1、第一章 绪论1、列举出一些农业工程中应用测试技术的例子。2、写一篇关于位移、速度、温度、力或应变测量系统的构成和测量过程的简短报告。3、何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？4、为什么是用测量仪器时，不仅要考虑其准确度，而且要考虑其量程？第二章 测试装置基本特性1、填空题1) 某一阶系统的频率响应函数为 12)(jjH，输入信号 2sin)(ttx，则输出信号 )(ty的频率为 ，幅值 y ，相位 。2）当测试系统的输出 )(ty与输入 )(tx之间的关系为 )()(0tAty时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为 j 。3）传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。4
2、）一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。2、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 )(2，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为（ ） 。（1） )(2Q （2） （3） )()(21Q（4） 4）一阶系统的阶跃响应中，超调量（ ） 。（1）存在，但0.5109) 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
3、性高 （4）记录高频信号准确性高10）在选用振动子时，除了使阻尼比接近 0.7 外，应使被测正弦信号的最高频率 振动子的固有频率 。mf nf（1） （2）2 倍 （3） （0.50.6）倍 （4）0.1 倍3、判断题1）平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。 （ ）2）调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ）3）带通滤波器的波形因数 值越大，其频率选择性越好。 （ ）4) 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ ）4、问答题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？2）调幅波的解调方法有哪几种？3）抗混滤波器的作用是什么？它选用何
4、种滤波器？其截止频率如何确定？4）相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。5、计算题1）以阻值 ，灵敏度 的电阻丝应变片与阻值为 的固定电阻组成电桥，供桥电压 ，若120R2S120V30其负载电阻为无穷大，应变片的应变 。0（1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。（2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度。2）若 为调制信号， 为载波， 为调幅波（如图所示）)(txtfty0cos)()(txm（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。（2）画出载波与调幅波的双边频谱图。第五章 信号及信号分析基础1. 填空题1）确定信号可分为_和_两类，前者频谱具有的特点是_，后者的频谱具有特点是_。2
5、）信号的有效值又称_；它反映信号的_；有效值的平方称_，它是信号的_。3）工程中常见的周期信号，其谐波幅度总的趋势是随着_而_的，因此，在频谱分析中，没有必要取那些_的谐波分量。4）在周期方波信号的傅里叶级数式 21()cos3cos5)AxttttL和周期三角波信号的傅里叶级数式中，信号的直流分量分别是_和_，方波信号的幅值收敛速度比三角波信号_，叠加复原达到同样的精度要求时，方波信号比三角波信号需要更多的_，因此对测试装置要求更宽的_。5）描述周期信号的强度用_最适宜，在信号分析中称之为平均功率，在周期信号之中存在一个_域和_域间的功率等式为_。6）白噪声是指_。7）对于非周期信号，当时间
6、尺度在压缩时，则其频谱频带_，幅值_，例如将记录磁带_，即是例证。8）单位脉冲函数 0()t与在 0t点连续的模拟信号 )(tf有积分式0()dtf_，这个性质称为_。9）已知 etx，则 ()1dxtt_。10）根据_可以推得：输出信号含有什么频率成分，输入信号中也一定含有这种频率成分。11）周期信号和瞬态信号都可以由无限多个正弦波的叠加来等效，但周期信号的各频率取为_值，可用_来求取，其幅值频谱表征为各微小频宽内频率分量的_和_之比，因而严格地说，瞬态信号的幅值频谱应称之为_。12）在随机信号的统计参数中均方值表示_；均值表示_；标准误差表示_。13）随即信号没有数学表达式，可通过对_的傅
7、里叶变换获得_，用它表示信号平均功率关于频率的分布，以获得信号的频率结构。14）在相关分析时， ()xR保留了_信息， xyR（ ） 保留了_信息。15）自相关函数 是一个周期函数，则原信号是一个_，而自相关函数 ()xR是一个脉冲信号，则原信号将是_。16）均值为零、角频率为 、幅值为 0x、初相角为随机变量的正弦函数 0sinxt的自相关函数是_。17）已知某信号的自相关函数 ()1cos5yt，则该信号的均方值 2为_。18）信号 ()xt和信号 ()yt的互相关函数 xyR（ ） 的傅里叶变换称为它们的_。19）互相关函数在工业中的主要应用有_，_，_。20）两同频正弦周期信号的互相关
8、函数包含下列信息_，而不同频的正弦信号的互相关函数值为_。21）被测信号被截断的实质是指_。22）频混是由于_引起的，泄漏是由于_引起的。23）测试信号中最高频率为 100Hz，为了避免混叠，时域中采样的间隔必须小于_s。24）要不产生频混现象就要求采样频率 sf与信号的截止频率 cf满足_关系。2. 计算题1）、求正弦信号2()sin()xtAtT的单边、双边频谱、实频图、虚频图，如果该信号延时 4/T后，其各频谱又如何变化？2）、已知方波的傅里叶级数展开式为 000041()coss3cos5Aftttt L求该方波的均值、频率成分、各频率的幅值，并画出其频谱图。3）、一时间函数 )(tf
9、及其频谱函数图如图 5.2.3 所示，已知函数 0()xtft，设 0m 为 )(tf中最高频率分量的角频率，试画出 )(tx和 j)X的示意图形，当 0m时， j)X的图形会出现什么样的情况？(a) ()ft的时域波形 (b) ()ft的频谱图 5.2.3 ()ft的时域波形及其频谱4）、图 5.2.4 所示周期三角波的数学表达式为 402()ATttxtt求出傅里叶级数的三角函数展开式并画出单边频谱图。图 5.2.4 周期三角波5）、已知某信号的自相关函数 (0)5cosxR。试求：(1) 该信号的均值 x；(2) 均方值 2x；(3) 自功率谱 ()Sf。6） 求自相关函数 20ecos
10、()xRf的自谱密度函数，并画出它们的图形。3. 问答题3-1 如果一个信号 ()t的自相关函数 xR含有不衰减的周期成分，那说明 ()xt含有什么样的信号？3-2 图 3.36 所示为某信号的自相关函数图形，试确定该信号是什么类型信号，并在图中表示 2?x， x图 3.36 习题 3-13 插图3-3 信号 ()xt送入信号分析仪绘得自相关函数的图形如图 3.37 所示(均值为零)，完成下列题目：(1) 根据图形判断 ()xt中包含哪些类型的信号。(2) 根据坐标值估算所含信号的特征参数( 即主要信息值)的大小。3-4 两 个 同 频 率 周 期 信 号 t和 (yt的 互 相 关 函 数
11、中 保 留 着 这 两 个 信 号 中 哪 些 信 息？图 3.37 习题 3-14 插图3-5 测得某一信号的相关函数图形如图 3.38 所示，试问：(1) 是 ()xR图形，还是 xyR（ ） 图形？说明其原因。(2) 可以获得该信号的哪些信息？图 3.38 习题 3-16 插图3-6 不进行数学推导，试分析周期相同( T=100ms)的方波和正弦波的互相关函数是什么结果。3-18 试求图 3.39 所示信号的频谱函数 (提示：可将 ()ft看成矩形窗函数与 (2)t、 ()t脉冲函数的卷积) 。图 3.39 习题 3-18 插图3-19 已知某信号的自相关函数 (0)5cosxR。试求：
12、(1) 该信号的均值 x；(2) 均方值 2x；(3) 自功率谱 ()Sf。3-20 求自相关函数 20ecos()xRf的自谱密度函数，并画出它们的图形。第六章 计算机辅助测试1、自动测试系统主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？2、在设计计算机测试系统时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？3、测量信号输入 A/D 转换器前是否一定要加采样保持电路？为什么？4、.在选择采样保持器时，要考虑的主要因素是什么？5、一个计算机测试系统的测试对象是温室大棚的温度和湿度，要求测量精度分别是+1C 和+3%RH ，每 10min 采集一次数据，应选择何种类型的 A/D 转换器和通道方案？6、请查
13、阅资料，收集 5 个以上国内外不同厂商生产的 PCI 接口的数据采集卡，并比较起特性。7、什么是虚拟仪器？并简述其软硬件结构。考试试题一、简答题（每小题 5 分，共 30 分） 1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？ 2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？ 3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的 p-v 图和 T-s 图，并写出其用循环增压比表示的热效率公式。（假设工质为理想气体，比热取定值） 4、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。 5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量
14、如何变化？ 6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？ 二、计算题（共 70 分） 1 （ 18 分） 3kmol 温度 t 1 100 的氮气流与 1kmol 温度 t 2 20 的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为： x N 2 0.79 、 x O2 0.21 ，若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相等，试求： (1) 混合后气体的温度； (2) 混合气体中 N 2 和 O 2 的摩尔分数； (3) 对应于 1kmol 的混合气产物，混合过程的熵增。 设摩尔热容为定值： C p，m，N2 29.08kJ/ （ kmolK ） 、 C p，m ，O2 29
15、.34kJ/ （ kmolK ） 、 R 8.314kJ/ （ kmolK ） 2 （ 17 分） 空气初态为 p 1 0.4MPa 、 T 1 450K ，初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到 p 2 0.1MPa 。若空气的 Rg 0.287 kJ/ (kgK) ； c p 1.005 kJ/ (kgK) ； c p / c v 1.4 ； 临界压力比 cr =0.528 ； 试求： （1）在设计时应选用什么形状的喷管？为什么？ （2）喷管出口截面上空气的流速 C f2 、温度 T 2 和马赫数 Ma 2； （3）若通过喷管的空气质量流量为 q m 1kg/s ，求：喷管出口截面积和临界截
16、面积。 3 （ 15 分） 活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入 p 1 0.1MPa 、 t1 17 的空气 0.1m 3 ，绝热压缩到 p 2 0.4MPa 后送入储气罐。若该压气机的绝热效率 c,s =0.9 ，空气的 Rg 0.287k J/ (kgK) ； c p 1.005 kJ/ (kgK) ； c p / c v 1.4 ；试求： (1) 压气机出口的空气温度； (2) 拖动压气机所需的功率； (3) 因摩擦引起的每秒钟的熵产。 4 （ 20 分） 一单级抽汽回热循环如图 1 所示，水蒸气进入汽轮机的状态参数为 5MPa、450，在 10kPa 下排入冷凝器。水蒸气在 0.45M
17、Pa 压力下抽出，送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽汽压力下的饱和温度。在冷凝器和加热器之后有一台水泵。若忽略水泵功，求： (1) 抽汽回热量； (2) 每千克水蒸气循环的吸热量 q 1和循环放热量 q2 ； (3) 每千克水蒸气循环的净功量 w； (4) 循环热效率。 图 1 单级抽汽回热循环 、参考答案参考答案第一章 信号及其描述（一）1、信号；2、时间（t） ，频率（f ） ；3、离散性，谐波性，收敛性； 4、准周期，瞬态非周期；5、均值 ，x均方值 ，方差 ；6、偶，奇；2x2x（二）1、；2、；3、；4、；5、；（三）1、 ， ；2、 0， ， ；3、 ；4、02
18、)cos(10txfjaA2； 5、 ；TfcTfcT)(sin)(sin0 fajf02第二章 测试装置的基本特性（一）1、1/2， ， ；2、123；3、傅立叶变换法，滤波器法； 4、 ；5、被测量；6、线性；/145 0tjeA（二） （4） （3） （2） （4） （2） （3） （1）（三） （四）略第三章 常用传感器（一）1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电；2、金属丝的几何变形，半导体材料的电阻率变化；3、差动；4、电荷，电压，电荷；5、涡电流；6、mv / (m/s)；7、压电效应。（二） （2） （3） （4） （2） （3） ， （3） （4） （4） （2）（三） 第四
19、章 信号调理、处理和记录（一）1、电压或电流；2、激励电压；3、桥臂数；4、相乘，相乘；5、鉴频；6、幅值，频率；7、幅频特性曲线降为最大值的 倍时对应的频率为截止频率； ； ，8、大；21 12cfB12cf（二） （1） （1） （3） （2） （4）（三） 第五章 信号处理初步（一）1、概率密度函数，自相关函数；2、带通滤波法，傅立叶变换法；3、有限带宽， ；4、100；5、hsf2，0 ；6、相干函数； 7、 ；8、周期图法；9、功率密度，能谱；10、时域，频域；xA,（二）1、；2、；3、；4、；5、；6、；7、；（三）1、 ，22120coscos)(Rx ；)()(4)()(4 22112 ASx2、 ；sin)(y3、同频相关、不同频不相关；4、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；5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前 T；6、 ； 2/12)(sindfdtc第六章 振动的测试（一）1、小于，等于，大于；2、90；3、远大于；4、稳态正弦激振，随机激振，瞬态激振；5、相对式，绝对式；6、力传感器，加速度计；7、电荷放大器，电压放大器；8、固有频率，阻尼比，振型；9、参考。（二）1、；2、；3、；4、；5、；6、；7、；8、；9、；（三）略
