機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)考試題B及答案

1、一、填空題（每題1分，共10分）1. 構(gòu)成信號(hào)的各頻率分量的集合稱(chēng)為 。2. 在時(shí)間信號(hào)幅值不變的條件下，若x(t) X(f)，則 （k>0）。3. 如果函數(shù)與某一連續(xù)信號(hào)相乘，則其乘積僅在t=0處得到 其余各點(diǎn)之乘積均為零。4. 在平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程中，若任一單個(gè)樣本函數(shù)的時(shí)間平均統(tǒng)計(jì)特征等于該過(guò)程的集合平均統(tǒng)計(jì)特征，這樣的平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程稱(chēng)為 隨機(jī)過(guò)程。5. 當(dāng)測(cè)量裝置的輸入x有一個(gè)增量，引起其輸出y發(fā)生相應(yīng)變化，則該裝置的絕對(duì)靈敏度為S= 。6. 兩個(gè)傳遞函數(shù)各為H1(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)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的 效應(yīng)。8

2、. 渦流式傳感器的變換原理是利用 在交流磁場(chǎng)中的渦流效應(yīng)。9. 設(shè)兩光柵刻線間的夾角為，柵距均為W，則二者所生成之英爾條紋間的距離BH = 。10.信號(hào)的時(shí)域描述是信號(hào)時(shí)間歷程的直接記錄，頻域描述則反映了信號(hào)的 。二、 單項(xiàng)選擇題（在下列每小題四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其字母標(biāo)號(hào)填入題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共20分）1.二階裝置的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是它的( )A.時(shí)間常數(shù)B.傳遞函數(shù)H(s)C.固有頻率和阻尼比D.功率譜2.差動(dòng)變壓器式電感傳感器是把被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換成( )的變化裝置，通過(guò)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.RC調(diào)諧振蕩3.智能傳感器

3、具有辨認(rèn)、識(shí)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(jī)器人組合D.傳感器與計(jì)算機(jī)組合4.RC低通濾波器中，RC值越大，則（ ）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(hào)在時(shí)域內(nèi)按時(shí)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(wú)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(shí)，該系統(tǒng)的位移與激振力之間的相位差必為（ ）A.B.C.D.之間反復(fù)變化的值7.某隨機(jī)信號(hào)的方差為，均方值為，均值為，則三者之間（ ）A.存在關(guān)系式B.存在

4、關(guān)系式C.存在關(guān)系式D.相互獨(dú)立、沒(méi)有固定的關(guān)系式8.測(cè)量裝置的頻率特性為和，當(dāng)它們滿足（ ）條件時(shí)，輸出波形與輸入波形將相似而無(wú)失真。A.=1，=0B.=常量，=常量C.=常量，=時(shí)間延遲D.=1，=19.二階欠阻尼系統(tǒng)固有圓頻率為，阻尼比為，在激振力消失后將作衰減周期運(yùn)動(dòng)，其與和的關(guān)系為（ ）A.B. C.D.10.渦流式電感傳感器的測(cè)量電路一般用（ ）A.電容反饋式放大電路B.阻抗分壓式調(diào)幅電路或調(diào)頻電路C.電阻電容式積分電路D.電橋式脈寬調(diào)制電路11.電荷放大器是一個(gè)（ ）放大器。A.高增益，帶電阻的電流反饋式B.低增益，帶電容反饋的積分運(yùn)算C.高增益，帶電容反饋的運(yùn)算D.帶電橋的高增

5、益12.磁電式傳感器是把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為（ ）的一種傳感器。A.磁阻變化量B.電荷量C.電感變化量D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)13.一般常用的光電池有硒、硅、碲化鎘、硫化鎘等的pn結(jié)，其中作為能量轉(zhuǎn)換器使用最多的是（ ）光電池。A.硒B(niǎo).硅C.碲化鎘D.硫化鎘14.傳感器與被測(cè)量的對(duì)應(yīng)程度可用其（ ）表示。A.精確度B.穩(wěn)定性C.線性D.靈敏度15.設(shè)某信號(hào)中最高頻率為fc，按采樣定理，采樣頻率fs必須（ ）A.大于fc的（34）倍B.大于fc的2倍C.等于fc的2倍D.小于fc的2倍16.自相關(guān)函數(shù)是區(qū)別信號(hào)類(lèi)型的一個(gè)有效手段，若信號(hào)中含有周期成分則其自相關(guān)函數(shù)（ ）A.在很大時(shí)衰減也很小B.在很小時(shí)衰減

6、就很大C.在很大時(shí)都不衰減并具有明顯的周期性D.在很大時(shí)不衰減但不具明顯的周期性17.兩個(gè)均值為零且具有相同頻率的周期信號(hào)，其互相關(guān)函數(shù)中保留了（ ）A. 這兩個(gè)信號(hào)的圓頻率B. 這兩上信號(hào)的幅值x0和y0以及相位差C. 其中一個(gè)信號(hào)的幅值x0（或y0）而且失去了相位關(guān)系D. 這兩個(gè)信號(hào)的圓頻率，對(duì)應(yīng)的幅值x0和y0以及相位差18.回轉(zhuǎn)軸的誤差運(yùn)動(dòng)是指（ ）誤差運(yùn)動(dòng)。A.軸線的純徑向B.軸線的徑向、軸向和角度的總體C.軸的回轉(zhuǎn)角速度不均勻而導(dǎo)致的D.軸的徑向和軸向19.壓電晶體式測(cè)力儀（ ）A. 剛度大，靈敏度高、頻率響應(yīng)寬但穩(wěn)定性不良B. 剛度大，靈敏度高、穩(wěn)定性好、但頻率響應(yīng)不寬C. 剛度

7、好，靈敏度高、穩(wěn)定性好、頻率響應(yīng)寬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(lèi)。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、膜片和波紋管三、多項(xiàng)選擇題（在下列各小題的五個(gè)備選答案中有二至五個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案全部選出，并將其字母填入題干的括號(hào)內(nèi)，正確答案沒(méi)有選全或有錯(cuò)選的，該題無(wú)分。每小題1分，共10分）1.周期信號(hào)的強(qiáng)度以( )來(lái)表達(dá)。A.峰值B.絕對(duì)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(cè)量非正弦信號(hào)時(shí),其輸出量( )A. 不一定和信號(hào)的有效值成比例B. 一定和信

8、號(hào)的有效值成比例C. 一定和信號(hào)的峰值成比例D. 可能和信號(hào)的峰值或者絕對(duì)均值成比例,視表內(nèi)檢波電路而定E.一定和信號(hào)的絕對(duì)均值成比例3. 非周期信號(hào)的幅值譜|X(f)|和周期信號(hào)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.|Cn|的量綱與信號(hào)幅值量綱不一樣B.|X(f)|的量綱與信號(hào)幅值量綱不一樣C.|Cn|的量綱與信號(hào)幅值量綱一樣D.|X(f)|的量綱與信號(hào)幅值量綱一樣E.|Cn|和|X(f)|的量綱雖然相同但物理概念不一樣4.若G(f)是g(t)的頻譜,設(shè)g(t)為時(shí)域中的周期脈沖序列,其周期為T(mén)s，其幅值為1，則頻域中的G(f)必為（ ）A.周期脈沖序列B.周期

9、連續(xù)函數(shù)C.周期為D.幅值為E.非周期連續(xù)函數(shù)5.描述各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信號(hào)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)6.一般而言，測(cè)量裝置的靈敏度越高，則（ ）A.動(dòng)態(tài)特性越好B.動(dòng)態(tài)特性越差C.測(cè)量范圍越窄D.測(cè)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(chēng)。A.B.C.D.E.8.實(shí)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C.倍頻程選擇性D.矩形系數(shù)E.放大系數(shù)9.實(shí)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

10、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(cè)信號(hào)的2倍C. 固有頻率應(yīng)盡可能低,阻尼比接近0.7D. 活動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)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(wèn)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(wèn)這是何種形式的傳感器？用圖中符號(hào)簡(jiǎn)述其工作原理。3. 選用傳感器時(shí)要考慮哪些問(wèn)題？4. 什么叫調(diào)制？什么叫解調(diào)？在測(cè)量中為何要將信號(hào)先調(diào)制然后又解調(diào)？5. 光電轉(zhuǎn)換元件有哪些優(yōu)點(diǎn)？由于這些優(yōu)點(diǎn)使它在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。五、

11、 計(jì)算題（每題10分，共20分）1.用一階量?jī)x作100Hz正弦信號(hào)的測(cè)量，如要限制振幅誤差在5%以內(nèi)，則該量?jī)x的時(shí)間常數(shù)應(yīng)設(shè)計(jì)成多大？2.某光線示波器的振動(dòng)子輸入i(t)為單位階躍，輸出如下圖所示的衰減振動(dòng)，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動(dòng)子的固有頻率及阻尼比。六、 綜合題（共10分）一精密高速機(jī)床，傳動(dòng)部分由電機(jī)、齒輪、滾動(dòng)軸承等組成，因操作不當(dāng)產(chǎn)生了振動(dòng)現(xiàn)象?，F(xiàn)要求：（1） 組成一個(gè)測(cè)量該振動(dòng)加速度的測(cè)試系統(tǒng)（以框圖形式表述）（2） 簡(jiǎn)述傳感器的選用原則，（3） 簡(jiǎn)述框圖各組成部分的作用，（4） 簡(jiǎn)述信號(hào)分析時(shí)，欲得到信號(hào)頻譜所采用數(shù)字信號(hào)處理的具體步驟。七、 任選題（共5分。以下共有3小題，考生

12、任選一題解答，多做則以前一題計(jì)分。）1. 采用數(shù)字信號(hào)處理方法對(duì)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行分析前,必須對(duì)所獲取的模擬信號(hào)進(jìn)行哪些預(yù)處理工作？2. 一磁電式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(cè)角頻率，其阻尼比為0.7，為了盡量減小測(cè)量時(shí)的幅值和相位誤差，（1）該傳感器應(yīng)工作在什么條件下？（2）f0=10Hz時(shí)，其工作最低頻率(f)范圍應(yīng)為多少？3. 測(cè)量主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)，需使用位移傳感器。試根據(jù)回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)量的特定情況（例如：精確度高、量程范圍小、不允許與測(cè)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

13、案一、 填空題（每題1分，共10分）1.頻譜2.3.4.各態(tài)歷經(jīng)5.6. 7.壓阻8.金屬導(dǎo)體9.10.頻率結(jié)構(gòu)二、 單項(xiàng)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三、 多項(xiàng)選擇題（每題1分，共10分）1.ABDE2.AD3.BC4.ACD5.ABCDE6.CE7.BC8.ABCD9.ACDE10.BD四、 問(wèn)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(dòng)變壓器式傳感器的工作原理

14、圖。 測(cè)桿P在中間位置時(shí)，之間的互感與之間的互感相等，感應(yīng)電勢(shì)， 測(cè)桿上移后,的互感增大,互感減小,反之。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(cè)量方法4.把緩慢變化的信號(hào)變?yōu)轭l率適當(dāng)?shù)慕涣餍盘?hào)稱(chēng)為信號(hào)調(diào)制；把調(diào)制過(guò)的交流信號(hào)還原到原來(lái)的信號(hào)稱(chēng)為解調(diào)。調(diào)制的目的是為了便于信號(hào)的處理和放大。5.光電轉(zhuǎn)換元件的優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度高、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜。五、 計(jì)算題（每小題10分，共20分）1. 一階量?jī)x的頻率響應(yīng)函數(shù)幅頻特性，欲誤差小于5%，應(yīng)大于0.95,已知故: 應(yīng)大于0.95,解得:2.由圖可見(jiàn)衰減振動(dòng)的周期為6.28ms=s

15、即衰減振動(dòng)的頻率，相應(yīng)阻尼比與振幅衰減的關(guān)系為，圖中注明故有，解得衰減振動(dòng)與無(wú)阻尼振動(dòng)的關(guān)系為代入值，得六、 綜合題（共10分）（1）被測(cè)對(duì)象壓電加速度計(jì)電荷放大器數(shù)字信號(hào)處理顯示記錄（2）測(cè)量對(duì)象為高速、精密機(jī)床的振動(dòng)，其頻率較高、振幅不太大，宜采用壓電加速計(jì)。（3）被測(cè)對(duì)象產(chǎn)生的振動(dòng)，其加速度被壓電加速度計(jì)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電荷），然后被電荷放大器轉(zhuǎn)換為被放大了的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)的預(yù)處理及A/D轉(zhuǎn)換和運(yùn)算處理后得到處理數(shù)據(jù)，再經(jīng)顯示記錄即可得到測(cè)量處理結(jié)果。（4）信號(hào)預(yù)處理采樣和量化（A/D轉(zhuǎn)換）確定分析信號(hào)的長(zhǎng)度T和數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)N選窗函數(shù)（加窗）進(jìn)行FFT運(yùn)算，從而得到信號(hào)頻譜七、 任選題（每題5分）1.（1）如果處理前為調(diào)制信號(hào)首先要進(jìn)行解調(diào)，如果不是調(diào)制信號(hào)則不需解調(diào)。（2）抗混疊瀘波。（3）消除直流分量（當(dāng)測(cè)試信號(hào)中不應(yīng)有直流分量時(shí)）。（4）電壓幅值處理，使幅值適應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍