2018年大连交通大学819现代测试技术考研大纲及样题硕士研究生入学考试试题
2018 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 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、简答题(本大题共 4 小题,共 50 分) 1. 某传感器给定相对误差为 2%FS,满度值输出为 50mV。 (1)求可能出现的最大绝对误差δ (以 mV 计)。(5 分) (2)当传感器使用在满刻度的 1/2 和 1/8 时计算可能产生的相对误差。(5 分) (3)由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。(5 分) 2. 以图 1 所示的差动变气隙式电感传感器为例:分析差动式传感器可以提高灵 敏度,改善非线性的原理。(15 分) 图 1 差动变气隙式电感传感器结构图 3.说明什么是无限带宽信号,为什么在采样前,对这种信号要进行抗混叠滤波? (1 0 分) 4.图 2 中余弦信号与方波信号周期 相同,不用数学推算,根据物理意 义说明上述两信号在什么情况下互 相关函数会取得最大值?为什么? (10 分) 图 2 正弦波与方波 二、传感器原理分析(本大题共 2 小题,每题 10 分,共 20 分) 1.简述热电效应,并说明为何要做冷端温度补偿? 2.用镍铬-镍硅(K 型)热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相 连接。在某时刻,从电位差计测得热电势为-1.19mv,此时电位差计所处的环境 温度为 15℃,试求该时刻温箱的温度是多少度? 表 1 镍铬-镍硅热电偶分度表 测量端 温度℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 热电动势(mv) -20 -0.77 -0.81 -0.84 -0.88 -0.92 -0.96 -0.99 -1.03 -1.07 -1.10 -10 -0.39 -0.43 -0.47 -0.51 -0.55 -0.59 -0.62 -0.66 -0.70 -0.74 -0 -0.00 -0.04 -0.08 -0.12 -0.16 -0.20 -0.23 -0.27 -0.31 -0.35 +0 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 +10 0.40 0.44 0.48 0.52 0.56 0.60 0.64 0.68 0.72 0.76 +20 0.80 0.84 0.88 0.92 0.96 1.00 1.04 1.08 1.12 1.16 三、静态特性分析计算(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 如图 3 所示,单组式变面积型线位移电容传感器,两极板相对覆盖部分的宽 度 b=4mm,两极板的间隙δ =0.5mm,极板间介质为空气,ε 0=8.85×10 -12 F/m, ε r=1。 图 3 变面积型线位移电容传感器 1.给出电容量与线位移△a 的关系式; 2.求其静态灵敏度 k=?; 3.若两极板相对移动 2mm,求其电容变化量。即△a=2mm 时 △C=? 4.除了上述变面积型电容传感器,还有哪些类型的电容传感器? 四、动态特性分析计算(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 针对图 4 所示 RC 电路,输入: ( )r u t ;输出: ( )c u t 。 1.列出输入输出动态关系的微分方程,要求有中间过程; 2.求出传递函数和频率响应函数; 3.求出幅频特性函数并大致画出幅频特性曲线; 4.说明该电路属于哪一类滤波器?画出对应的理想滤波器幅频特性曲线。 图 4 RC 电路 五、周期信号频谱分析(本大题共 2 小题,每小题 10 分,共 20 分) 设周期性三角波信号如图 5 所示: tT0/2-T0/2 A i(t) 图 5 周期性三角波信号 1. 给出信号时域表达式,求出该信号的傅立叶级数展开式; 2. 给出信号中直流分量和基波分量的幅值,画出该信号的频谱图(幅频谱和相 频谱)。 六、调制与解调分析(本大题共 3 小题,共 20 分) 交流电桥是一个幅值调制器。现要测量某一构件的应变,已知其变化规律为 ttt 3cos20cos30100)( ,电桥的激励电压 ttu c cos)(0 ,其中, KHzf c 10 , Hzf 500 。要求: 1.给出电桥输出调幅波 )()()( 0 tuttxa 中所含各分量的表达式; (10 分) 2.绘出调制信号的幅值谱; (5 分) 3.绘出调幅波的幅值谱。 (5 分) R Cur(t) uc(t)
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