答：直接测量或记录到的信号，一般是以时间为独立变量的，称其为信号的时域描述。信号时域描述能反映信号幅值随时间变化的关系，而不能明显揭示信号的频率组成关系。为了研究信号的频率结构和各频率成分的幅值，相位关系，应对信号进行频谱分析，把信号的时域描述通过适当方法变成信号的频域描述，即以频率为独立变量来表示信号。

2．简述周期信号的频谱具有的特点？ 答：（1）周期信号的频谱是离散的； （2）每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数； （3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。

3．简述傅里叶变换的主要性质？ 答：（1）奇偶虚实性 （2）对称性 （3）时间尺度改变特性 （4）时移和频移特性 （5）卷积特性 （6）微分和积分特性 。 4．减轻负载效应的办法？ 答：（1）提高后续环节的输入阻抗 （2）在原来两个相联接的环节之中，插入高输入阻抗，低输出阻抗的放大器 （3）使用反馈或零点测量原理。 5．金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别？

答：金属丝电阻应变片利用导体形变引起电阻的变化，半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻变化。

6．为什么要采取相应的温度补偿措施？

答：温度的变化会引起电阻值的变化，从而造成应变测量结果的误差。由温度变化所引起的电阻变化与由应变引起的电阻变化往往具有同等数量级，绝对不能掉以轻心，因此，通常要采取相应的温度补偿措施，以消除温度变化所造成的误差。 7．压电式传感器的工作原理？

答：压电式传感器的工作原理是利用某些物质的压电效应。 8．前置放大器电路的主要用途？ 答：（1）将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；（2）放大传感器输出的微弱电信号。 9．压电式传感器的应用？

答：常用来测量应力，压力，振动的加速度，也用于声，超声和声发射等测量。 10．恒带宽比滤波器与恒带宽滤波器的区别？

答：恒带宽比滤波器是指滤波器的相对带宽是常数。 恒带宽滤波器是指滤波器的绝对带宽为常数。

11．信号显示与记录的目的？ 答：（1）测试人员通过显示仪器观察各路信号的大小或实时波形 （2）及时掌握测试系统的动态信息，必要时对测试系统的参数做相应调整 （3）记录信号的重现 （4）对信号进行后续的分析和处理。

12.为使各带通滤波器的带宽覆盖整个分析的频带,它们的中心频率能使相应的带宽恰好相互衔接，采取的措施？

答：使前一个滤波器的—3dB上截止频率高端等于后一个滤波器的—3dB下截止频率低

端。 滤波器组须具有相同的放大倍数。 二、问答题（共30分）

１、 什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分）

1、 答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。 （1） 测量对象

（2） 传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将

其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。

（3） 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行传输、放大和转换，

使其适合显示、纪录、数据处理。

（4） 信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：

计算、频谱分析、数据储存等）

（5） 显示、记录部分：作用是输出测试结果。

２、 说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）

答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化，λEε是由电阻率的变化引起的阻值变化。

不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R≈(1+2H)ε，S≈1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=λEε，S≈λE。

各自的优点分别为：

电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。

３、 选用传感器的原则是什么？（10分）

答：基本原则是：选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。

（1）静态特性方面：a、应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内，并保证线性误差在允许范围内；b、传感器的分辨率（力）从数据上应小于测量要求的分辨率（力）c、满足实际要求的条件下，精度不宜过高。

２、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）

答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的

泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化，λEε 是由电阻率的变化引起的阻值变化。

不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R≈(1+2H)ε， S≈1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻 变化。所以dR/R=λEε，S≈λE。 各自的优点分别为：

电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高， 一般为电阻丝应变片的50-70倍。 3、 简述调幅波的特点。（10分）

（1） 当调制信号x(t)>0时，调幅波xm (t)与载波y(t)同频同相， 其幅值的大小与x(t)的大小有关；x(t) y(t)

（2） 当x(t)<0时，xm (t)与载波y(t) 同频反相，其幅值大小仍

与x(t)的大小有关；

（3） 调幅波是一高频，但其包洛线和调制信号x(t)相似，其副 值受x(t)变化的影响，y(t)的频率越高，即波形越宽，相似程度 越好。

１、说明测试系统的构成及各组成部分的作用。

答:传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系 ，它直接感受

被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行 传输、放大

和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。

信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作 进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等） 显示、记录部分：作用是输出测试结果。

2、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？ 答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且 dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的

泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的 阻值变化，λEε

是由电阻率的变化引起的阻值变化。

不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以 dR/R≈(1+2H)ε，

S≈1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻 率发生变化引起电阻

变化。所以dR/R=λEε，S≈λE。

各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体 应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。 3、交流电桥达到平衡时必须满足的条件是什么？如何来实现交 流电桥的平衡？

答：两个条件：相对两臂阻抗之模的乘机应相等，并且它们的阻 抗角之和也必须相等。实现：电阻平衡，电容平衡。

4、简要说明如何求解测试装置动态特性的数学描述的3个函数 ，它们之间有何内在关系？

答：对系统的微分方程做拉氏变换，传递函数为输出和输入的拉 氏变换之商，另拉氏变换中的a=0即可求得频率响应函数，对传 递函数进行拉氏反变换就可求得脉冲响应函数。它们之间的关系 分别是拉氏变换对和傅立叶变换对关系。

5、以二阶系统为例，简述求解具体系统频谱特性的一般步骤，并简要说出二阶系统的特性。 答：一般步骤：1）对系统建模，2）求拉氏变换3）求传递函数 4）求频率响

应函数、幅频特性和相频特性；6）画相应的图形并分析改进之。二阶系统图形有几个关键点，对它进行讨论，并考虑最左最右的趋势。 1、选用传感器的基本原则是什么？

(1) 灵敏度(2) 响应特性 (3) 线性范围 (4) 稳定性 (5) 精确度 (6) 测量方式等 2、什么是调制和解调？其作用是什么？