第0讲思考题
1. 试举例说明测试技术的概念
测试是人们认识客观事物的方法。测试过程是从客观事物中摄取有关信息的认识过程。凡需要观察事物的状态、变化和特征等等，并要对它进行定量的描述时，都需要测试。测试包含“测量”与“试验”。“测量”—以确定被测物属性量值为目的的全部操作；“试验”—为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性活动。如机械振动测试，温度测试等。
2. 结合自己所从事的方向或自己感兴趣的方向，举出一个简单的测试系统的例子，并说明测试技术在该研究方向中的作用。
现代的一些内燃发电机组中，内燃机的一些基本参数控制就是由测试系统和控制系统联合实现的。如，内燃机的转速、水温和油压就是通过转速传感器、温度传感器和压力传感器在机器运行过程中采集到机器的转速、水温和油压的数据，这些数据一方面输送到显示仪器进行显示，另一方面送到处理系统进行分析计算，当这些数据超过预设的限制时，处理系统就会作出报警或自动停机等相应处理。
3. 试列举测试技术的发展史及发展趋势。
自古以来，测试技术就渗透于人们的生产活动和日常生活中，如我国西汉初的侯风地动仪用来测量地震方位；东汉阳嘉元年日晷是利用日影计时，1664年发明的机械计算机，以及后来的电子管，晶体管，集成电路，使测试技术向着智能化、网络化的方向发展。测试技术将向以下方向发展：新型传感技术，测试系统智能化技术，虚拟仪器技术，网络化仪器技术。
4. 试举例说明测试技术离不开实验环节。
从测试的概念看，测试包含“测量”与“试验”。“试验”—为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性活动。例如：机床主轴径向跳动测试，它包括测量过程：确定径向跳动具体量值。试验过程：机床主轴径向跳动超标否，如果不通过实验就看不出是否超标。
5. 试说出在本科阶段“测试技术”的学习中，学习了哪些知识？
信号的基本概念，测试系统的基本概念，传感器的基本类型，信号处理的基本知识，机械工程量测试系统介绍
第1讲思考题
1. 解释术语——信息、消息、信号。
信息：它是事物运动的状态和方式，是用来消除不确定性的东西，它本身不具有能量。有可以识别、转化、传输的特性和存储性、共享性、永不枯竭性。
消息：由文字、符号、数字或语音构成的序列，消息是信息的外壳，信息是消息的内核。信息一定含于消息之中，但消息不一定有信息。
信号：传输信息的载体，它蕴涵着信息，它本身具有能量。
2. 宇宙三要素是什么？
物质、能量和信息
3. 现代科学技术中三大支柱是什么？信息科学的主体结构是什么？信息技术包括哪些技术？
信息科学与材料科学、能量科学三者成为当代科学技术的主要支柱。信息科学的主体结构是信息论、控制论、系统论，人工智能是三者的综合利用。信息技术包括测试技术、通信技术和计算机技术
4. 试说明测试系统是一种广义通讯系统。
首先，广义通信系统是指适合于所有信息流通的系统。比较其模型和测试系统的模型，如下图：
可以得出测试系统是一种广义上的通讯系统。
5. 信号的分类有哪些？试举例说明。
根据信号分析的需要，有不同的分类方法：
（1）确定性信号与非确定性信号（随机信号）
确定性信号又包括周期信号和非周期信号，如正弦信号和瞬态信号。非确定性信号包括平稳过程和非平稳过程。
（2）能量信号与功率信号
能量信号：X（t）=e-2πt2sin2πt，
功率信号：如周期信号
（3）时限信号与频限信号
矩形脉冲信号和理想低通滤波器的单位脉冲响应信号
（4）连续时间信号与离散时间信号
正弦信号和采样信号
（5）物理可实现信号与物理不可实现信号
脉冲响应信号和理想低通滤波器的单位脉冲响应信号
6. 试证明或说明：同一个信号不可能既是时限信号又是频限信号。
时间有限信号的频谱，在频率轴上可以延伸至无限远。由时频域对称性可推论，一个具有有限带宽的信号，必然在时间轴上延伸至无限远。也就是说一个信号不能够在时域和频域都是有限的。
7. 系统的分类有哪些？试举例说明。
根据系统分析的需要，系统被分类：
（1）连续时间系统与离散时间系统
（2）即时系统与动态系统
（3）集总参数系统与分布参数系统
（4）线性系统与非线性系统
（5）时变系统与非时变系统
（6）因果系统与非因果系统
8. 试解释什么是线性系统？
线性系统是满足叠加性和齐次性的系统
9. 简述信息、信号与测试系统之间的关系，并说明系统分析的方法有哪些？
（1）系统是由相互作用、相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。信号通过系统分析法，力求从信息的获取、变换、传输和提取的高度，处理信号分析和信号通过线性系统的内容，信号分析与系统理论有机结合。
（2）系统分析方法分为：时域分析法和变换域分析法。时域分析法研究系统的时间响应特性，变换域分析法是将时域函数变换成相应的变换域的一种变量函数。
10. 试描述测试系统的构成及特点。为了使测试系统具有优良的性能，必须使得测试系统满足那些要求？（1）测试系统构成：
A、广义的测试系统包括：测试对象与环境、传感系统、二次仪表的转换、信号传输单元、处理单元。
B、狭义的测试系统不包括：测试对象与环境
（2）特点：
A、高精度、高灵敏度、高响应度、低功耗，可连续测量。
B、可以将许多不同的非电参量转换成电参量，从而可以使用相同的测量仪器和记录仪器。
C、输出的电信号可以作远距离操作和控制。
D、采用电测量法可以对变化中的参数进行动态测量，同时可以记录瞬时值和变化过程。
E、易于用许多后续的数据吃力分析仪器。
（3）为了使测试系统具有优良的性能，必须使得测试系统尽量满足：其幅频特性为常数，而相频特性为线性函数。
第2讲思考题
1. 解释术语——信源、离散信源、连续信源。
信源是发出信息的源头实体，它一般是以符号（或信号）的形式发出信息。在工程物理中信源就是所研究的客观事物或物理过程，其输出是随机的。信源的输出常用随机变量来描述。
随机变量取值于某一离散集合，相应的信源称为离散信源。
随机变量取值于某一连续区间，相应的信源称为连续信源。
2. 离散信源模型的定义是什么？
离散信源的数学模型是离散型概率空间
3. 试解释信息量的量化公式和自信息的概念。
（1）信息量的量化公式I(x i)=f[P(x i)]=-log P(x i)，其中，P(x i)是事件x i发生的先验概率。I(x i)表示事件x i发生所含有的信息量。
（2）自信息是指信源（物理系统）某一事件发生时所包含的信息量。
4. 什么是离散信源信息熵的定义？试解释离散信源信息熵物理意义以及基本性质。
（1）信息熵：就是自信息的数学期望
（2）离散信源信息熵物理意义：信息熵表征了信源整体的统计特性，是总体的平均不确定性的量度。
（3）基本性质：
对称性。当概率空间顺序任意互换时，熵函数的值不便。
确定性。如果信源的输出只有一个状态是必然的，则信源的熵是零。
非负性。离散信息熵均不小于零。
可加性。统计独立信源的联合熵等于它们各自的熵之和。
极值性。信源各个状态为等概率分布时，熵值最大。
5. 什么是最大离散熵定理？试举例说明。证明当信源有两状态时的最大离散熵定理。
最大离散熵定理：对于具有N个符号（状态）的离散信源，只有在N个信源符号等概率可能出现的情况下，信源熵才能达到最大值。例如，信源有两种状态时，当P(x i)=1/2时，熵有极大值。
6. 连续信源模型的定义是什么？
连续信源：信源的状态数是不可数的无限值，采用连续随机变量来描述这些状态。连续信源的数学模型是连续型的概率空间。
7. 什么是连续信源信息熵的定义？
定义连续信源的熵为：?-=
R
dx
x
p
x
p
x
h)
(
log
)
(
)
(。与离散信源的熵相比，该熵又称为相对熵或差熵。
8. 连续信源的最大熵定理？并解释什么是峰值功率受限、什么是平均功率受限？
（1）连续信源的最大熵定理：p(x)是什么样的函数时，能使连续信源的熵取最大值？
（2）信号的峰值功率受限，即信号的取值被限定在有限范围(a,b)。此时，当信源输出信号的概率密度是均匀分布时，信源具有最大相对熵
（3）平均功率受限，若一个信源输出信号的平均功率有限，则其输出信号幅度的概率密度分布是高斯分布时，信源有最大熵。
9. 试解释信息与熵的守恒定律。
熵描述了系统的不确定性程度，而信息则是消除了系统不确定性而得到的东西。因此熵与信息的和是保持恒定的。即＋课件第二件第26页的公式。
10. 什么是脉冲函数、sinc(t)函数、复指数函数？分别举例说明各函数的用途？
（1）脉冲函数——δ函数，表示一瞬间的脉冲，被称为广义函数
（2）sinc(t)函数，又称为抽样函数，滤波函数或内插函数，其定义为
t t
t
c sin
)
(
sin=，其作用是：与
sinc(t)函数进行时域卷积时，可实现低通滤波；在采样信号复原时，在时域由许多sinc(t)函数叠加而成，构成非采样点的波形。
（3）复指数函数，定义为e st
(∞<<∞-t )，又称为永存指数。其作用是它可以概括信号分析中所遇到的多种波形，在实际中遇到的任何时间函数，总可以表示成为复指数函数的离散和与连续和。 11. 试用“信号可以分解成为许多脉冲分量之和”这一原理解释卷积定理？
卷积定理：包括时域卷积定理和频域卷积定理。时域卷积定理，两个信号在时域中卷积的频谱等于两信号频谱的乘积。频域卷积定理，在时域上两个函数相乘，其频谱为两个函数频谱的卷积乘以π2/1。时域和频域卷积定理形成对偶关系。
任意输入信号可分解为无穷多分量，这些微小分量通过加权后，得出输出响应的微小分量，将这些微小分量叠加后，就得到总的输出响应。而信号x(t)可分解为许多脉冲分量之和，如矩形窄脉冲之和，当矩形脉冲宽度无穷小时，即为脉冲分量之和，如果这些微小分量为脉冲分量，这种加权即为卷积。 12. 设)()()(T t T t t y ++-=δδ，试求卷积：y(t)*x(t)。
解：根据卷积的分配律和交换律
)
()()(*)()(*)()(*)]()([)(*)(T t x T t x t x T t t x T t t x T t T t t x t y ++-=++-=++-=δδδδ
13. 以某一信号为例分析其均值、均方值、方差、概率密度函数、概率分布函数。 均值：时间间隔T 内的幅值平均值，?
∞
→==T
T x dt t x T
t x E 0
)(1lim
)]([μ。
均方值：dt t x T
t x E T
T x )(1lim
)]([0
2
2
2
?
∞
→==?。
方差：])])([)([(2
2t x E t x E x -=σ。
概率密度函数：x
x x t x x P x p x ??+≤<=→?]
)([lim )(0
。
概率分布函数：?
∞
-=
X
dx x p x F )()(
14. 试举例说明什么是幅值计数分析？什么是时间计数分析？
（1）幅值计数分析：以幅值大小为横坐标，每个幅值间隔内出现的频次为纵坐标的图形来表示幅值计数分析。如穿级计数，峰值计数，跨均值计数，变程计数。
（2）时间计数分析：以某时间间隔内的频次为纵坐标，以时间为横坐标的图形来表示时间计数分析。如时间间隔测量，潜伏时间测量，时间直方图
15. 试解释相关函数的由来。以正弦信号为例解释自相关函数的性质。 相关函数描述了两个信号之间的关系或相似程度，也可以描述同一信号的现在值与过去值的关系，或者根据过去值、现在值来估计未来值。
16. 在频域分析中，周期信号、非周期信号以及随机信号分别可采用哪些物理量加以描述？这些物理量是如何定义的？每个物理量的单位是什么？
在频域分析中，周期信号用幅值谱、相位谱、功率谱来描述。幅值谱表示A n -ω之间的关系、相位谱表示|φ
n
|-ω之间的关系、功率谱表示|C n |2-ω之间的关系。
非周期信号用幅值谱密度|X(ω)|-ω之间的关系、能量谱密度|φω
|-ω之间的关系描述。
随机信号用功率谱密度描述。
18. 什么是吉布斯现象？产生该现象的原因是什么？
（1）对于具有跳变的信号，在间断点附近，重构信号有小幅的振荡和过冲，其幅度并不随参与合成谐波分量数的增加与明显减小，约为间断点跳变值的9%左右，这种现象为吉布斯现象。
（
2）吉布斯现象是由于展开式在间断点邻域不能均匀收敛所引起的。
20. 证明巴什瓦等式，并说明信号的自相关函数在原点处的值的物理意义。
证明：
由相关定理知2
)()]([ωτX R F x =，所以 ωωπ
ωωτ
d e
X R j x 2
)(21)(?
∞
∞
-=，
当
ωωπ
ωτd X R x 2
)(21)(,0?
∞
∞
-=
=
又，能量有限信号的自相关函数 ?
∞
∞
--=dt t x t x T
R x )()(1)(ττ，
当?
∞
∞
-=
=dt t x R x 2
)()(,0ττ，
因此有 df f X d X dt t x R x 2
2
2
)()(21)()0(?
?
?
∞
∞
-∞
∞
-∞
∞
-=
=
=ωωπ
则该等式得证
21. 什么是卷积定理？试证明之。 （一）时域卷积定理
如果F [h(t)]=H(ω)，F [x(t)]=X(ω)，则)()()(*)(ωωX H t x t h ?。 证明：
)
()()()(])()[(])()([)](*)([ωωτ
ωωτ
τττττωτ
ωωH X d e X h d dt e
t x h dt
e
d t x h t x t h F j t
j t
j ==
-=-=-∞
∞
-∞
∞-∞
∞
--∞
∞
-∞
∞
--?
??
?
?
（二）频域卷积定理
如果)
()]([)()]([ωωX t x F H t h F ==，则有
)
(*)()]()([)
(*)((21)]()([f X f H t x t h F X H t x t h F ==
ωωπ
证明：
)]
(*)([21)()(21])([)(21])(21[
)()]()([)]()([)
(ωωπ
ωπππ
ωωωX H du
u X u H dt e
t x du u H dt du e u H e
t x dt
e
t x t h t x t h F u j jut
t
j t
j =
-====?
??
?
?
?
∞
-∞
∞
-∞
∞
---∞
∞
-∞
∞
--∞
∞
--
第3讲思考题
1. 解释术语——传感器。
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置
2. 试结合自己所从事的研究方向或自己日常生活中的体验，举出使用传感器的例子并说明在整个系统中的作用。
在日常生活中的空调和电热水器中的温度传感器都是可通过预先设定达到控制温度的目的，传感器在系统中的作用是将温度信号转化成电信号 3. 理想传感器的性能指标应该是怎样的？
4. 机械测量中常用哪些种类的传感器，试分别说出若须得到与被测量对应的具有伏级输出的电压信号，须给各传感器配制何种放大器？
位移传感器，速度传感器，加速度传感器，应变式传感器，力传感器，温度传感器。 电荷放大器
5. 传感器标定的意义及其分类，并举例说明某一种传感器的标定过程。
传感器作为信息转换的初始环节，其转换性能将直接影响到整个测试系统工作的可靠性。所以任何传感器在装配完成后或在使用一段时间后（中国计量法规定为1年）或经过修理后都必须对其性能进行全面严格的鉴定。
传感器标定包括静态标定和动态标定
6. 如果让你选用一只传感器，你会从哪些方面考虑如何选用？ 根据测试的目的和实际条件，按照以下原则选取传感器：
灵敏度，频率响应特性，线性度，稳定性，精确度，测量方式及其他。 7. 解释术语——信道、信道容量。
信道是构成一般信息传输系统的重要组成部分，是载荷着信息的信号所通过的通道，它承担了信息传输和存贮的任务
信道最大的信息传输率为信息容量
8. 试说明Shannon 信息容道关系式的物理意义。
信息容道关系式把信道的统计参量（信道容量）和实际物理量频带F ，时间T ，信噪功率比联系起来，它表明一个信道的可靠传输的最大的信息量完全有这三者所确定。 9. 试说明理想信道特性。
理想信道的频率特性为理想限带，即??
?
??????
?><=F f F f f H ,0,1)(，当信道输入信号是平均功率受限的高斯
白噪声，引入的干扰也是高斯白噪声时，信息传输率才达到该信道的容量。
白噪声 限带白噪声 带通限带白噪声 11. 解释术语——调制、滤波、估值。
（1）调制是采用被测信号来控制某一频率正弦信号的幅值、频率或相位的变化的过程。完成的信分别称作调幅信号、调频信号以及调相信号，常采用调幅和调频技术。
（2）滤波是一种选频装置，能够使信号中特定频率成分通过，而抑制或衰减其他频率成分。 （3）估值是通过观测到的有限个样本值，来作为信号总体某一特征参数的估计值。 12. 根据数学原理分别说明调幅的作用；比较调幅与调频，各有那些优缺点？
调幅过程是将被测信号与一个高频正弦（余弦）信号相乘，即x m (t ) =x (t ). y (t )。一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就是将其图形由坐标原点移至脉冲函数处。
调频与调幅比较最大的优点是改善了信噪比，所以调频信号具有较强的抗干扰性。 调频的缺点是：（1）调频方法常常要求调频波具有很宽的频带，甚至是调幅所要求的20倍。（2）调频系统比调幅系统要复杂。
13. 理想低通滤波器具有什么样的特性？为什么不可以实现？
理想低通滤波器具有矩形幅度特性和线性相移特性。
根据理想低通滤波器的脉冲响应图形表明，在输入到来之前，滤波器就应该早有与该输入相对应的输出，显然这是不可能实现的。
14. 什么是因果滤波器？它有那些特点？
滤波器的脉冲响应是有起因的，不能在激励之前即已产生响应，这一要求即为“因果条件”，符合这一要求的就是因果滤波器。它的特性有：
（1）时域特性：h (t ) = 0,t < 0
（2）频域特性：
.
)(,
1)(ln 2
2∞<∞<+?
?∞
∞
-∞
∞-ωωωω
ωd H d H
15. 说明常用滤波器的种类及其使用场合。
常用滤波器按照信号通过滤波器的频率响应特性分：低通、高通、带通、带阻滤波器：按照单位样
值响应的时间特性分：无限冲击响应、有限冲击响应滤波器等。
有效性，若])?[(])?[(2221φφφφ-<-E E ，则1?φ比2?φ有效； 一致性，
0])?[(2lim
=-∞
→φφN
N E 18. 参数估计中有哪两种统计误差？分别如何描述？有什么物理含义？
（1）随机误差，是在对有限多个的N 个样本记录或有限长T 的单个样本记录进行平均计算时产生的； （2）偏度误差，是在对样本记录分析计算时大小、方向不变的误差，它来自于推导过程中的有关窗运算。
19. 试列出均值及均方值的数学精确表达式，试说明可否采用适当的仪器无偏差的测量之。如果允许有偏差测量，试选用相关电路模块组成测量电路，并列出其估计算式？若被测信号是平稳随机信号，试估计的统计误差。
精确表达式：
均值：?
∞
→=T
T x dt t x T
)(1lim ?μ
均方值：?
∞
→=T
T x
dt t x T
2
2
)(1lim
?
ψ
估计算式：
均值：?
=T
x dt t x T
)(1?μ
均方值：?
=
T
x dt t x T
2
2)(1?ψ
在允许有偏差的情况下，可以用下列电路模块组成测量电路： 均值测量电路：
均方值测量电路：
20. 试列出概率密度函数的数学精确表达式和估计式。根据估计式，试选用相关电路模块组成测量电路？试说明估计误差。
概率密度函数精确表达式：][1)(lim
lim
T
T x
x p x T x ∞
→→??=
；
估计式：TW
T x
T T x p x x =?=)(?。
对)(x p 估计的偏度误差及标准化误差分别为：)(''24
)](?[2
x p W
x p
b ≈，)
(24)('')](?[2
x p x p W x p
b ≈ε
第4讲思考题
1. 结合自己的经历举一例描述数字信号处理系统的组成，并说明和模拟信号处理系统相比有那些优点和缺点。
（1）数字信号处理系统一般有以下部分组成：输入模拟信号，抗混叠滤波器，A/D 转换，数字信号处理，D/A 转换，低通滤波器，输出模拟信号。
（2）与模拟信号处理系统相比有以下优点：
A 、精度高。模拟系统的精度靠元器件来保证，很难达到10-3
以上；而数字系统的精度是由字长来决定的，16位字长就可以达到10-5的精度。
B 、可靠性高。只有有限个电平，抗干扰能力强。
C 、系统通用性好。模拟系统由于元件参数的分散性，不可能做到两个系统一模一样，而数字系统易于实现；另外，同一个数字系统轻易地变换参数，则可变成另外一个系统，而模拟系统则需要改变元器件。
D 、易存储及转移性。数字信号可轻易存储，并可不失真传递出去；而模拟信号虽可存储，但不失真传递性差。
E 、可分时复用。如同一个数字滤波器，可以将其输出再回至输入，再调用一次该滤波器，则实现了两个滤波器的级联。
F 、易用软件模拟。数字系统可以采用计算机软件模拟，如matlab 。
G 、容易实现非线性、自诊断和自保护性好、体积小、成本低等特点。
（3）有以下缺点：
A 、工作速度慢，实时性差。工作速度受时钟频率及算法控制，无法与模拟系统相媲美。
B 、附属电路、接口电路成本高。如A/D 转换器、D/A 转换器成本很高。
C 、存在量化噪声和运算误差。
2. 数字信号处理系统中，有哪些误差源？分别如何减小这些误差？
数字信号处理中，误差源来自于时域采样、时域截断和频域采样。
减小这些误差的方法有：减小采样间隔，增大频谱周期间隔；加长截断函数宽度。
3. 如图为信号x(t)的频谱，当该信号被理想采样，采样频率分别为1.8kHz 、2kHz 、4kHz ，试画出被采信
(采样频率：1.8 khz)
(采样频率：2 khz) (采样频率：4khz)
从图中可看出采样为1.8khz时有频谱混叠的现象，采样频率为4khz时分得最清楚，所以采样频率为4khz最好。
采样定理：采样频率必须大于或等于信号中最高频率的两倍。
奈奎斯特频率：最低允许的采样频率。也就是信号中最大频率的两倍。
4. 试解释抗混叠滤波器的作用？解释D/A后低通滤波器的主要作用有哪些？
抗混叠滤波器为低通滤波器，保证输入被采样信号为带限信号。根据采样定理，并考虑到滤波器为非理想滤波器，采样频率应大于该滤波器上限截止频率的3倍以上。
D/A后低通滤波器的主要作用是离散信号的恢复和时域内信号的恢复。
5. 若采样脉冲p(t)不是理想单位脉冲信号（即不是理想采样），而是脉宽为τ的矩形脉冲列，试画出采样过程的频谱结构变化，说明此时不失真采样需要满足哪些条件，脉宽为τ对信号采样有影响吗？
理想采样矩形脉冲采样
从图中可看出非理想采样后得到的信号的频谱幅值发生了变化。此时，不失真采样可由采样保持器实现。
脉冲宽度将影响傅立叶系数，所以会影响采样后信号的幅值。
6. 试举例说明DFT的由来，即被测信号经历时域采样、时域截断及频域采样的整个过程以及相应信号结构或频谱结构的变化，并绘图说明。由此说明DFT中时间域总长度T、点数N、采样周期ΔT、频率分辨率Δf、分析频率fa之间的关系？
为适应计算机计算傅立叶变换的运算，必须作到：把连续信号改造为离散数据；把计算范围收缩到一个有限区间；实现正、逆傅立叶变换运算。在这种条件下所构成的变换称为离散傅立叶变换。
7. 今用10kHz的采样频率对被测信号进行采样，共采集了1024点后使用DFT进行计算，问结果中两个样本之间的频率间隔是多少？
8. 试问DFT和FFT有何区别，如果用它们来分析同一个时域信号，在采样频率、采样点数等都一样的情况下，所得到的频谱结果相同吗？为什么？
结果相同，因为FFT与DFT的计算式是相同的，只是在算法上有所区别。
9. 试解释FFT 算法实现快速计算的原理。如果某计算机计算复数乘法时间为100μs ，而复数加法的时间是10μs ，试问计算1024点的DFT 和FFT 分别需要多少时间？ 计算1024点的DFT 时间：
复数乘法：T=N 2t=1024*1024*100μs=104857600μs 复数加法：T=N(N-1)t=1024*1023*10μs=104755200μs 计算1024点的FFT 时间：
复数乘法：100*1024log *512log
222
==
Nt N T
复数加法：10*1024log *1024log
22
==Nt N T
10. 如果你去调用一个FFT 程序完成你的计算，你认为你必须告诉给这个程序哪些参数才能使这个程序给你算出正确的结果？
必须的参数有：采样点数 11. 试解释频谱混叠、频谱泄漏、栅栏效应的含义，产生的原因由分别是什么，如何避免产生这些现象？ （1）频谱混叠：采样以后采样信号频谱发生变化，而出现高、低频成分发生混淆的一种现象。产生的原因是时域采样时信号非带限引起。避免混频现象的途径是提高抽样频率，在一个周期的间隔内，至少采样两次。
（2）频谱泄漏：时域截断后的频谱出现的皱波。产生的原因是信号在时域上非有限宽度。减小泄漏现象的途径是加长矩形函数的宽度，以及选取旁瓣较弱的窗函数。
（3）栅栏效应：因为数字谱分析是用频谱的抽样值逼近连续频谱值，只能观察到有限个频谱值，每一个间隔中的 频谱都观察不到了。产生原因是采样点过于稀疏。避免的办法是增加数据点数，在所截断得到的数据末端补零。
12. 试举例说明FFT 可以做哪些应用？ FFT 可以做以下应用： A 、一般时域信号的傅立叶变换 B 、随机信号的功率谱密度估计
C 、卷积计算
D 、相关分析计算
13. 试问采用FFT 进行一般信号的傅立叶变换的话，会产生哪些误差？如何采取措施减小误差？
会产生下列误差： 频谱混叠、频谱泄漏、栅栏效应
14. 什么是周期图法？用它来计算哪类问题？
（1）2
1
)(1)(?∑
==q
j j x k X N
k s
，N 为总采样点数；q 为对总体长度分段所得随机信号段数。由于序列
x(k)的离散傅立叶变换X(k)具有周期函数的性质，所把它称为长度N 的实平稳随机信号序列x(k)的周期图。
（2）周期图法是用来做功率谱估计的。 15. 试说明窗函数的作用？实际测试时如何选择窗函数？如何实施加窗处理？
窗函数的作用是：减小泄漏，抑制噪声，提高频率的辩识能力。
实际测试时对窗函数应作如下要求：窗谱的主瓣要窄且高，以提高分辨率；旁瓣应小，正负交替接近相等，以减小泄漏或负谱现象。
16. 试解释为什么对周期信号FFT 必须整周期采样？试问如何实现整周期采样？
DFT 和FT 之间只是近似的关系，因为DFT 需要采样和截断，如果不进行整周期采样，就会产生具有间断点的周期函数，时域中这些剧烈变化，将在频域中产生附加的频率成分，从而造成离散和连续傅立叶变换之间出现差异，FFT 需整周期采样的原因也是如此。
可通过以下方法实现整周期采样：
采样频率至少是时间函数的上限频率的2倍；截断函数必须正好在时间函数的一个周期内（或整数
倍周期）是非零的。
17. 试比较数字滤波器与模拟滤波器，说明各自的优缺点。
数字滤波器与模拟滤波器相比，具有精度高和稳定性高、系统函数容易改变、灵活性高、不存在阻抗匹配问题、便于大规模集成、可实现多维滤波等优点。 18. 数字滤波器是如何描述其频率特性及传递特性的？
频率与输入频率相同，输出的幅度等于输入的幅度乘以系统函数在激励信号频率下的幅度，输出的相移等于系统函数的相角。 19. 数字滤波器的种类有哪些？
按频率响应来分：低通、高通、带通、带阻。
按单位样值响应的时间特性来分：无限冲激响应滤波器；有限冲激响应滤波器； 按可实现滤波的方法分：递归滤波器，非递归滤波器 20. 试写出来IIR 和FIR 数字滤波器模型的数学表达形式？
IIR 的数学模型：∑∑=-=-+
=
N
k k
k
M
r r
r
z
a
z
b
z H 1
1)(
FIR 的数学模型：∑-=-=
1
)()(N n n
z
n h z H
21. 如何设计IIR 滤波器？有哪些设计方法，分别有何优缺点？如何设计FIR 滤波器？有哪些设计方法，分别有何优缺点？
IIR 滤波器的设计思路：先根据给出的技术指标设计出模拟滤波器，然后将它转换成满足指标的数字滤波器。
脉冲响应不变法，缺点：易产生频谱混叠 双线性变换法
优点：彻底消除了频谱混叠现象；
缺点：变换有很强的非线性，须采用“预畸”方法加以校正。
FIR 滤波器的设计思路：考虑相位特性，它的相移特性可以设计成为严格线性的，而幅频特性可以任意设计，与模拟滤波器设计无关。
矩形窗口法，优点：可以通过简单计算，求得滤波器的单位抽样响应。缺点：该方法通带、阻带边界频率控制较难。
频率采样法，优点：直接从频域着手，适合频谱的优化设计； 22. 比较IIR 和FIR 数字滤波器，各有那些优缺点？
IIR 滤波器的优缺点：
当给定幅频响应指标而不考虑相位特性时，便于硬件实现和经济性好。 FIR 滤波器的优缺点：
若需考虑的线性相位特性占第一位或幅频特性不同于那些典型的模拟滤波器特性，输入数据量少以及需要变换取样率，不便于硬件实现，价格较昂贵。
第5讲思考题
1. 谱分析的含义是什么？如何分类？
利用给定的N 个样本数据估计一个平稳随机信号的功率谱密度，为谱分析的过程。
谱分析可以按以下方法分类：
经典谱分析是非参数化方法； 现代谱分析是参数化方法， 2. 现代谱分析有哪些特点？如何分类？
现代谱分析方法的主要特点是频率分辨率高；
其分类主要包括ARMA 谱分析，最大似然法，特征分解法，熵谱估计法。
3. 滤波的定义是什么？什么是最小均方误差滤波？和此前介绍的模拟滤波和数字滤波相比，有什么不同？
滤波，即选频，能够使信号中特定的频率成分通过，而抑制或衰减其他频率成分。
该方法将噪声和待处理的有用信号全部视为随机信号，是信号与噪声按最小均方误差原理“最佳”分开。 4. 最小均方误差滤波有哪些？各有什么特点？
维纳滤波，其特点有：维纳滤波只适用于平稳随机序列
卡尔曼滤波，其特点是：而卡尔曼滤波适用于平稳和非平稳随机序列
自适应滤波，其特点有：仅需对当前的观测数据进行处理的滤波算法；能自动调整其单位样值响应的特性，从而达到最佳滤波；不需要关于输入信号的先验知识，计算量小，特别适合于实时处理。 5. 维纳滤波的原理是什么？反滤波和预测反滤波分别用于什么场合？是如何工作的？
（1）要找一个单位样值响应为)(n h 的线性非时变系统作滤波器，使得)(n x 通过该滤波器后输出
)(?n s
，)(?n s 与)(n s 具有最小均方误差，假设滤波器为FIR 滤波器，即)(n h 为长度为N+1的因果序列，定义均方误差})]()()({[2
j n x j h n s Q N
j --=∑=，令
N n n h Q ≤≤=??0,0)
(
求解结果
)()()(0
λλsx N
k xx
r k r
k h =-∑=，
其中 )(λxx r 为)(n x 的自相关函数；)(λsx r 为)(n s 与)(n x 的互相关函数。这就是维纳-何甫积分方程的离散形式，该滤波器又称为维纳滤波器。
（2）反滤波是在为剔除干扰噪声、提取有用信号的场合应用。
（3）预测反滤波是，在已知某一时刻的信号，而利用该信号来预测该时刻之后某个时刻的信号值的情况下运用的。
6. 同态滤波是一种什么样的滤波方式？是针对什么样的情况进行的滤波？同态滤波的结构什么样的？
各部分是如何工作的？
同态滤波是一种非线性滤波。首先由具有某种变换特性的特征系统，把按某种运算规则（如乘法、卷积等）混杂在一起的信号变换成为叠加信号；然后用线性滤波的方法处理；最后再运用特征系统的逆变换，恢复原信号。
同态滤波是针对在实际应用中，经常碰到的不属于相加性组合的信号的情况进行的滤波。 7. 解乘积同态系统是针对什么样的问题提出的？工作过程怎样？
解乘积同态系统是针对实际中遇到的两个或多个分量相乘的信号，在采用一个线性系统无法实现时提出的。
8. 解卷积同态系统是针对什么样的问题提出的？工作过程怎样？ 解卷积同态系统是针对卷积性组合信号是提出的。 9. 试说明复时谱和功率时谱的概念？它们的单位分别是什么？
复时谱：x(n)的Z 变换的复对数的逆变换。即)]}({ln[)(?1
x Z Z n x
-=。 功时谱：一个序列Z 变换的幅度平方的对数的逆Z 变换的平方。即2
2
1
]})({ln {)(?z X Z n x
pc -? 10. 试说明连续信号的功率倒频谱和幅值倒频谱的概念？它们的单位分别是什么？它们与自相关函数有
什么关系？
功率倒频谱；2)]}([log {)(?f S F q x
x pc =； 幅值倒频谱：)]([log )]([log )(1
f S F f S F q C x x x ==-；
自相关函数是直接从自功率谱求傅立叶逆变换，而幅值倒频谱是对自功率谱的对数求傅立叶变换。 11. 试证明：)]([log )]([log 1f S F f S F x x =-，其中)(f S x 为信号)(t x 的自功率谱密度。
证明：
自功率谱密度)(f S x 是偶函数
12. 试解释连续信号的功率倒频谱和幅值倒频谱的作用是什么？
功率倒频谱和幅值倒频谱的作用：
和相关函数相比，由于取了对数，给幅值较小的分量加了更大的权。 倒频谱的作用是可以判别谱的周期性，或精确地测出频率间隔 3. 试解释什么是倒频率？它的单位是什么？
功率倒频谱和幅值倒频谱中的自变量，称为倒频率，其单位是：秒
14. 试证明：系统输入、输出的幅值倒频谱)(),(q C q C y x 和系统频率响应函数)(f H 之间满足：
)()()(q C q C q C h x y += ，其中])([log )(2
1
f H F
q C h -=。
证明：
设一个系统的脉冲响应函数)(t h ，输入)(t x ，那么输出 )(*)()(t h t x t y = 两边取傅立叶变换，有
)()()(f H f X f Y ?= 取幅值平方，得到功率谱关系式： 2
)()()(f H f S f S x y ?= 两边取对数，得 2
)(log )(log )(log f H f S f S x y +=
由于傅立叶变换的线性性质，这个相加关系保留在倒频谱中，则有
])([log )]([log )]([log 2
1
1
1
f H F
f S F
f S F
x y ---+=
即 )()()(q C q C q C h x y +=
得证
15. 什么是信号的时频分析？它的作用是什么？
时频分析法：是针对频谱随时间变化的非平稳或时变信号的分析，不光集中在频域或时域，而是同时兼顾频域和时域。
16. 什么是短时傅立叶变换、小波变换？它们的定义式怎样？是如何工作的？各有什么特点？
短时傅立叶变换：信号乘以中心频率为的窗函数，然后傅立叶变换。 定义式：'
2'')('
)]()([),(dt e
t t r t x f t STFT
ft
j r x
π-∞
∞
--=
?
短时傅立叶变换的特点：短时傅立叶变换分析时，分析的分辨率在时间-频率平面上的所有区域都是相同的，而高分辨率受到不确定性原理的限制；
小波变换：设)()(2
R L t f ∈，则)(t f 与)(,t b a ψ的内积就称为)(t f 的小波变换。 定义式：dt a
b t t f a
t t f b a W R
b a f )(
)()(),(),(*
2
1,-ψ=?ψ?=?
-
小波变换的特点：小波变换对不同频率在时域上的采样步长是调节的，高频时小，低频时高，不受限制。
多分辨率或多标度的观点是小波变换的基本点。
第6讲思考题
1. 测试系统中常用的信号记录设备有哪些？各有什么特点？
常用的信号记录设备有：
笔式记录仪：其特点是记录速度较慢，只能记录低频信号；
磁带记录仪：它具有容量大、多通道同时记录（如可达16通道）、频率范围宽、可长期保存、便于变时基等特点。
数字存贮示波器：存储量大，可实时观察，易保存，可以通过接口与计算机相联，将信号传输到计算机上保存处理；
磁盘数据记录仪：存储量大，易保存，随机存取时间方面优于磁带。
2. 数字存储示波器中触发功能的作用是什么？它有哪些基本参数需要设置？这些参数各有什么作用？ 它的作用是：它决定了采样的开始点，有了它才能捕捉到瞬时的脉冲输入信号或将采下的信号进行同步相加。
基本参数：电平，预触发时间，内/外触发，正/负触发 这些参数的作用分别是：
触发电平：当触发信号电平高于触发电平时，开始正式采样。 内触发：采用被测信号作为触发信号。
外触发：采用特定的与被测信号不同的信号作为触发信号。 正触发：采用触发信号的上升沿触发。
负触发：采用触发信号的下降沿触发。
预触发时间：采集到的信号中所保留的，在触发采样开始前所采集信号的时间长度。 3. 模拟频谱分析仪的原理是什么？试写出原理性公式。
模拟频谱分析仪的原理是：利用滤波、平方、平均的运算，近似地求得功率谱密度函数。 其原理性公式为：设样本记录)(t x ，通过中心频率0f ，带宽为B 的滤波器后，输出为),(0B f t x ,T
为记录时间长度时，有自功率谱密度函数：B
dt B f t x T
f G T
B T x ?
→∞→=
02
,0),,(1
lim
)(
4. 什么是倍频程滤波器？试证明倍频程滤波器是恒带宽比滤波器。
倍频程滤波器：恒带宽比滤波器通常假设其上截止频率u f 、下截止频率1f 和中心频率0f ，满足：
12f f n
u ?=，10f f f u ?=
，当n=1时，称为倍频程滤波器。
证明：
当n=1时，12f f u =
21
=f f u ；
带宽比恒定，则倍频程滤波器是恒带宽比滤波器。
5. 什么是邻接式倍频程滤波器？
邻接式倍频程滤波器：前一个滤波器的上截止频率和后一个滤波器的下截止频率一致，所构成的滤波器组
6. 数字频谱分析仪的原理是什么？试写出原理性公式。 数字频谱分析仪的原理有：数字滤波和快速傅立叶变换。
原理性公式：
自功率谱密度：∑
-=
q
j j x k X N k S 12
)(1)(，∑
-=
q
j j y k Y N
k S 1
2
)(1)(
互功率谱密度：)()(1)(1
k Y k X N
k S j q
j j y x ∑
-=
，)()(1)(1
k X k Y
N
k S j q
j j
yx ∑-=
自相关函数：)]([)(k S IFFT n r x x =，)]([)(k S IFFT n r y y = 互相关函数：)]([)(k S IFFT n r xy xy =
频率响应函数：)
()()(2
k S k S k H x y =
，)
()()(k S k S k H yx y =
相干函数：)
()()
()(2
2k S k S k S k y x xy xy
=
γ
7. 数字频谱分析仪可以完成哪些测试任务？
数字频谱分析仪可以完成下列测试任务：时域平均、自互相关、概率密度、概率分布、瞬态捕捉、脉冲响应、自功率频谱、互功率频谱、传递函数、相干函数、冲击响应、摸态分析、特征分析和细化等任务。
8. 试构建一个典型的数字信号处理系统，并说明各个部分的作用。
各个部分的作用：
测量放大器：是对幅值进行处理的器件，对超过限额的电压幅值加以衰减，对于太小的幅值加以放大，避免影响采样精度。
滤波：选择需要处理的信号，避免频谱混叠。
采样/保持器：在进行A/D 转换期间，保持输入信号不便。 A/D ：将模拟信号转换成数字信号。
计算机：对采集到的数字信号进行分析和计算，显示等。 9. 试举例说明如何选取数字信号处理系统的重要参数？
数字信号处理系统的重要参数：
A 、采样频率，具体值根据采样卡提供的值；
B 、据分析需要，确定频率分辨率；
C 、采样时间长度；
D 、定采样点数：（可调整满足该条件）
E 、合适的窗函数：为减小频谱的泄漏，应采用矩形窗以外的窗函数；对于瞬态信号，应加指数窗。 10. 为了提高FFT 的频率分辨率，可以采取哪些方法？试说明什么是频率细化方法？简要说明它的工作原理。
最基本原理——频移定理：
将感兴趣的那一段窄带谱移到零点附近，并将其余频谱全部滤去，再采样后，再对相应的时域序列进行常规的FFT，则可以得到该段上的频率细分。
11. 数字信号处理系统目前可分为哪几类？各有什么特点？
数字信号处理系统目前可分为两类：
专用的信号处理系统，其特点是：处理速度快，但功能一般比较单一。
基于通用计算机的信号处理系统，其特点是：系统中的计算机既可作信号处理，又可作一般的科学计算，利用率较高。对信号分析计算程序可自行编写，处理功能不受限制，但处理速度很慢。
12. 试说明结构试验模态分析的目的和原理。
结构试验模态分析的目的是：因为绝大多数机械产品对动态特性都有要求，如各式机床、汽车、电梯、发电机组等。机械产品动态特性是影响其工作状态、噪声、可靠性的重要指标。以上产品必须进行必要的动态设计。试验模态分析是动态设计过程的重要组成部分
13. 什么是声压、声压级、声强、声强级、声功率、声功率级？
声压：是指有声波时媒质中的动压强（扣除静压强）
声压级：该点的声压与参考声压的比值取常用对数再乘以20的值
声强：是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的的声能量，
声强级：该点的声强与参考声强的比值取常用对数再乘以10的值
声功率：是指单位时间内，声波通过垂直与传播方向某指定面积的声能量
声功率级：该点的声功率与参考声功率的比值取常用对数再乘以10的值
14. 有人说“目前马路上的噪声是70分贝”，试问这里的70分贝是指声压级、声强级还是声功率级？
是指声压级
15. 有人说“说明书上写着，这台洗衣机的噪声是70分贝”，试问这里的70分贝是指声压级、声强级还是声功率级？
是指声强级
16. 人耳听到的频率范围是多少？同样都是声压级70dB的100Hz和2000Hz噪声，人耳感觉到的响度一样吗？试说明响度和响度级的概念。
人耳听到的频率范围是：20~20000 Hz
不一样。
响度：是人耳判断声音的强弱等级，不但与声音的强度有关，而且与声音的频率有关。单位是宋（sone）。
响度级：以1000Hz的纯音为标准音，被研究的声音和它比较，如果听起来一样响，则1000Hz标准音的声压级即为被研究声音的响度级，单位是方（phon）。
17. 为什么要设置计权声级？是如何设置计权声级的？
设置计权声级的目的是：使仪器读数能近似表达人耳的感觉。
计权声级：根据等响度曲线，对不同频率的声音信号采用电气网络进行不同程度的衰减或放大
18. 用何仪器测量声压级？测量声压的传感器有哪几种？
可用声级计测量声压级
传声器传感器有：电容式、晶体式、动圈式、驻极体式
19. 声信号分析有哪些用途？
声信号分析的用途有：声信号对运行设备进行状态监测和故障诊断；噪声源识别
20. 设备状态监测和故障诊断的目的是什么？如何采用测试技术进行设备状态监测和故障诊断？
（1）监测和故障诊断的目的是：
A、设备无故障，安全可靠地运行；
B、设备发挥最大设计能力；
C、对各种异常或故障作出诊断，并对必要的干预措施进行指导；
D、性能评价，为优化设计与正确制造提供信息和依据。
（2）诊断过程分为信号检测、特征提取、状态判别与分类和趋势预测等几个步骤来完成：
首先，选择最能表征设备工作状态的信号进行检测，使初始模式信噪比尽可能高。然后，将被测信号进行适当处理，从而强化和提取故障特征信息，得到待测模式。再将待测模式和样板模式（故障档案）
进行比较，明确其所属类别。最后，主要应用于状态监测技术中，用于估计故障的传播、发展，并对设备的劣化趋势作出预报。
1、某个信号的付氏展开式为x(t)=20-10cos(wt)-4cos(3wt-@/2),画出其频谱图。
2、时间常数为0.001秒的一阶装置对正弦信号进行测量，要求振幅误差在5/100以内，求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。
3、用具有一阶特性的仪表测量阶跃输入信号，已知τ=0.2秒，阶跃幅度为229（伏），求：当信号输入为0.2秒，0.4少，0.8秒的时刻，该仪表的读数。
4、计算正弦信号x(t)=3sinwt的绝对均值和均方根值。
5、一阶系统测量100赫兹的正弦信号，要求振幅误差在5/100以内，求该系统的时间常数的取值范围。
6、画出幅值为A，周期为T的方波的频谱图。
7、将信号coswt输入时间常数的τ的一阶装置后，求输出的表达式。
8、一潜水员携带一种时间常数为4秒的一阶深度计潜水，以5米/秒的速度下潜，假设水深每增加1米潜水员承受的水压增加20公斤，问：当深度计显示10米时，潜水员实际承受的水压为多大。
9、已知一个周期信号的傅立叶级数展开式为：
x(t)=10=5coswt-10cos(3wt+/2),画出该信号的幅频图和相频图。
10、x(t)=10+sin5t信号，输入时间常数为τ=0.1秒的一阶装置，求稳态输入和稳态输出的均值。
11、一压电式传感器的灵敏度为5PC/PA，与电荷放大器连接，后再接到灵敏度为30MM/V 的光线示波器上，该系统的总的灵敏度为0.5MM/PA。求：1.电荷放大器的灵敏度应调节为多少？2.当该系统测量40PA的压力变化时，计算光线示波器的光点位移。3.画出该测量系统的框图。
12、说明极距变化型电容传感器采用比例运算放大电路得到输出电压ey与位移量成线性关系原理。画图表示，文字论述。
13、差动型变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在一个电桥中，这样有什么好处，画出电感电桥的接线图。此时输出电压不能反映被测量的量的方向，这时再加入什么环节就可以测量方向。
14、用同规格的金属丝式应变片组成全电桥电路，应变片的灵敏度为4，各片的电阻变化量的绝对值相同，供桥电压为5V，当输出为6毫伏时，求各个应变片的电阻变化量的绝对值。
15、求一阶、二阶系统对阶跃输入的响应（求系统的传递函序）。（参考P50）。
16、用全桥测量电路测量悬臂梁某一截面的表面应变（外力施加于悬臂梁的末端），给出应变片布局的示意图，画出测量电路图。
17、正弦函数信号x(t)=x0(sin(wt+φ)的均值、均方值、和概率密度函数。
18、用一个时间常数为0.35 秒的一阶装置去测量周期分别为1秒，2秒和5秒的正弦信号，问幅值误差分别为多少？
19、说明威武阶装置的阻尼比常取在0.6--0.7的原因。
20、已知二阶的力传感器，固有频率为800HZ，阻尼比为0.14，用此传感器来测量400HZ 的正弦变化力时，求：(1):A（ω）和Φ（ω）;(2):若该装置的阻尼比为0.7，求此时的A（ω）和Φ（ω）。
22、利用互相头性质设计一个测量装置，用来测量高压石油管道或高压天燃气管道的损坏和泄漏位置。
23.已知某测试系统传递函数，当输入信号分别为时，试分别求系统稳态输出，并比较它们幅值变化和相位变化。
24、用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s 和5s，问幅值误差是多少？
25 用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问仪器的时间常数T的取值范围。若用该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？
26 试说明理想的不失真测试系统的要求是:
27 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200μ ，问ΔR 是多少？若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？
28 应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径D=10cm，材料弹性模量
E=205×109N/m2，用它称50吨重物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏度系数S=2，R=120Ω，问电阻变化多少？
29 已知两极板电容传感器，其极板面积为A，两极板间介质为空气，极板间距1mm，当极距减少0.1mm时，其电容变化量和传感器的灵敏度？若参数不变，将其改为差动结构，当极距变化0.1mm时，求其电容变化量和传感器的灵敏度？并说明差动传感器为什么能提高灵敏度和减少线性误差。
30 有一电容测微仪，其传感器的圆形板极半径r=5mm，开始初始间隙=0.3mm，问（1）工作时，如果传感器与工件的间隙缩小1μm，电容变化量是多少？
（2）若测量电路灵敏度S1=100mv/PF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mv，上述情况下，仪表的指示值变化多少格？
现测课后习题答案 第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一，保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件（环境）认真分析、全面了解的前提下，根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法（方式）和测量设备，进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容 第2章 填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω，100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果，但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V，79.88V]
计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下： 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下： ?0.033σ == (2)用拉依达准则有，测量值28.40属于粗大误差，剔除，重新计算有以下结果： 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则，置信概率取0.99时有，n=15，a=0.01，查表得 0(,) 2.70g n a = 所以， 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差，剔除，重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后，生于测量值中不再含粗大误差，被测平均值的标准差为： ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时，K=2.58，则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响，测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解： (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4，则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4，测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV
1、[判断题]?不得填报和提供虚假的学术经历、学术成果，不得伪造、变造专家鉴定意见、证书或其他学术能力的材料，确保证明材料的真实性。?（分值）你的答案：正确 2、[判断题]?对正式立项调查的事项，调查小组必须在5个工作日内向学院提交调查报告和认定结论。?（分值） 你的答案：错误 3、[判断题]?开除学籍的研究生，其善后问题按照教育部有关规定处理。由学校发给学习证明。?（分值） 你的答案：正确 4、[判断题]?根据《中华人民共和国着作权法》等法律，教育部《关于加强学术道德建设的若干意见》等精神，制定了《浙江大学农学类研究生学术规范》。?（分值） 你的答案：正确 5、[判断题]?在进行学术活动时，在合作成果中对本人完成的部分负责，在未参加实际研究的成果中不能做第一作者，但可以署名。?（分值） 你的答案：错误 6、[判断题]?学校在对研究生做出处分决定之前，应当听取其本人或其代理人的陈述和申辩。?（分值） 你的答案：正确 7、[判断题]?文献综述所评述的重要论点、论据不得以非学术性文献、未发表文献作为参考文献；不得以第二手资料作为参考文献。?（分值） 你的答案：正确标准答案：错误 8、[判断题]?研究生管理处或学位办公室在接到涉嫌学术失范的举报、投诉后根据问题的性质和严重程度，决定是否对举报正式立项调查，一般不受理匿名举报。?（分值） 你的答案：正确 9、[判断题]?活体动物实验不应给实验动物造成不必要的痛苦或不适。应保证采取适当的措施防止动物在实验的全过程中遭受不必要的痛苦。?（分值） 你的答案：正确 10、[判断题]?每次记载实验结果时，在记载本下方应注明实验时间（年/月/日）。?（分值） 你的答案：错误 11、[判断题] 田间试验在必要时要详细记录所在环境的气象条件等。
业务培养目标：本专业培养具备化学的基础知识、基本理论和基本技能，能在化学及与化学相关的科学技术和其他领域从事科研、教学、技术及相关管理工作的高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习化学方面的基础知识、基本理论和基本技能与方法，受到科学思维和科学实验的训练，具有一定的科学研究、应用研究及科技管理的能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识； 2.掌握无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学(含结构化学)及化学工程的基础知识、基本原理和基本实验技能； 3.了解相近专业的一般原理和知识； 4.了解国家关于科学研究、化学相关产业的政策，国内外知识产权等方面的法律法规； 5.了解化学某些领域的理论前沿、应用前景和最新动态以及化学相关产业发展状况； 6.掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 主干学科：化学 主要课程：无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学(含结构化学)、化学工程基础等 主要实践性教学环节：包括生产实习、毕业论文等，一般安排10～20周。 主要专业实验：无机化学实验、分析化学(含仪器分析)实验、有机化学实验、物理化学(含结构化学)实验、化学工程基础实验等 修业年限：四年 授予学位：理学学士 相近专业：应用化学、材料化学 化学(师范类) 培养中等以上的学校化学教师、化学教学研究人员及其他教育工作者。毕业生具有同上列相近的知识和能力，主干课程、修业年限和授予学位同上。 开设院校：重庆师范学院四川师范大学西华师范大学贵州大学贵州师范大学云南大学云南师范大学云南民族学院西藏大学西北大学延安大学汉中师范学院宝鸡文理学院西北师范大学青海师范大学宁夏大学新疆大学新疆师范大学喀什师范学院伊犁师范学院首都师范大学天津师范大学河北大学河北师范大学山西大学山西师范大学雁北师范学院内蒙古大学内蒙古师范大学内蒙古民族师范学院辽宁大学辽宁师范大学沈阳师范学院锦州师范学院鞍山师范学院沈阳大学大连大学延边大学北华大学通化师范学院四平师范学院长春师范学院黑龙江大学齐齐哈尔大学哈尔滨师范大学牡丹江师范学院上海师范大学苏州大学南京师范大学徐州师范大学淮阴师范学院扬州大学浙江师范大学杭州师范学院温州师范学院宁波大学安徽大学安徽师范大学阜阳师范学院安庆师范学院淮北煤炭师范学院福州大学福建师范大学漳州师范学院江西师范大学赣南师范学院南昌大学山东师范大学曲阜师范大学聊城大学烟台师范学院青岛大学郑州大学河南大学河南师范大学信阳师范学院湖北大学湖北师范学院湖北民族学院三峡大学湘潭大学吉首大学湖南师范大学湖南科技大学华南师范大学广州大学韩山师范学院佛山科学技术学院广西大学广西师范大学广西师范学院广西民族学院海南师范学院中央民族大学西南民族大学中国农业大学石河子大学东北林业大学长沙电力学院苏州铁道师范学院中国科学技术大学(五年)
第二章 信号的描述与分析 补充题2-1-1 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2 x ψ和概率密度函数 p (x )。 解答： (1)0 00 11lim ()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞== +=? ? ，式中02π T ω = —正弦信号周期 (2) 2 222 2 2 0000 1 1 1cos 2() lim ()d sin ()d d 22 T T T x T x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+== += = ? ? ? (3)在一个周期内 012ΔΔ2Δx T t t t =+= 000 2Δ[()Δ]lim x x T T T t P x x t x x T T T →∞<≤+=== Δ0Δ000 [()Δ]2Δ2d ()lim lim ΔΔd x x P x x t x x t t p x x T x T x →→<≤+==== 正弦信号 x
2-8 求余弦信号0()sin x t x ωt 的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。
2-4周期性三角波信号如图2.37所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。
2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。 补充题2-1-2 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n|–ω和φn–ω
图，并与表1-1对比。 解答：在一个周期的表达式为 00 (0)2 () (0) 2 T A t x t T A t ? --≤
1、[ 判断题] 在进行科研活动时，在大学学习期间完成的研究成果归属研究生 个人和大学共同所有。（分值 2.0 ） 你的答案：正确标准答案：错误 2、[ 判断题] 《大学研究生学术规》文件于发文次年起生效。（分值2.0 ） 你的答案：错误 3、[ 判断题] 《大学研究生学术规》包括五个学术规文件。（分值2.0 ）你的答案：错误 4、[ 判断题] 有关核酸序列、蛋白质序列和蛋白质晶体结构之类的研究结果 整理后，应送交相应的公共科学数据库。（分值2.0 ） 你的答案：正确 5、[ 判断题] 在进行学术活动时，不得抄袭、剽窃他人的研究成果。（分值 2.0 ） 你的答案：正确 6、[ 判断题] 对于科研结果，不能夸大其学术价值，但在经济或社会效益上可以进行适当夸大。（分值 2.0 ） 你的答案：正确标准答案：错误 7、[ 判断题] 在进行学术活动中，可以把集体研究中自己注意的研究发现或 研究成果加以保留，作为个人的成果发表。（分值 2.0 ） 你的答案：错误 8、[ 判断题] 文献综述中对在参考有关文献基础上整理而成的图、表也必须注明文献出处。 （分值 2.0 ） 你的答案：正确 9、[ 判断题] 在记载本上不得涂改数据，记录有误的，不能用橡皮擦掉，只 能用铅笔划去，再在一旁写上正确数据。（分值2.0 ） 你的答案：正确 10、[ 判断题] 开除学籍的研究生，其善后问题按照教育部有关规定处理。由 学校发给学习证明。（分值 2.0 ） 你的答案：正确 11、[ 判断题] 对于违反学术道德规、受到纪律处分的在校全日制研究生，本 学年不得评定优秀奖学金、不得评定各类荣誉称号、不得申请国家助学贷款。 （分值 2.0 ） 你的答案：正确
材料分析测试技术复习题 【第一至第六章】 1.X射线的波粒二象性 波动性表现为： －以波动的形式传播，具有一定的频率和波长 －波动性特征反映在物质运动的连续性和在传播过程中发生的干涉、衍射现象 粒子性突出表现为： －在与物质相互作用和交换能量的时候 －X射线由大量的粒子流(能量E、动量P、质量m)构成，粒子流称为光子－当X射线与物质相互作用时，光子只能整个被原子或电子吸收或散射 2.连续x射线谱的特点，连续谱的短波限 定义：波长在一定范围连续分布的X射线，I和λ构成连续X射线谱 λ∞，波?当管压很低（小于20KV 时），由某一短波限λ 0开始直到波长无穷大长连续分布 ?随管压增高，X射线强度增高，连续谱峰值所对应的波长（1.5 λ 0处)向短波端移动 ?λ 0 正比于1/V, 与靶元素无关 ?强度I：由单位时间内通过与X射线传播方向垂直的单位面积上的光量子数的能量总和决定（粒子性观点描述）
?单位时间通过垂直于传播方向的单位截面上的能量大小，与A2成正比（波动性观点描述） 短波限:对X射线管施加不同电压时，在X射线的强度I 随波长λ变化的关系曲线中，在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λ0，称为短波限。 3.连续x射线谱产生机理 【a】.经典电动力学概念解释： 一个高速运动电子到达靶面时，因突然减速产生很大的负加速度，负加速度引起周围电磁场的急剧变化，产生电磁波，且具有不同波长，形成连续X射线谱。 【b】.量子理论解释： * 电子与靶经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量为hυi的光子序列，形成连续谱 * 存在ev=hυmax，υmax=hc/ λ0, λ0为短波限，从而推出λ0＝1.24/ V （nm) （V为电子通过两极时的电压降，与管压有关）。 * 一般ev≥h υ,在极限情况下，极少数电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子 4.特征x射线谱的特点 对于一定元素的靶，当管压小于某一限度时，只激发连续谱，管压增高，射线谱曲线只向短波方向移动，总强度增高，本质上无变化。 当管压超过某一临界值后，在连续谱某几个特定波长的地方，强度突然显著
第二章习题 1．现校准为量程100mV ，表盘刻度为100等份毫伏表，见表。 题1：测量数据 被校表示值 U X （mV ） 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 标准表示值 U 0（mV ） 9.9 20.0 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 79.9 89.7 99.9 绝对误差 ?U （mV ） -0.1 0.0 0.4 -0.2 0.2 0.4 0.3 -0.1 -0.3 -0.1 试求：①．计算各校准点的绝对误差，并填入表中； ②．确定被校表的准确度等级； 解： 最大引用误差为： 100%0.4%m nm m A A γ?=?= %a nm ≤γ 所以应该取a=0.5 2．某四位半数字电压表，量程为2V ，工作误差为?= ± （0.025%?U X +2个字） 用该表测量时，读数分别为0.0345V 和1.8567V ，试求两种情况下的测量误 差。从计算结果中可得到什么启示？ 解：四位半仪表在2V 量程下的显示范围是 0～1.9999V ，分辨率为0.0001V 。 当测量值为0.0345V 时绝对误差和相对误差分别为： ()411 11 0.025%0.03450.00012 2.110100%0.6%X V A γ-?=±?+?=±??= ?=± 当测量值为1.8567V 时绝对误差和相对误差分别为： ()422 22 0.025% 1.85670.00012710100%0.04%X V A γ-?=±?+?=±??= ?=± 可以看出，测量结果的测量误差不仅和仪表的准确度有关，而且和量程的选择有关。测量值与量程越近，测量误差越小。 3．对某直流电压源的输出电压U 进行10次 ，读数如表所示。 题3：测量数据
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1、[判断题] 学术研究成果的署名应实事求是，只有对研究成果做出最主要贡献者才有资 格在研究成果中署名。 （分值2.0） 你的答案： 正确 标准答案： 错误 2、[判断题] 论文撰写应严格遵守学术规范，论文中若引用他人的论点或数据资料， 必须注明出处，引用合作者的观点或研究成果时，则无须说明。 （分值2.0） 你的答案： 错误 3、[判断题] 开除学籍的研究生，其善后问题按照教育部有关规定处理。由学校发给 学习证明。 （分值2.0） 你的答案： 正确 4、[判断题] 对应用研究成果的评价，应注重其社会效益或经济效益。 （分值2.0） 你的答案： 正确 5、[判断题]不得编造、篡改自己或他人的研究成果、实验数据或引用的资料，禁止对原 始数据进行删裁取舍。 （分值2.0） 你的答案： 正确 6、[判断题] 合作成果应按照参与者所作贡献大小的顺序署名，没有例外。 （分值2.0） 你的答案： 正确 标准答案： 错误 7、[判断题] 在进行学术活动中，可以把集体研究中自己注意的研究发现或研究成果 加以保留，作为个人的成果发表。 （分值2.0） 你的答案： 错误 8、[判断题] 长期脱离本学科领域前沿而不能掌握最新趋势和进展的人员，不宜担任 评议专家。 （分值2.0） 你的答案： 正确 9、[判断题] 学校在对研究生做出处分决定之前，应当听取其本人或其代理人的陈述 和申辩。 （分值2.0）
你的答案： 正确 10、[判断题] 浙江大学工学类研究生在进行学术活动时，必须严格遵照“坚持诚实守 信，注重学术创新，倡导团队协作”的道德规范。 （分值2.0） 你的答案： 正确 11、[判断题] 不得填报和提供虚假的学术经历、学术成果，不得伪造、变造专家鉴定 意见、证书或其他学术能力的材料，确保证明材料的真实性。 （分值2.0） 你的答案： 正确 12、[判断题] 《浙江大学研究生学术规范》文件于发文次年起生效。 （分值2.0） 你的答案： 错误 13、[判断题] 对未经规定程序进行验证或者鉴定的研究成果，不得随意冠以“重大科 学发现”、“重大技术发明”或者“重大科技成果”等夸大性用于进行宣传。 （分值2.0） 你的答案： 正确 14、[判断题] 硕士论文应表明作者掌握坚实的基础理论和系统的学科知识，具有独立 从事学术研究的能力。 （分值2.0） 你的答案： 正确 标准答案： 错误 15、[判断题] 文献综述所用的文献，应主要选自专著和教材，其次是学术期刊或学术 会议的文章。 （分值2.0） 你的答案： 错误 16、[判断题] 《浙江大学研究生学术规范》包括五个学术规范文件。 （分值2.0） 你的答案： 错误 17、[判断题] 在学位论文或公开发表的作品中，如果使用他人（包括指导教师、授课 教师）的成果，要加以注明。 （分值2.0） 你的答案： 正确 18、[判断题] 本条例只适用于全日制研究生，对于已经取得学位人员在校期间的学术 行为无约束力。 （分值2.0） 你的答案： 正确 标准答案： 错误 19、[判断题] 研究生的科研成果属于浙江大学所有，但毕业以后署名“浙江大学”所发 表的学术论文，就无所谓了。 （分值2.0） 你的答案： 错误
第十二章 【12.5】 如果要用电解的方法从含1.00×10-2mol/L Ag +,2.00mol/L Cu 2+的溶液中，使Ag+完全析出(浓度达到10-6mol/L)而与Cu 2+完全分离。铂阴极的电位应控制在什么数值上？（VS.SCE,不考虑超电位） 【解】先算Cu 的 起始析出电位： Ag 的 起始析出电位： ∵ Ag 的析出电位比Cu 的析出电位正 ∴ Ag 应当先析出 当 时，可视为全部析出 铂阴极的电位应控制在0.203V 上,才能够完全把Cu2+ 和Ag+分离 【12.6】 （5）若电解液体积为100mL ，电流维持在0.500A 。问需要电解多长时间铅离子浓度才减小到 0.01mol/L ？ 【解】（1）阳极: 4OH - ﹣4e - →2H 2O+O 2 Ea θ =1.23V 阴极：Pb 2+＋2e - → Pb Ec θ =﹣ 0.126V ()220.059,lg 0.3462 Cu Cu Cu Cu v ??Θ++ ??=+ =??(,)0.059lg[]0.681Ag Ag Ag Ag v ??Θ++=+=6[]10/Ag mol l +-=3 3 -63 SCE =0.799+0.059lg10=0.445v 0.445v-0.242v=0.203v ????'=-=
Ea=1.23+(0.0592/4)×4×lg10﹣5=0.934V Ec=﹣0.126+（0.0592/2）×lg0.2=﹣0.147V E=Ec﹣Ea=﹣1.081V （2）IR=0.5×0.8=0.4V （3）U=Ea＋ηa﹣（Ec＋ηc）＋iR=2.25V （4）阴极电位变为：﹣0.1852 同理：U=0.934+0.1852+0.77+0.4=2.29V （5）t=Q/I=nzF/I=（0.200-0.01）×0.1×2×96487/0.500=7.33×103S 【12.7】 【12.8】用库仑滴定法测定某有机一元酸的摩尔质量，溶解 0.0231g纯净试样于乙醇与水的混合溶剂中, 以电解产生的 OH-进行滴定，用酚酞作指示剂，通过0.0427A 的恒定电流，经6min42s到达终点，试计算此有机酸的摩尔质量。【解】 m=（M/Fn）×it t=402s；i=0.0427；m=0.0231g；F=96485；n=1 解得 M = 129.8g/mol
第一章 1．什么是连续X射线谱？为什么存在短波限λ0？ 答：对X射线管施加不同的电压，再用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度，便会得到X射线强度与波长的关系曲线，称之为X射线谱。在管电压很低，小于20kv时的曲线是连续的，称之为连续谱。大量能量为eV的自由电子与靶的原子整体碰撞时，由于到达靶的时间和条件不同，绝大多数电子要经过多次碰撞，于是产生一系列能量为hv的光子序列，形成连续的X射线谱，按照量子理论观点，当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，在极限情况下，极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化为一个光量子，这个光量子具有最高的能量和最短的波长，即λ0。 2.什么是特征X射线？它产生的机理是什么？为什么存在激发电压Vk？ 答：当X射线管电压超过某个临界值时，在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐，这些谱线之改变强度，而峰位置所对应的波长不便，即波长只与靶的原子序数有关，与电压无关，因为这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征，故称为特征X射线，由特征X射线构成的X射线谱叫做特征X射线谱。 它的产生是与阳极靶物质的原子结构紧密相关当外来的高速粒子（电子或光子）的动能足够大时，可以将壳层中的某个电子击出，或击到原子系统之外，击出原子内部的电子形成逸出电子，或使这个电子填补到未满的高能级上。于是在原来位置出现空位，原子系统处于激发态，高能级的电子越迁到该空位处，同时将多余的能量e=hv=hc/λ释放出来，变成光电子而成为德特征X射线。 由于阴极射来的电子欲击出靶材的原子内层电子，比如k层电子，必须使其动能大于k 层电子与原子核的结合能Ek或k层的逸出功Wk。即有eV k=1/2mv2〉-Ek=Wk，故存在阴极电子击出靶材原子k电子所需要的临界激发电压Vk。 3、X射线与物质有哪些互相作用？ 答;X射线的散射：相干散射，非相干散射 X射线的吸收：二次特征辐射（当入射X射线的能量足够大时，会产生二次荧光辐射）； 光电效应：这种以光子激发原子所产生的激发和辐射过程；俄歇效应：当内层电子被击出成为光电子，高能级电子越迁进入低能级空位，同时产生能量激发高层点成为光电子。 4、线吸收系数μl和质量吸收系数μm的含义 答：线吸收系数μl：在X射线的传播方向上，单位长度的X射线强度衰减程度[cm-1]（强度为I的入射X射线在均匀物质内部通过时，强度的衰减率与在物质内通过的距离x成正步-dI/I=μdx，强度的衰减与物质内通过的距离x成正比）。与物质种类、密度、波长有关。质量吸收系数μm：他的物理意义是单位重量物质对X射线的衰减量，μ/P=μm[cm2/g]与物质密度和物质状态无关，而与物质原子序数Z和μm=kλ3Z3，X射线波长有关。 5、什么是吸收限？为什么存在吸收限？ 答：1）当入射光子能量hv刚好击出吸收体的k层电子，其对应的λk为击出电子所需要的入射光的最长波长，在光电效应产生的条件时，λk称为k系激发限，若讨论X射线的被物质吸收时，λk又称为吸收限。 当入射X射线，刚好λ=λk时，入射X射线被强烈的吸收。当能量增加，即入射λ〉λk时，吸收程度小。
1、[判断题]?文献综述结果要说清前人工作的不足，指出作进一步研究的必要性和理论价值。（分值2.0）你的答案：正确 2、[判断题]对于研究成果，不可以一稿多投，但可以修改后在两种不同类型的 期刊上发表。（分值2.0） 你的答案：错误 3、[判断题]研究生如果在研究中做出主要贡献获得署名权，导师为通讯作者。 研究生在文中所负责部分，其导师不负责任。（分值2.0） 你的答案：错误 4、[判断题]对于论文和专著类成果，引用他人的成果不应构成本人研究成果的 主要部分或者核心部分。（分值2.0） 你的答案：正确 5、[判断题]对应用研究成果的评价，应注重其社会效益或经济效益。（分值 2.0） 你的答案：正确 6、[判断题] 不得编造、篡改自己或他人的研究成果、实验数据或引用的资料，禁止对原始数据进行删裁取舍。 （分值2.0） 你的答案：正确 7、[判断题]所有提到的参考文献都应和学位论文研究问题直接或间接相 关。（分值2.0） 你的答案：错误 8、[判断题]学校在对研究生做出处分决定之前，应当听取其本人或其代理人的 陈述和申辩。（分值2.0） 你的答案：正确 9、[判断题]根据《中华人民共和国著作权法》等法律，教育部《关于加强学术 道德建设的若干意见》等精神，制定了《浙江大学工学类研究生学术规范》。（分值2.0） 你的答案：正确
10、[判断题]在学位论文或公开发表的作品中，如果使用他人（包括指导教师、 授课教师）的成果，要加以注明。（分值2.0） 你的答案：正确 11、[判断题]对未经规定程序进行验证或者鉴定的研究成果，不得随意冠以“重 大科学发现”、“重大技术发明”或者“重大科技成果”等夸大性用于进行宣 传。（分值2.0） 你的答案：正确 12、[判断题]文献综述所用的文献，应主要选自专著和教材，其次是学术期刊或 学术会议的文章。（分值2.0） 你的答案：错误 13、[判断题]对于科研成果，可以在两种不同类型的期刊上发表自己的研究成 果。（分值2.0） 你的答案：错误 14、[判断题]作为浙江大学的研究生，在科研活动中可以无偿使用浙江大学的成 果。（分值2.0） 你的答案：错误 15、[判断题]硕士论文应表明作者掌握坚实的基础理论和系统的学科知识，具有独立从事学术研究的能力。（分值2.0） 你的答案：正确标准答案：错误 16、[判断题]在进行学术活动中，可以把集体研究中自己注意的研究发现或研究 成果加以保留，作为个人的成果发表。（分值2.0） 你的答案：错误 17、[判断题]不得填报和提供虚假的学术经历、学术成果，不得伪造、变造专家 鉴定意见、证书或其他学术能力的材料，确保证明材料的真实性。（分值2.0） 你的答案：正确 18、[判断题]文献综述的顺序要合理，只能按时间顺序进行综述。（分值2.0） 你的答案：错误 19、[判断题]论文撰写应严格遵守学术规范，论文中若引用他人的论点或数据资 料，必须注明出处，引用合作者的观点或研究成果时，则无须说明。（分值2.0）你的答案：错误 20、[判断题]对于科研结果，不能夸大其学术价值，但在经济或社会效益上可以 进行适当夸大。（分值2.0） 你的答案：错误
浙江大学城市学院《药物分析实验》设置简介表 课程号304225 课程名称中文名：药物分析实验 英文名：The Experiments of Pharmaceutical Anaiysis 课程性质□公共基础必修课□素质教育选修课 核心课程必修课□专业方向选修课□专业教育机动课程选修课 学分 1.5 总学时 48 （其中理论学时：0实践学时：48）周学时 3 适用专业药学、生技专业 教学目的（100～150字） 药物分析是药学专业教学计划中设置的一门主要专业课程，是在有机化学、分析化学、药物化学以及其他有关课程学习的基础上进行教学的一门综合性的应用学科。为了确保用药的安全、合理、有效，必须全面控制药品质量。 同时，药物分析又是一门实践性很强的方法学科，从事药物分析的专业人员不仅要掌握药物分析的基本理论、基本知识，还要有扎实的操作技能和实事求是的科学态度，才能精确地分析研究药物的质量，并对被分析的药物作出合理、公正和客观的评价，所以，药物分析实验课是药物分析课程教学中不可缺少的组成部分，是整个教学过程中的一个重要环节。 主要教学内容（150～200字） 整个课程共做9个实验，均是综合性的，其中一个设计性实验作为该课程的考核内容之一，两人一组。 1、容量分析基本操作、药物中杂质的限量检查（一） 2、药物中杂质的限量检查（二） 3、非水滴定法测定药物含量 4、异烟肼片含量测定 5、双波长法测定复方制剂含量 6、片剂含量均匀度测定 7、有关物质的色谱检查 8、有机溶剂残留量的检查 9、设计性实验 考核形式□开卷□闭卷□论文√实验操作□面试□其他： 成绩评 定标准 五级制平时实验60％，设计性实验40％先修课程有机化学、分析化学、仪器分析、波谱解析 推荐教材《药物分析实验与药物分析习题集》姚彤炜主编浙江大学出版社2003年 参考书目 《药物分析》安登魁主编江苏科学技术出版社 1981年填表人（签字）：赵岚日期：2013.3.1 系（教研室）主任（签字）：日期：
第五章 X 射线衍射分析原理 一、教材习题 5-2 “一束X 射线照射一个原子列（一维晶体），只有镜面反射方向上才有可能 产生衍射”，此种说法是否正确？ 答：不正确。（根据劳埃一维方程，一个原子列形成的衍射线构成一系列共顶同轴的衍射圆锥，不仅镜面反射方向上才有可能产生衍射。） 5-3 辨析概念：X 射线散射、衍射与反射。 答：X 射线散射：X 射线与物质作用（主要是电子）时，传播方向发生改变的现象。 X 射线衍射：晶体中某方向散射X 射线干涉一致加强的结果，即衍射。 X 射线反射：晶体中各原子面产生的反射方向上的相干散射。与可见光的反射不同，是“选择反射”。 在材料的衍射分析工作中，“反射”与“衍射”通常作为同义词使用。 5-4 某斜方晶体晶胞含有两个同类原子，坐标位置分别为：(43，43，1)和（4 1，41，2 1），该晶体属何种布拉菲点阵？写出该晶体(100)、(110)、(211)、(221)等晶面反射线的F 2值。 答：根据题意，可画出二个同类原子的位置，如下图所示： 如果将原子（1/4，1/4，1/2）移动到原点（0，0，0），则另一原子（3/4，3/4，1）的坐标变为(1/2，1/2，1/2)，因此该晶体属布拉菲点阵中的斜方体心点阵。 对于体心点阵： ])1(1[)()2/2/2/(2)0(2L K H L K H i i f fe fe F ++++-+=+=ππ
∴ ???=++=++=奇数时 ，当偶数时；当L K H 0,2L K H f F ???=++=++=奇数时，当偶数时；当L K H L K H f 0,4F 22 或直接用两个原子的坐标计算： ()()()()()()()3 31112()2()4444211111122()222442 1112()442 1(2)211111111i h k l i h k l i h k l i h k l i h k l h k l i h k l h k l h k l F f e e f e e f e f e f ππππππ++++??++++ ???++++++++++??=+ ??? ??=+?????? ??=+-????=+-????=+-±?? 所以 F 2=f 2[1+(-1)(h +k +l )]2 因此，(100)和(221)，h +k +l =奇数，|F |2=0；(110)、(211)，h +k +l =偶数，|F |2=4f 2。 5-7 金刚石晶体属面心立方点阵，每个晶胞含8个原子，坐标为：（0，0，0）、（ 21，21，0）、（21，0，21）、（0，21，21）、（41，41，41）、（43，43，4 1）、（43，41，43）、（41，43，4 3），原子散射因子为f a ，求其系统消光规律（F 2最简表达式），并据此说明结构消光的概念。 答：金刚石晶体属面心立方点阵，每个晶胞含8个原子，坐标为：(0,0,0)、(1/2,1/2,0)、(1/2,0,1/2)、（0,1/2,1/2)、(1/4,1/4,1/4)、(3/4,3/4,1/4)、(3/4,1/4,3/4)、(1/4,3/4,3/4)，可以看成一个面心立方点阵和沿体对角线平移(1/4,1/4,1/4)的另一个面心立方点阵叠加而成的。
1、[判断题] 在进行学术活动中，可以把集体研究中自己注意的研究发现或研究成果加以保留，作为 个人的成果发表。 （分值2.0） 你的答案： 错误
2、 [判断题] 发表根本没有经过实验的数据或随心所欲地篡改数据或隐瞒不利数据以适应自己主观 的需要，都属于伪造数据的范畴。 （分值2.0） 你的答案： 正确
3、[判断题] 对外文综述性文献的全盘翻译并不是文献综述。 （分值2.0） 你的答案： 正确
4、[判断题] 按学校规定保留实验记录本、其他研究数据和补充材料，比如独特的试剂，并且在外 界需要时可提供。 （分值2.0） 你的答案： 正确
5、 [判断题] 一般的科学方法的准则为： 假设的形成和检验， 控制观察或实验， 数据的分析和判断， 以口头或文字形式提交给同行们讨论，结论的形成。 （分值2.0） 你的答案： 正确
6、[判断题] 学校在对研究生做出处分决定之前，应当听取其本人或其代理人的陈述和申辩。 （分值2.0） 你的答案： 正确 7、[判断题] 在进行科研活动时，在浙江大学学习期间完成的研究成果归属研究生个人和浙江大学 共同所有。 （分值2.0） 你的答案： 正确 标准答案： 错误
8、[判断题] 他人的讲义和教材可以随意使用。 （分值2.0） 你的答案： 错误
9、 [判断题] 研究中所要遵循的规章制度有人体实验、 动物使用、 放射线、 化学物及其他安全问题、 转基因动物管理条案等。 （分值2.0） 你的答案： 正确
10、 [判断题] 对于科研结果， 不能夸大其学术价值， 但在经济或社会效益上可以进行适当夸大。 （分 值2.0） 你的答案： 错误
近代材料分析测试方法习题 1 Ariy斑如何形成？ 2 简述产生像差的三种原因。 3 何为焦长及景深，有何用途？ 4 对比光学显微镜与电磁显微镜分辨率。 6 画出电镜结构原理图，简述每个部件的 作用。 7 何谓点分辨率、晶格分辨率、放大倍 数，其测定方法？ 8 简述塑料一级复型、碳一级复型、塑料 －碳－喷铬二级复型制作步骤，对比各 有何特点。 9 简述质后衬度成像原理。 10 计算2种复型样品相对衬度（见书）。 11 简述透射电镜的主要用途。 12 写出劳埃方程，简述其用途。 13 写出布拉格方程，简述其用途。 14 已知简单立方晶体晶格常数为3A°，分别 在正空间和倒易空间中画出(101)、 (210)、(111)晶面及倒易易点，并计算出晶面的面间距和倒易失量的大小。 15 画出面心立方及体心立方[011]晶带轴的 标准电子衍射花样，标出最近的三个斑点指数及夹角。 16 画出爱瓦尔德球简述其用途。 17 体心立方和简单立方晶体的消光条件。 18 何谓标准电子衍射花样。面心立方和简单 立方晶体的消光条件。 19 为何不精确满足布拉格方程时，也会在底 片上出现衍射斑点。 20 为何入射电子束严格平行〔uvw〕时， 底片上也有衍射斑点出现。 21 绘出面心立方〔012〕晶带轴的标准电 子衍射花样，并写明步骤。（10分）22 已知相机常数K、晶体结构及单晶衍射花 样，简述单晶衍射花样标定步骤。（10 分） 23 何谓磁偏角。 24 选区衍射操作与选区衍射成像操作有何不 同。 25 孪晶衍射花样有何特点。 26 高阶劳爱斑点如何得到。 27 如何确定有序固溶体。 28 何谓菊池线花样。 29 何谓二次衍射斑点。 30 简述薄晶体样品制作步骤。 31 多晶衍射花样标定步骤。32 薄晶体成像原理与复型成像原理有何异同 点。 33 画出薄晶体衍衬成明场像、暗场像的光路 图，并加以说明。 34 螺型位错和刃型位错衍衬成像特征。为 何？ 35 厚度消光、弯曲消光条纹产生原因。 36 孪晶、层错典型特征。 37 扫描电镜的主要用途。 38 扫描电镜中能成形貌像、成分像的信号各 有哪些？ 39 如图所示，晶粒１为铝、晶粒２为铁，画 出Ａ、Ｂ探头的收集背散射电子的信 号，及形貌、成分信号。 40 对比二次电子、背散电子成像衬度。 41 特征x射线可成哪种像，有何特征。 42 简述能谱仪与波谱仪工作原理。 43 试述原子散射因子f和结构因子│FHKL│ 2的物理意义，结构因子与哪些因素有 关？ 44 画出X射线衍射分析光路图，说明测角仪 的工作原理。（8分） 45 简述用X射线衍射方法定性分析未知材料 的步骤。 46 写出粉末衍射卡组字母索引和数字索引 的编排方法和查询方法。 47 对钙钛矿（CaTiO3）为主的复相材料进 行定性分析，试设计分析方案（特别应 指出选何种辐射源及滤光片）。 48 用X射线衍射仪进行物相分析，请绘图说 明X射线管焦点、入射束、衍射束、接收狭缝、样品表面法线、反射晶面法线、 衍射圆之间的关系。
1、[判断题]不得填报和提供虚假的学术经历、学术成果，不得伪造、变造专家鉴定意见、证书或其他学术能力的材料，确保证明材料的真实性。（分值2.0） 你的答案：正确 2、[判断题]对正式立项调查的事项，调查小组必须在5个工作日内向学院提交调查报告和认定结 论。（分值2.0） 你的答案：错误 3、[判断题]开除学籍的研究生，其善后问题按照教育部有关规定处理。由学校发给学习证明。（分 值2.0） 你的答案：正确 4、[判断题]根据《中华人民共和国著作权法》等法律，教育部《关于加强学术道德建设的若干意见》 等精神，制定了《浙江大学农学类研究生学术规范》。（分值2.0） 你的答案：正确 5、[判断题]在进行学术活动时，在合作成果中对本人完成的部分负责，在未参加实际研究的成果中不 能做第一作者，但可以署名。（分值2.0） 你的答案：错误 6、[判断题]学校在对研究生做出处分决定之前，应当听取其本人或其代理人的陈述和申辩。（分值 2.0） 你的答案：正确 7、[判断题]文献综述所评述的重要论点、论据不得以非学术性文献、未发表文献作为参考文献；不得以第二手资料作为参考文献。（分值2.0） 你的答案：正确标准答案：错误 8、[判断题]研究生管理处或学位办公室在接到涉嫌学术失范的举报、投诉后根据问题的性质和严重程 度，决定是否对举报正式立项调查，一般不受理匿名举报。（分值2.0） 你的答案：正确 9、[判断题]活体动物实验不应给实验动物造成不必要的痛苦或不适。应保证采取适当的措施防止动物 在实验的全过程中遭受不必要的痛苦。（分值2.0） 你的答案：正确 10、[判断题]每次记载实验结果时，在记载本下方应注明实验时间（年/月/日）。（分值2.0） 你的答案：错误 11、[判断题] 田间试验在必要时要详细记录所在环境的气象条件等。 （分值2.0） 你的答案：正确
《现代仪器分析实验技术与方法》 顾建明刘继永胡秀荣 浙江大学化学系 2016年3月
X射线晶体学 众所周知，物质是由原子或分子组成的，但即使是同一种物质，由于原子的排列方 但即使是同种物质由于原子的排列方 式不同，它们的物理性质相差甚远。例如 例如石墨（Graphite）和钻石（Diamond）都是由元素周期表中第6号元素碳 号元素“碳”（Carbon）组成的单元素物质，但是在莫 氏硬度列表中石墨的硬度是1而钻石的硬度 为10，究其原因是由于这二种物质的原子 排列方式（结构）不同。 排列方式（结构）不同
金的体结构X 射线晶体学 金刚石与石墨的晶体结构图
X射线晶体学 X射线晶体学是一门独特的学科，它利用X射线（光源）的波长与晶体层面间距（狭缝）处在同一量级能够产生衍射的特点，从原子（分子）的角度去探索物质特性，解决生产和生活中去探索物质特性解决生产和生活中的实际问题，为研究物质特性和设计 新材料提供依据。因此X射线成为了研新材料提供依据因此 究物质结构最有效的工具之。 究物质结构最有效的工具之一。
基本理论 ?1895年W.C.Rontgen（伦琴）发现了X射线。?1912年M.von Laue（劳埃）将晶体衍射的规律 总结为：光程差＝OP－BP＝ a (S－S o)＝hλ 经过近十年的研究，Bragg（布拉格）父子在?经过近二十年的研究， 1915年得出结论，只有光程差为波长λ的整数倍时，它们才能相互加强而产生衍射： 2d sinθ＝nλ
工作原理 ?一束平行光，通过一组狭缝，每个狭缝就束平行光通过组狭缝每个狭缝就成为一个新的光源，这些新的光源经过相位叠加，同相增强，反相减弱，落在投影位叠加相增反相减弱落在投 屏上就出现了明暗相间的衍射条纹（斑点）。 ?在X射线衍射实践中，用专门的仪器（X射线衍射仪）把这些衍射条纹或衍射斑点记录下来，通过对所记录数据的分析，以获得有用的信息。 ?X射线衍射有单晶衍射和多晶衍射之分。 射线衍射有单晶衍射和多晶衍射之分
现代材料测试技术 作业
第一章X射线衍射分析 一、填空题 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。 4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有六种，它们分别是、、 、、、。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、 、。 7、特征X射线产生的根本原因是。 8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、 和字顺索引。 9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。 10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和 11、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为。 12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应 用较为普遍。 13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面 14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。 15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为。 二、名词解释 X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减 三、问答与计算 1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。 2、产生特征X射线的根本原因是什么？ 3、简述特征X-射线谱的特点。 4、推导布拉格公式，画出示意图。 5、回答X射线连续光谱产生的机理。