測(cè)試技術(shù)與信號(hào)處理習(xí)題

1、習(xí) 題1. 試述信號(hào)的分類(lèi)和描述方法。時(shí)域和頻域描述方法各自有什么特點(diǎn)及用途？請(qǐng)用圖示的方法對(duì)單位直流信號(hào)、單位脈沖信號(hào)、正弦信號(hào)、余弦信號(hào)進(jìn)行描述。 圖1 2. 周期信號(hào)和非周期信號(hào)（瞬變信號(hào)）的頻譜各有什么特點(diǎn)？3. 試述傅里葉變化的主要性質(zhì)。4. 試述自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)的含義，分別說(shuō)明它們?cè)诠こ躺嫌心男?yīng)用？5. 求圖1所示求單邊指數(shù)信號(hào)的頻譜X()，并做出頻譜圖。題圖26. 求被截?cái)嗟挠嘞倚盘?hào)（題圖2）的傅氏變換X()。7. 連續(xù)信號(hào)在數(shù)字化的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題，如何防止這些問(wèn)題的出現(xiàn)？8. 判斷并改錯(cuò)題1) 矩形脈沖信號(hào)是一個(gè)周期信號(hào)，頻譜為常數(shù)。( )2) 準(zhǔn)周信號(hào)頻譜是離散

2、的，所以其為周期信號(hào)。（ ） 題圖33) 周期相同的兩個(gè)周期信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)仍是周期函數(shù)，但其周期變，相位信息丟失。（ ）4) 周期單位脈沖信號(hào)的頻譜是非周期信號(hào)。（ ）9. 某信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形如題圖3所示，試分析該信號(hào)是什么類(lèi)型的信號(hào)，并在圖中表示出2x=?、x=？ （a）振紋幅值譜圖 （b）傳動(dòng)示意圖題圖410. 某車(chē)床加工外圓表面時(shí)，表面振紋主要由轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪的不平衡慣性力而使主軸箱振動(dòng)所引起。振紋的幅值譜圖如題圖4（a）所示，主軸箱傳動(dòng)示意圖如題圖4（b）所示。傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸、主軸上的齒輪齒數(shù)別為。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響最大？為什么？1. 信

3、號(hào)不具有能量。（× ）2. 可用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)稱(chēng)為確定性信號(hào)。（ ）3. 凡周期信號(hào)不一定是確定性信號(hào)。（ × ）4. 周期信號(hào)的頻譜必是離散的頻譜。（ ）5. 非確定性信號(hào)所描述的物理現(xiàn)象是一隨機(jī)的過(guò)程。（ × ）6. 時(shí)間上離散的信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。（× ）7. 時(shí)間上離散，且幅值上也是離散的信號(hào)稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)。（ ）8. 任何周期信號(hào)都可由不同頻率的正余弦信號(hào)迭加成。（ ）9. 有限個(gè)周期信號(hào)必形成新的周期信號(hào)。（ × ）10. 兩個(gè)周期信號(hào)的周期分別為T(mén)1和T2，若T1/T2=時(shí)，兩周期信號(hào)之和必為周期信號(hào)。（× ）1

4、1. asint+bcos2t是周期信號(hào)。（ ）12. 周期單位脈沖序列的頻譜仍為周期單位脈沖序列。（ ）13. 周期單位脈沖序列的頻譜仍為同周期的單位脈沖序列。（ ）14. 可以認(rèn)為非周期信號(hào)是周期為無(wú)窮大的周期信號(hào)。（ ）15. 瞬態(tài)信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。（ ）16. 非周期性變化的信號(hào)就是隨機(jī)信號(hào)。（× ）17. 單邊帶頻譜的幅值是雙邊帶頻譜的幅值的2倍。（ ） 18. 信號(hào)的頻譜中的高頻分量越多，則表示該信號(hào)在時(shí)域中變化越快。（ ）19. 當(dāng)信號(hào)在時(shí)間尺度上壓縮時(shí)，其頻譜頻帶加寬，幅值增高。（× ）20. 因周期信號(hào)x(t)不滿(mǎn)足絕對(duì)可積條件，所以周期信號(hào)不存在傅立葉

5、變換。（ × ）21. 在相關(guān)分析時(shí)，Rxx()保留了幅值信息，Rxy()保留了幅值和相位的信息。（ ）22. 自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)圖形都是對(duì)縱坐標(biāo)對(duì)稱(chēng)的圖。（× ）23. 兩個(gè)不同頻的正弦信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)為余弦函數(shù)。（ × ）24. 測(cè)試信號(hào)中最高頻率為100Hz，為避免混疊時(shí)域中采樣間隔必須小于1200秒。（）25. 只要信號(hào)一經(jīng)截?cái)?，就不可避免地引起混疊。（ ）1. 傅立葉級(jí)數(shù)中的系數(shù)表示諧波分量的 C 。相位 周期 振幅 頻率2. 一般描述周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是 B ，描述非周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是D 。 相關(guān)系數(shù) 付氏級(jí)數(shù) 拉氏變換 付氏變換3. 周期信號(hào)的

6、頻譜是 E 。 .有限離散的 .無(wú)限連續(xù)的 .無(wú)限離散的 .有限連續(xù)的 .離散的4. (t)函數(shù)的頻譜是 D 。 有限離散頻譜 有限連續(xù)的 無(wú)限離散頻譜 無(wú)限連續(xù)頻譜5. 信號(hào)的頻譜是連續(xù)的 B 。.x(t)=|asin0t| .x(t)=3cos20t· .x(t)=7cos20t+6sint6. 函數(shù)x(t)與沖擊函數(shù)(t)的卷積為 C 。.X() .2X().x(t).2x(t)時(shí)域信號(hào)連續(xù)壓縮，則頻域中高頻成份 C 。不變 減少 增加 不定7. 時(shí)域信號(hào)使其變化速度減慢，則低頻分量將 B 。 不變 增加 減少 不定8. 將信號(hào)在時(shí)域進(jìn)行時(shí)移，則在頻域信號(hào)中將會(huì) D 。 不變

7、擴(kuò)展 壓縮 僅有相移9. 如果分析設(shè)備的通頻帶比磁帶記錄信號(hào)的頻帶窄，可將磁帶記錄儀重放速度 B ，則可以滿(mǎn)足分析要求。 放快 放慢 多放幾次三、問(wèn)答題 1正（余）弦信號(hào)在其描述和頻率結(jié)構(gòu)上有何特殊性？簡(jiǎn)諧信號(hào)和復(fù)雜周期信號(hào)的有何差異？傅里葉級(jí)數(shù)的實(shí)質(zhì)是什么？2周期T對(duì)周期信號(hào)的頻譜有何影響？3準(zhǔn)周期信號(hào)與周期信號(hào)有何異同之處？與非周期信號(hào)有何異同之處？滿(mǎn)足什么要求簡(jiǎn)諧信號(hào)才能疊加出周期信號(hào)？該信號(hào)的周期如何確定？4非周期信號(hào)的頻譜為何是連續(xù)的？它們含的各頻率分量的幅值為何均為無(wú)窮小量？非周期信號(hào)與周期信號(hào)的幅值頻譜在概念上有何差異？在特點(diǎn)上有何差異？5周期與非周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)有何共性？對(duì)實(shí)

8、際測(cè)試有何指導(dǎo)意義？題圖1-16根據(jù)傅里葉變換的性質(zhì)說(shuō)明：信號(hào)在時(shí)域中被壓縮后所對(duì)應(yīng)的頻譜有何變化？如果信號(hào)在時(shí)域中的波形不變，僅改變其在時(shí)間軸上的位置，那么信號(hào)的頻譜將發(fā)生什么變化？7單位脈沖函數(shù)（t）與實(shí)際中的哪些物理現(xiàn)象相對(duì)應(yīng)？它與這些現(xiàn)象有哪些共性上的差異？它的頻譜與一般信號(hào)有何不同？8為什么周期信號(hào)也能進(jìn)行傅里葉變換？周期信號(hào)用傅里葉級(jí)數(shù)和傅里葉變換所作出的頻譜有何異同五計(jì)算題1. 已知一周期信號(hào)付氏級(jí)數(shù)的展開(kāi)式為x(t)=A/2+cos0t+1/3cos30t+1/5cos50t+求該周期信號(hào)的均值，頻率成分，各頻率的幅值，畫(huà)出頻譜圖。2. 求指數(shù)信號(hào)的頻譜X(f)，并做出頻譜圖。

9、題圖2題圖1-23. 求被截?cái)嗟挠嘞倚盘?hào)（題圖1）的傅氏變換X(f)。4. 求單位階躍信號(hào)（題圖2）的U(f)，做出頻譜圖，并根據(jù)幅值頻譜解釋u(t)不是純直流信號(hào)。11. 試述傳感器的定義、組成和分類(lèi)。參量式傳感器與發(fā)電式傳感器有何不同？各舉一例。12. 什么是壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)？常用的壓電材料有哪些？ 13. 簡(jiǎn)述熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)的條件及其四個(gè)基本定律。？14. 簡(jiǎn)述電容、電感傳感器的基本工作原理。變間隙型電容、電感位移傳感器適合測(cè)什么量？常用什么方法改善其非線性度、提高靈敏度？15. 簡(jiǎn)要說(shuō)明渦流傳感器測(cè)位移的原理。如被測(cè)物體是非金屬材料，位移測(cè)量是否可行？為什么？16. 判斷并改錯(cuò)題

10、5) 用任何一種規(guī)格的應(yīng)變片都可以測(cè)量意頻率的動(dòng)態(tài)應(yīng)變。( )6) 測(cè)量小應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度高的金屬絲應(yīng)變片，測(cè)量大應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度低的半導(dǎo)體應(yīng)變片。( )7) 用熱電偶測(cè)溫時(shí)，冷溫度的改變對(duì)測(cè)量結(jié)果是沒(méi)有影響的。（ ）8) 壓電式傳感器更適合靜態(tài)量的測(cè)量。（ ）。9) 霍爾電勢(shì)與電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)系，所以霍爾傳感器只能用來(lái)測(cè)電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度。（ ）10) 壓電傳感器與電荷放大器配合使用時(shí)電纜長(zhǎng)度對(duì)靈敏度的影響可忽略。（ ）17. 如圖1所示，懸臂梁受力F1和F2的作用。（1）試采用4個(gè)應(yīng)變片分別測(cè)量F1和F1，畫(huà)出用應(yīng)變片測(cè)F1和F2時(shí)應(yīng)變片的布置方法，接橋方式，說(shuō)明所用方式能否進(jìn)行溫度

11、補(bǔ)償？并計(jì)算輸出電壓U0。（2）如電阻應(yīng)變片的阻值R=250，靈敏度系數(shù)S2.0，電橋供電電壓Ui=10V，懸臂梁彈性模量。在只受到拉力F1作用時(shí)，測(cè)得電橋輸出電壓為10mV，試求該拉力所產(chǎn)生的應(yīng)變和應(yīng)力。18. 試述熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)的條件及其四個(gè)基本定律？用鎳鉻一鎳硅熱電偶測(cè)量某一溫度時(shí)，已知冷端溫度，測(cè)得熱電勢(shì)，求工作端溫度T。表1鎳鉻一鎳硅熱電偶的分度表。溫度()010208090熱電勢(shì)（mV）00.0000.3970.7983.2663.681.30012.20712.62313.03915.55215.97440016.39516.81817.24119.78820.21450020

12、.64021.06621.49324.05024.476習(xí) 題19. 什么是信號(hào)調(diào)制與解調(diào)？調(diào)制的種類(lèi)有哪些？20. 若調(diào)制信號(hào)的最高頻率為fm，載波頻率為f0，那么fm與f0應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系？原因何在？21. 簡(jiǎn)述濾波器的作用、分類(lèi)和主要性能指標(biāo)。22. A/D轉(zhuǎn)換包括哪幾個(gè)過(guò)程？23. 判斷并改錯(cuò)題11) 交流電橋是乘法器，其輸出既可以是調(diào)幅波，也可以是調(diào)頻波。（ ）12) 壓電式傳感器利用電荷放大器或電壓放大器，其測(cè)量效果相同。（ ）13) AD轉(zhuǎn)換器的作用是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。（ ）14) 濾波器的帶寬表示它的頻率分辨力，通頻越窄則分辨力越低。（ ）15) 直流電橋的平衡條件是R1

13、R3R2R4。其電橋靈敏度是供橋電源的函數(shù)。（ ）圖124. 一濾波器如圖1所示，R為電阻，C為電容，均為定值。（1）試求該濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)H（）（2）如R=1K，C=0.1F，求它的截止頻率。習(xí) 題25. 簡(jiǎn)要說(shuō)明什么是測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性？其主要指標(biāo)有哪些？26. 一階和二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)是什么及它的合理取值范圍？對(duì)系統(tǒng)有何影響？27. 什么是頻率響應(yīng)？幅頻特性曲線和相頻特性曲線各表示測(cè)試系統(tǒng)的什么？28. 測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)試方法有哪些？29. 圖1所示為一測(cè)試系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性圖。當(dāng)輸入信號(hào)為時(shí)，輸出信號(hào)是否失真？當(dāng)輸入信號(hào)為,輸出信號(hào)是否失真？為什么？圖130. 判

14、斷并改錯(cuò)題16) 一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越大越好。（ ）17) 二階系統(tǒng)的固有頻率越小，其工作頻帶越寬。（ ）18) 測(cè)試裝置的靈敏度越高，其測(cè)量范圍就越大。（ ）19) 動(dòng)態(tài)特性好的測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)具有很短的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間和很窄的頻率響應(yīng)特性。（ ）20) 測(cè)試系統(tǒng)不失真測(cè)量條件是其幅頻特性為常數(shù)，相頻特性為零。（ ）31. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電容式位移傳感器的靜態(tài)參數(shù)，其中測(cè)得正反行程輸出值間的最大差值,測(cè)量曲線與擬合直線間的最大偏差，量程為0100cm，試求該傳感器的非線性誤差和回程誤差。32. 進(jìn)行某次動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量時(shí)，所采用的壓電式壓力傳感器的靈敏度為90.9nC/MPa，它與增益為0.005V/nC的電荷放大器