?i??V0VREF?4?(D3?23?D2?22?D1?21?D0?20)（4分） R2R103?2??5V（4分） 424A ?4A 3?4A（4分） 5? （2）当D3D2D1D0=1000时， V0??2．直流分量A0＝0
一次谐波分量 A1＝
二次谐波分量 A2＝0 三次谐波分量 A3＝
四次谐波分量 A4＝0 五次谐波分量 A5＝
其幅值谱如右图所示。（4分）
传感器与测试技术试题（7）参考答案及评分标准
一、填空题(每空1分，共10分)
1.确定性信号和非确定性信号(或随机信号) 2.各态历经随机过程(或遍历随机过程) 3.频率保持性
4.BTe=常数 (或 B∝
1) Te5.H(S)=H1(S)+H2(S) 6.频混(或混叠) 7.0 8.±1
9.傅里叶变换的卷积 10.0
二、单项选择题(每小题2分，共20分)
1.B 2.C 3.B 4.C 5.D 6.B 7.D 8D 9.D 10.C 三、问答题(每小题6分，共30分)
1.测试装置的静态特性就是指在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。
常用的特性参数有灵敏度、线性度和回程误差等。 2.测试装置实现不失真测试的条件是 A(ω)=A0=常数 φ(ω)=-t0ω
为能满足上述条件，对于一阶装置，时间常数τ原则上越小越好，对于二阶装置一般选取ξ=0.6～0.8，ω=0～0.58ωn。 3.调制波有调幅波、调频波和调相波三种。
载波信号的幅值受调制信号控制时，输出的已调波称为调幅波； 载波信号的频率受调制信号控制时，输出的已调波称为调频波； 载波信号的相位受调制信号控制时，输出的已调波称为调相波； 常用的调制波有调幅波和调频波两种。 4.选用传感器时应考虑到以下原则：
(1)灵敏度 (2)响应特性 (3)线性范围 (4)可靠性 (5)精确度 (6)测量方式及其它 5.传感器—→抗混叠滤波器—→A/D转换器—→计算机处理器 四、计算题(每小题20分，共20分)
1. 解：设x1(t)=sin2πf0t 则X1(f)=j1??(f?f0)??(f?f0)? 2令x(t)=f(t)x1(t) 则X(f)=F(f)*X1(f) （10分） 即 X(f)=F(f)* j
1??(f?f0)??(f?f0)? 2
=j?F(f?f0)??1?21?F(f?f0)?（10分） 2?五、综合题(20分)
解：(1)电桥应接成全桥（10分）
(2)U0(t)=
?RUi(t) R?R=Kε(t) R∴U0(t)=KUi(t)ε(t)
=K28cos2000πt2Acos100πt =8KA［cos2100πt+cos1900πt］ ∵f1=
?1?=1050Hz f2=2=950Hz 2?2?∴U0(f)=4KA［δ(f+1050)+δ(f-1050)］+4KA［δ(f+950)+δ(f-950)］（10分）
传感器与测试技术试题（8）参考答案及评分标准
一、填空题（每题1分，共10分）
1.频谱 3.f(0)?(t)
2.
1fX() kk4.各态历经
5.?y/?x 6.H1(s)?H2(s) 7.压阻 8.金属导体 9.W/? 10.频率结构 二、单项选择题（每题1分，共20分）
1.C 2.B 3.D 4.A 5.A 6.B 7.B 8.C 9.B 10.B 11.C 12.D 13.B 14.A 15.B 16.C 17.D 18.B 19.C 20.D 三、多项选择题（每题1分，共10分）
1.ABDE 2.AD 3.BC 4.ACD 5.ABCDE 6.CE 7.BC 8.ABCD 9.ACDE 10.BD 四、问答题（每小题5分，共25分）
1.电阻丝应变片利用导体形变引起电阻变化，半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
2.本题图所示为差动变压器式传感器的工作原理图。
测杆P在中间位置时，W?W1之间的互感与W?W2之间的互感相等，感应电势
e1?e2,e0?0，
测杆上移后,W?W1的互感增大,W?W2互感减小,e1?e2,e0?0反之e?0。
3.选用传感器要考虑 （1）灵敏度 （2）响应特性 （3）线性范围 （4）稳定性 （5）精确度 （6）测量方法
4.把缓慢变化的信号变为频率适当的交流信号称为信号调制；把调制过的交流信号还原到原来的信号称为解调。调制的目的是为了便于信号的处理和放大。
5.光电转换元件的优点是：灵敏度高、体积小、重量轻、性能稳定、价格便宜。 五、计算题（每小题10分，共20分）
1. 一阶量仪的频率响应函数①H(j?)?1,（3分）②幅频特性
1?j??H(?)?1/1?(??)2，（3分）
（10分）
③欲误差小于5%，H(?)应大于0.95,已知??2?f?200?（2分）
2④故: 1/1?(200??)应大于0.95,⑤解得:??0.000523 （2分）
2.①由图可见衰减振动的周期为6.28ms=6.28?10s
?31000，相应?d?2?fd?1000r/s（2分）
6.28MM2②阻尼比?与振幅衰减的关系为ln1?2??/1??，图中注明ln1?2?（2分）
M2M212?0.707（2分） ③故有?/1???1，解得??2 即衰减振动的频率fd?
2④衰减振动?d与无阻尼振动?n的关系为?d??n1??（2分）
⑤代入?值，得?n?六、综合题（共10分）
（1） 被测对象 压电加速度计 2?d?1410r/s（2分）
电荷放大器 数字信号处理 （2分）
显示记录 （2）测量对象为高速、精密机床的振动，其频率较高、振幅不太大，宜采用压电加速计。
（2分）
（3）被测对象产生的振动，其加速度被压电加速度计转换为电信号（电荷），然后被电荷放大器转换为被放大了的电压信号，经过信号的预处理及A/D转换和运算处理后得到处理数据，再经显示记录即可得到测量处理结果。（3分） （4）①信号预处理
②采样和量化（A/D转换）
③确定分析信号的长度T和数据点数N ④选窗函数（加窗）
⑤进行FFT运算，从而得到信号频谱 （3分）
七、任选题（每题5分）
1.（1）如果处理前为调制信号首先要进行解调，如果不是调制信号则不需解调。 （2）抗混叠泸波。
（3）消除直流分量（当测试信号中不应有直流分量时）。 （4）电压幅值处理，使幅值适应于A/D转换器的动态范围 2.（1）应工作在????0的条件下。
（2）f?(7?8)f0，即f?70?80Hz。此时幅值误差很小，相位差接近180?，成为
一个反相器。
3.针对回转误差运动测量的特定情况：
（a）测量精度高（b）量程范围小（c）非接触测量（d）材质不均等。逐一分析对照各传感器性能；
（1）电感式：a、b、c均可满足，d不满足；
（2）电容式：采用极距变化型a、b、c、d各点均能满足； （3）电阻式：除d以外a b c均不满足； （4）光栅式：b c不满足；
（5）磁栅式：除d以外a b c均不满足；
经上述分析可知，仅极距变化型电容式传感器适用。