34135机械工程测试技术基础复习题.doc

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1、机械工程测试技术基础复习题一、填空题、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是 的。、均方值x2表示的是信号的强度，它与均值x、方差x2的关系是 。 、测试信号调理电路主要有 、 、 。、测试系统的静态特性指标有 、 、 。、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的 。、传感器按信号变换特性可分为 、 。、当 时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于 。、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合 、 的变化，才能使输出有最大值。、信号分析的过程主要包括： 、 。10、系统动态特性在时域可用 来描述，在复数域可用 来描述，在频域可用 来描述。11

2、、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对信号有放大作用。12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在 。13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其 与输入的控制电压成线性关系。14、调频波的解调又称 ，其解调电路称为。15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。17、对于理想滤波器，滤波器因数。18、带通滤波器可由低通滤波器（fc2）和高通滤波器（fc1）而成（fc2 fc1）。19、 测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是由误差引起的。20、 构成信号的各频率分量的集合称为 。21、 在时间信号幅

3、值不变的条件下，若x(t) X(f)，则 （k0）。22、如果函数与某一连续信号相乘，则其乘积仅在t=0处得到 其余各点之乘积均为零。23、在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征，这样的平稳随机过程称为 随机过程。24、当测量装置的输入x有一个增量，引起其输出y发生相应变化，则该装置的绝对灵敏度为S= 。25、两个传递函数各为H1(s)和H2(s)的环节，其串联后所组成的系统的传递函数H(s)为 。26、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的 效应。27、涡流式传感器的变换原理是利用 在交流磁场中的涡流效应。28、设两光栅刻线间的夹角为，栅距均为W

4、，则二者所生成之英尔条纹间的距离BH = 。29、信号的时域描述是信号时间历程的直接记录，频域描述则反映了信号的 。答案：1、 连续2、 2、x2=Hx2+x2 3、 3、电桥、放大、调制解调电路4、非线性度、灵敏度、回程误差 5、斜率 6、组合型、一体化型7、0 定位 8、相邻相反 相对相同 9、信号分析、信号处理10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容 13、频率 14、鉴频、鉴频器 15、反比 16、带宽B 17、1 18、串联19、系统、随机20、频谱21、22、23、各态历经24、25、 26、压阻27、金属导体28、29、频率结构二、单项选择题1.二阶装置的动

5、态特性参数是它的( )(s)和阻尼比2.差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成( )的变化装置，通过这一转换从而获得相应的电压输出。3.智能传感器具有辨认、识别与判断的功能，它是由（ ）而成。4.RC低通滤波器中，RC值越大，则（ ）s采样后，其频谱将具有（ ）特征。A.周期、离散B.非周期、离散C.周期、连续D.非周期、连续如何变化，当它所受的激振力频率等于系统固有频率时，该系统的位移与激振力之间的相位差必为（ ）A.B.C.D.之间反复变化的值，均方值为，均值为，则三者之间（ ）D.相互独立、没有固定的关系式和，当它们满足（ ）条件时，输出波形与输入波形将相似而无失真。A.=1，=0B

6、.=常量，=常量C.=常量，=时间延迟D.=1，=1，阻尼比为，在激振力消失后将作衰减周期运动，其与和的关系为（ ）A.B. C.D.10.涡流式电感传感器的测量电路一般用（ ）11.电荷放大器是一个（ ）放大器。A.高增益，带电阻的电流反馈式B.低增益，带电容反馈的积分运算12.磁电式传感器是把被测物理量转换为（ ）的一种传感器。13.一般常用的光电池有硒、硅、碲化镉、硫化镉等的pn结，其中作为能量转换器使用最多的是（ ）光电池。14.传感器与被测量的对应程度可用其（ ）表示。fc，按采样定理，采样频率fs必须（ ）fcfc的2倍fcfc的2倍16.自相关函数是区别信号类型的一个有效手段，若

7、信号中含有周期成分则其自相关函数（ ）很小时衰减就很大很大时都不衰减并具有明显的周期性很大时不衰减但不具明显的周期性17.两个均值为零且具有相同频率的周期信号，其互相关函数中保留了（ ）A. 这两个信号的圆频率B. 这两上信号的幅值x0和y0以及相位差C. 其中一个信号的幅值x0（或y0）而且失去了相位关系D. 这两个信号的圆频率，对应的幅值x0和y0以及相位差18.回转轴的误差运动是指（ ）误差运动。A.轴线的纯径向B.轴线的径向、轴向和角度的总体19.压电晶体式测力仪（ ）A. 刚度大，灵敏度高、频率响应宽但稳定性不良B. 刚度大，灵敏度高、稳定性好、但频率响应不宽C. 刚度好，灵敏度高、

8、稳定性好、频率响应宽D. 刚度好，灵敏度低、稳定性不良、频率响应宽20.通常采用的弹性式压力敏感元件有（ ）三类。A.波登管、膜片和双金属片B.八角环、膜片和波纹管C.波登管、螺形簧和C形簧D.波登管、膜片和波纹管答案：三、简答题1什么是调制和解调？其作用是什么？2周期信号的频谱具有哪几个特点？3机械工程中常见的有哪些参数的测量？4信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？ 5. 有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？ 6 现有电阻和，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，试画出能满足电

9、桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为，输出为）。7.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？ 答案：1、答：调制：就是使一个信号的某些参数在另一个信号的控制下而发生变化的过程。解调：从已调制波中恢复出调制信号的过程。作用：调制的目的：使缓变信号便于放大和输出。解调的目的：恢复原信号。2、答：周期信号的频谱是离散的。每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是各分量频率的公约数。各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总体趋势是随谐波次数的增高而减小的。因此，在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分量。3、答：在机械工程的测试过程中，常见的

10、参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量；振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。4.答： 各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真； 尽可能减小或消除各种干扰。5.答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接。这时。6.答：正确的接桥方法如图所示：电桥的平衡条件是：7.答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测

11、量；压力的测量等。四、计算题 、 已知信号x(t)=e-t (t0)，(1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。(2) 求x(t)的自相关函数Rx () 。 2、求周期信号x(t)cos10t + sin (100t45 ) 通过时间常数为的一阶系统的输出信号。 3、磁电式速度传感器线圈平均直径D=25mm，气隙磁感应强度B=6000Gs，如传感器的灵敏度S=600mv/cm/s，则工作线圈匝数应为多少？ 4、已知调幅波xm(t)(100 + 30 cost +20 cos3t )cosct ，其中f c =10KHz，f=500Hz 。试求：（1）xm(t)所包含的各分量的

12、频率和幅值。（2）绘出调制信号与调幅波的频谱。 5求正弦函数的自相关函数。初始相角为一个随机变量。6、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙0 =0.3mm，（1）工作时如果传感器的工作间隙变化=1m，求电容的变化量。（2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在=2m时，读数仪表的指示值变化多少格？（10-12 F/m）答案：1、x(f)= x(t) e-j2ftdt=- e(-j2f-1)=则x(f)= (f)=-arctg(2f)频谱图如下：(2) Rx()=x(t)x(t+)dt=e=e-2、解：对于二阶系统：当w=wn时，A(w) =

13、1/2，=-90。 幅值误差= A(w)-1100%=150%Am 相位误差=(w)= -90。 如使幅值误差不大于10%，则 A(w)-1A(w)1/2 1/1.8, 阻尼比应在0.460.55之间选取。3.解：磁感应传感器的灵敏度S=WRl,所以 线圈匝数 W =S2 v=D=25-2m/s=2510-3m25)=4103/1274(匝) 4.解：（1）xm (t)=（100+30cost+20cos3t）cosWCt =100 cosWCt+15cos(WC+)t+15cos(WC-)t +10cos(WC+3)t+10cos(WC-3)t 其中=KHZ WC=20 KHZ 所以xm (t)包括五个分量，幅值和频率分别我：20KHZ，100；21KHZ，15；19KHZ，15；23KHZ，10；17KHZ，10。 （2）由（1）可得调幅波和调制信号分别如下：5、解：此正弦函数，是一个零均值的各态历经随机过程，其各种平均值可以 用一个周期内的平均值表示之。该正弦函数的自相关函数为 式中-正弦函数的周期，。令。于是 6、解： （1）S=-10-9F/m 当=2Hm时， =S10-9F/m（110-6m）10-15F （2）读取仪表的变化格数为：210-151012S1S210-31005*2 =5（格）