機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)考試題B與答案

1、一、填空題(每題1分，共10分)1構(gòu)成信號X(t)的各頻率分量的集合稱為 。二A2在時間信號x(t)幅值不變的條件下，若x(t) X(f)，則x(kt) ( k>0 )。3如果函數(shù)與某一連續(xù)信號f(t)相乘，則其乘積僅在t=0處得到 其余各點(t = 0)之乘積均為零。4在平穩(wěn)隨機過程中，若任一單個樣本函數(shù)的時間平均統(tǒng)計特征等于該過程的集合平均統(tǒng) 計特征，這樣的平穩(wěn)隨機過程稱為 隨機過程。5當(dāng)測量裝置的輸入x有一個增量x，引起其輸出y發(fā)生相應(yīng)變化y，則該裝置的絕對靈敏度為S=。6兩個傳遞函數(shù)各為Hi(s)和H2(s)的環(huán)節(jié)，其串聯(lián)后所組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)H(s)為。7半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原

2、理是基于半導(dǎo)體材料的 效應(yīng)。8渦流式傳感器的變換原理是利用 在交流磁場中的渦流效應(yīng)。9設(shè)兩光柵刻線間的夾角為二，柵距均為 W，則二者所生成之英爾條紋間的距離Bh10信號的時域描述是信號時間歷程的直接記錄，頻域描述則反映了信號 的。二、單項選擇題(在下列每小題四個備選答案中選出一個正確答案，并將其字母標(biāo)號填入題干的括號內(nèi)。每小題1分，共20分)1二階裝置的動態(tài)特性參數(shù)是它的()A. 時間常數(shù)B.傳遞函數(shù)H(s)C. 固有頻率-'0和阻尼比.D.功率譜2差動變壓器式電感傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換成（）的變化裝置，通過這一轉(zhuǎn)換從而獲得相應(yīng)的電壓輸出。A. 線圈自感B線圈互感C. LC調(diào)諧振蕩D

3、.RC調(diào)諧振蕩3智能傳感器具有辨認(rèn)、識別與判斷的功能，它是由（）而成。A. 智能型材料研制B.傳感器與記憶合金組裝C.傳感器與機器人組合D.傳感器與計算機組合4.RC低通濾波器中，RC值越大，貝U（）A. 上截止頻率越低B.下截止頻率越低C.上截止頻率越高D.下截止頻率越高5周期信號在時域內(nèi)按時間間隔Ts采樣后，其頻譜將具有（）特征。A. 周期、離散B.非周期、離散C.周期、連續(xù)D.非周期、連續(xù)6無論二階系統(tǒng)的阻尼比如何變化，當(dāng)它所受的激振力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時，該系統(tǒng)的位移與激振力之間的相位差必為（）A. 0B. 90C.180D.0 90之間反復(fù)變化的值7某隨機信號的方差為2,均方值為屮

4、X,均值為巴,則三者之間（）A. 存在關(guān)系式X X 'B.存在關(guān)系式''X = X 'C存在關(guān)系式 二X2 =C；x'x）2D.相互獨立、沒有固定的關(guān)系式8.測量裝置的頻率特性為AC ）和C ）,當(dāng)它們滿足（）條件時，輸出波形與輸入波形將相似而無失真。、硅、碲化鎘、硫化鎘等的時間延遲，阻尼比為，在激振力消失后將作衰減周期運動，其B.低增益，帶電容反饋的積分運算D.帶電橋的高增益()的一種傳感器。B.電荷量D.感應(yīng)電動勢pn結(jié)，其中作為能量轉(zhuǎn)換器使用最B.硅D.硫化鎘() 表示。A. A( J =1 ,(')=0B. AC )=常量，()=常量C.

5、 A(，)=常量，()=-t0 ,t0D. AC )=1 ,( )=19二階欠阻尼系統(tǒng)固有圓頻率為 n-.d與n和的關(guān)系為()A. 叫訥+了 =叭C. (1I10. 渦流式電感傳感器的測量電路一般用A. 電容反饋式放大電路C.電阻電容式積分電路11. 電荷放大器是一個()放大器。A. 高增益，帶電阻的電流反饋式C.高增益，帶電容反饋的運算12. 磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為A.磁阻變化量C.電感變化量13. 一般常用的光電池有硒多的是()光電池。A.硒C.碲化鎘14. 傳感器與被測量的對應(yīng)程度可用其B. e0n>/1 疔=dD. 'n/(12) = d( )B. 阻抗分壓式調(diào)

6、幅電路或調(diào)頻電路D. 電橋式脈寬調(diào)制電路A.精確度C線性15. 設(shè)某信號中最高頻率為fc,按采樣定理A.大于fc的（34）倍C. 等于fc的2倍16. 自相關(guān)函數(shù)是區(qū)別信號類型的一個有效手段（ ）A.在很大時衰減也很小C在很大時都不衰減并具有明顯的周期性D在很大時不衰減但不具明顯的周期性17兩個均值為零且具有相同頻率的周期信號A. 這兩個信號的圓頻率'-B. 這兩上信號的幅值 X。和y以及相位差C. 其中一個信號的幅值D. 這兩個信號的圓頻率18. 回轉(zhuǎn)軸的誤差運動是指A.軸線的純徑向C. 軸的回轉(zhuǎn)角速度不均勻而導(dǎo)致的19. 壓電晶體式測力儀（A. 剛度大，靈敏度高-B. 剛度大，靈敏

7、度高xo （或yo）而且失去了相位關(guān)系:對應(yīng)的幅值xo和yo以及相位差（）誤差運動。）頻率響應(yīng)寬但穩(wěn)定性不良穩(wěn)定性好、但頻率響應(yīng)不寬穩(wěn)定性好、頻率響應(yīng)寬C. 剛度好，靈敏度高-B. 穩(wěn)定性D. 靈敏度采樣頻率fs必須（）B. 大于fc的2倍D. 小于fc的2倍,若信號中含有周期成分則其自相關(guān)函數(shù)B. 在很小時衰減就很大,其互相關(guān)函數(shù)中保留了（）B軸線的徑向、軸向和角度的總體D. 軸的徑向和軸向D.剛度好，靈敏度低、穩(wěn)定性不良、頻率響應(yīng)寬20. 通常采用的彈性式壓力敏感元件有（）三類。A.波登管、膜片和雙金屬片B.八角環(huán)、膜片和波紋管C. 波登管、螺形簧和C形簧D.波登管、膜片和波紋管，請將正確

8、答案全三、多項選擇題（在下列各小題的五個備選答案中有二至五個正確答案部選出，并將其字母填入題干的括號內(nèi)，正確答案沒有選全或有錯選的，該題無分。每小題1分，共10分）1周期信號的強度以（）來表達(dá)。A.峰值B.絕對均值C.方差D. 有效值E.平均功率2. 一般交流電壓表均按有效值刻度在測量非正弦信號時，其輸出量（）A. 不一定和信號的有效值成比例B. 一定和信號的有效值成比例C. 一定和信號的峰值成比例D. 可能和信號的峰值或者絕對均值成比例，視表內(nèi)檢波電路而定E. 定和信號的絕對均值成比例3非周期信號的幅值譜|X（f）|和周期信號的幅值譜|Cn |很相似，但兩者是有差別的。其差別突出表現(xiàn)在（）A

9、. |Cn I的量綱與信號幅值量綱不一樣B. |X（f）|的量綱與信號幅值量綱不一樣C. |Cn I的量綱與信號幅值量綱一樣D. |X（f）|的量綱與信號幅值量綱一樣E. |G|和|X（f）|的量綱雖然相同但物理概念不一樣，其周期為Ts,其幅值為1，則頻域中4若G（f）是g（t）的頻譜，設(shè)g（t）為時域中的周期脈沖序列的G（f）必為（）1A.周期脈沖序列B.周期連續(xù)函數(shù)C.周期為一Ts1D.幅值為E非周期連續(xù)函數(shù)Ts5描述各態(tài)歷經(jīng)隨機信號的主要特征參數(shù)有（）A.均值、方差B.均方值C.概率密度函數(shù)D.自相關(guān)函數(shù)E功率譜密度函數(shù)6般而言，測量裝置的靈敏度越高，則（）A.動態(tài)特性越好B. 動態(tài)特性

10、越差C. 測量范圍越窄D. 測量范圍越寬E.穩(wěn)定性越差7所謂伯德圖（Bode圖）是指（）曲線的總稱。A. A( J ，B.20lg A( J lg - C. ( J lg， D. - ) - E.20lg ( ) lg()8實際濾波器的基本參數(shù)有（）A.紋波幅度和截止頻率B.帶寬和品質(zhì)因素D.矩形系數(shù)C. 倍頻程選擇性E. 放大系數(shù)9實現(xiàn)A/D變換的方法很多。例如（）A.積分式B.微分式C.跟蹤比較式D. 斜坡比較式E逐次逼近式10.考慮到不失真條件，光線示波器中的振子應(yīng)有如下要求（）A. 固有頻率應(yīng)盡可能高，阻尼比盡可能低B. 阻尼比接近0.7，固有頻率約為被測信號的2倍C. 固有頻率應(yīng)盡可

11、能低，阻尼比接近0.7D. 活動部件轉(zhuǎn)動慣量要小E. 要用扭轉(zhuǎn)剛度較小的張絲，相應(yīng)地該振子的靈敏度提高四、問答題（每小題5分，共25分）1. 電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？2. 下圖是一種傳感器的工作原理圖，試問這是何種形式的傳感器？用圖中符號簡述其工作原理。3. 選用傳感器時要考慮哪些問題？4什么叫調(diào)制？什么叫解調(diào)？在測量中為何要將信號先調(diào)制然后又解調(diào)？5.光電轉(zhuǎn)換元件有哪些優(yōu)點？由于這些優(yōu)點使它在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。五、計算題（每題10分，共20分）1用一階量儀作100Hz正弦信號的測量，如要限制振幅誤差在 5%以內(nèi)，則該量儀的時間常數(shù).應(yīng)設(shè)計成多大？2某光線示波

12、器的振動子輸入i（t）為單位階躍，輸出班t）如下圖所示的衰減振動，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動子的固有頻率，n及阻尼比 。2轉(zhuǎn)勘錦出問六、綜合題（共10分）一精密高速機床，傳動部分由電機、齒輪、滾動軸承等組成，因操作不當(dāng)產(chǎn)生了振動現(xiàn)象?，F(xiàn)要求：（1）組成一個測量該振動加速度的測試系統(tǒng)（以框圖形式表述）（2）簡述傳感器的選用原則，（3）簡述框圖各組成部分的作用，（4）簡述信號分析時，欲得到信號頻譜所采用數(shù)字信號處理的具體步七、任選題（共5分。以下共有3小題，考生任選一題解答，多做則以前一題計分。）1. 采用數(shù)字信號處理方法對測試信號進行分析前，必須對所獲取的模擬信號進行哪些預(yù)處理工作？2. 一磁電式

13、速度傳感器的幅頻和相頻特性如下圖所示，其中為該傳感器的固有角頻率，為被測角頻率，其阻尼比為0.7,為了盡量減小測量時的幅值和相位誤差，（1）該傳感器應(yīng)工作在什么條件下？（ 2） fo=1OHz時，其工作最低頻率（f）范圍應(yīng)為多少？（例），3. 測量主軸回轉(zhuǎn)誤差運動，需使用位移傳感器。試根據(jù)回轉(zhuǎn)誤差運動測量的特定情況如：精確度高、量程范圍小、不允許與測量零件接觸、主軸表面材質(zhì)不一定均勻等 逐一分析電感式、電容式、電阻式、光柵式、磁柵式的性能，確定它們適用與否答案、填空題（每題1分，共10分）1瀕譜2")3.f(0)(t)4.各態(tài)歷經(jīng)5>y / Lx6. H1(s) H2(s)7.

14、壓阻8.金屬導(dǎo)體9.W/J10.頻率結(jié)構(gòu)、單項選擇題（每題1分，共20分）1.C2.B3.D4.A5.A6.B7.B8.C9.B10.B11.C12.D13.B14.A15.B16.C17.D18.B19.C20.D、多項選擇題（每題1分，共10分）1.ABDE2.AD3.BC4.ACD5.ABCDE6.CE7.BC8.ABCD9.ACDE10.BD四、問答題（每小題5分，共25分）1電阻絲應(yīng)變片利用導(dǎo)體形變引起電阻變化,半導(dǎo)體應(yīng)變片利用半導(dǎo)體電阻率變化引起電阻變化。2本題圖所示為差動變壓器式傳感器的工作原理圖。測桿P在中間位置時，W1之間的互感與 W.r W2之間的互感相等，感應(yīng)電 勢E仝2

15、占0 =0 ,測桿上移后,W、 Wi的互感增大,W 、 W2互感減小,ei - e2,eo0反之e ： 0。3選用傳感器要考慮（1）靈敏度（2）響應(yīng)特性（3）線性范圍（4）穩(wěn)定性（5）精確度（6）測量方法4把緩慢變化的信號變?yōu)轭l率適當(dāng)?shù)慕涣餍盘柗Q為信號調(diào)制；把調(diào)制過的交流信號還原到原來的信號稱為解調(diào)。調(diào)制的目的是為了便于信號的處理和放大。5光電轉(zhuǎn)換元件的優(yōu)點是：靈敏度高、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價格便宜。五、計算題（每小題10分，共20分）1一階量儀的頻率響應(yīng)函數(shù),幅頻特性 H（，）=1/. 1 C ）2， 欲誤差小于5%，HC ）應(yīng)大于0.95，已知 = f = 200: 故：1/ 1 （

16、200二 J2 應(yīng)大于 0.95,解得：:0.0005232由圖可見衰減振動的周期為6.28ms= 6.28 10”s即衰減振動的頻率fd二1000，相應(yīng)，d =2二fd =1000r/s6.28阻尼比與振幅衰減的關(guān)系為In =2c/-j1，圖中注明In - 2'-M2M2故有/ J - 2 1，”+尸1解得 二= 0.707 衰減振動-d與無阻尼振動-'n的關(guān)系為d二n - 2 代入值，得 = 2= 1410r/s六、綜合題（共10分）_（ 1） 被測對象 LI壓曲n速度計 LI電荷放大器數(shù)字信號處理 LI顯示記錄（2）測量對象為高速、精密機床的振動，其頻率較高、振幅不太大，宜采用壓電加速（3） 被測對象產(chǎn)生的振動，其加速度被壓電加速度計轉(zhuǎn)換為電信號（電荷），然后被電荷放大器轉(zhuǎn)換為被放大了的電壓信號，經(jīng)過信號的預(yù)處理及 A/D轉(zhuǎn)換和運算處理后得到處理數(shù)據(jù)，再經(jīng)顯示記錄即可得到測量處理結(jié)果。（4）信號預(yù)處理 采樣和量化（A/D轉(zhuǎn)換） 確定分析信號的長度 T和數(shù)據(jù)點數(shù)N 選窗函數(shù)（加窗） 進行FFT運算，從而得到信號頻譜七、任選題（每題5分）1. （ 1）如果處理前為調(diào)制信號首先要進行解調(diào)，如果不是調(diào)制信號則不需解調(diào)。（2）抗混疊瀘波。（3） 消除直流分量（當(dāng)測試信號中不應(yīng)有直流分量時）。（4） 電壓幅值處理，使幅值適應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍2