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)
第四章 信号调理、记录和显示
(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 鉴频 。
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fc1、fc2的定义为 幅频特性曲线降为最大值的12 倍时对应的频率为截止频率 ,其带宽B=B?fc2?fc1 ,若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为 fc2?2fc1 。
8、 RC低通滤波器中RC值愈 大 ,则上截止频率愈低。 (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?
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、 以阻值R?120?,灵敏度S?2的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电阻组成电桥,
供桥电压V0?3V,若其负载电阻为无穷大,应变片的应变??2000??。 (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
6、 若x(t)为调制信号,y(t)?cos2?f0t为载波,xm(t)为调幅波(如图所示)
(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。
第四章 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1B?fc2?fc1;fc2?2fc1,8、大;
2倍时对应的频率为截止频率;
(二)(1)(1)(3)(2)(4)
第五章 信号处理初步
(一)填空题
1、 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 。
2、 为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有 带通滤波法 、
和傅立叶变换法。
3、 在数字信号处理中,为避免频率混叠,应使被采样的模拟信号成为 有限带宽 ,还应使采样频率满足采样定理即 fs?2fh 。
4、 如果一个信号的最高频率为50Hz,为了防止在时域采样过程中出现混叠现象,采样频
率应该大于 100 Hz。
5、 若x(t)是均值为ux为零的宽带随机信号其自相关函数τ=0时Rx(τ)
?2x ,τ?∞时Rx(τ) 0 。
2x6、 相干函数 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。 7、 若某一信号的自相关函数为Acos(??),则该信号的均方值为?根值为xrms= 。
8、 最常用的功率谱估计方法为 周期图法 。
9、 Sx(f)为信号的 功率密度 沿频率轴的分布,X(f)称为 能谱 。 10、巴塞伐尔定理表示在 时域 中计算的信号总能量,等于在 频域 中计算的信号总
能量。
(三)简答和计算题
1、 已知信号x(t)?A0?A1cos(?1t??1)?A2sin(?2t??2),求信号的自相关函数
Rx(?),并画出自功率谱Sx(?)(双边幅值谱)。
2= ,均方2、 求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。
3、 相关滤波器的基本原理是什么?举例说明其工程应用。
4、 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。 5、 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Rx(?)和输
入—输出的互相关函数Rxy(?)之间的关系为Rx(?)?Rx(??T),试说明该系统起什么作用?
6、 应用巴塞伐尔定理求?
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,fs?2fh;
4、100;5、?2x?sinc(t)dt的积分值。
2??,0;6、相干函数;7、A,A;8、周期图法;9、功率密度,能
谱;10、时域,频域;
(三)1、Rx(?)?A0?2A1222cos?1??A222cos?2?,
Sx(?)?A02?A14??(???1)??(???1)??A242??(???2)??(???2)?;
2、Rxy(?)?2?sin??;
3、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、?sinc(t)dt?????221/2???1/2?1df??
习题答案
2-2 用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s和5s的正弦信号,
问稳态响应幅值误差将是多少?
解:设一阶系统H(s)?1?s?1,H(?)?11?j??
A(?)?H(?)?11?(??)2?1?(12??T)2,T是输入的正弦信号的周期
稳态响应相对幅值误差??A????1?100%,将已知周期代入得
?58.6%????32.7%?8.5%?T?1sT?2s T?5s
2-3 求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t?45?)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得到的稳态响应。
解:H(?)?11?j0.005?,A(?)?11?(0.005?)2,?(?)??arctan(0.005?)
该装置是一线性定常系统,设稳态响应为y(t),根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得到
y(t)=y01cos(10t+?1)+y02cos(100t?45?+?2) 其
中
y01?A(10)x01?11?(0.005?10)2?0.5?0.499,
?1??(10)??arctan(0.005?10)??2.86?
11?(0.005?100)2y02?A(100)x02??0.2?0.179,
?2??(100)??arctan(0.005?100)??26.57?
所以稳态响应为y(t)?0.499cos(10t?2.86?)?0.179cos(100t?71.57?)
3-4 有一电阻应变片(见图3-84),其灵敏度Sg=2,R=120?。设工作时其应变为1000??,问?R=?设将此应变片接成如图所示的电路,试求:1)无应变时电流表示值;2)有应变时电流表示值;3)电流表指示值相对变化量;4)试分析这个变量能否从表中读出?
1.5V
图3-84 题3-4图
解:根据应变效应表达式?R/R=Sg?得
-6
?R=Sg? R=2?1000?10?120=0.24? 1)I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA
2)I2=1.5/(R+?R)=1.5/(120+0.24)?0.012475A=12.475mA 3)?=(I2-I1)/I1?100%=0.2%
4)电流变化量太小,很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表,则量程不够,无法测量12.5mA的电流;如果采用毫安表,无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量,将无应变时的灵位电流平衡掉,只取有应变时的微小输出量,并可根据需要采用放大器放大。