1、绪 论1 .举例说明什么是测试？ 2. 测试技术的任务是什么？ 3. 以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要部分的作用。 4.测试技术的发展动向是什么? 第一章 信号及信号处理1 求周期方波的傅立叶级数（复指数函数形式），画出| cn|- 和 - 图。2 . 求正弦信号 的绝对均值 和均方根值 。 3.求符号函数和单位阶跃函数的频谱。 4. 求被截断的余弦函数 的傅里叶变换。 5.设有一时间函数 f(t)及其频谱如图所示。现乘以余弦函数cos0t（ 0m）。在这个关系中函数 f(t)称为调制信号，余弦函数cos0t 称为载波。试求调幅信号的 f(t)cos0t 傅氏变换，并绘制其频谱示意图
2、。又：若 0m将会出现什么情况？ 6.求被截断的余弦函数的傅立叶变换。第 2 章 信号的分析与处理1. 已知信号的自相关函数，求该信号的均方值 。2 .求 的自相关函数.其中3. 求初始相角 为随机变量的正弦函数 的自相关函数，如果 ， 有何变化？4. 求指数衰减函数 的频谱函数 ，（ ）。并定性画出信号及其频谱图形。5 一线性系统，其传递函数为，当输入信号为 时，求：（1） ；（2） ；（3） ；（4） 。6. 已知限带白噪声的功率谱密度为求其自相关函数 。7.车床加工零件外圆表面时常产生振纹，表面振纹主要是由转动轴上齿轮的不平衡惯性力使主轴箱振动而引起的。振纹的幅值谱 A(f) 如题图 a
3、）所示，主轴箱传动示意图如题图 b)所示。传动轴 1、2、3 上的齿轮齿数分别为 ，传动轴转速 n1=2000(r/min) ，试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响大？为什么？a) 振纹的幅值谱 b) 主轴箱传动示意图8. 某 8 位 A/D 转换器输入电压范围是 5V，输入信号电压为 -3.215V。试把该信号电压分别转换成原码、补码、反码和偏移码。9. 对三个余弦信号 分别做理想采样，采样频率为 ,求三个采样输出序列，画出信号波形和采样点的位置并解释混迭现象。10. 利用矩形窗函数求积分 的值。11.什么是窗函数, 描述窗函数的各项频域指标能说明什么问题?12. 什么是泄漏？
4、为什么产生泄漏？窗函数为什么能减少泄漏？ 13. 什么是 “栅栏效应”？如何减少“栅栏效应”的影响？ 14.数字信号处理的一般步骤是什么？有哪些问题值得注意？15. 频率混叠是怎样产生的，有什么解决办法？16. 相关函数和相关系数有什么区别？相关分析有什么用途，举例说明。 第三章 1.说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。2.在使用灵敏度为 80nC/MPa 的压电式力传感器进行压力测量时，首先将他与增益为 5mV/nC 的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为 25mm/V 的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的输出变化 30mm 时，压力变化为多少？3.把灵敏度为 的压电
5、式力传感器与一台灵敏度调到 的电荷放大器相接，求其总灵敏度。若要将总灵敏度调到 ，电荷放大器的灵敏度应作如何调整？4.用一时间常数为 2s 的温度计测量炉温时，当炉温在 200400之间，以 150s 为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？5.用一阶系统对 100Hz 的正旋信号进行测量时，如果要求振幅误差在 10%以内,时间常数应为多少？如果用该系统对 50z 的正旋信号进行测试时，则此时的幅值误差和相位误差是多少？7.用传递函数为 的一阶测量装置进行周期信号测量。若将幅度误差限制在5%以下，试求所能测量的最高频率成分。此时的相位差是多少？ 8.设一力传感器作为二阶系统处理。
6、已知传感器的固有频率为 800Hz，阻尼比为 0.14，问使用该传感器作频率为 400Hz 正弦变化的外力测试时，其振幅和相位角各为多少？ 9.对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量 的数值为1.5，同时测得其周期为 6.28s。设已知装置的静态增益为 3，试求该装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。第 4 章 常用传感器1. 应变片的灵敏系数与电阻丝（敏感栅）的灵敏系数有何不同？为什么？ 2. 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？ 3. 试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。 4. 在自感式传感器中，螺管式自感传感器的灵敏度最低，为什么在
7、实际应用中却应用最广泛？ 5. 为什么电容式传感器易受干扰？如何减小干扰？ 6. 用压电式传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗？为什么？ 7. 什么是物性型传感器?什么是结构型传感器?试举例说明。 8. 有源型传感器和无源型传感器有何不同?试举例说明。 9. 选用传感器应注意哪些问题? 10. 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径 r=4（mm），工作初始极板间距离 0=0.3(mm)，介质为空气。问: a) 如果极板间距离变化量 =士 l(mm)，电容的变化量 C 是多少? b) 如果测量电路的灵敏度 k1=10O(mv/pF),读数仪表的灵敏度 k2=5(格/mV)，在 =士 1(
8、um)时，读数仪表的变化量为多少? 11. 压电式加速度传感器的固有电容为 Ca，电缆电容为 Cc，电压灵敏度 Ku=U0 /a(a 为被测加速度)，输出电荷灵敏度 Kq=Q/a。试推导 Ku 和 Kq 的关系。 12. 圆柱形弹性元件，在拉、弯联合作用下，如题图 4-1a,应变片应如何布片和正确接电桥才能测定拉力 p 和弯矩 M，并能消除拉力和弯矩间的相互干扰 ?第 5 章 信号的调理与记录1 以阻值 ，灵敏度 S=2 的电阻丝应变片与阻值为 的固定电阻组成电桥，供桥电压为 3 V，并假定负载为无穷大，当应变片的应变为 2 和 2000 是，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下
9、的灵敏度。 2 有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么？ 1） 半桥双臂各串联一片。 2) 半桥双臂各并联一片。3. 用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为 如果电桥激励电压是 。求此电桥输出信号的频谱。4 已知调幅波 其中 ， 试求：1）所包含的各分量的频率及幅值； 2）绘出调制信号与调幅波的频谱。 5 图为利用乘法器组成的调幅解调系统的方框图。设载波信号是频率为 的正弦波，试求：1） 各环节输出信号的时域波形；2) 各环节输出信号的频谱图。6 交流应变电桥的输出电压是一个
10、调幅波。设供桥电压为 ，电阻变化量为 ，其中 。试求电桥输出电压 的频谱。7 一个信号具有 从到 范围的频率成分，若对此信号进行调幅，试求：1） 调幅波的带宽将是多少？ 2） 若载波频率为 ，在调幅波中将出现那些频率成分。 8 选择一个正确的答案： 将两个中心频率相同的滤波器串联，可以达到： a) 扩大分析频带；b)滤波器选择性变好，但相移增加；c) 幅频、相频特性都得到改善 9 什么是滤波器的分辨力？与那些因素有关？ 10 设一带通滤波器的下截止频率为 ，上截止频率为 ，中心频率为 ，试指出下列技术中的正确与错误。 1） 频程滤波器 。 2) 3) 滤波器的截止频率就是此通频带的幅值 处的频
11、率。 4) 下限频率相同时，倍频程滤波器的中心频率是 倍频程滤波器的中心频率的 倍。 11 有一 倍频程滤波器，其中心频率 ，建立时间 。求该滤波器： 1） 带宽 2） 上、下截止频率 、 3） 若中心频率改为 ，求带宽、上下截止频率和建立时间。 12. 一滤波器具有如下传递函数，求其幅频、相频特性。并说明滤波器的类型。 13 图所示的磁电指示机构和内阻的信号源相连，其转角 和信号源电压 的关系可用二阶微分方程来描述， 即 设其中动圈部件的转动惯量 为 ，弹簧刚度为 ，线圈匝数 为 ，线圈横截面积 为 ，线圈内阻 为 ，磁通密度 为 和信号内阻 为 。 1)试求该系统的静态灵敏度。2）为了得到
12、 0.7的阻尼比，必须把多大的电阻附加在电路中？改进后系统的灵敏度为多少？ 图: 动圈式磁电指示机构 14 设有一低通滤波器，其带宽为 。问如何与磁带纪录仪配合使用，使其分别当作带宽为 和 的低通滤波器使用？ 第 6 章 现代测试系统1 一个 6 位逐次逼近式 A/D 转换器，分辨率为 0.05V，若模拟输入电压为 2.2V，试求其数字输出量的数值。 2 采用 12 位 A/D 转换器对 10Hz 信号进行采样，若不加采样保持器，同时要求 A/D 采样孔径误差小于 1/2LSB 时，A/D 转换器的转换时间最大不能超过多少？ 3 如果要求一个 D/A 转换器能分辨 5mV 的电压，设其满量程电
13、压为 10V，试问其输入端数字量至少要多少位？ 4 说明逐次逼近式 A/D 转换器的工作原理。试设计一软件模拟该 A/D 转换器的转换过程。 5 简要说明计算机测试系统各组成环节的主要功能及其技术要求。 第 7 章 位移测量1、 选用位移传感器应注意哪些问题？2、 利用电涡流传感器测量物体的位移。试问：（1） 如果被测物体由塑料制成，位移测量是否可行？为什么？（2） 为了能够对该物体进行位移测量，应采取什么措施？应考虑什么问题？3、 涡流位移传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流传感器能否测量大位移？为什么？电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？第 8 章 振动
14、的测量1、 某车床加工外圆表面时，表面振纹主要由转动轴上齿轮的不平衡惯性力而使主轴箱振动所引起。振纹的幅值谱如题图 8.1a 所示，主轴箱传动示意图如题图 8.1b 所示。传动轴 I、传动轴 II 和主轴 III 上的齿轮齿数为 ， ， ， 。传动轴转速 =2000r/min。试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大？为什么？a) 振纹的幅值谱 b) 传动示意图题图 主轴箱示意图及其频谱2、 某产品性能试验需要测试溢流阀的压力响应曲线（即流量阶跃变化时，溢流阀压力上升的过渡曲线）。已知，该阀为二阶系统，稳态压力 10MPa，超调量20%。阀的刚度 k=6400N/m，运动部分质量
15、 m=0.1kg。试：1） 计算阀的固有频率。2） 选用一种精度高、抗振性能好、可靠性高、频率响应特性能满足上述测试要求的压力传感器。写出其名称、工作原理、量程、选用理由等。3、 用压电式加速度传感器及电荷放大器测量振动，若传感器灵敏度为 7pc/g，电荷放大器灵敏度为 100mv/pc，试确定输入 a=3g 时系统的输出电压。4、 若某旋转机械的工作转速为 3000 转/分，为分析机组的动态特性，需要考虑的最高频率为工作频率的 10 倍，问：1) 应选择何种类型的振动传感器，并说明原因？2) 在进行 A/D 转换时，选用的采样频率至少为多少？第 9 章 噪声的测量1.评价噪声的主要技术参数是
16、什么？各代表什么物理意义？2. 举例说明如何确定宽带噪声的总响度？3. A、B、C 三种不同计权网络在测试噪声中各有什么用途？4. 噪声测试中主要用哪些仪器、仪表？5. 噪声测试中应注意那些具体问题？6. 声级计的校准方法有几种？第 10 章 力、扭矩、压力的测量1. 如题图 10.1 所示，在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各应变片感受的应变，将其值填写在应变表中。并分析如何组桥才能进行下述测试：(1) 只测弯矩，消除拉应力的影响；(2) 只测拉力，消除弯矩的影响。电桥输出各为多少？2. 一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变片，如题图 10.2 所示。 梁材料的泊松比
17、为 ，在力 P 的作用下，梁的轴向应变为 ，用静态应变仪测量时，如何组桥方能实现下列读数？a) ； b) (1+ )； c) 4； d) 2(1+)；e) 0；f) 2 3. 用 YD15 型动态应变仪测量钢柱的动应力，测量系统如题图 10.3 所示，若R1=R2=120，圆柱轴向应变为 220， =0.3，应变仪外接负载为 Rfz=16，试选择应变仪衰减档，并计算其输出电流大小。（YD15 型动态应变仪的参数参见题表 10.3-1和 10.3-2。） 题表 10.3-1 YD-15 应变仪衰减档位衰减档位置 1 3 10 30 100衰减档总电阻（） 600 600 600 600 600衰
18、减档用电阻（） 600 200 60 20 6信号衰减比（） 100 33 10 3.3 1量程（） 100 300 1000 3000 10000题表 10.3-2 YD-15 应变仪输出及灵敏度匹配电阻（） 12 16 20 50 1000输出灵敏度（mA/） 0.25 0.093 0.025 0.01 10（mV/）满量程输出（mA） 25 9.3 2.5 1 1（V）4. 转轴扭矩的测量方法有几种方法？试述采用应变原理测量转轴扭矩的原理及方法。 第 11 章 温度的测量1.接触法测温和非接触法测温各有什么特点？2.温标及其传递的主要内容是什么？3.热电偶测温的充要条件？第 12 章 流量的测量1. 分析容积式流量计的误差及造成误差的原因。为了减小误差，测量时应注意什么？ 2. 超声波流量计测量速度差的方法有哪几种？分别说明基本原理。
