一 填空题（每空1分）
1. 调幅波可以看作是 载波 与调制波的乘积。
2. 相关系数 是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。
3. 若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x(0.2t)的傅里叶变换是5X(5f)。.
4. 若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x（ 0.1 ) t的傅里叶变换是10 X(10f)。.
5. 用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数τ应_尽量小__。
6. 能用明确的数学关系式或图象表达的信号称为 确定性 信号。
7. 双螺线管差动型传感器比单螺线管型电感式传感器有较高的 灵敏度 和线性。
8. 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的 2 倍。
9. 某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为 压电效应 。
10. 调幅波可以看作是载波与调制波的___乘积_____。
11. 若采样频率过低，不满足采样定理,则采样离散信号的频谱会发生____混迭____现象。
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12. 任何样本的时间平均等于总体平均的随机信号被称为 各态历经 信号。
13. 正弦信号的自相关函数保留了信号的 幅值 信息和频率信息，但是失去了相位的信息。
14. 附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率 降低 。
15. 在进行振动测量时，压电式传感器联接 电荷 放大器时，电缆长度不会影响仪器的输出。
16. 任何样本的时间平均等于总体平均（集合平均）的随机信号被称为 各态历经 信号。
17. 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的 2 倍。
18. 极距变化型电容式传感器的灵敏度K与极距平方成 反 比。
19. 当金属板置于变化着的磁场中时，或者在磁场中运动时，在金属板上产生感应电流，这种电流在金属体内是闭合的，所以称为 涡流 。
20. 扭矩测量时，测量传感器 应变片应贴在与轴线成 45 度的方向上。
21. 某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。
22. 若随机信号x(t)和y(t)的均值都为0，当τ→∞时，则Rxy(τ)=__ 0__。
2
23. 用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数τ应_尽量小__。
24. 传感器的灵敏度越高，就意味传感器所感知的__变化量____越小。
二．单项选择题（每题2分）
1．极距变化型电容传感器的灵敏度（ 3 ）。
（1）等于常数 （2）与极距平方成正比
（3）与极距平方成反比 （4）反比于两极板之间的间隙。
2 压电式加速度计，希望其固有频率（ C ）
A在400Hz左右 B在120Hz左右 C 尽量高些 D尽量低些
3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
4 概率密度函数提供了随机信号（ 2 ）的信息。
（1） 沿概率轴分布 （2）沿幅值域分布
3
（3）沿时域分布 （4）沿强度分布
5 周期信号频谱特点是（ 3 ）
（1） 连续的，随着频率的增大而减小；
（2） 连续的，只在有限区间有非零值；
（3） 离散的，只发生在基频的整数倍；
（4） 离散的，各频率成分的频率比不是有理数。
6将x(t)Asin(2t)和y(t)Bsin(5t)两个信号叠加，其合成信号x(t)y(t)是（ 3 ）。（1）角频率为2的周期信号 （2）角频率为5的周期信号
（3）准周期信号 （4）随机信号
7 倒频谱函数自变量可使用的单位是（1 ）。
（1）秒 （2）赫兹 （3）毫伏 （4）毫米/秒
8 二阶系统作测量装置时,为获得较宽的工作频率范围,则系统的阻尼比应( 4 )。（1）愈大愈好 （2）愈小愈好 （3）接近1/2 （4）接近12
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9 磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（4 ）。.
（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
10. 外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象，称为金属的（ 3 ）效应。
（1）霍尔 （2）涡流 （3）电阻应变 （4）压电
11 正弦信号输入信号的稳态输出是（ 1 ）正弦信号。
（1）同频率 （2）高阶频率 （3）低阶频率 （4）不同频率
12调幅波是（ 4 ）。
（1）载波相位随调制信号幅值而变 （2）载波幅值随调制信号幅值而变 （3）载波频率随调制信号幅值而变 （4）载波与调制信号相乘
13 磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（4 ）。.
（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
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14 非线性度是表示定度(标定)曲线（ 1 ）的程度。
（1）偏离其拟合直线； （2）接近真值；
（3）加载和卸载时不重合； （4）在多次测量时的重复。
15 倒频谱函数自变量可使用的单位是 （3 ）。
（1）毫伏 （2）赫兹 （3）毫秒 （4）毫米/秒
16. 不能用确定的数学公式表示的信号是（ 3 ）信号。
（1）复杂周期信号： （2）非周期： （3）随机： （4）瞬态：17 周期信号频谱特点是（ 2 ）
（1） 连续的，随着频率的增大而减小；
（2） 离散的，只发生在基频的整数倍；
（3） 连续的，只在有限区间有非零值；
（4） 离散的，各频率成分的频率比不是有理数。
18 （ 1 ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。
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（1） 硅光电池、霍尔、磁电式 ；
（2） 热电偶、电涡流、电阻应变；
（3） 热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；
4 压电、霍尔、电感式。
19用二阶系统作测量装置时,为获得较宽的工作频率范围,则系统的阻尼比应( 4 )。
（1）愈大愈好 （2）愈小愈好 （3）接近1/2 （4）接近12
（4） 20 电信号中最高频率 fc 为50Hz，采样频率 fs至少应为 ( 2 )Hz。
（1）50 （2）100 （3）250 （4）25。
21一般周期信号可以利用傅里叶级数展开成 （ 2 ） 不同频率的谐波信号的线性叠加。
（1）两个 （2）多个乃至无穷多个 （3）偶数个 （4）奇数个：
22、概率密度函数曲线下的面积是（ 2 ）。
（2） 2.0 （2）1.0 （3）0.5 （4）0.1
23 调幅波（AM）是（ 3 ）。
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（1） 载波与调制信号（即被测信号）相加；
（2） 载波频率随调制信号幅值而变；
（3） 载波幅值随调制信号幅值而变；
（4） 载波相位随调制信号幅值而变。
24 ( 1 ) 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）光栅； （2）电涡流； （3） 压磁式； （4）电容。
三 问答题（每题6分）
1、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？
答：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。
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
2、实现不失真测试的条件是什么？
答：时域上实现不失真条件：y(t)= A0x(t - t0) 其中，A0、t0为常数。
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即：输入与输出间仅幅值不同和存在时间滞后，则表明系统实现了时域不失真测试。
在频域不失真测试系统应具备两个条件：
A(w) = A0 j(w) = -t0w 即：幅频特性A(w)在x(t)的频谱范围内为常数；相频特性j(w)与w成线性关系，为一经过原点的直线,斜率为-t0
3、说明周期信号频谱的特点。，
答：无论是用三角函数展开式还是用复指数函数展开式求得，其特点是：
1) 周期信号的频谱是离散的，每条谱线表示一个正弦分量的幅值；
2) 每条谱线只出现在基频整数倍的频率上；
3) 各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比，谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小，因此，在频谱分析中不必取那些次数过高的谐波分量。
4 什么是泄漏？为什么产生泄漏？窗函数为什么能减少泄漏？
答：(1)信号的能量在频率轴分布扩展的现象叫泄漏。(2)由于窗函数的频谱是一个无限带宽的函数，即是x(t)是带限信号，在截断后也必然成为无限带宽的信号，所以会产生泄漏现象。
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(3)尽可能减小旁瓣幅度，使频谱集中于主瓣附近，可以减少泄漏。
5 通常测试系统由哪几部分组成？简要说明各组成部分的主要功能。
答：传感器——把被测量转换为电量；
中间电路——对传感器输出的信号进行转换和处理；
显示纪录装置——对来自中间电路的信号做显示和纪录。
6．简述热电偶的测温原理。
答：热电偶由两种不同导体组合并将温度转换成热电动势。热电动势由两种不同导体的接触电势和单一导体的温差电势组成。
7、以双臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？
答：将两个应变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）
8、用2种不同的方法确定信号中是否含有周期成分？
答：（1）信号的概率密度函数在均值处有盆形特征；
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（2）做自相关函数Rx()，Rx()含有周期成份，不随τ的增大而衰减；
9、说明互相关分析的概念和主要应用？
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。
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。
10一线性系统的输入信号中含有10Hz的频率成分，输出信号中应当有什么频率成分？为什么？
答：输出信号中一定有10Hz的频率成分。因为系统是一个线性系统，线性系统具有频率保持性：即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一频率的简谐信号。
11、利用电涡流传感器测量物体的位移。试问：
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（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？
答：(1)不可行。因为电涡流传感器是电感传感器的一种形式，是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应进行工作的，而塑料不是导体，不能产生涡流效应，故不可行。
(2)可在该物体表面上镀上一层金属，使之在变化的磁场中或者磁场中运动时，表层产生感应电流，并自行闭合，从而形成涡流。
四 平时练习题（10分）
1、（10分）介绍一种测定机械设备固有频率的原理和方法。（要求说明原理和如何确定固有频率）
2、（10分）以你专业典型设备的检测或故障诊断为例，请设计一个测量、数据分析、故障诊断系统，要求：
1) 说明系统各环节的基本原理；
2) 说明系统使用何种传感器和放大器；
3) 测量数据做何种分析才可以检测或诊断出设备故障？
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