機(jī)械工程測試技術(shù)試卷六答案

山東理工大學(xué)《機(jī)械工程測試技術(shù)》試卷紙〔〕卷學(xué)年第學(xué)期班級：姓名：學(xué)號：…………………裝……………訂…………線………適用專業(yè)考核性質(zhì)閉卷命題教師考試時間100分鐘題號一二三四總分得分評閱人復(fù)核人填空題(每空2分，共40分)周期信號的譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整數(shù)倍上。周期信號復(fù)指數(shù)函數(shù)形式的幅值譜譜線高度是三角函數(shù)形式幅值譜譜線高度的一般〔或1/2〕。瞬變非周期信號的幅值譜具有密度的量綱。兩個信號卷積以后的頻譜是這兩個信號頻譜的乘積。測量裝置的靜態(tài)特性在實(shí)測中是通過靜態(tài)標(biāo)定過程得到。測量裝置對簡諧信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性叫做頻率響應(yīng)特性。假設(shè)給一定常線性系統(tǒng)輸入某一頻率的簡諧信號，那么該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出是一和輸入信號頻率相同的簡諧信號。在采用頻率響應(yīng)法測量測試裝置的動態(tài)特性時，其輸入信號為簡諧信號。半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理主要是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。極距變化型電容式傳感器適用于較小位移的測量。渦流式傳感器的工作原理是利用金屬導(dǎo)體在交變磁場中的渦電流效應(yīng)。壓電式傳感器使用電荷放大器時，放大器的輸出電壓幾乎不受連接電纜長度變化的影響。磁阻式磁電傳感器的感應(yīng)電動勢是由于運(yùn)動著的物體改變磁路的磁阻而引起。直流電橋適用于電阻式傳感器。調(diào)幅在頻域上是調(diào)制信號頻譜與載波信號頻譜的卷積運(yùn)算。調(diào)頻是使載波信號的頻率隨調(diào)制信號的大小變化而變化。濾波器按照其工作頻帶可以分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器。假設(shè)采樣頻率過低，不滿足采樣定理，那么采樣離散信號的頻譜會發(fā)生混疊現(xiàn)象。在數(shù)字信號處理中，減小量化誤差的方法是選用輸出位數(shù)足夠的A/D轉(zhuǎn)換器。在數(shù)字信號處理中，對周期信號進(jìn)行整周期截取，可有效地抑制柵欄效應(yīng)。單項(xiàng)選擇題〔從每題的4個備選答案中選出1個正確答案或最適宜的答案，將其代碼填在題干中的括號內(nèi)。每題2分，共20分〕1．信號屬于〔C〕信號。 A．非確定性B．周期C．確定性D．?dāng)?shù)字2．周期信號的頻譜是離散的；頻譜離散的信號〔D〕。 A．一定是周期信號B．各諧波分量的頻率比一定是有理數(shù) C．各諧波分量的頻率一定是基頻的整數(shù)倍D．不一定是周期信號3．瞬變非周期信號的頻譜是〔A〕。 A．連續(xù)的B．離散的C．基頻的整數(shù)倍D．前述答案都不對4．頻率響應(yīng)函數(shù)是描述系統(tǒng)的〔A〕和其穩(wěn)態(tài)輸出的關(guān)系。 A．簡諧輸入B．階躍輸入C．脈沖輸入D．任意輸入5．對二階系統(tǒng)，為得到最寬的不失真工作頻段，其阻尼比應(yīng)選在〔B〕左右。 A．0.1B．0.7C．1D．6．以下傳感器屬于結(jié)構(gòu)型傳感器的是〔D〕。 A．熱電偶B．霍爾式傳感器C．光敏電阻D．面積變化型電容式傳感器7．壓電式傳感器不能用于〔C〕。 A．測力B．測加速度C．秤人體重量D．聲發(fā)射測量8．電橋電路適合于〔C〕傳感器。 A．壓電式B．磁電式C．電容式D．熱電偶式9．調(diào)幅是使載波信號的〔〕隨調(diào)制信號的大小變化而變化。 A．相位B．頻率C．幅值D．脈寬10．?dāng)?shù)字信號處理中，在對時域信號進(jìn)行截斷時，會產(chǎn)生〔B〕現(xiàn)象。 A．量化誤差B．泄漏C．頻譜帶寬減小D．柵欄效應(yīng)三、問答題〔每題5分，共20分〕 1．某周期信號的頻譜圖如題3-1圖所示，請根據(jù)該頻譜圖寫出信號的時域表達(dá)式。解答：或AAn(f)0f(Hz)10203010.50.3幅頻圖題3-1圖2030-30o-45o相頻圖φn(f)010f(Hz) 2．某測試裝置的輸出y(t)與輸入x(t)之間的關(guān)系為y(t)=A0x(t)〔其中A0為常數(shù)〕，問該測試裝置是否滿足不失真條件？為什么？ 解答：滿足不失真測試條件。 因?yàn)檩敵霾ㄐ闻c輸入波形完全一樣且無延遲，只是幅度放大到A0倍。 3．壓電式傳感器的測量電路有哪幾種？它們的主要作用是什么？ 解答：測量電路有電壓放大器和電荷放大器兩種； 主要作用：1〕放大壓電傳感器輸出的微弱信號；2〕將壓電傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出。 4．什么是數(shù)字信號處理？簡述數(shù)字信號處理的一般步驟。 解答：數(shù)字信號處理使用數(shù)字方法處理信號，它既可以在通用計算機(jī)上借助程序來實(shí)現(xiàn)，也可以用專用信號處理機(jī)來完成。 步驟：預(yù)處理A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號處理器或計算機(jī)分析處理輸出結(jié)果。四、計算題〔每題5分，共20分〕 1．假設(shè)某周期信號由頻率分別為40Hz、60Hz、80Hz、100Hz的同相正弦信號疊加而成，求該周期信號的周期。 解：周期信號的頻率是各次諧波頻率的最大公約數(shù)，所以 f0=20Hz〔3分〕 所以周期信號的周期為 T0=1/f0=1/20=0.05s〔2分〕 答：該周期信號的周期為0.05s。 2、設(shè)某一階測量裝置的傳遞函數(shù)為，假設(shè)輸入信號為，求該測量裝置的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 解：，，〔1分〕 ，〔2分〕所以穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為 〔2分〕 答： 3．有一鋼板原長為L=1m，其彈性模量E=211010Pa。用BP-3型金屬箔式應(yīng)變片(原始阻值R=120Ω，靈敏系數(shù)Sg=2)測出鋼板在力F作用下的拉伸應(yīng)變?yōu)?000。求鋼板的伸長量ΔL、應(yīng)力σ和應(yīng)變片的電阻變化值ΔR。 解：，〔1分〕 〔1分〕 〔3分〕 答： 4．載波y(t)＝cos20000t，調(diào)制信號x(t)＝100+80cos1000t+40cos3000t。試求： 1〕調(diào)幅波xm(t)所包含的各諧波分量的頻率及幅值； 2〕繪出調(diào)制信號與調(diào)幅波的頻譜。 解： 1〕xm(t)=100cos20000t+40cos9500t+40cos10500t+20cos8500t+20cos11500t〔1分〕 各頻率分量的頻率/幅值分別為：10000Hz/100，9500Hz/40，10500Hz/40，8500Hz/20，11500Hz/20?！?分〕 2〕調(diào)制信號x(t)=100+80cos1000t+40cos3000t，各分量頻率/幅值分別為：0Hz/100，500Hz/80，1500Hz/40。調(diào)制信號與調(diào)幅波的頻譜如下圖?！?分〕ff0An(