華中科技大學(xué)工程測(cè)試與信息處理 作業(yè)及答案

1、1 請(qǐng)給出3種家用電器中的傳感器及其功能。洗衣機(jī)：水位傳感器 冰箱：溫度傳感器 彩電：亮度傳感器 熱水器：溫度傳感器 空調(diào)：溫度傳感器2 請(qǐng)給出智能手機(jī)中用到的測(cè)試傳感器。重力傳感器、三維陀螺儀、GPS、溫度傳感器、亮度傳感器、攝像頭等。3 系統(tǒng)地提出（或介紹）你了解的（或設(shè)想的）與工程測(cè)試相關(guān)的某一（小）問(wèn)題?？紤]通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)，你如何來(lái)解決這一問(wèn)題。（注意：本題的給出的答案將于課程最后的綜合作業(yè)相關(guān)聯(lián)，即通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，給出詳細(xì)具體可行的解決方案）第二章 普通作業(yè)1請(qǐng)寫(xiě)出信號(hào)的類(lèi)型1) 簡(jiǎn)單周期信號(hào)2) 復(fù)雜周期信號(hào)3) 瞬態(tài)信號(hào)準(zhǔn)周期信號(hào)4) 平穩(wěn)噪聲信號(hào)5) 非平穩(wěn)噪聲信號(hào)第二章

2、 信號(hào)分析基礎(chǔ) 測(cè)試題1. 設(shè)時(shí)域信號(hào)x(t)的頻譜為X(f)，則時(shí)域信號(hào)（C）的頻譜為X(ffo）。  A . B.    C.   D. 2. 周期信號(hào)截?cái)嗪蟮念l譜必是（A）的。  A. 連續(xù)     B. 離散     C. 連續(xù)非周期    D. 離散周期 3. 不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是 (D) 信號(hào)。 A 復(fù)雜周期 B 非周期 C 瞬態(tài) D 隨機(jī)4. 信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述通過(guò) (C) 來(lái)建立關(guān)聯(lián)。A 拉氏變換 B

3、卷積 C 傅立葉變換 D 相乘5. 以下 (B) 的頻譜為連續(xù)頻譜。A周期矩形脈沖 B矩形窗函數(shù) C正弦函數(shù) D周期方波6. 單位脈沖函數(shù)的采樣特性表達(dá)式為（A） 。A B C D 2.6 思考題1) 從下面的信號(hào)波形圖中讀出其主要參數(shù)。解答提示：峰值9.5V，負(fù)峰值-9.5V，雙峰值19V，均值0V。周期=0.06/3.5S2) 繪出信號(hào)的時(shí)域波形解答提示：3) 為什麼能用自相關(guān)分析消去周期信號(hào)中的白噪聲信號(hào)干擾。如何在噪聲背景下提取信號(hào)中的周期信息，簡(jiǎn)述其原理？解答提示：根據(jù)自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)：周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號(hào)，但不保留原信號(hào)的相位信息；隨機(jī)噪聲信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)將隨

4、 t 的增大快速衰減。原始信號(hào)做自相關(guān)后噪聲部分快速衰減，而周期信號(hào)部分保留。4) 簡(jiǎn)述相關(guān)測(cè)速、相關(guān)測(cè)距的原理？解答提示：利用兩個(gè)傳感器，做互相關(guān)分析?；ハ嚓P(guān)曲線(xiàn)上的最大點(diǎn)表明了兩個(gè)傳感器測(cè)量信號(hào)之間的時(shí)間延遲，已知兩個(gè)傳感器之間的距離則可以算出信號(hào)的傳播速度(例如聲音)；已知信號(hào)的傳播速度(例如超聲波)，則可以測(cè)出距離。5) 求周期為T(mén)，幅值為A的方波信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)？tAT解答提示：t1T6) 從下面的幅值譜中讀出信號(hào)的主要頻率成分。解答提示： 1、55Hz,2V 2、110Hz, 1V 3、130Hz,4V 4、175Hz, 2.2V 7) 已知信號(hào)繪出信號(hào)的實(shí)頻虛頻譜、幅值相位譜和功

5、率譜。解答提示：024f100200300024f100200300虛頻譜 實(shí)頻譜024f1002003000f100200300幅值譜 相位譜01020f100200300功率譜第3章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)-普通作業(yè)11. 電阻應(yīng)變片的輸入為（B）。 A力 B 應(yīng)變 C速度 D加速度2. 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠（C） 的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。 A本身物理性質(zhì) B體積大小 C結(jié)構(gòu)參數(shù) D電阻值3. 不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是（D）。 A位移 B材質(zhì)鑒別 C探傷 D非金屬材料4. 變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成（B）關(guān)系。 A非線(xiàn)性 B線(xiàn)性 C反比 D平方5. 半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引

6、起其電阻變化的因素主要是（C）。 A長(zhǎng)度 B截面積 C電阻率 D高通6. 在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是 （D）傳感器。 A電容式 B壓電式 C電阻式 D電渦流式7用電渦流傳感器探測(cè)金屬零件表面裂紋，則電渦流傳感器是( D )式的。 A互感和高頻反射 B自感和低頻投射 C互感和低頻投射 D自感和高頻反射8壓電式傳感器目前多用于測(cè)量（D）。A 靜態(tài)力 B 溫度 C 速度 D 加速度與動(dòng)態(tài)力第3章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)-普通作業(yè)21. 熱電偶可以測(cè)量（ C ）。 A 壓力 B 電壓 C 溫度 D 熱電勢(shì)2. 屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（ D ）。 A重復(fù)性 B線(xiàn)性

7、度 C靈敏度 D固有頻率3. 下列測(cè)力傳感器中，屬于發(fā)電型測(cè)力傳感器的是（ B ）。 A自感式傳感器 B磁電感應(yīng)式傳感器 C電容式傳感器 D應(yīng)變式傳感器4. 在光線(xiàn)作用下，能使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)（ B ）。光電效應(yīng) B光生伏特效應(yīng) C內(nèi)光電效應(yīng) D外光電效應(yīng)5. 在霍爾元件的主要指標(biāo)中，KH是指（ A ）靈敏度。磁乘積電流電勢(shì)6. 傳感器在正、反行程中輸出輸入曲線(xiàn)不重合稱(chēng)為（ B ）。 A非線(xiàn)性 B遲滯 C重復(fù)性 D靈敏度誤差第三章綜合作業(yè)1) 在什么條件電阻式傳感器的輸出量與輸入量之間有較好的線(xiàn)性關(guān)系？ 解答提示：測(cè)量負(fù)載電阻趨近于無(wú)窮大。2) 簡(jiǎn)述應(yīng)變式電阻傳感器的工作原理，

8、其測(cè)量電路有何特點(diǎn)？解答提示：測(cè)量原理，測(cè)量電路為電橋。3) 電容式傳感器的工作原理是什么？ 解答提示：平板電容當(dāng)被測(cè)的量使、A或發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起電容C的變化。根據(jù)電容器變化的參數(shù)，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三類(lèi)，。4) 何謂渦流效應(yīng)？怎樣利用渦流效應(yīng)進(jìn)行位移測(cè)量？ 解答提示：把一塊金屬板置于一只線(xiàn)圈的附近，當(dāng)線(xiàn)圈中通入高頻交變電流時(shí)，產(chǎn)生交變磁，在金屬板表層上產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為渦流效應(yīng)。渦流效應(yīng)反作用于線(xiàn)圈產(chǎn)生的感抗是金屬板與線(xiàn)圈距離的函數(shù)通過(guò)分壓電路測(cè)量出感抗Z的變化就可以實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量。5) 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)幾種測(cè)量物體位移的方法，描述其基本原理，各種方法的特點(diǎn)

9、，局限性。解答提示：電阻傳感器，大量程，低精度，接觸測(cè)量 電容傳感器，小量程，高精度，接觸測(cè)量 超聲波傳感器，超大量程，低精度，非接觸測(cè)量6) 試比較熱電偶測(cè)溫與熱電阻測(cè)溫原理有什么不同。 解答提示：熱電偶測(cè)溫是基于材料的熱電效應(yīng)，熱電阻測(cè)溫是基于半導(dǎo)體材料的電阻效應(yīng)。7) 選擇傳感器時(shí)，一般主要考慮哪些因素？ 解答提示：靈敏度、響應(yīng)特性、線(xiàn)性性、穩(wěn)定性、精確度、測(cè)量方式。第4章 測(cè)試系統(tǒng)特性-普通作業(yè)11.（ D ）不屬于測(cè)試系統(tǒng)的靜特性。A 靈敏度 B線(xiàn)性度 C回程誤差 D阻尼系數(shù)2. 從時(shí)域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng) (C ) 響應(yīng)的卷積。A 正弦 B階躍 C脈沖 D斜坡3. 兩環(huán)節(jié)

10、的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系統(tǒng)，其相頻特性為（B）。A B C D4. 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量（ D ）。A 存在，但<5 B存在，但<1C在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在 D不存在5. 忽略質(zhì)量的單自由度振動(dòng)系統(tǒng)是 ( B ) 系統(tǒng)。A 零階 B一階 C二階 D高階6. 一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是（ C ）。A固有頻率 B線(xiàn)性度 C時(shí)間常數(shù) D阻尼比第4章 測(cè)試系統(tǒng)特性-普通作業(yè)21. 用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值（ A ）倍所經(jīng)過(guò)的時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。 A 0.632 B 0.865 C 0.950 D 0.9822. 測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)定方

11、法包括階躍響應(yīng)試驗(yàn)和( A )試驗(yàn)。A頻率響應(yīng) B脈沖響應(yīng) C傳遞函數(shù) D任意輸入響應(yīng)3. 提高二階系統(tǒng)的固有頻率，可以擴(kuò)大系統(tǒng)的工作（A）范圍。 A.頻率 B.阻尼C.相位 D.幅值4. 如果系統(tǒng)的權(quán)函數(shù)為h(t)，系統(tǒng)的輸入x(t)為單位脈沖函數(shù)，此時(shí)系統(tǒng)輸出y(t)為（C）A. h(t)x(t) B. x(t) C. h(t) D.無(wú)法確定5. 輸入x(t)和輸出y(t)的相干函數(shù)的取值在和之間，可能是（D）。A. 有外界噪聲干擾 B.系統(tǒng)是非線(xiàn)性的 C.輸出y(t)是輸入x(t)和其它輸入的綜合輸出D. 以上三種6. 一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測(cè)量范圍(B )。A越寬 B越窄

12、 C不變 D不確定第5章 信號(hào)調(diào)理技術(shù)-普通作業(yè)11直流電橋同一橋臂增加應(yīng)變片數(shù)時(shí)，電橋靈敏度將( C )。A增大 B減少 C不變 D變化不定2調(diào)制可以看成是調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)( A )。A相乘 B相加 C相減 D相除4理想濾波器在通帶內(nèi)的幅頻特性為(A)。A常數(shù) B 零 C零或常數(shù) D無(wú)法確定5. 如果隔振臺(tái)對(duì)低頻激勵(lì)起不了明顯的隔振作用，但對(duì)高頻激勵(lì)卻有很好的隔振作用，那么，隔振臺(tái)屬于(B)。A 高通濾波器 B 低通濾波 C 帶通濾波器 D 帶阻濾波器6 濾波器的-3dB截止頻率指信號(hào)幅值衰減為輸入幅值( C )對(duì)應(yīng)的頻率。A B 1 C D 1/27若一選頻濾波器的幅頻特性是：在fc間接

13、近常數(shù)，在fc0之間急劇衰減。該濾波器為(B )濾波器。  A 低通   B 高通    C 帶通    D 帶阻 8. 設(shè)有一電路，是工作橋臂，是固定電阻，且。工作時(shí)，則電橋輸出電壓（ A ）。為電橋的電源電壓。A B C D 第6章 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)-普通作業(yè)11.對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，若信號(hào)的記錄時(shí)間不變，采樣頻率越高，則( C )。A 泄漏誤差越大 B 頻率混疊越嚴(yán)重 C 采樣點(diǎn)數(shù)越多 D 頻域分辨率越低2數(shù)字信號(hào)的特征是（ B ）。A 時(shí)間上離散，幅值上連續(xù)B 時(shí)間、幅值上都離散C 時(shí)間上連續(xù)，

14、幅值上量化D 時(shí)間、幅值上都連續(xù)3A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則其（ B ）。A 分辨力越低 B 轉(zhuǎn)換精度越高 C 轉(zhuǎn)換速度越快 D 轉(zhuǎn)換時(shí)間越短4. 模擬信號(hào)在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換前，通常要先進(jìn)行（ B ）濾波A高通 B低通 C帶通 D帶阻5. 記錄500Hz的正弦信號(hào)，宜采用采樣頻率為（ D )Hz的模數(shù)轉(zhuǎn)換器較合適。 A.120 B.400 C.800 D.25006如果窗函數(shù)頻譜的主瓣峰值相對(duì)于左右旁瓣峰值越大，則該窗函數(shù)的泄漏誤差（A）。A.越小 B. 越大 C.不定 D.不確定第7章 虛擬儀器技術(shù)-普通作業(yè)11.以下( D )不是虛擬儀器所采用的信號(hào)測(cè)量硬件模塊。A GPIB接口卡 B VX

15、I C DAQ D 顯示卡2以下( B )不是常用的虛擬儀器的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。A Labview B Autocad C Agilent VEED Dasylab Windows3虛擬儀器主要工作集中在（ A ）。A 軟件開(kāi)發(fā) B 電路設(shè)計(jì) C 電路制作 D 電路調(diào)試4.下列哪種總線(xiàn)產(chǎn)品對(duì)PCI總線(xiàn)產(chǎn)品完全兼容。（ A ）A PXI總線(xiàn) B GPIB總線(xiàn) C VXI總線(xiàn) D RS-232串口總線(xiàn)5. 下列哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的？（B ）A虛擬儀器采用的是面向?qū)ο蠛涂梢暬幊碳夹g(shù)。B在程序運(yùn)行的過(guò)程中波形的可見(jiàn)性是不可以改變的。C在LabVIEW中，VI程序的運(yùn)行是數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的。D在創(chuàng)建子程序時(shí)，可

16、以使用連線(xiàn)工具給前面板的控制器和指示器分配端口。6. 判斷正誤：目前數(shù)字信號(hào)處理正在逐步取代用模擬電路實(shí)現(xiàn)的模擬信號(hào)處理。（ 正確 ）綜合作業(yè)1) 用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為0.35S的一階裝置去測(cè)量周期為1S，2S和5S的正弦波規(guī)律變化的信號(hào)，問(wèn)幅度減小量是多少？解答提示：將時(shí)間常數(shù)為0.35S和周期1S，2S和5S轉(zhuǎn)換為角頻率帶入。2) 信號(hào)放大電路的種類(lèi)，如何根據(jù)傳感器輸出特性選擇合適的放大電路 ？解答提示：直流放大器、交流放大器、電荷放大器、電橋。電阻元件用直流放大器，電感和電容元件可用交流放大器。壓電傳感器用電荷放大器。3) 如何消除調(diào)幅波中的過(guò)調(diào)失真？解答提示：直流偏置足夠大，大于信號(hào)的負(fù)峰值。4) A/