2. ?p?P100000??50??（2分） AE100*100*2*105 ?仪?（1+2?）?p?130??（3分）
一 填空题（每空1分，共计12分） 1、测试系统通常由（传感器）、（测量电路或中间变换电路）和显示记录装置组成。
2、频率比为（21/3）的两个频率之间的频段称为三分之一倍频程。 3、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必是 同频率 的简谐信号。 4、（系统）误差的大小决定测量数值的准确度。
5、引用相对误差是仪表的最大示值误差与仪表的（满量程）之比。 6、（热电偶）的测温原理是基于热电效应。
7、实际测试工作常把随机信号按（各态历经信号）处理，以测得的有限个函数的时间平均值估计整个随机过程
8、测试装置在稳态下，单位输入所引起的输出称为该装置的（灵敏度）。 9、测试装置输出信号的傅里叶变换与输入信号的傅里叶变换之比称为装置的（频率响应函数）。
10、 电荷 放大器的优点是其灵敏度与电缆长度无关，而且有较低的下限频率。
11、附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率（降低）。 二．单项选择题（每题2分，共计24分）
、由几个频率不同的正弦信号合成周期信号，其周期是（2 ）
（1）各信号周期的最大公约数 （2）各信号周期的最小公倍数 （3）各信号周期的和 （4）各信号周期的平均值 2、用力锤激振时，激振频率取决于（ 1 ）
（ 1）锤头的硬度 （2）锤头的质量 （3）敲击的速度 （4）敲击的加速度 3、（ 4 ）式传感器适用于几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量。 （1）电涡流 （2） 电容 （3） 电位器 （4）感应同步器 4、若直线光栅栅距为0.01mm，两光栅线纹交角为0. 1°，则莫尔条纹间距约为（ 3 ）mm。
（1）1 （2）10 （3）6 （4）0.1
5、某特定条件下材料A与铂电阻配对的热电势为12mV，材料 B 与铂配对的热电势为 8mV，在此条件下材料 A 与材料 B 配对后的热电势为（ 2 ）mV 。
（1）20；（2）4；（3）10 ；（4）8
6、惯性式位移传感器的测振频率应（ 2 ）其固有频率。 （1）远小于；（2）远大于；（3） 接近于；（4）不一定 7、线性度是表示标定曲线 ( 2 ) 的程度。
（1）接近真值；（2）偏离其拟合直线；（3） 正反行程不重合；（4）在多次测量时的重复
8、磁带记录仪慢录快放将使重放信号的频谱带宽（2 ）.
（1）变窄，幅值压低 ；（2）扩展，幅值压低； （3）扩展，幅值增高；（4）变窄，幅值增高 9、调幅信号经过解调后必须经过（ 2 ）。 （1）带通滤波器 ；（2）低通滤波器；（3）高通滤波器；（4）带阻滤波器 10、倒频谱函数是信号的（ 1 ）描述。
（1）时域； （2）频域 ； （3）幅值域；（4）复频域 11、脉冲函数δ(t)的频谱Δ(f)( 2 )。 （1）仅在f=0处有极大值；（2）在所有的频段上等强度 （3）具有有限带宽频段上等强度；（4）仅在f=0处有极小值 12、应变仪中电桥的供桥电压由（ 1 ）供给。 （1）振荡器 ；（2）放大器；（3）稳压电源；（4）相敏检波器 三 问答题（共计6题，任选4题，每题6分，合计24分）
1、不失真测试的频域条件是什么？ 答： 幅频特性为常数（3分），相频特性为线性。（3分）
2、什么是电阻应变计的灵敏度系数，金属应变计和半导体应变计在工作原
理上有什么不同？
答：安装的应变计，单向应力状态，力方向同敏感栅轴线，应变计电阻的相对变化与应变的比值。（2分）
金属应变计：电阻相对变化主要由敏感栅材料机械变形引起。（2分）
半导体应变计：压阻效应，电阻相对变化主要由电阻率变化引起，机械变形的影响可忽略。（2分）
3、什么是互相关分析，它主要有什么用途？
Rxy(?)?E[x(t)y(t??)]（2分）
对同频的周期信号，有
Rxy(?)?x0y0cos(????) 2不同频的周期信号、周期信号与随机信号不相关。（2分）
做输入和输出的互相关，排除噪声干扰；
利用两个传感器信号的互相关分析，测定信号到达两个传感器的时间差，进而得出两点间的距离或两点间运动物体的速度。（2分） 4、试述电阻应变测量系统的转换过程。 （1）将应变片粘在弹性原件上。（2分）（2）在力的作用下，弹性原件产生机械变形，传递给应变片。应变片的变形使其电阻值变化。（2分）（3）通过电桥，将电阻值变化，以电流或电压形式输出。（2分） 5、以单臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？ 将补偿片联接在工作臂的相邻桥臂上，则因温度变化，引起的工作臂与补偿片的阻值相等，因在相邻桥臂上，阻值相减，消除了温度影响。（2分） 条件（1）应变片片相同；（2）材料相同；（3）放在相同温度场中；（4）联接在相邻桥臂上（4分）
6.在数据采集中，如何避免迭混？ 答：由于在时域上不恰当地选择采样的时间间隔而引起高低频之间彼此混淆的现象称为迭混。（2分）为了避免迭混以便采样后仍能准确地恢复原信号，采样频
率fs必须大于信号最高频率fc的两倍，即fs?2fc。在实际工作中，一般采样频率应选为被处理信号中最高频率的2.56倍。（4分） 四 计算题（每题10分，共2题，合计20分）
1、用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，若要求幅值误差在5%
以内，时间常数应取为多少？若用该时间常数在同一系统测试50Hz的正弦信号，幅值误差和相位差各为多少？（系统
H(j?)?1）
1?j?? 解：
|H(j?)|?
11???22
1?11??(200?)
22?0.05
1?1.05 0.95??5.09?10?4(s) 11 ??1??1?22?4221??(2??100)1?(5.09?10)(2??50)=0.013=1.3% （8分）
1?(200?)2?2?2、???arctan( 2?f?)??arctan(2?3.14?50?5.09?10?4)??9?（2分）
2、已知一系统的传递函数H(s)?1，输入信号为x(t)?x0sin(2?f0t)，求1?sTSy(f)，Sxy(f)。 解：
1 （1分）
1?j2?fT1T Rx(?)?lim?x0sin(2?f0t)?x0sin[2?f0(t??)]dt
0T??T2x0?cos(2?f0?)（2分） 22x0Sx(f)?F[Rx(?)]?[?(f?f0)??(f?f0)]（2分）
42x02 Sy(f)?H(jf)Sx(f)?[?(f?f0)??(f?f0)]24[1?(2?fT)]（2分）
H(jf)?2x01 Sxy(f)?H(jf)Sx(f)??[?(f?f0)??(f?f0)]
1?j2?fT42x0=[?(f?f0)??(f?f0)]（3分） 4(1?j2?fT)五 综合应用题（每题10分，共2题，合计20分）
1、一特性常数 A=1MPa/N 的等强度梁，材料的波松比μ=0.25，弹性模量E=2×105MPa，若悬臂端加载P=40N，根据图中贴片和组桥方式，填写静态应变
测量时的仪器读数（??），或填写电阻R的标号。
2 、设计一圆筒形拉力传感器，如何布片组桥才能消除加载偏心的影响，并有最大可能的灵敏度？最大负荷为9.8kN时，电桥输出的应变值为1150??，若材料的弹性模量E?1.96?105MPa，泊松比??0.25, 且设定此传感器弹性元件的内径为20mm，试确定传感器弹性元件的外径。 解:
???out2(1??)?1150?460?? （5分）
2(1?0.25)??E??1.96?105?106?460?10?6?90.2?106Pa
?(D2?d2)4?P??98002?6?109?10m（2分） 690.2?10109?10?6?4D??202?10?6?23.2?10?3m?23.2mm（3分）
3.14
1 单项选择题（每题2分，共计20分）
1.1 正弦波y(t)的幅值被时域信号x(t)调制，若它们相应的频域描述分别为Y(f)，X(f)，那么调制后信号的频域描述为（ C ）。
A X(f)×Y(f)； B X(f)+Y(f)； C X(f)*Y(f)； (D X(f)–Y(f)
1.2 如果多次重复测量时存在恒值系统误差，那么下列结论中不正确的是（ B ）。
A 测量值的算术平均值中包含恒值系统误差；
B 偏差核算法中，前后两组的离差和的差值显著地不为零；
C 修正恒值系统误差的方法是引入与其大小相等，符号相反的修正值； D 恒值系统误差对离差的计算结果不产生影响。
1.3 对于二阶系统，用相频特性φ(ω)=－90o所对应的频率ω估计系统的固有圆频率ωn，该ωn值与系统阻尼比的大小（ A ）。
A 无关 ； B 依概率完全相关； C 依概率相关； D 成线性关系。 1.4 传感器的滞后表示标定曲线（ C ）的程度。
A 接近真值； B 偏离其拟合直线；C 加载和卸载时不重合 ；D 在多次测量时重复。
1.5 在位移测量中，（ D ）传感器适用于非接触测量，而且不宜受油污等介质影响。
A 电容； B 压电； C 电阻； D 电涡流。
1.6 下列第（ C ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。
A 热电偶、电涡流、电阻应变 ； B 热电偶、霍尔、半导体气敏传感器； C 硅光电池、霍尔、磁电； D 压电、霍尔、电感。
1.7 用镍铬-镍硅热电偶测量炉温时，冷端温度为T0=30℃，测得热电势E(T,T0)=39.2mV。由热电偶分度表，E(30,0)=1.2mV。这时比较准确的炉温是热电偶分度表中与（ A ）对应的温度值。
A 40.4mV； B 38.0mV； C 39.2mV； D 1.2mV。
1.8 下列各组流量计中，适于根据旋转部件转速确定体积流量的是（ D ）。
A 椭圆齿轮流量计, 转子流量计, 涡轮流量计； B 腰轮转子流量计, 转子流量计, 涡轮流量计； C 椭圆齿轮流量计, 腰轮转子流量计, 转子流量计； D 涡轮流量计, 椭圆齿轮流量计, 腰轮转子流量计。
1.9 为使信号电缆的长短不影响压电传感器的测量精度，传感器的放大电路应选用（ B ）放大器。
A 电压； B 电荷； C 功率； D 积分。
1.10 已知一个线性系统，与输入x(t)对应的输出为y(t)，若要求该系统的输出为u(t)= kp[y(t)+
1Ti?y(t)dt?Td0tdy(t)]（kp，Ti，Td为常数），那么相应的输入函数应dt