機(jī)械工程測試技術(shù)練習(xí)題及答案

1、第一章 緒論1、列舉出一些農(nóng)業(yè)工程中應(yīng)用測試技術(shù)的例子。2、寫一篇關(guān)于位移、速度、溫度、力或應(yīng)變測量系統(tǒng)的構(gòu)成和測量過程的簡短報(bào)告。3、何謂測量誤差？通常測量誤差是如何分類、表示的？4、為什么是用測量儀器時，不僅要考慮其準(zhǔn)確度，而且要考慮其量程？第二章 測試裝置基本特性1、填空題1) 某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號，則輸出信號的頻率為 ，幅值 ，相位 。2）當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系為時，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為 。3）傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的 越小。4）一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有 關(guān)系為最佳。2、選擇題1）（ ）不屬于測試系統(tǒng)

2、的靜特性。（1）靈敏度 （2）線性度 （3）回程誤差 （4）阻尼系數(shù)2）從時域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng) 響應(yīng)的卷積。（1）正弦 （2）階躍 （3）脈沖 （4）斜坡3）兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為（ ）。（1） （2） （3）（4）4）一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量（ ）。（1）存在，但5 （2）存在，但0.59) 伺服式記錄儀的特點(diǎn)是 。（1）記錄緩變信號幅值準(zhǔn)確性高 （2）記錄緩變信號幅值準(zhǔn)確性低（3）記錄中頻信號幅值準(zhǔn)確性高 （4）記錄高頻信號準(zhǔn)確性高10）在選用振動子時，除了使阻尼比接近0.7 外，應(yīng)使被測正弦信號的最高頻率 振動子的固有頻率。（1

3、） （2）2倍 （3）（0.50.6）倍 （4）0.1倍3、判斷題1）平衡純電阻交流電橋須同時調(diào)整電阻平衡與電容平衡。 （ ）2）調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。 （ ）3）帶通濾波器的波形因數(shù)值越大，其頻率選擇性越好。 （ ）4) 將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。 （ ）4、問答題1）何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？2）調(diào)幅波的解調(diào)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(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。 5、計(jì)算題1）以阻值，靈敏度的電阻絲應(yīng)變片與阻值為的固定電阻組成電橋

4、，供橋電壓，若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變。（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。2）若為調(diào)制信號，為載波，為調(diào)幅波（如圖所示） （1）利用傅里葉變換性質(zhì)說明調(diào)幅過程的原理。 （2）畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。第五章 信號及信號分析基礎(chǔ)1. 填空題1）確定信號可分為_和_兩類，前者頻譜具有的特點(diǎn)是_，后者的頻譜具有特點(diǎn)是_。2）信號的有效值又稱_；它反映信號的_；有效值的平方稱_，它是信號的_。3）工程中常見的周期信號，其諧波幅度總的趨勢是隨著_而_的，因此，在頻譜分析中，沒有必要取那些_的諧波分量。4）在周期方波信號的傅里葉級數(shù)式和周期三角波信號的

5、傅里葉級數(shù)式中，信號的直流分量分別是_和_，方波信號的幅值收斂速度比三角波信號_，疊加復(fù)原達(dá)到同樣的精度要求時，方波信號比三角波信號需要更多的_，因此對測試裝置要求更寬的_。5）描述周期信號的強(qiáng)度用_最適宜，在信號分析中稱之為平均功率，在周期信號之中存在一個_域和_域間的功率等式為_。6）白噪聲是指_。7）對于非周期信號，當(dāng)時間尺度在壓縮時，則其頻譜頻帶_，幅值_，例如將記錄磁帶_，即是例證。8）單位脈沖函數(shù)與在點(diǎn)連續(xù)的模擬信號有積分式_，這個性質(zhì)稱為_。9）已知，則_。10）根據(jù)_可以推得：輸出信號含有什么頻率成分，輸入信號中也一定含有這種頻率成分。11）周期信號和瞬態(tài)信號都可以由無限多個正

6、弦波的疊加來等效，但周期信號的各頻率取為_值，可用_來求取，其幅值頻譜表征為各微小頻寬內(nèi)頻率分量的_和_之比，因而嚴(yán)格地說，瞬態(tài)信號的幅值頻譜應(yīng)稱之為_。12）在隨機(jī)信號的統(tǒng)計(jì)參數(shù)中均方值表示_；均值表示_；標(biāo)準(zhǔn)誤差表示_。13）隨即信號沒有數(shù)學(xué)表達(dá)式，可通過對_的傅里葉變換獲得_，用它表示信號平均功率關(guān)于頻率的分布，以獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)。14）在相關(guān)分析時，保留了_信息，保留了_信息。15）自相關(guān)函數(shù)是一個周期函數(shù)，則原信號是一個_，而自相關(guān)函數(shù)是一個脈沖信號，則原信號將是_。16）均值為零、角頻率為、幅值為、初相角為隨機(jī)變量的正弦函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)是_。17）已知某信號的自相關(guān)函數(shù)，則該信號

7、的均方值為_。18）信號和信號的互相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換稱為它們的_。19）互相關(guān)函數(shù)在工業(yè)中的主要應(yīng)用有_，_，_。20）兩同頻正弦周期信號的互相關(guān)函數(shù)包含下列信息_，而不同頻的正弦信號的互相關(guān)函數(shù)值為_。21）被測信號被截?cái)嗟膶?shí)質(zhì)是指_。22）頻混是由于_引起的，泄漏是由于_引起的。23）測試信號中最高頻率為100Hz，為了避免混疊，時域中采樣的間隔必須小于_s。24）要不產(chǎn)生頻混現(xiàn)象就要求采樣頻率與信號的截止頻率滿足_關(guān)系。2. 計(jì)算題1）、求正弦信號的單邊、雙邊頻譜、實(shí)頻圖、虛頻圖，如果該信號延時后，其各頻譜又如何變化？2）、已知方波的傅里葉級數(shù)展開式為求該方波的均值、頻率成分、各頻率的

8、幅值，并畫出其頻譜圖。3）、一時間函數(shù)及其頻譜函數(shù)圖如圖5.2.3所示，已知函數(shù)，設(shè)為中最高頻率分量的角頻率，試畫出和的示意圖形，當(dāng)時，的圖形會出現(xiàn)什么樣的情況？ (a) 的時域波形 (b) 的頻譜圖5.2.3 的時域波形及其頻譜4）、圖5.2.4所示周期三角波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為求出傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開式并畫出單邊頻譜圖。圖5.2.4 周期三角波5）、已知某信號的自相關(guān)函數(shù)。試求：(1) 該信號的均值；(2) 均方值；(3) 自功率譜。6） 求自相關(guān)函數(shù)的自譜密度函數(shù)，并畫出它們的圖形。3. 問答題3-1 如果一個信號的自相關(guān)函數(shù)含有不衰減的周期成分，那說明含有什么樣的信號？3-2 圖3.36

9、所示為某信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，試確定該信號是什么類型信號，并在圖中表示，圖3.36 習(xí)題3-13插圖3-3 信號送入信號分析儀繪得自相關(guān)函數(shù)的圖形如圖3.37所示(均值為零)，完成下列題目：(1) 根據(jù)圖形判斷中包含哪些類型的信號。(2) 根據(jù)坐標(biāo)值估算所含信號的特征參數(shù)(即主要信息值)的大小。3-4 兩個同頻率周期信號和的互相關(guān)函數(shù)中保留著這兩個信號中哪些信息？圖3.37 習(xí)題3-14插圖3-5 測得某一信號的相關(guān)函數(shù)圖形如圖3.38所示，試問：(1) 是圖形，還是圖形？說明其原因。(2) 可以獲得該信號的哪些信息？圖3.38 習(xí)題3-16插圖3-6 不進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)，試分析周期相同(T=10

10、0ms)的方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)是什么結(jié)果。3-18 試求圖3.39所示信號的頻譜函數(shù)(提示：可將看成矩形窗函數(shù)與、脈沖函數(shù)的卷積)。圖3.39 習(xí)題3-18插圖3-19 已知某信號的自相關(guān)函數(shù)。試求：(1) 該信號的均值；(2) 均方值；(3) 自功率譜。3-20 求自相關(guān)函數(shù)的自譜密度函數(shù)，并畫出它們的圖形。第六章 計(jì)算機(jī)輔助測試1、自動測試系統(tǒng)主要由哪些部分組成？各部分的作用是什么？2、在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)時，選擇模擬多路開關(guān)要考慮的主要因素是什么？3、測量信號輸入A/D轉(zhuǎn)換器前是否一定要加采樣保持電路？為什么？4、.在選擇采樣保持器時，要考慮的主要因素是什么？5、一個計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)的

11、測試對象是溫室大棚的溫度和濕度，要求測量精度分別是+1C和+3%RH，每10min采集一次數(shù)據(jù)，應(yīng)選擇何種類型的A/D轉(zhuǎn)換器和通道方案？6、請查閱資料，收集5個以上國內(nèi)外不同廠商生產(chǎn)的PCI接口的數(shù)據(jù)采集卡，并比較起特性。7、什么是虛擬儀器？并簡述其軟硬件結(jié)構(gòu)。考試試題一、簡答題（每小題 5 分，共 30 分） 1、未飽和濕空氣經(jīng)歷絕熱加濕過程，其干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度如何變化？ 2、定壓、定溫、絕熱和定容四種典型的熱力過程，其多變指數(shù)的值分別是多少？ 3、畫出燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)的 p-v 圖和 T-s 圖，并寫出其用循環(huán)增壓比表示的熱效率公式。（假設(shè)工質(zhì)為理想氣體，比熱取定值

12、） 4、反映往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)混合加熱循環(huán)特性的設(shè)計(jì)參數(shù)有哪幾個？寫出其定義式。 5、住宅用空調(diào)機(jī)當(dāng)夏天環(huán)境溫度升高時，其制冷系數(shù)和耗功量如何變化？ 6、為什么在濕蒸汽區(qū)域進(jìn)行的絕熱節(jié)流過程總是呈現(xiàn)節(jié)流冷效應(yīng)？ 二、計(jì)算題（共 70 分） 1 （ 18 分） 3kmol 溫度 t 1 100 的氮?dú)饬髋c 1kmol 溫度 t 2 20 的空氣流在管道中絕熱混合。已知混合前空氣的摩爾分?jǐn)?shù)為： x N 2 0.79 、 x O2 0.21 ，若混合前后氮?dú)?、空氣和混合物的壓力都相等，試求?(1) 混合后氣體的溫度； (2) 混合氣體中 N2 和 O 2 的摩爾分?jǐn)?shù)； (3) 對應(yīng)于 1kmol 的

13、混合氣產(chǎn)物，混合過程的熵增。 設(shè)摩爾熱容為定值： C p，m，N2 29.08kJ/ （ kmolK ） 、 C p，m ，O2 29.34kJ/ （ kmolK ） 、 R 8.314kJ/ （ kmolK ） 2 （ 17 分） 空氣初態(tài)為 p 1 0.4MPa 、 T 1 450K ，初速忽略不計(jì)。經(jīng)一噴管絕熱可逆膨脹到 p 2 0.1MPa 。若空氣的 Rg 0.287 kJ/ (kgK) ； c p 1.005 kJ/ (kgK) ； c p / c v 1.4 ； 臨界壓力比 cr =0.528 ； 試求： （1）在設(shè)計(jì)時應(yīng)選用什么形狀的噴管？為什么？ （2）噴管出口截面上空氣的流

14、速 C f2 、溫度 T 2 和馬赫數(shù) Ma 2； （3）若通過噴管的空氣質(zhì)量流量為 q m 1kg/s ，求：噴管出口截面積和臨界截面積。 3 （ 15 分） 活塞式壓氣機(jī)每秒鐘從大氣環(huán)境中吸入 p 1 0.1MPa 、 t1 17 的空氣 0.1m 3 ，絕熱壓縮到 p 2 0.4MPa 后送入儲氣罐。若該壓氣機(jī)的絕熱效率 c,s =0.9 ，空氣的 Rg 0.287k J/ (kgK) ； c p 1.005 kJ/ (kgK) ； c p / c v 1.4 ；試求： (1) 壓氣機(jī)出口的空氣溫度； (2) 拖動壓氣機(jī)所需的功率； (3) 因摩擦引起的每秒鐘的熵產(chǎn)。 4 （ 20 分）

15、 一單級抽汽回?zé)嵫h(huán)如圖 1所示，水蒸氣進(jìn)入汽輪機(jī)的狀態(tài)參數(shù)為5MPa、450，在10kPa下排入冷凝器。水蒸氣在0.45MPa壓力下抽出，送入混合式給水加熱器加熱給水。給水離開加熱器的溫度為抽汽壓力下的飽和溫度。在冷凝器和加熱器之后有一臺水泵。若忽略水泵功，求： (1) 抽汽回?zé)崃浚?(2) 每千克水蒸氣循環(huán)的吸熱量 q1和循環(huán)放熱量q2 ； (3) 每千克水蒸氣循環(huán)的凈功量 w； (4) 循環(huán)熱效率。 圖 1 單級抽汽回?zé)嵫h(huán) 、參考答案參考答案第一章 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(zhǔn)周期，瞬態(tài)非周期；5、均值，均方值，方差；6、偶

16、，奇；（二）1、；2、；3、；4、；5、；（三）1、，；2、0，；3、；4、； 5、；第二章 測試裝置的基本特性（一）1、1/2，；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、；5、被測量；6、線性；（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）（三） （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(dǎo)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)；7、壓電效應(yīng)。（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2）（三） （四）略第四章 信號調(diào)理、處理和記錄（一）1、電壓或電流；2、激勵電壓；3、橋臂數(shù)；4、相乘，相乘；5、鑒頻；6、幅值，頻率；7、幅頻特性曲線降為最大值的倍時對應(yīng)的頻率為截止頻率；，8、大；（二）（1）（1）（3）（2）（4）（三） （四）略第五章 信號處理初步（一）1、概率密度函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)；2、帶通濾波法，傅立葉變換法；3、有限帶寬，；4、100；5、，0；6、相干函數(shù)；7、；8、周期圖法；9、功率密度，能譜；10、時域，頻域；（二）1、