华中科技大学工程测试与信息处理(08009650) 作业及答案

1 请给出3种家用电器中的传感器及其功能。

洗衣机：水位传感器 冰箱：温度传感器 彩电：亮度传感器 热水器：温度传感器 空调：温度传感器

2 请给出智能手机中用到的测试传感器。

重力传感器、三维陀螺仪、GPS、温度传感器、亮度传感器、摄像头等。

3 系统地提出（或介绍）你了解的（或设想的）与工程测试相关的某一（小）问题。考虑通过本门课程的学习，你如何来解决这一问题。（注意：本题的给出的答案将于课程最后的综合作业相关联，即通过本课程的学习，给出详细具体可行的解决方案）

第二章 普通作业1 请写出信号的类型

1)

简单周期信号

2) 复杂周期信号

3) 瞬态信号

准周期信号

4)

平稳噪声信号

5) 非平稳噪声信号

第二章 信号分析基础 测试题

1. 设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（C）的频谱为X(f＋fo）。

A .

x(t?t0) B.

x(t?t0) C. x(t)e?j2?ft D. x(t)ej2?f0t

02. 周期信号截断后的频谱必是（A）的。

A. 连续 B. 离散 C. 连续非周期 D. 离散周期 3. 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 4. 信号的时域描述与频域描述通过 (C) 来建立关联。

A 拉氏变换 B 卷积 C 傅立叶变换 D 相乘 5. 以下 (B) 的频谱为连续频谱。

A周期矩形脉冲 B矩形窗函数 C正弦函数 D周期方波 6. 单位脉冲函数的采样特性表达式为（A） 。 A

????x(t)?(t?t0)dt?x(t0) B x(t)*?(t?t0)?x(t?t0)

C x(t)*?(t)?x(t) D ?(t)?1

2.6 思考题

1) 从下面的信号波形图中读出其主要参数。

解答提示：峰值9.5V，负峰值-9.5V，双峰值19V，均值0V。周期=0.06/3.5S

2) 绘出信号的时域波形

x(t)?e?10?tcos(2???50?t)解答提示：

3) 为什麽能用自相关分析消去周期信号中的白噪声信号干扰。如何在噪声背景下提取信号中的周期信息，简述其原理？

解答提示：根据自相关函数的性质：周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息；随机噪声信号的自相关函数将随 t 的增大快速衰减。原始信号做自相关后噪声部分快速衰减，而周期信号部分保留。

4) 简述相关测速、相关测距的原理？

解答提示：利用两个传感器，做互相关分析。互相关曲线上的最大点表明了两个传感器测量信号之间的时间延迟，已知两个传感器之间的距离则可以算出信号的传播速度(例如声音)；已知信号的传播速度(例如超声波)，则可以测出距离。

5) 求周期为T，幅值为A的方波信号的自相关函数？

A t T 解答提示：

1

T t 6) 从下面的幅值谱中读出信号的主要频率成分。

解答提示： 1、55Hz,2V 2、110Hz, 1V 3、130Hz,4V 4、175Hz, 2.2V

7) 已知信号

x(t)?sin2?100t?5cos2?200t?3cos2?300t绘出信号的实频－虚频谱、幅值—相位谱和功率谱。 解答提示： 4 2 4 2 0 100 200 300 f 0 100 200 300 f 虚频谱 实频谱

4 ?2 2 0 100 200 300 f 0 100 200 300 f 幅值谱 相位谱

20 10 0 100 200 300 f 功率谱

第3章 传感器原理及应用基础--普通作业1

1. 电阻应变片的输入为（B）。

A力 B 应变 C速度 D加速度

2. 结构型传感器是依靠（C） 的变化实现信号变换的。 A本身物理性质 B体积大小 C结构参数 D电阻值 3. 不能用涡流式传感器进行测量的是（D）。

A位移 B材质鉴别 C探伤 D非金属材料

4. 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成（B）关系。 A非线性 B线性 C反比 D平方

5. 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是（C）。 A长度 B截面积 C电阻率 D高通

6. 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

7．用电涡流传感器探测金属零件表面裂纹，则电涡流传感器是( D )式的。

A互感和高频反射 B自感和低频投射 C互感和低频投射 D自感和高频反射 8．压电式传感器目前多用于测量（D）。

A 静态力 B 温度 C 速度 D 加速度与动态力

第3章 传感器原理及应用基础--普通作业2

1. 热电偶可以测量（ C ）。

A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势 2. 属于传感器动态特性指标的是（ D ）。

A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率 3. 下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是（ B ）。

A．自感式传感器 B．磁电感应式传感器 C．电容式传感器 D．应变式传感器 4. 在光线作用下，能使物体产生一定方向的电动势的现象称（ B ）。 Ａ．光电效应 B．光生伏特效应 C．内光电效应 D．外光电效应 5. 在霍尔元件的主要指标中，KH是指（ A ）灵敏度。 Ａ．磁 Ｂ．乘积 Ｃ．电流 Ｄ．电势 6. 传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合称为（ B ）。 A．非线性 B．迟滞 C．重复性 D．灵敏度误差

第三章综合作业

1) 在什么条件电阻式传感器的输出量与输入量之间有较好的线性关系？ 解答提示：测量负载电阻趋近于无穷大。

2) 简述应变式电阻传感器的工作原理，其测量电路有何特点？

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