8. 某8位A/D转换器输入电压范围是±5V,输入信号电压为-3.215V。试把该信号电压
分别转换成原码、补码、反码和偏移码。
9. 对三个余弦信号分别做理想采样,
采样频率为,求三个采样输出序列,画出信号波形和采样点的位置并解释混迭现象。
10. 利用矩形窗函数求积分的值。
11.什么是窗函数, 描述窗函数的各项频域指标能说明什么问题?
12. 什么是泄漏?为什么产生泄漏?窗函数为什么能减少泄漏?
13. 什么是“栅栏效应”?如何减少“栅栏效应”的影响?
14.数字信号处理的一般步骤是什么?有哪些问题值得注意?
15. 频率混叠是怎样产生的,有什么解决办法?
16. 相关函数和相关系数有什么区别?相关分析有什么用途,举例说明。
第三章
1.说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。
2.在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时,首先将他与增益为
5mV/nC的电荷放大器相连,电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上,试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的输出变化30mm时,压力变化为多少?
3.把灵敏度为的压电式力传感器与一台灵敏度调到的电荷放大器相接,求其总灵敏度。若要将总灵敏度调到,电荷放大器的灵敏度应作如何调整?
4.用一时间常数为2s的温度计测量炉温时,当炉温在200℃—400℃之间,以150s为周期,按正弦规律变化时,温度计输出的变化范围是多少?
5.用一阶系统对100Hz的正旋信号进行测量时,如果要求振幅误差在10%以内,时间常数应为多少?如果用该系统对50Hz的正旋信号进行测试时,则此时的幅值误差和相位误差是多少?
7.用传递函数为的一阶测量装置进行周期信号测量。若将幅度误差限制在5%以下,试求所能测量的最高频率成分。此时的相位差是多少?
8.设一力传感器作为二阶系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比为0.14,问使用该传感器作频率为400Hz正弦变化的外力测试时,其振幅和相位角各为多少?
9.对一个二阶系统输入单位阶跃信号后,测得响应中产生的第一个过冲量的数值为
1.5,同时测得其周期为6.28s。设已知装置的静态增益为3,试求该装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。
第4章常用传感器
1.应变片的灵敏系数与电阻丝(敏感栅)的灵敏系数有何不同?为什么?
2.金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同?
3. 试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。
4. 在自感式传感器中,螺管式自感传感器的灵敏度最低,为什么在实际应用中却应用
最广泛?
5.为什么电容式传感器易受干扰?如何减小干扰?
6.用压电式传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗?为什么?
7.什么是物性型传感器?什么是结构型传感器?试举例说明。
8.有源型传感器和无源型传感器有何不同?试举例说明。
9.选用传感器应注意哪些问题?
10.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δ
=0.3(mm),介质为空气。问:
a)如果极板间距离变化量Δδ=士l(mm),电容的变化量ΔC是多少?
b)如果测量电路的灵敏度k1=10O(mv/pF),读数仪表的灵敏度k2=5(格/mV),在Δδ=士1(um)时,
读数仪表的变化量为多少?
11.压电式加速度传感器的固有电容为C a,电缆电容为Cc,电压灵敏度K u=U0 /a(a为被测加速度),
输出电荷灵敏度Kq=Q/a。试推导Ku和Kq的关系。
12.圆柱形弹性元件,在拉、弯联合作用下,如题图4-1a,应变片应如何布片和正确接电桥才能测定
拉力p和弯矩M,并能消除拉力和弯矩间的相互干扰?
第5章信号的调理与记录