2015年硕士研究生入学考试初试考试大纲
科目代码：819
科目名称：现代测试技术
适用专业：仪器仪表工程
参考书目：熊诗波等主编．机械工程测试技术基础（3版）．机械工业出版社.
汉泽西等编著．现代测试技术．机械工业出版社.
考试时间：3小时
考试方式：笔试
总 分： 150分
考试范围：
一、测量误差基本概念:
测量误差的定义、分类、主要特征及基本处理方法；按精度等级选择仪器仪表。
二、信号及其描述
周期信号的时域和频域分析；非周期信号的频域分析；随机信号的基本概念。
三、测试装置的基本特性
测试装置的数学模型描述；测试装置的静态特性分析，测试装置的动态特性分析；不失真测试的条件及实际应用。
四、传感器
常见传感器的原理、特性、测量电路分析；新型传感器原理及发展；传感器的选择及应用。
五、信号调理
针对放大、滤波、调制、电桥转换等基本信号调理方法，掌握基本原理、主要特性及实际应用。
六、信号处理初步
了解信号数字化处理的过程及对信号的影响；掌握采样定理的应用。掌握相关分析方法及在测试中的应用。了解功率谱分析方法及应用。
七、计算机测试系统
1.计算机测试系统的基本组成，数据采集各环节功能及实现；
2.虚拟仪器的构成方法，虚拟仪器的软件实现；
3.测控网络构成及应用。
样 题：
一、填空题（每空1分，共计25分）
1.测试系统通常由（ ）、（ ）及（ ）所组成。
2.测试装置的特性可分为（ ）特性和（ ）特性。
3.测试装置的静态特性指标有（ ）、（ ）、及（ ）等。
4.描述测试装置动态特性的数学模型有（ ）、（ ）、（ ）等。
5．测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的（ ）。
6. 测试装置输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为装置的（ ）。
7. 测试装置输出信号的付氏变换与输入信号的付氏变换之比称为装置的（ ）。
8测试装置输出波形无失真但有时间延迟t0的不失真测试条件是：装置的幅频特性为（ ），相频特性为（ ）；输出波形既不失真又无延迟的条件是：幅频特性为（ ），相频特性为（ ）。
9.半导体应变片工作原理基于（ ）效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数（ ）。
10.带通滤波器的上截止频率
，下截止频率
，其中心频率
（ ），其带宽B=( )。
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（ ）现象。
12.正弦信号的自相关函数是一个同频的（ ）函数。
13.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数
（ ）。
二、简答题 （本大题共5小题，每小题6分，总计30分）
1．解释采样定理的主要内容；
2．说明抗混叠滤波的作用；
3. 给出测量装置不失真的条件。
4.需要测量传输线中电流的大小，可以选择哪一种传感器？说明其原理。
5. 求单位脉冲信号的频谱密度函数，画出频谱图，说明其主要特点。
三、回答、计算题（本大题共3小题，每小题5分，总计15 分）
1.为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度等级，而且要考虑它的量程？
2.为什么使用电表时应尽可能在电表量程上限的三分之二以上使用？
3.用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测25V电压，问哪一个测量准确度高？
四、给出一个测量转速的设计方案：（本大题共2小题，每小题5分，总计10分）
1. 你选用哪一种传感器？在你设计的方案中使用时是否有限制条件？
2. 画图说明测量原理（简要）；
五、图1(a)为某汽车进行平稳性试验时，测得的汽车在某处的时域波形，该信号经处理后的相关函数如图1(b)所示：
1.从图中，你可以分析出汽车的振动信号有何特征？
2.分析的根据是什么？ （本大题共2小题，每小题5分，总计10分）
（a）汽车加速度时域波形 (b) 汽车加速度的自相关函数
图1 汽车加速度时域波形及其自相关函数
六、图2(a) 所示为平板式电容传感器，极板间距离随被测量变化，图2(b)所示为其差动形式。取输入输出关系式中的线性分量构成基准直线，试分析：
1. 单个电容传感器工作时，传感器的灵敏度和线性度； （10分）
2. 差动传感器工作时，传感器的灵敏度有何变化？ （5分）
3. 说明差动传感器的主要优点。 （5分）
（本大题共3小题，总计20 分）
(a) 单个传感器 (b)差动传感器
图2 平板电容传感器
七、拉力环如图3所示，上面贴有四个应变片：
。
（本大题共4小题，每小题5分，总计20分）
1. 组成全桥电路(画图示意)，设供桥直流电压为U，给出电桥输出电压与各应变片阻值之间的关系式；
2. 说明你的接桥方式是否有温度补偿作用？
3. 输入信号为拉力F，输出为电桥的输出电压Uy,画出信号传递的框图；
4.设当
组成半桥工作，且拉力
牛时，桥路输出电压80mv，当
组成全桥时，桥路输出电压为200mv，试求拉力
八、某记录仪器的传递函数为
（ξ=
，
为常数），纪录周期性锯齿波信号：
1．求出该信号的傅立叶级数展开式，求出信号高频率（小于2％基波幅值的谐波分量可以忽略不计）；
2．要求记录时的幅值误差不超过5％，试选择振动子的固有频率
。
（本大题共2小题，每小题 10分，总计20 分）
