石大040118机电信息检测与处理技术期末复习题.docx

机电信息检索与处理技术课程综合复习资料一、单选题1.如图所示的交流电桥的平衡条件为（）。A.ZlZ2=Z3Z4»+2=3+4B.ZlZ3=Z2Z4,÷2=3+4C.ZlZ3=Z2Z4,+3=2÷4D.ZleZ4=Z2*Z3,1+4=3+2答案：C2瞬态信号Hf)的频谱为X(F),则X(K)的频谱为()。A.X(V)B.X(M)C.Ncm)D.kX(fk)答案：C3.对于余弦信号x(f)=Acos(50加+e)+A2<x>s(lOO加+外)，按采样定理，采样时间间隔应(),才能保证信号不失真。A.小于40msB.小于20msC小于IOmsD.小于30ms答案：B4»函数延时EO后的频谱函数(/)为()。B./WC.产MD.2"W答案：C5.瞬态信号X的频谱为X(F),则Md)的频谱为OoA.X(kf)B.X(A)C-x()D.kXf!k答案：C6.X和Nf)为两个周期信号，T为共同周期，其互相关函数表达式为R*(C为()。A.常数B.逐步衰减为零C.与M力同周期的周期信号D.不确定答案：C7.数字信号处理中，采样频率/与被测信号中最高频率成分工.的关系应为).A，£=B.A2AC.A2D-小0刀；答案：B8.测试系统不失真的测试条件为。A.XO=0x(Z-0),co)=-函仆B.A(<)=&,"()=AoEJsC.以上均是答案：C9.Mr)*b(f-%)的结果为Ooa.Xa)B.r-ro)C.x(r°)D.MO)答案：B10若滤波器的下截止频率为口，上截止频率为，2,则其中心频率/。为()。Z22D*2CJ九£d1+3答案：C11.如图所示的交流电桥的平衡条件为()。A.zlz2=z3z4B.1+2=3+4C.zlz3=z2z4答案:C12.下列哪个不是傅里叶变换对？B."2办和b(f-f°)C.单位脉冲响应函数和传递函数D.单位脉冲响应函数和频率响应函数答案：C13.下列哪些不是测试装置应该满足的不失真测试的条件？A.火力=4式。B.yQ)=Mt)C.A(o)A13D.飙(P)=一叫答案：A14.自感式电感传感器通过改变下列哪些量从而改变线圈的自感量进行工作？A.线圈直径B.导磁截面积C.电流强度答案：B15.均值、方差和均方值的相互关系为()。A.*：=无-C-忆=不+吃答案：C16.判断下面的说法是否正确：初始条件为零的条件下，测试装置输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比称为装置的传递函数。A.正确B.错误答案：A17.判断下面的说法是否正确：二阶装置在固有频率一定时，将阻尼比C调至C=0.7,其目的是使装置满足不失真测量的频率范围较宽。A.正确B.错误答案:A18.判断下面的说法是否正确：水银温度计是利用了水银的热胀冷缩性质来实现信号转换的,这类的传感器为物性型传感器。A.正确B.错误答案：A19.判断下面的说法是否正确：一阶装置的时间常数越大，说明其测试信号的频率范围越宽。A.正确B.错误答案：B20.判断下面的说法是否正确：单位脉冲响应函数与系统的传递函数为一拉普拉斯变换对。A.正确B.错误答案：A21.数字信号的特征是OoA.时间上离散幅值上连续B.时间上和幅值上都连续C.时间上连续幅值上离散D.时间上和幅值上都离散答案：D22.非线性度是表示定度曲线O的程度。A.接近真值B.偏离其似合直线C.正反行程不重合答案：B23.非周期信号中的瞬态信号的频谱是（）。A.离散的B.连续的C.基频的整数倍D.有可能连续也有可能离散答案：B24.判断下面的说法是否正确：数字信号的特征是时间上离散幅值上连续。A.正确B.错误答案：B25.判断下面的说法是否正确：稳定度是指测量装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力。A.正确B.错误答案：A二、填空题1.当一测试装置输入X有一变化量AX,它引起的输出Y有一相应的变化量AY,则AY/AX称为装置的()。答案:灵敏度2.若一测试装置的输入信号为x(t),输出信号为y(t),则该装置在有一定延时S的输出波形无失真的条件，y=()。答案：y(r)=&M-布)3.测试装置特性在时间域中可以用单位脉冲响应函数来描述，在复数域中可以用传递函数描述，在频率域中可以用O描述。答案:频率响应函数4.压电传感器前置放大器的形式有电压放大器和()两种。答案:电荷放大器5.5«)函数的采样性质(t)x(t)dt=Oo答案：X(O)6.信号自相关函数在O时出现最大值。答案：T=O7若x(t"y(t)分别是X(f)、Y的傅立叶变换对，则x(t),y(t)的卷积x(t)*y的频谱为().答案：X(fW(f)8.单位脉冲响应函数与传递函数的关系为拉普拉斯变换对，与频率响应函数的关系为()。答案：傅里叶变换对9.各态历经随机过程X的均值（）。答案=1吧打加成10.频率响应函数H（加）的模"（/阙称为幅频特性，幅角¢（.）称为（）。答案：相频特性11."（JHO的物理意义是：H（jw）等于稳态正弦输出与输入幅值比，O（W）则为正弦输出与输入（）。答案：相位差12.从频域上看，周期信号与瞬态信号的主要差别在于周期信号的频谱是离散的，瞬态信号的频谱是（）。答案：连续的13.某压力传感器测量的最小压力为O.O5MPa,测量的最大压力为了50MPa,则其动态（测量）范围为（）dB。答案：6014.己知信号的自相关函数为ACoS3,请确定该信号的均方根值XrmS=（）«答案：V15.数字信号是指时间和幅值都具有O特性的信号。答案：离散16.一个测试系统通常有传感器、信号调理装置和O三部分组成。答案：显示记录装置17.压电式传感器的工作原理是基于某些物质的（）。答案：压电效应18.信号根据独立变量取值是否连续分可以分为离散信号和O两种。答案：连续信号19.某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为C信号。答案:确定性20.系统的特性在时域可用O函数来描述。答案:单位脉冲响应三、问答题1、请解释：测试技术、静态测试答案：测试技术是具有试验性质的测量。静态测试是信号不随时间变化或相对观察时间变化非常缓慢的测试过程。2、请解释：调制、同步解调答案:调制是用己低频信号去控制己高频信号的某一特征量发生变化的过程。同步解调指己调幅波再次与原载波信号相乘，利用放大和滤波解调出原始信号的过程。3,请解释:分辨力、截止频率答案：分辨力是测试装置分辨输入量微小变化的能力。截止频率是幅频特性值等于0707A时所对应的频率点。4.何为频率响应函数？并说明A(O)和伊(0)的物理意义。答案：初始条件为零时，输出的付里叶变换与输入的付里叶变换两者之间的比值为频率响应函数。A(O)的物理意义为输出与输入的幅值比:奴切的物理意义为输出与输入的相位差。5写出延时为/。的6(f)函数的卷积性质，并说明其物理意义。答案:x(t)*(t-t0)=x(ttf,)物理意义：任何函数Xa)和6(?To)的卷积相当于x(r)的图形由坐标原点搬移到6(?-%)函数的位置原点4处，即在%处重新构图。6.说明一阶系统和二阶系统的常数有哪些？并说出一二阶系统不失真测试条件。答案:一阶系统为时间常数；二阶系统为固有频率和阻尼比。一阶系统不失真测试条件：3t0.2-0.3二阶系统不失真测试条件：7=0.6-0.8,0.67.写出具有延时为%的S(f)函数的采样性质，并说明其物理意义。答案：x(f)b(f-%)d=x(%)物理意义：任何函数X和6(fT。)的乘积是一个强度为X&)的函数，其在无限区间内的积分则是X(f)在r=%时刻的函数值XaO)。8.若载波为余弦信号，请写出信号(r)在时域中调幅和同步解调的过程答案:设载波信号为cos2期，则调幅过程的时域描述为x(t)cos2研同步解调是指己调幅波再次与原载波信号相乘，利用放大和滤波解调出原始信号，时域分析如下：x(t)COs2炉y05功，=今+1(，)：05023)利用低通滤波器滤去2f的高频信号，再放大后得到Hf)9.何谓金属电阻应变片的应变效应？答案:金属电阻的变化与作用在应变片上的应变值成正比，即：-(l+2+ZE)f10应变仪电桥的和差特性是什么？答案:u_y=l/4u_0(AR_1)/R-(AR_2)R+(AR_3)/R-(AR_4)/R)=l/4u_0S_g(e_l-e_2+e_3-s_4)11.说明二阶装置阻尼比多采用0.6-0.7的原因。答案：根据二阶系统不失真测试的条件，若，选在0.6-0.8之间，则系统将以较短时间进入稳态值相差的范围内，对尽量满足测试系统不失真测试的条件是非常有利的。12.请解释:确定性信号、非确定性信号答案：确定性信号是可用明确的数学关系式描述的信号。非确定性信号是指所描述物理现象的一种随机过程，不能用数学式表达，其幅值、相位变化不可预知的信号。13.请解释：压阻效应、压电效应答案:压阻效应指半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时电阻率P发生变化的现象。压电效应是当物质受到外力作用时，内部极化表面生成极性相反的电荷形成电场，当外力去掉时重新回到原来的状态的现象。14.何谓连续信号和模拟信号？两者关系如何？答案：连续信号是指信号的变量取值是连续的信号，模拟信号是指信号的变量取值是连续的而且信号幅值取值也是联系的信号。两者之间的关系：模拟信号肯定是连续信号，而连续信号不一定是模拟信号。15.什么是调制和解调？为什么要调制？答案：所谓调制，就是在调制信号(测试信号)的控制下，使载波信号(工作信号)的某些参数(如幅值、频率、相位)发生变化的过程。解调，就是从己调制波中恢复出调制信号的过程。经过调制后可采用交流放大，比直接用直流放大效果好且调制波抗干扰能力强，也便于传输。四、计算题1.一测试系统中传感器Tl,中间变换装置T2和记录仪器T3组成，它们的传递函数分别为，c,试求：该系统的总传递函数H(s),频率响应函数H(W)和幅频特性、相频特性。答案：系统的总传递函数为："(5)=Hl(s)Hl(s)H3(5)=(S+)(s+匕)s“+(+b)s+ab频率响应函数为：(j)“÷(÷o)j÷abab-"+(+)妨幅频特性为：A3)=/Cyab-22+(a+bf2相频特性为：(=-arctg+""?ab2.己知某被测信号的最高频率为100HZ,现选用传递函数为H(三)=一的测试装置去测试该信号，若要保证相对幅值误差小于5%,该测试装置的时间常数r应为多少？在确定时间常数后，若用其去测量50HZ的交变力信号时，振幅误差和相位差又为多少？。答案:一阶装置的幅频特性为：A3)=Jl十(函)2相频特性为：e(<)=-arctg0=2片=200万，&)=-J=I=-NI-5%,因此rQ05s;l+(r)2取r=0.0005,=2/=100%，则A()=-1=0.99,幅值误差为1%l+ftyrj2()=-arctg=-0.156rad,相位差为0.156rad3.一个电容测微仪其传感器的圆形极板半径r=4mm,工作初始间隙6=0.3mm,问：(1)工作时,如果传感器与工件的间隙变化量A=±lm时，电容变化量是多少？(2)如果测量电路的灵敏度Sl=IoOmV/pF,读数仪表的灵敏度S2=5格/mV,在A6=±lm时，读数仪表的指示值变化多少格？答案：(1)工作时，如果传感器与工件的间隙变化量A6=±lm时，电容的变化量为：dCSd=d-(-tiA-)=2x10-6×8.85×1012××16×10×=9.88×10-,5F0.09x106(2)若测量电路的灵敏度SI=IoOmV/pF,仪表的灵敏度S2=5格/mV,在A=±lm时，仪表的指示值变化的格数为：=SS?dC=100X59.88X10一3=4.%格4.一压电式压力传感器的灵敏度s=90.9pC/MPa(皮库仑/帕)，把它和一台灵敏度调到0.005VpC的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一灵敏度为20"""/V的光线示波器上记录，试绘出这个测试系统的框图，计算总灵敏度；当压力变化3.5MFa时，光线示波器上的偏移量是多少?答案:测试系统框图:传感器> 电荷放大器-> 光线示波器系统总灵敏度为：S=S,×SdX5(=90.9×0.005×20=9.09(m/MPa)光线示波器上的偏移量为：X=SXP=9.09X3.5=31.8(mm)5.己知某RC低通滤波器，R=lk,C=lF,(1)确定传递函数H(s),频率响应函数H(W),幅频特性A(w),和相频(w)的函数式；(2)当输入信号Ui=IOSinloOot时，求稳态输出信号u。答案：(1)低通滤波器的传递函数：H(三)=J7=-；RCs+0.0015÷1频率响应函数："3)=丽=0.(X)l /©+1其幅频特性：砾*3芬相频特性：M)=-arctan().(X)1(2)输入信号Ui=IOSiIOoOt时，稳态输出信号Uo为Wu=IQ1SinQ000/-arctan0.001×1000)=52sin100O-1+(0.001×1000)2I4