液压传动-课后习题及解答 - 图文

一、填空（每空1份，共20分）

1.测试技术的基本任务是(获取有用的信息)

2.从时域看，系统的输出是其输入与该系统(脉冲响应函数的卷积)。

3.信号的时域描述，以 时间(t) 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率量。

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 100Hz。

5.在桥式测量电路中，根据其 激励电压（或工作电压或桥压或电源） 的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。

6.金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用 导体机械形变 引起的电阻变化，后者利用 半导体电阻率的（或半导体压阻效应） 变化引起的电阻变化。 7.压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。 8.带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1，其带宽B =

3f或(?) 为独立变fc2?fc1 ；若其带宽为1/3倍频程则fc2 = 2 fc1。

9.属于能量控制型的传感器有 电阻式传感器 、 涡电流传感器 电容式传感器、电感式传感器等。 10. 根据载波受调制的参数不同，调制可分为 调幅、调频、调相 。 11. 相关滤波的工作原理是 同频相关不同频不相关/同频检测原理 12 测试装置的动态特性可以用 传递 函数、 频率响应 函数和 脉冲响应 函数进行数学描述。

二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分） 1． 不能用确定的数学公式表达的信号是 D 信号。 A 复杂周期 B 非周期 C 瞬态 D 随机 2． 平稳随机过程必须 B 。

A 连续 B统计特征与时间无关 C 各态历经 D 统计特征等于时间平均 3． 一阶系统的动态特性参数是 C 。

A 固有频率 B 阻尼比 C 时间常数 D 灵敏度

4． 系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量

之间的最大差值称为 A 。

A 回程误差 B 绝对误差 C 相对误差 D 非线性误差 5． 电阻应变片的输入为 B 。

A 力 B 应变 C 速度 D 加速度

6． D 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

A 传递函数 B 互相关函数 C 互谱密度函数 D 相干函数

7． 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用 B 放大器。

A 电压 B 电荷 C 微分 D 积分

8． 在测量位移的传感器中，符合非接触测量而且不受油污等介质影响的是 D 传感器。

A 电容式 B 压电式 C 电阻式 D 电涡流式

9． 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带 B ，也可达到分析的目的。

A 重放速度放快 B 重放速度放慢 C 重放速度不变 D 多放几次

10. 一阶系统的阶跃响应中，超调量 D 。

A 存在，但<5％ B 存在，但<1 C 在时间常数很小时存在 D 不存在

三、判断题（用√或×表示，在正确的题目对应的括号里填√，反之填 ×，每题1分，共10分） 1． （ F ）非周期信号的频谱是连续的。

2． （ T ）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 3． （ F ）调幅波是载波与调制信号的叠加。 4． （ T ）涡流传感器属于有源传感器。

5． （ T ）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。

6． （ T ）窗函数频谱的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。 7． （ F ）恒带宽滤波器的中心频率越高，其带宽越宽。 8． （ T ）随机激振属于宽带激振法。

9． （ F ）压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。 10.（ T ）若系统是完全线性的，则输入输出的相干函数一定为1。 四、简答题（每题5分，共30分）

1． 已知周期方波的傅立叶级数展开式为

x(t)?8A?11? ?sin?0t?sin3?0t?sin5?0t?????35?试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。

频谱特点：离散性、谐波性、递减性 3分(每答对一个得1

分)

2． 二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范围？

固有频率(?n)和阻尼比(?) 3分(每答对一个得1.5分)；为了实现不失真,阻尼比

(?)取值0.6 ~ 0.8; 工作频率取值小于等于0.58?n 2分(每答对一个得1分

3． 何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？

输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A0x(t-t0), 其中A0和t0为常数, 则为不失真测试。 2分

或者用文字描述上述关系，描述正确2分，不完整1分，错误不得分。 实现不失真测试的测试装置的

幅频特性为 A(ω)= A0 = 常数 1.5分

相频特性为 φ(ω)=?t0? 1.5分 或者用文字表述，表述正确同样得分。

4． 信号的预处理包括那些环节？

（1）电压幅值调理（或者放大） 1分 （2）滤波（或者滤去高频） 2分 （3）隔离直流分量（或者隔直） 1分

（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 1分

5． 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？

动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1分），相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平衡外，还须有电容平衡（3分）。 5分

6． 测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：

图1

（1）

这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？

（2）

从波形中可以获得信号的哪些信息？

（1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。 2分

（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同 1分

相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 1分 幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1分

五、计算题（共14分）

1． （6分）已知低通滤波器的频率响应函数为

H(?)?11?j??， 式中 ??0.05s

y(t).。

当输入信号为x(t)?0.6cos(60t)?0.5cos(100t?45?)时，求滤波器的稳态输出

x(t)?0.6cos(60t)?0.5cos(100t?45?)

令x1(t)?0.6cos(60t)，x2(t)?0.5cos(100t?45?) 根据线性系统频率保持性和幅频相频特性

A(?)?1，?(?)??tan(??)

1?(??)2 由?1?60，可以得到：

11?(0.05?60)2?0.316A(?1)? 1分

?(?1)??arctg(??)??arctg(0.05?60)??71.565? 1分

y1(t)?0.6?0.316cos(60t?71.565?)?0.1896cos(60t?71.565?)

由?2

A(?2)??100，可以得到：

1?0.196 1分

1?(0.05?100)2 ?(?2)??arctg(??)??arctg(0.05?100)??78.69? 1分 y2(t)?0.196?0.5cos(100t?45??78.69?)?0.098cos(100t?123.69?) 由线性系统的叠加性可得

y(t)?y1(t)?y2(t)?0.1896cos(60t?71.565?)?0.098cos(100t?123.69?)

2． （4分）有一信号x(t)?Acos(?t??)，初始相角?为一随机变量；

试求 1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。 自相关函数：

Rx(?)?lim1T?T0x(t)?x(t??)dt 1分

=

lim 1TAcos(?t??)?Acos[?(t??)??)]dt?0Tcos(??) =A22 1分 =

T02T?02 均值：

方差：

?x?1T0?T02T?02T02T?02x(t)dt1T0?Acos(?t??)dt=0 1分

?x2?1T0?[x(t)??x]dt?A22

3． （4分）以阻值R?120?，灵敏度S?2.5的电阻丝应变片与阻值为120?的固定电阻组成电

桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为1000??时，分别求出单臂、双臂

电桥的输出电压 单臂：

uy?V 2分 ?R1?R11?u0??u0?S?u0??2.5?1000?10?6?4?2.5?10?34R4R44 双臂：

uy?V 2分 ?R1?R11?u0??u0?S?u0??2.5?1000?10?6?4?5?10?32R2R22

复习题

第一章 信号及其描述

（一）填空题

1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这

些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示）

1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ）

2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ）

4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号x(t)2、 求正弦信号x(t)3、 求指数函数x(t)?x0sin?t的绝对均值μ

|x|和均方根值xrms。

2?x0sin(?t??)的均值?x，均方值?x?Ae?at(a?0,t?0)的频谱。

，和概率密度函数p(x)。

4、 求被截断的余弦函数x(t)5、

|t|?T?cos?0t的傅立叶变换。 ??|t|?T?0?at求指数衰减振荡信号x(t)?esin?0t(a?0,t?0)的频谱。

第二章 测试装置的基本特性