测试技术课后练习 6页

课后练习绪论课后练习1-1.机械工程测量系统在机械工程中有哪些应用？为什么它受到机械工程中各个行业的普遍重视？1-2.叙述测量系统在自动控制中的地位和作用。1-3.测量系统有那些环节，各个环节有什么功能？1-4.举例说明接触测量与非接触测量的优缺点。1-5.什么叫智能传感器？1-6.计算机测试系统的特点是什么？1-7.虚似仪器的含义是什么？1-8.测量、测试、计量的概念有什么区别？ 第二章信号分析与处理课后练习2-1.信号一般有哪几种分类方法？各分为哪几类？请简要说明。2-2.请简述信号的几种描述方法。2-3.写出周期信号两种展开式的数学表达式，并说明系数的物理意义。2-4.周期信号和非周期信号的频谱图各有什么特点？它们的物理意义有何异同？2-5.求出如图2-11所示的周期性锯齿波、半波整流波形、全波整流波形的傅立叶展开式，并画出其频图。\n2-6.有周期性方波、三角波、全波整流三个周期信号，设它们的频率均为1000Hz。对这几个信号进行测量时，后续设备通频带的截止频率上限各应是多少？（设某次谐波的幅值降低到基波的1/10以下，则可以不考虑）2-7.求出下列非周期信号的频谱图(见图2-12）（1）被截断的余弦信号ƒ（t)=（2）单一三角波（3）单一半个正弦波（4）衰减的正弦振荡ƒtt)=Aesinwt(a>0,t>=0)2-8.已知正弦信号ƒ(t)=Asin(wt+¢)，求其自相关函数和功率谱密度函数。2-9.简要说明模拟信号离散化过程中需要考虑的几个方面第三章测量装置的基本特性课后练习3-1.线性定常系统有那些基本特性？简述同频性在动态测量中的重要意义。3-2.测量装置有哪些静态特性指标？3-3.待测压缩机转速为1000r/min，现有1.0级精度，量程为1000r/min及2.0级精度，量程为3000r/min的两个转速，请问使用哪一个转速表较好，并说明原因。3-4.说明测量装置的幅频特性A(ω)和相频特性φ(ω)的物理意义。为什么A(ω)=k(常数）和φ(ω)=-ωt。时，可以作到理想的不失真测量？\n3-5.用时间常数为0.5秒的一阶测量装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，如果要求仪表指示值的幅值误差小于2%，问：被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2秒和5秒，幅值误差是多少？3-6.求周期信号χ(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45°)通过频率响应为Η（jω)=1/(1+0.005jω)的测量装置后得到的稳态响应。3-7.用一个一阶测量装置测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问：此仪器的时间常数应不大于多少？若用具有该时间常数的测量仪器测量50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？3-8.试说明二阶测量装置的阻尼比的值多采用0.6～0.7的原因。3-9.已知一个二阶测量装置，阻尼比ζ=0.65，fn=1200Hz,问：输入240Hz和480Hz的信号时A（ω）和φ(ω)是多少？若阻尼比ζ变为0.5和0.707，A（ω）和φ(ω)又各是多少？3-10.已知某一测力传感器为二阶测量装置，其动态参数为固有频率fn=1200Hz,ζ=0.707。试求当测量信号χ(t)=sin2πft+sin6πft+sin10πft时其幅值、相位变化，其中f=600Hz。最后请用幅频、相频图作出定性解释。第四章测量误差分析课后练习4-1.什么是测量准确度？什么是测量不确定度？它们的作用如何？4-2.量程为10A的0.5级电流表经检定在示值5A外的示值误差最大，其值为15mA，问该表是否合格？4-3.对约为70V的电压进行测量，现有两只电压表可供选择；一只的量程为100V，级别为1.0级；另一只量程为200V，级别为0.5级。问用哪一只电压表测量合适？4-4.对某量进行了8次测量，测得值为：802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43,求测量量的最佳估计值和测量不确定度。\n4-5.按公式V=πrrh计算圆柱体积，若已知r约为2cm，要使体积的相对误差等于1%，试问r和h测量时误差应为多少？4-6.测量某电路的电流I=22.5mA，电压V=12.6，I和U的标准偏差为SI=0.5mA,SV=0.1V，求所耗功率及其标准不确定度。（I和V互不相关）4-7.设间接测量量z=x+y，在测量时，x和y是同时读数的。试求z及其标准不确定度。序号12345678910x1001041029810310199101105102y51515450515250505310　4-8.某电子测量设备的技术说明书指出：当输入信号的频率在200kHz时，其误差不大于±2.5%；环境温度在（20±10）1/°C；电源电压变化±10%时，附加误差不大于±2%；更换晶体管时附加误差不大于±1%；假设在环境温度时使用该设备，使用前更换了一个晶体管，电源电压220V，被测信号为0.5V、220kHz的交流信号，量程为1V，试估算测量不确定度。4-9.对某测量重复测量数据如下：25.6,25.2,25.9,25.3,25.7,26.8,25.5,25.4,25.5,25.6试判断该缓数据中是否含有粗大误差。第五章信号的获取与调理课后练习5-1.参数式传感器与发电式传感器有何主要不同》试各举一例。5-2.电阻丝式应变片与半导体式应变片在工作原理上有何不同？各有何优缺点？5-3.一个电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm，工作初始间隙d0=0.3mm空气介质。问：（1）通过测量得到电容变化量为±3×0.001PF。，则传感器与工作之间由初始间隙变化的距离△d=?；（2）如果测量电路的放大系数K1=100mV/PF,读数仪表灵敏度K2=5格/mV,则此时仪表指示值变化多少格？5-4.差动式传感器的优点是什么？\n5-5.一个直流应变电桥如图5-38。已知：R1=R2=R3=R4=R=120Ω，E=4V，电阻应变片灵敏度S=2。求：（1）当R1为工作应变片，其余为外接电阻，R1受力后变化R1/R=1/100时，输出电压为多少？（2）当R2也改为工作应变片，若R2的电阻变化为1/100时，问R1和R2是否能感受同样极性的应变，为什么？5-6.调幅波是否可以看成是载波与调制信号的迭加？为什么？5-7.霍尔效应的本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举三个例子说明。5-8.已知调幅波χ（t)=(100+30cosΩt+20cosΩt)(cosωt),其中fc=10kHZ,fΩ=500Hz,ω=2πfc。试求：（1）χ（t)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。5-9.热电偶是如何实现温度测量的？影响热电势与温度之间关系的因素是什么？5-10.设计利用霍尔元件测量转速的装置，并说明其原理。5-11.试选择适当的中间转换器补充完整题图5-39中动态电阻应变仪方框图。5-12.设计用电涡流传感器实时监测扎制铝板厚度的装置，试画出装置的框图，简要说明工作原理。5-13.用应变片搭成电桥测量题图5-40所示两种情况的力，请回答下列问题：（1）两种情况下，应变片应接在电桥哪两用个臂上？（2）两种情况下，应分别采取什么措施来抵消温度变化引起的电阻值变化？\n第六章计算机测试技术课后练习6-1.自动测试系统主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？6-2.在设计计算机测试系统时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？6-3.测量信号输入A/D转换器前是否一定要加采样保持电路？为什么？6-4.在选择采样保持器时，要考虑的主要因素是什么？6-5.一个计算机测试系统的测试对象是温室大棚的温度和湿度，要求测量精度分别是+1°C和+3%RH，每10min采集一次数据，应选择何种类型的A/D转换器和通道方案？6-6.如果一个计算机测试系统，要求有1%级精度性能指标，在设计该计算机测试系统时，怎样选择系统的各个器件？6-7.一个带有采样保持器的数据采集系统是否其采样频率可以不受限制？为什么？6-8.一个带有采样保持器的数据采集系统，其采样频率fs=100kHz,FSR=10V,△tap=3ns,n=8,试问系统的采样频率fs是否太高？6-9.什么叫智能仪表？它有什么特点？6-10.智能仪表有哪些基本组成部分？同时它又有哪些功能模块？6-11.何为虚拟仪器？与传统仪器相比，虚拟仪器有什么特点？6-12.试用LabVIEW5.0/6.0系统设计一个频谱分析仪。6-13.设计一个测量系统时应事先考虑哪些影响因素？并以此如何进行详细设计？6-14.为什么测量仪器设计过程中一定要注意抗干扰问题？干扰窜入仪器的方式有那些？针对不同的干扰方式，各用什么方法来解决仪器的抗干扰问题？