合肥工業(yè)大學測試技術基礎例卷

一、填空題（30分，每空1分）1（1（23（4）和顯示記錄等幾部分構成。(1)傳感器、(2)信號調(diào)理、(3)傳輸、(4)信號處理2、本課程研究對象是常用（4）的（5）測試。(4)機械量、(5)動態(tài)測試、3、周期信號的幅頻譜具有（6（7）和（8）(6離散性、(7諧波性、(8收斂性4、隨機信號的特征主要參數(shù)有（9（10（1）和功率譜密度函數(shù)。(9均值、方差、均方值(10概率密度函數(shù)(11自相關函數(shù)5、裝置的幅頻特性反映了裝置對不同頻率的簡諧信號幅值的（11）能力，而相頻特性反映了裝置對不同頻率的簡諧信號（12）的前后移動能力，這兩個特性合起來稱為（13）函數(shù)。(11)縮放能力、(12)相位、(13)頻率響應函數(shù)6、二階系統(tǒng)的特征參數(shù)有（14）和（15）兩個，其中（16）0.60.8之間。(14)(15)(16)阻尼比7、熱電偶傳感器的原理是基于（17）原理，熱電勢由（18）和（19）兩部分構成。(17)熱電效應、(18)溫差電勢、(19)、接觸電勢8、帶通濾波器用參數(shù)來表示濾波器的分辨能力，其中心頻率為和(20)(21)上截止頻率(22)率9、頻率調(diào)制的解調(diào)器之一為鑒頻器器，從原理上可以把其看成有（23）和（24）環(huán)節(jié)串聯(lián)而成。(23)高通濾波器、(24)包絡檢波器10、從實驗現(xiàn)象中可以看出周期三角波的自相關函數(shù)近似為（25）波。(25)簡諧1、數(shù)字信號處理系統(tǒng)由（26（27（28）和結果顯示等部分構成。(26預處理、(27)A/D轉換、(28信號分析處理12、測振傳感器有稱為拾振器，有一種稱為阻抗頭，其前部是一個壓電式（29）傳感器、后部為一壓電式（30）傳感器。力、(30)加速度二、簡答題（20分，每小題5分）1、試以測試系統(tǒng)線性誤差為例簡要說明測試系統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)的校準原理和過程。定擬合直線，比較校準曲線和擬合直線得到靜態(tài)參數(shù)。2、單位脈沖函數(shù)是測試中經(jīng)常使用的典型信號之一，其頻譜是什么？簡述其在測試技術中的應用。答：單位脈沖函數(shù)的頻譜為常值1，即在所有頻率段其幅值密度是等于1。在測試技術中可以利用脈沖函數(shù)采樣性質(zhì)對連續(xù)信號采樣；可以利用其卷積性質(zhì)，在時域或頻域得到一般信號卷積的解析結果。3、很多傳感器都做成差動式，試舉例解釋什么是差動式傳感器？差動傳感器在測試是如何使用的，有什么優(yōu)點？的規(guī)律減少，如差動變壓器電感傳感器，被測量使一個線圈的輸出電感量增加，會使另一個線圈的電感量減少。度，減少測量誤差的效果。4、電阻應變片在電橋測量電路中要進行正確接橋，以其達到提高輸出靈敏度和減少干擾的目的，試以等強度梁測試實驗為例進行說明。相鄰橋臂；對干擾信號，同極性接到相鄰橋臂，反極性接到相對橋臂；使電橋的輸出具有較大的靈敏度，較好的抗干擾性。三、計算題（40分）1x(t)

2A(12cost2cost

2costL（15分）試畫出其單邊幅頻圖和相頻圖。

3 0 15

0 35 0y(tt450的互相關函數(shù)；0

（1）X(t)可以改寫為如下形式x(t)2A(12sin(2t3)2sin(4t3)

2sin(6t)L) 3 0 2

0 2 35 0 2頻譜圖如下：根據(jù)展開式其單邊頻譜圖為：2An2An34A4A3502460000n320246（2）求出其與y(t)cos(3t450)的互相關函數(shù)；0令x(t)為:x(t)x0

(t)x2

(t)x4

(t)x6

(t)L；y(t)t450)0則R )Rxy xy0

)Rx2

)Rx4

)Rx6

)L根據(jù)同頻相關、不同頻不相關的原理只有x(t)的二次諧波和y(t)相關所以：R )Rxy xy2

)x(t)4Asin(2t)2而： 024Asin(2t)0 2x 4A,y 120 0x(t)超前y(t)

,即=52R )Rxy

4 4)1x ycos(2t)2 20 0 014A1cos(2t)2 2 0 42Acos(2t5)2 0 4

()2Acos(2t5)xy 2 0 4210rad/s100rad/s500rad/s10%，噪聲最少抑制95%，（15）解：先根據(jù)對有效成分的幅值誤差不大于10%的要求先選取濾波器的時間常數(shù)A(1

)0.9111)2111()2 1 0.9(1)21(1)210.91解得：0.04843低通濾波器的截止頻率為f 12

3.2879Hz0.04843500rad/s1)1)2221(5001(5000.04843)20.04126A(2

)1A()2幅值誤差為： 10.0412695.17495.174%95%滿足抑制噪聲的要求。對于1000rad/s正弦干擾，根據(jù)低通濾波器的特性，更能滿足要求。（2）該濾波器的幅頻特性、相頻特性和頻響函數(shù)為：H() 1 111j0.048431()21()21(0.048431(0.04843)2()arctan()arctan(0.04843)3、求下圖中信號的頻譜，包括幅頻譜及相頻譜，并示意畫出幅頻譜X(f)的圖形（可以利用典型信號的頻譜和傅立葉積分的性質(zhì)求解（10分）A0A02Tt解：該信號為窗長為2T的對稱矩形窗函數(shù)W(t)向右平移了T的窗函數(shù)，根據(jù)典型信號矩形窗的頻譜和信號的時移特性可得：（1）窗長為2T的對稱窗函數(shù)的傅立葉變換為W(f)2ATsinc(2Tf)平移了T后的傅立葉變換為：X(f)ej2fTW(f)ej2fT2ATsinc(2fT)2ATej2fTsinc(2fT)相頻譜為：

其幅頻譜為：sin(2Tf)2TfX(f)sin(2Tf)2Tf(f)arctanImX(fReX(ffT其幅頻圖為：

0sinc(2fT)四、設計題（10分）10.01mm0.02mm答：根據(jù)題目的要求，是要連續(xù)檢測出薄膜生產(chǎn)線不同位置的速度，以此來動態(tài)調(diào)節(jié)前后輥的轉速，可以通過檢測前后輥附近薄膜的厚度，利用相關測速方法來測出薄膜拉伸的線速度以此為依據(jù)來調(diào)節(jié)前后輥轉速以此首先要選擇一個塑料薄膜厚度傳感器來檢測不同位置的薄膜厚度，不同位置的薄膜的厚度，根據(jù)給定的參數(shù)，可以選擇或設計一個變介質(zhì)的電容傳感器來在檢測薄膜的厚度。傳感器的原理是在兩個極板之間使薄膜通過，傳感器輸出的電容量與薄膜的厚度有關通過計算的可以得到薄膜厚度和傳感器輸出電容之間的關系。該薄膜的厚度范圍為 0.01mm到0.02mm之間適合變介質(zhì)電容傳感器進行檢測?？梢詫崿F(xiàn)不失真測量。其動態(tài)特性也可以滿足要求其次，利用相關測速來在線檢薄膜的線速