機械工程測試技術基礎知識點總結匯編

1、學習-好資料第一章信號及其描述（一）填空題1、測試的基本任務是 獲取有用的信息，而信息總是蘊涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸的。這些物理量就是信號 ，其中目前應用最廣泛的是電信號。2、信號的時域描述，以 時間t 為獨立變量;而信號的頻域描述，以頻率f 為獨3、立變量。周期信號的頻譜具后二個特點：離散性,諧波性, 收斂性。4、非周期信號包括準周期信號和瞬態(tài)非周期信號。5、描述隨機信號的時域特征參數有均值、均方值、 方差。6、對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是JI 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 奇對稱。（二）判斷對錯題（用，或x表示）1、各態(tài)歷經隨機過程一定是平穩(wěn)隨機過程。（Y ）2、信號

2、的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。（Y ）3、非周期信號的頻譜一定是連續(xù)的。（X ）4、非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。（X ）5、隨機信號的頻域描述為功率譜。（Y ）（三）簡答和計算題1、 求正弦信號x（t） =x0sin 0t的絕對均值|x|和均方根值Xrms。 22、求正弦信號x（t） =x0sin（6t +中）的均值Nx,均萬值Wx ,和概率留度函數 p（x）。3、 求指數函數x（t） = Ae"t（a >0,t ±0）的頻譜。cosot11T4、求被截斷的余弦函數 x（t）=10的傅立葉變換。0|t|”. at5、求指數衰減振蕩信號 x（t）

3、=e sinco0t（a >0,t之0）的頻譜。 第二章測試裝置的基本特性（一）填空題-、，_，一,，1t1、某一階系統(tǒng)的頻率響應函數為H（j）=，輸入信號x（t） = sin,則輸出信號2j 12y（t）的頻率為 * =,幅值 y=,相位 6=。1.5 一 41n22、 試求傳遞函數分別為和n2的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的3.5s 0.5s214 ns n總靈敏度。3、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有 傅立葉變換法 、 和 濾波器法。4、當測試系統(tǒng)的輸出y（t）與輸入x（t）之間的關系為y（t） =A°x（t 10）時，該系統(tǒng)能實現(xiàn)測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為 H

4、（jco）=。5、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的被測量越小。6、 一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應該具有線性關系為最佳。（二）選擇題1、 不屬于測試系統(tǒng)的靜特性。（1）靈敏度 （2）線性度（3）回程誤差（4）阻尼系數 2、從時域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng) 響應的卷積。（1）正弦 階躍 （3）脈沖（4）斜坡3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為 Qi(。)和Q2©),則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性 為。(1) Q1 (s)Q2(。) (2) Q1 3) + Q2(®) (3) Q1')Q2(s)(4) Q1(6 ) _Q2fc)Qi( ) Q2()4、

5、 一階系統(tǒng)的階躍響應中，超調量(2)存在，但1(4)不存在(1)存在，但5%(3)在時間常數很小時存在 5、忽略質量的單自由度振動系統(tǒng)是 系統(tǒng)。(1)零階(2) 一階(3)二階(4)高階 6、 一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數是 。(1)固有頻率(2)線性度 (3)時間常數(4)阻尼比7、用階躍響應法求一階裝置的動態(tài)特性參數，可取輸出值達到穩(wěn)態(tài)值 倍所經過的時間作為時間常數。(1) 0.632(2) 0.865(3) 0.950(4) 0.982(三)判斷對錯題(用，或x表示)1、 一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸一個1000Hz的正弦信號，則必然導致輸出波形失真。(X )2、在線性時不變

6、系統(tǒng)中，當初始條件為零時，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱為 傳遞函數。(Y3、當輸入信號x(t)一定時，系統(tǒng)的輸出y(t)將完全取決于傳遞函數H(s),而與該系統(tǒng)的物理模型無關。(Y )4、傳遞函數相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。(Y )5、測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大。(X )6、幅頻特性是指響應與激勵信號的振幅比與頻率的關系。(X)(四)簡答和計算題1、什么叫系統(tǒng)的頻率響應函數？它和系統(tǒng)的傳遞函數有何關系？2、測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些？3、測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是什么？ .14、某測試裝置為一線性時不變系統(tǒng)，其傳遞函數為H (S)=。求其對周期信號0.

7、005s 1x(t) =0.5cos10t +0.2cos(100t 45°)的穩(wěn)態(tài)響應 y(t)。一 ,，一 1一，5、將信號cos6t輸入一個傳遞函數為 H (s)=的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在1 s內的輸出y(t)的表達式。第三章常用傳感器(一)填空題1、屬于能量控制型的傳感器有申，阻申糜申容渦流等，屬于能量轉換型的傳感器有 壓電 磁電 等(每個至少舉例兩個)。2、金屬電阻應變片與半導體應變片的物理基礎的區(qū)別在于：前者利用 幾何形變引起的電阻變化，后者利用電阻率 變化引起的電阻變化。3、為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的影響，實際應用時

8、常常采用差動工作方式。4、壓電式傳感器的測量電路(即前置放大器)有兩種形式：電荷放大器和 電壓放大器，后接 電荷放大器時,可不受連接電纜長度的限制。5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導體在交流磁場中的渦電流效應。6、 磁電式速度計的靈敏度單位是 mv/(m/s)。7、 壓電式傳感器是利用某些物質的壓由效應而工作的。(二)選擇題1、電阻應變片的輸入為 （1）力 （2） 應變（3）速度（4）加速度2、結構型傳感器是依靠 的變化實現(xiàn)信號變換的。（1）本身物理性質（2）體積大?。?）結構參數（4）電阻值3、不能用渦流式傳感器進行測量的是 。（1）位移（2）材質鑒別（3）探傷（4）非金屬材料4、變極

9、距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成 關系。（1）非線性（2）線性（3）反比（4）平方5、半導體式應變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 。（1）長度（2）截面積（3）電阻率 （4）高通6、壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的 產生變化。（1）固有頻率（2）阻尼比（3）靈敏度（4）壓電常數7、在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，而且不受油污等介質影響的是 傳感器。（1）電容式（2）壓電式（3）電阻式（4）電渦流式8、自感型可變磁阻式傳感器，當氣隙 6變化時，其靈敏度 S與6之間的關系是：S1一22（1） k-（2） kd（3） kd（4） -k69、光電倍增管是利用 效應制成

10、的器件。（1）內光電 （2）外光電（3）光生伏特（4）阻擋層（三）判斷對錯題（用，或X表示）1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（Y ）2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（ Y）3、壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（X ）4、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（X ）（四）簡答和計算題1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？2、渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為什么？3、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？4、電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應采取什

11、么措施改進，就可以用電渦流傳感器測量了。5、壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結構上有何不同，為什么？6、試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。（1） 用簡圖說明該傳感器的結構并簡要說明其作用原理；（2） 兩個線圈通常應該接在什么電路中？用圖說明如何接法。7、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r=4（mm）,工作初始極板間距離露=0.3（mm）,介質為空氣。問：（1） 如果極板間距離變化量 A6 =±1（Nm）,電容的變化量 AC是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度 k1 =100（mV/pF）,讀數儀表的靈敏度 k2=5（格/mV）在每=±1（ R

12、m）時，讀數儀表的變化量為多少？第四章 信號調理、記錄和顯示（一）填空題1、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉化為電壓電流輸出的裝置。2、在橋式測量電路中，按照激勵電壓的性質，電橋可分為直流和交流電橋。3、在橋式測量電路中，根據工作時阻抗參與變化的橋臂數可將其分為半橋與全橋測量電路。4、調幅是指一個高頻的正（余）弦信號與被測信號乘,使高頻信號的幅值隨被測信號的 頻率而變化。信號調幅波可以看作是載波與調制波的相乘 。5、 調頻波的解調又稱為鑒頻。6、7、調頻是利用信號電壓的幅值控制一個振蕩器,使其輸出為等幅波，而頻率力2倍時fc1與fc2的信號電壓成正比。常用濾波器的上、下截止頻率fci、f

13、c2的定義為副頻特性曲線降為最大值對應的頻率為截止頻率 ,其帶寬B=fc2-fc1若為倍頻程濾波器關系為 fc2=1.26fc1 8、 RC低通濾波器中 RC值愈 大 ，則上截止頻率愈低。(二)選擇題1、設有一電路，R1是工作橋臂,R2 , R3, R4是固定電阻，且 R1 =R2 =R3 = R4。工 作時R1 T R1 +2嶇1 ,則電橋輸出電壓ey定()。eo為電橋的電源電壓。(1)4R1eo(2)2R1eo(3)舊1e°(4)2.R1"RTe°更多精品文檔2、調幅過程相當于在時域中將調制信號與載波信號 (1)相乘(2)相除 (3)相加(4)相減3、 電路中

14、鑒頻器的作用是 (2)使電感量轉變?yōu)殡妷毫?4)使頻率轉變?yōu)殡娏?1)使高頻電壓轉變成直流電壓(3)使頻率變化轉變?yōu)殡妷鹤兓?、 一選頻裝置，其幅一頻特性在f2 T電區(qū)間近于平直，在 f2 T 0區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。(1)低通(2)高通 (3)帶通 (4)帶阻5、 一帶通濾波器，其中心頻率是fo , -3dB帶寬是B ,則濾波器的品質因數Q等(4) fo B(1) fo +B(2) fo -B(3) foB(三)判斷對錯題(用，或X表示)1、平衡純電阻交流電橋須同時調整電阻平衡與電容平衡。( Y)2、調幅波是載波與調制信號的疊加。(X )3、帶通濾波器的波形因數 K值越大，其頻率選擇性越

15、好。(X )4、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。(Y )(四)簡答和計算題1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數應滿足什么條件？交流電橋應滿足什么條件？2、調幅波的解調方法有哪幾種？3、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？4、相關濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應用。5、以阻值R=12OQ，靈敏度S =2的電阻絲應變片與阻值為 12OQ的固定電阻組成電橋, 供橋電壓Vo =3V ,若其負載電阻為無窮大，應變片的應變 名=2OOO名。(1)求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。(2)求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度6、 若x(t)為調制信號，y(t)

16、 =cos2nfot為載波，Xm(t)為調幅波(如圖所示)(1)利用傅里葉變換性質說明調幅過程的原理。(2)畫出載波與調幅波的雙邊頻譜圖。第五章信號處理初步(一)填空題1、 為了識別信號類型，常用的信號分析方法有概率密度函數、和自相關函2、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有帶通濾波法、和 傅立葉變換法。3、在數字信號處理中，為避免頻率混疊，應使被采樣的模擬信號成為有限帶堡,還應使采樣頻率滿足采樣定理即fs>2fh。4、如果一個信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象,采樣頻率應該大于 100 Hz。5、若x(t)是均值為ux為零的寬帶隨機信號其自相關函數&

17、#176; =0時R( ° ) x2, T T 8時 R( T ) 0。6、相干函數一用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。27、若某一信號的自相關函數為Acos(即)，則該信號的均方值為 7x = A ，均方根值為Xrms= A 的根次 。8、最常用的功率譜估計方法為一周期圖法。 29、 Sx( f)為信號的 功率密度 沿頻率軸的分布，X ( f)稱為 能譜 。10、巴塞伐爾定理表示在時域中計算的信號總能量,等于在頻域 中計算的信號總能量。(二)判斷對錯題(用，或x表示)1、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。(X )2、 A/D轉換器的位數越多，則量化誤差越小。(Y)3、對于

18、周期信號，經整周期采樣后，可完全避免柵欄效應。(Y )4、窗函數頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。(Y )5、互相關函數是偶實函數。(X )6、利用系統(tǒng)輸入 x(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數，可求該系統(tǒng)的頻率響應函數。(X )7、若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入 -輸出的相干函數一定為 1。( X )(三)簡答和計算題1、已知信號x(t) = A0 + A1 cos/t +%) + A2 s in (2t +中2),求信號的自相關函數 Rx(9,并畫出自功率譜 Sx(®)(雙邊幅值譜)。2、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關函數。3、相關濾波器的基

19、本原理是什么？舉例說明其工程應用。4、試根據一個信號的自相關函數圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分。5、某一系統(tǒng)的輸入信號為 x(t),若輸出y(t)與輸入x(t)相同，輸入的自相關函數 Rx(S和輸 入一輸出的互相關函數 Rxy(i)之間的關系為Rx(T) = Rx(E +T),試說明該系統(tǒng)起什么 作用？6、應用巴塞伐爾定理求 J*sin c2 (t)dt的積分值。第六章振動測試(一)填空題1、單自由度系統(tǒng)質量塊受力所引起的受迫振動，位移共振頻率v系統(tǒng)固有頻率,速度共振頻率=系統(tǒng)固有頻率,加速度共振頻率>系統(tǒng)固有頻率。2、單自由度系統(tǒng)質量塊受力所引起的受迫振動，在相位共振處

20、位移始終落后于激振力_90度。3、單自由度系統(tǒng)基礎運動所引起的受迫振動，當激振頻率沅大干固有頻率時,質量塊和殼體之間的相對運動和基礎振動近于相等。4、 激勵方式分為 , , 。5、按所測的振動性質可將拾振器分為 和。6、阻抗頭的前端是 ,后面是測量激振點響應的 。7、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式：、 和。8、 機械系統(tǒng)的主要振動參數是 , 和。9、相對法校準傳感器時，經國家計量等部門嚴格校準過的傳感器起著“振動標準傳遞”的作用，稱為 傳感器。（二）判斷對錯題（用，或X表示）1、壓電式加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）2、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率

21、。（）3、壓電式加速度計手持探針法測振時，加速度計的使用上限頻率最低。（）4、壓電式加速度計的重量越輕，使用上限頻率越高，靈敏度越低。（）5、渦流位移傳感器屬于絕對式拾振器。（）6、低頻激振時，激振器的安裝固有頻率應比激振頻率高3倍以上。（）7、快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（）8、脈沖錘的錘頭越軟，則激勵的頻率范圍越大。（）9、在振動測試中，測得的激勵和響應之間的相位差包括了測試系統(tǒng)中所有儀器的相移。（）（三）簡答和計算題1、對單自由度系統(tǒng)質量塊受力所引起的受迫振動，分別寫出其位移頻響函數、速度頻響函數、加速度頻響函數。2、對單自由度系統(tǒng)基礎位移所引起的受迫振動，分別寫出其相對位移頻響函數

22、、絕對位移頻響函數。3、對于壓電式加速度計， 畫出其工作原理圖，并說明為什么其上限頻率取決于固有頻率？4、對于磁電式絕對速度計，畫出其工作原理圖，并說明為什么其下限頻率取決于固有頻率？5、如何用實頻曲線估計系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫圖說明。參考答案第一章信號及其描述（一）1、信號；2、時間（t）,頻率（f）; 3、離散性，諧波性，收斂性；4、準周期，瞬態(tài)22非周期；5、均彳1巴，均方值x ,方差仃x ; 6、偶，奇;（二）1、2、3、X; 4、X; 5、Aa j2-f2,2x0XoXo1,; 2、 0, ， -二 .22二 Xocos（ t ：）Tsinc（2聽 +o）T ）+Tsinc（2"一8o）T ）；J_o .5、2222'a -4二 f - oj4二fa第二章測試裝置的基本特性（一）1、1/2, 1 / <2 , 45 二；2、123; 3、傅立葉變換法，濾波器法；4、Aoe小；5、被測量；6、線性；（二）（4） （3） （2） （4） （2） （3） （1）（三）X V V V X X（四）略第三章常用傳感器（一）1、電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁電；2、金屬絲的幾何變形，半導體材料的電阻率變化；3、差動；4、電荷，電壓，電荷； 5、渦電流；6、mv / （m/s）