機械工程測試技術(shù)試卷

1、機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)試卷一一、填空題 、周期信號的頻譜是離散的，而非周期信號的頻譜是 連續(xù)的 。 、均方值x2表示的是信號的強度，它與均值x、方差x2的關(guān)系是     。   、測試信號調(diào)理電路主要有 電橋  、 放大 、 調(diào)制解調(diào)電路 。 、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有 靈敏度  、 非線性度 、 回程誤差  。 、靈敏度表示系統(tǒng)輸出與輸入之間的比值，是定度曲線的  斜率 。 、傳感器按信號變換特性可分為 組合型 、 一體化型

2、。 、當(dāng) 時，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于         。 、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合  、 的變化，才能使輸出有最大值。 、信號分析的過程主要包括： 信號分析 、 信號處理  。 10、系統(tǒng)動態(tài)特性在時域可用 微分方程 來描述，在復(fù)數(shù)域可用  傳遞函數(shù) 來描述，在頻域可用  頻率響應(yīng)函數(shù) 來描述。 11、高輸入阻抗測量放大電路具有高的共模抑制比，即對共模信號有抑制作用，

3、對 差模 信號有放大作用。 12、動態(tài)應(yīng)變儀上同時設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在       。 13、壓控振蕩器的輸出電壓是方波信號，其  與輸入的控制電壓成線性關(guān)系。 14、調(diào)頻波的解調(diào)又稱 ，其解調(diào)電路稱為      。 15、濾波器的通頻帶寬和響應(yīng)時間成            關(guān)系。 16、濾波器的頻

4、率分辨力主要由其         決定。 17、對于理想濾波器，濾波器因數(shù)   。 18、帶通濾波器可由低通濾波器（fc2）和高通濾波器（fc1） 而成（fc2> fc1）。 19、測試系統(tǒng)的線性度和滯后度是由 系統(tǒng) 誤差引起的；而重復(fù)性誤差是 由 隨機 誤差引起的。 二、問答題（共30分） 、 什么是測試？說明測試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。（10分）    

5、;答：測試是測量和試驗的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測量過程，也是獲取信息的過程。 （1） 測量對象 （2） 傳感器：在測試系統(tǒng)和被測試對象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測量并將其轉(zhuǎn)換成電信號。是測試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （3） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號 進行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （4） 信號處理單衣：它是以計算機為核心對中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號作進一步地處理（如：計算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲存等） （5） 顯示、記錄部

6、分：作用是輸出測試結(jié)果。、 說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點，各有何優(yōu)點？（10分）   答： 相同之處在于：都是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點分別為： 電阻絲應(yīng)變片

7、具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。、 選用傳感器的原則是什么？（10分）  基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測信號的性質(zhì)相匹配。 （1）靜態(tài)特性方面：a、應(yīng)使被測量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)；b、傳感器的分辨率（力）從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測量要求的分辨率（力）c、滿足實際要求的條件下，精度不宜過高。 三、計算題（共55分） 、 已知信號x(t)=e-t (t0)， (1) 求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻

8、譜。 (2) 求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx  () 。                     （15分）、 二階系統(tǒng)的阻尼比=0.2，求=n時的幅值誤差和相位誤差，如果使幅值誤差不大于10，應(yīng)取多大阻尼比？。         （10分）、&

9、#160;一電容傳感器，其圓形極板r = 4mm，工作初始間隙0 =0.3mm， （1）工作時如果傳感器的工作間隙變化=±2m，求電容的變化量。 （2）如果測量電路靈敏度S1=100mv/pF，讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格/mv，在 =±2m時，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？                     

10、;           (8分) 、 已知RC低通濾波器的R=1K，C=1MF，當(dāng)輸入信號x= 100sin1000t時， 求輸出信號y  。                        

11、           （7分）、（1）在下圖中寫出動態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個電路環(huán)節(jié)。       （2）如被測量x(t) = sint，載波y(t)=sin6t，畫出各環(huán)節(jié)信號的波形圖。               (15分 機械工程測試技術(shù)

12、基礎(chǔ)試卷一答案：一、填空題： 1、 連續(xù)2、 3、電橋、放大、調(diào)制解調(diào)電路 4、非線性度、靈敏度、回程誤差 5、斜率 6、組合型、一體化型 7、óó0 定位 8、相鄰相反 相對相同 9、信號分析、信號處理 10、傳遞函數(shù)、頻率函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)11、差模12、分布電容  13、頻率 14、鑒頻、鑒頻器  15、反比 16、帶寬B 17、1 18、串聯(lián)19、系統(tǒng)、隨機二、

13、0;問答題 1、 答：測試是測量和試驗的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測量過程，也是獲取信息的過程。 （1） 測量對象 （2） 傳感器：在測試系統(tǒng)和被測試對象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測量并將其轉(zhuǎn)換成電信號。是測試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （3） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號 進行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （4） 信號處理單衣：它是以計算機為核心對中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號作進一步地處理（如：計算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲存等）

14、60;（5） 顯示、記錄部分：作用是輸出測試結(jié)果。 2、答： 相同之處在于：都是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點分別為： 電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變

15、片的50-70倍。 3、基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測信號的性質(zhì)相匹配。 （1）靜態(tài)特性方面：a、應(yīng)使被測量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)；b、傳感器的分辨率（力）從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測量要求的分辨率（力）c、滿足實際要求的條件下，精度不宜過高。機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)試卷二一、填空題（每空0.5分，共15分） 1、非周期信號可分為瞬變非周期信號和   非周期    信號。 、均方值x2表示的是信號的    

16、0;     ，它與均值x、方差x2的關(guān)系是        。   、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有       、        、         。 、測試系統(tǒng)的組成類型大體分為 

17、      和        。 、當(dāng)      時，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于       。 、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合      、    

18、    的變化，才能使輸出有最大值 、信號分析的過程主要包括：        、         。 、動態(tài)應(yīng)變儀上同時設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在      。 、在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，常采用     放大器。 10、根據(jù)載波受調(diào)

19、制的參數(shù)的不同，調(diào)制可分為   、   、   。 11、壓控振蕩器的輸出電壓是方波信號，其       與輸入的控制電壓成線性關(guān)系。 12、調(diào)頻波的解調(diào)電路稱為    。 13、濾波器的頻率分辨力主要由其    決定。 14、      決定著濾波器對帶寬外

20、頻率成分衰阻的能力。 15、帶通濾波器可由低通濾波器（fc2）和高通濾波器（fc1） 而成（fc2> fc1）。 16、用濾波的方法從信號提取的頻率成分越窄，即帶寬越小，需要的時間就越  。 17、如信號的自相關(guān)函數(shù)為Acos，則其均方值x2=  。 18、低通濾波器對階躍響應(yīng)的建立時間Te帶寬B成   、，或者說它們之間的乘機是   。 19、測試系統(tǒng)的線性度和滯后度是由   誤差引起的；

21、而重復(fù)性誤差是 由   誤差引起的。 二、問答題（共30分） 、 什么是測試？簡述測試技術(shù)的含義。（10分）    、說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點，各有何優(yōu)點？（10分）    、簡述調(diào)幅波的特點。（10分）三、計算題（共55分） 、 已知信號x(t)=e-t (t0)， (1) 求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。 (2) 求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx

22、  () 。                     （10分）2、求周期信號x(t)cos10t + sin (100t45° ) 通過時間常數(shù)為0.005s的一 階系統(tǒng)的輸出信號。         

23、;                         （10分）3、磁電式速度傳感器線圈平均直徑D=25mm，氣隙磁感應(yīng)強度B=6000Gs，如傳感器的靈敏度S=600mv/cm/s，則工作線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？（7分）       4、已知調(diào)幅波xm(t)(100 +

24、60;30 cost +20 cos3t )cosct ， 其中f c =10KHz，f=500Hz 。試求： （1）xm(t)所包含的各分量的頻率和幅值。 （2）繪出調(diào)制信號與調(diào)幅波的頻譜。                 （13分）、（1）在下圖中寫出動態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個電路環(huán)節(jié)。  

25、0; （2）如被測量x(t) = sint，載波y(t)=sin6t，畫出各環(huán)節(jié)信號的波形圖。               (15分) 機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)試卷二答案：一、填空題： 2、 非周期 2、  3、靈敏度、非線形度、回程誤差  4、組合型 一體化型5、óó0  6、相鄰相反

26、60;相對相同7、信號加工、信號變換，提取又有信號的過程 8、分布電容  9、程序控制 10、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相 11、鑒頻  12、鑒頻器13、帶寬B 14、信頻程選擇性 15、串聯(lián)  16、長 17、A  18、反比；常數(shù) 19、串聯(lián) 二、問答題 1、答：測試是測量和試驗的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測量過程，也是獲取信息的過程。 （6） 測量對象 （7） 傳感器：在測試系統(tǒng)

27、和被測試對象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受 被測量并將其轉(zhuǎn)換成電信號。是測試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （8） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號 進行傳輸、放大 和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （9） 信號處理單衣：它是以計算機為核心對中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號作進一步地處理 （如：計算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲存等） （10） 顯示、記錄部分：作用是輸出測試結(jié)果。 2、答：相同之處在于： 都是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中

28、H為材料的 泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E 是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)， S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻 變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點分別為： 電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。 3、特點有：  （1） 當(dāng)調(diào)制信號x(t)>0時，調(diào)幅波xm&

29、#160;(t)與載波y(t)同頻同相，其幅值的大小與x(t)的大小有關(guān)；x(t) y(t) （2） 當(dāng)x(t)<0時，xm (t)與載波y(t) 同頻反相，其幅值大小仍與x(t)的大小有關(guān)； （3） 調(diào)幅波是一高頻，但其包洛線和調(diào)制信號x(t)相似，其副值受x(t)變化的影響，y(t)的頻率越高，即波形越寬，相似程度越好。2、說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點，各有何優(yōu)點？    3、交流電橋達(dá)到平衡時必須滿足的條件是什么？如何來實現(xiàn)交流電橋的平衡？  

30、  4、簡要說明如何求解測試裝置動態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述的3個函數(shù)，它們之間有何內(nèi)在關(guān)系？    5、以二階系統(tǒng)為例，簡述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，并簡要說出二階系統(tǒng)的特性。、  二階系統(tǒng)的阻尼比=0.2，求=n時的幅值誤差和相位誤差， 如果使幅值誤差不大于20，應(yīng)取多大阻尼比？               （10分）二、問答題（5×10）（每小題

31、10分） 1.答 （11） 傳感器：在測試系統(tǒng)和被測試對象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受 被測量并將其轉(zhuǎn)換成電信號。是測試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （12） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號 進行傳輸、放大 和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （13） 信號處理單衣：它是以計算機為核心對中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號作進一步地處理（如：計算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲存等） （14） 顯示、記錄部分：作用是輸出測試結(jié)果。 2.答：相同之處在于： 都

32、是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H為材料的 泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E 是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)， S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻 變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。 3、 答：兩個條件：相對兩臂阻抗

33、之模的乘機應(yīng)相等，并且它們的阻抗角之和也必須相等。實現(xiàn)：電阻平衡，電容平衡。 4、答：對系統(tǒng)的微分方程做拉氏變換，傳遞函數(shù)為輸出和輸入的拉氏變換之商，另拉氏變換中的a=0即可求得頻率響應(yīng)函數(shù)，對傳遞函數(shù)進行拉氏反變換就可求得脈沖響應(yīng)函數(shù)。它們之間的關(guān)系分別是拉氏變換對和傅立葉變換對關(guān)系。 5、答：一般步驟：1）對系統(tǒng)建模，2）求拉氏變換3）求傳遞函數(shù)4）求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性；6）畫相應(yīng)的圖形并分析改進之。二階系統(tǒng)圖形有幾個關(guān)鍵點，對它進行討論，并考慮最左最右的趨勢。機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)試卷四一、填空題（每空1分，共20分） 1、函數(shù)的頻譜是 

34、;       譜。   2、使信號中特定的頻率成分通過，而衰減其他頻率成分的電路稱       。  3、對于實際濾波器，濾波器因數(shù)范圍一般是   。 4、傳感器按結(jié)構(gòu)可分為        、       等。 5、兩個時域函數(shù)1()xt、2()xt的卷積定義為     。 6、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有       、      、         。 7、高輸入阻抗測量放大電路具有高的共模抑制比，即對共模信號有抑制作用，對