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第二章信号分析基础(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态非周期信号。5、描述随机信号的时域特征参数,有均值x,均方值2x,方差2x6、对信号的双边谱而言,实频谱(幅频谱)总是偶对称,虚频谱(相频谱)总是奇对称。7、信号x(t)的均值μx表示信号的直流分量,方差2x描述信号的波动量。7、当延时τ=0时,信号的自相关函数Rx(0)=2x,且为Rx(τ)的均方值。9、周期信号的自相关函数是同频率周期信号,但不具备原信号的相位信息。10、为了识别信号类型,常用的信号分析方法有概率密度函数、和自相关函数。11、为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有傅里叶变换法、和滤波法12、设某一信号的自相关函数为)cos(A,则该信号的均方值为2x=A,均方根值为xrms=A。(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。(对)2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。(对)3、非周期信号的频谱一定是连续的。(错)4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。(错)5、随机信号的频域描述为功率谱。(对)6、互相关函数是偶实函数。(错)(三)单项选择题1、下列信号中功率信号是()。A.指数衰减信号B.正弦信号、C.三角脉冲信号D.矩形脉冲信号2、周期信号x(t)=sin(t/3)的周期为()。A.2π/3B.6πC.π/3D.2π3、下列信号中周期函数信号是()。A.指数衰减信号B.随机信号C.余弦信号、D.三角脉冲信号4、设信号的自相关函数为脉冲函数,则自功率谱密度函数必为()。A.脉冲函数B.有延时的脉冲函数C.零D.常数5、两个非同频率的周期信号的相关函数为()。A.0B.1C.πD.周期信号6、概率密度函数提供的信号的信息是()。A.沿频率轴分布B.沿时域分布C.沿幅值域分布D.沿强度分布7、不能用确定的数学公式表达的信号是()。A.复杂周期信号B.瞬态信号C.随机信号D.非周期信号8、已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为()。A.)3(2fXB.)3(32fXC.)(32fXD.2X(f)(四)简答和计算题1、求正弦信号txtxsin)(0的绝对均值μ|x|和均方根值xrms。2、求正弦信号)sin()(0txtx的均值x,均方值2x,和概率密度函数p(x)。3、求指数函数)0,0()(taAetxat的频谱。4、求被截断的余弦函数TtTtttx||0||cos)(0的傅立叶变换。5、求指数衰减振荡信号)0,0(sin)(0tatetxat的频谱。6、已知信号)42cos(4)(0tftx,试计算并绘图表示(1)傅里叶级数实数形式的幅值谱、相位谱;(2)傅里叶级数复数形式的幅值谱、相位谱;(3)幅值谱密度。7、已知信号)sin()cos()(2221110tAtAAtx,求信号的自相关函数)(xR,并画出自功率谱)(xS(双边幅值谱)。8、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。9、相关滤波器的基本原理是什么?举例说明其工程应用。同频相关、不同频不相关。应用:通过两个间隔一定距离的传感器来不接触地测试物体的速度。10、试根据一个信号的自相关函数图形,讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成分。信号的常值分量为其自相关函数均值的开方,周期成分与其自相关函数周期成分的频率相同、幅值成比例关系;11、某一系统的输入信号为x(t),若输出y(t)与输入x(t)相同,输入的自相关函数)(xR和输入—输出的互相关函数)(xyR之间的关系为)()(TRRxx,试说明该系统起什么作用?该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前T;第三章测试系统的基本特性(一)填空题1、某一阶系统的频率响应函数为121)(jjH,输入信号2sin)(ttx,则输出信号)(ty的频率为0.5,幅值y2/1,相位45。2、试求传递函数分别为5.05.35.1s和2224.141nnnss的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度1233、为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有傅里叶变换、和滤波法。4、当测试系统的输出)(ty与输入)(tx之间的关系为)()(00ttxAty时,该系统能实现测试。此时,系统的频率特性为)(jH00tjeA。5、传感器的灵敏度越高,就意味着传感器所感知的被测量越小。6、一个理想的测试装置,其输入和输出之间应该具有线性关系为最佳。(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)(1Q和)(2Q,则两环节串联组成的测试系统,其相频特性为。(1))()(21QQ(2))()(21QQ(3))()()()(2121QQQQ(4))()(21QQ4、一阶系统的阶跃响应中,超调量。(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系统。(1)零阶(2)一阶(3)二阶(4)高阶6、一阶系统的动态特性参数是。(1)固有频率(2)线性度(3)时间常数(4)阻尼比7、用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数,可取输出值达到稳态值倍所经过的时间作为时间常数。(1)0.632(2)0.865(3)0.950(4)0.9828、属于传感器动态特性指标的是()。(1)重复性(2)线性度(3)灵敏度(4)固有频率9、测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为()。(1)精度(2)灵敏度(3)分辨率(4)精密度10、不属于测试系统的静特性是()。(1)灵敏度(2).线性度(3)回程误差(5阻尼系数(三)判断对错题(用√或×表示)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。(错)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。(对)3、当输入信号)(tx一定时,系统的输出)(ty将完全取决于传递函数)(sH,而与该系统的物理模型无关。(对)4、传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。(对)5、测量装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。(错)6、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。(错)(四)简答和计算题1、什么叫系统的频率响应函数?它和系统的传递函数有何关系?2、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些?静态特性:灵敏度、线性度、回程度、稳定性动态特性:一阶:时间常数二阶:阻尼比、固有频率3、测试装置实现不失真测试的条件是什么?(1)系统的幅频特性在输入信号频谱范围内为常数(2)系统地相频特性是过原点且具有负斜率的直线4、某测试装置为一线性时不变系统,其传递函数为1005.01)(ssH。求其对周期信号)45100cos(2.010cos5.0)(tttx的稳态响应)(ty。5、将信号tcos输入一个传递函数为ssH11)(的一阶装置,试求其包括瞬态过程在内的输出)(ty的表达式。6、有一传感器,其实测的输入/输出特性曲线(校准曲线)与拟合直线的最大偏差为△Lmax=4℃,而理论满量程测量范围为(-40~120)℃,试求该传感器的线性度。max40.025160LSA7、压电式加速度传感器与电荷放大器联接,电荷放大器又与一函数记录仪联接,如下图所示。已知,传感器的电荷灵敏度kq=100pC/g,电荷放大器ku=1mv/pC,被测加速度a=0.5g。若函数记录仪的灵敏度ky=2mm/mV,求记录仪在纸上的移动距离y=?1000.512100ymm题2图a压电式传感器kq电荷放大器ku对象圣对象函数记录仪ky对象圣对象y第四章信号调理(一)填空题1、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为电压或电流输出的装置。2、在桥式测量电路中,按照激励电压的性质,电桥可分为直流和交流电桥。3、在桥式测量电路中,根据工作时阻抗参与变化的桥臂数可将其分为半桥与全桥测量电路。4、调幅是指一个高频的正(余)弦信号与被测信号相乘,使高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的相乘。5、调频波的解调又称为鉴波。6、调频是利用信号电压的幅值控制一个振荡器,使其输出为等幅波,而频率与信号电压成正比。7、常用滤波器的上、下截止频率1cf、2cf的定义为幅频特性曲线下降为最大值的12对应的频率,其带宽12ccffB,若为倍频程滤波器1cf与2cf的关系为122ccff。8、RC低通滤波器中RC值愈大,则上截止频率愈低。(二)选择题1、设有一电路,1R是工作桥臂,2R,3R,4R是固定电阻,且4321RRRR。工作时1112RRR,则电桥输出电压ye()。0e为电桥的电源电压。(1)0114eRR(2)0112eRR(3)011eRR(4)0112eRR2、调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号。(1)相乘(2)相除(3)相加(4)相减3、电路中鉴频器的作用是。(1)使高频电压转变成直流电压(2)使电感量转变为电压量(3)使频率变化转变为电压变化(4)使频率转变为电流4、一选频装置,其幅—频特性在2f区间近于平直,在02f区间急剧衰减,这叫滤波器。(1)低通(2)高通(3)带通(4)带阻5、一带通滤波器,其中心频率是0f,-3dB带宽是B,则滤波器的品质因数Q等于。(1)Bf0(2)Bf0(3)Bf0(4)Bf06、为测量和记录Hz200的正弦信号,最好选用型号的振动子比较合适。(1)FC6-120(2)FC6—120A(3)FC6—400(4)FC6—12007、伺服式记录仪的特点是。(1)记录缓变信号幅值准确性高(2)记录缓变信号幅值准确性低(3)记录中频信号幅值准确性高(4)记录高频信号准确性高8、载波频率为0f,被调制信号的最高频率为mf,两者的关系为()。A.0fmfB.0fmfC.0fmfD.0fmf9、在电桥测量中,由于电桥接法不同,输出的电压灵敏度也不同,可以得到最大输出的接法是()。A.单臂电桥B.1/2臂电桥C.差动电桥D.全臂电桥10、一选频装置,其幅—频特性在2f区间近于平直,在02f区间急剧衰减,这叫()滤波器。A.低通B.高通C.带通D.带阻11、仅使频率在21~ccff之间的信号通过,应采用()。A.带阻滤波器B.低通滤波器C.带通滤波器D.高通滤波器(三)判断对错题(用√或×表示)1、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。(对)2、调幅波是载波与调制信号的叠加。(错)3、带通滤波器的波形因数值越大,其频率选择性越好。(错)4、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。(对)(四)简答和计算题1、何谓电桥平衡?要使直流电桥平衡,桥臂参数应满足什么条件?交流电桥应满足什么条件?电桥平衡是指使得对角支路中电流为零的状态。直流平衡条件:1324RRRR交流平衡条件:电感式:13241342RRRRLRLR电容式:13243412RRRRRRjwCjwC2、调幅波的解调方法有哪几种?同步解调、整流、包络法检波等。3、测量放大器有什么特点?测量放大器无论是直流还是交流的共模抑制比都非常大,失真也很小。能够获得低噪声和低漂移的输出等等。4、抗混滤波器的作用是什么?它选用何种滤波器?其截止频率如何确定?作用:过滤掉信号的高频成分和干扰,人为地将信号带宽限定在一定的范围内。4
本文标题:机械工程测试技术参考
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