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2018 年碩士研究生入學考試初試考試大綱
科目代碼：819
科目名稱：現代測試技術
適用專業：儀器儀表工程
考試時間：3 小時
考試方式：筆試
總 分： 150 分
考試范圍：
一、測量誤差基本概念:
測量誤差的定義、分類、主要特征及基本處理方法；按精度等級選擇儀器儀表。
二、信號及其描述
周期信號的時域和頻域分析；非周期信號的頻域分析；隨機信號的基本概念。
三、測試裝置的基本特性
測試裝置的數學模型描述；測試裝置的靜態特性分析，測試裝置的動態特性
分析；不失真測試的條件及實際應用。
四、傳感器
常見傳感器的原理、特性、測量電路分析；新型傳感器原理及發展；傳感器
的選擇及應用。
五、信號調理
針對放大、濾波、調制、電橋轉換等基本信號調理方法，掌握基本原理、主
要特性及實際應用。
六、信號處理初步
了解信號數字化處理的過程及對信號的影響；掌握采樣定理的應用。掌握相
關分析方法及在測試中的應用。了解功率譜分析方法及應用。
七、計算機測試系統
1.計算機測試系統的基本組成，數據采集各環節功能及實現；
2.虛擬儀器的構成方法，虛擬儀器的軟件實現；
3.測控網絡構成及應用。
樣 題：
一、簡答題（本大題共 4 小題，共 50 分）
1. 某傳感器給定相對誤差為 2%FS，滿度值輸出為 50mV。
（1）求可能出現的最大絕對誤差δ （以 mV 計）。（5 分）
（2）當傳感器使用在滿刻度的 1/2 和 1/8 時計算可能產生的相對誤差。（5 分）
（3）由此說明使用傳感器選擇適當量程的重要性。（5 分）
2. 以圖 1 所示的差動變氣隙式電感傳感器為例：分析差動式傳感器可以提高靈
敏度，改善非線性的原理。（15 分）
圖 1 差動變氣隙式電感傳感器結構圖
3.說明什么是無限帶寬信號，為什么在采樣前，對這種信號要進行抗混疊濾波？
（1
0 分）
4.圖 2 中余弦信號與方波信號周期
相同，不用數學推算，根據物理意
義說明上述兩信號在什么情況下互
相關函數會取得最大值？為什么？
（10 分）
圖 2 正弦波與方波
二、傳感器原理分析（本大題共 2 小題，每題 10 分，共 20 分）
1．簡述熱電效應，并說明為何要做冷端溫度補償？
2．用鎳鉻-鎳硅（K 型）熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差計相
連接。在某時刻，從電位差計測得熱電勢為-1.19mv，此時電位差計所處的環境
溫度為 15℃，試求該時刻溫箱的溫度是多少度？
表 1 鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表
測量端
溫度℃
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
熱電動勢(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、靜態特性分析計算（本大題共 4 小題，每小題 5 分，共 20 分）
如圖 3 所示，單組式變面積型線位移電容傳感器，兩極板相對覆蓋部分的寬
度 b=4mm，兩極板的間隙δ =0.5mm，極板間介質為空氣，ε 0=8.85×10
－12
F/m，
ε r=1。
圖 3 變面積型線位移電容傳感器
1.給出電容量與線位移△a 的關系式；
2.求其靜態靈敏度 k=?；
3.若兩極板相對移動 2mm，求其電容變化量。即△a=2mm 時 △C=?
4.除了上述變面積型電容傳感器，還有哪些類型的電容傳感器？
四、動態特性分析計算（本大題共 4 小題，每小題 5 分，共 20 分）
針對圖 4 所示 RC 電路，輸入： ( )r
u t ；輸出： ( )c
u t 。
1．列出輸入輸出動態關系的微分方程，要求有中間過程；
2．求出傳遞函數和頻率響應函數；
3．求出幅頻特性函數并大致畫出幅頻特性曲線；
4．說明該電路屬于哪一類濾波器？畫出對應的理想濾波器幅頻特性曲線。
圖 4 RC 電路
五、周期信號頻譜分析（本大題共 2 小題，每小題 10 分，共 20 分）
設周期性三角波信號如圖 5 所示：
tT0/2-T0/2
A
i(t)
圖 5 周期性三角波信號
1. 給出信號時域表達式，求出該信號的傅立葉級數展開式；
2. 給出信號中直流分量和基波分量的幅值，畫出該信號的頻譜圖（幅頻譜和相
頻譜）。
六、調制與解調分析（本大題共 3 小題，共 20 分）
交流電橋是一個幅值調制器。現要測量某一構件的應變，已知其變化規律為
ttt ????? 3cos20cos30100)(? ，電橋的激勵電壓 ttu c
?cos)(0
? ，其中，
KHzf c
10? ， Hzf 500??
。要求：
1．給出電橋輸出調幅波 )()()( 0
tuttxa
?? ? 中所含各分量的表達式； （10 分）
2．繪出調制信號的幅值譜； （5 分）
3．繪出調幅波的幅值譜。 （5 分）
R
Cur(t) uc(t)
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