機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)試卷

1、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)試卷一一、填空題 、周期信號(hào)的頻譜是離散的，而非周期信號(hào)的頻譜是 連續(xù)的 。 、均方值x2表示的是信號(hào)的強(qiáng)度，它與均值x、方差x2的關(guān)系是     。   、測(cè)試信號(hào)調(diào)理電路主要有 電橋  、 放大 、 調(diào)制解調(diào)電路 。 、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有 靈敏度  、 非線性度 、 回程誤差  。 、靈敏度表示系統(tǒng)輸出與輸入之間的比值，是定度曲線的  斜率 。 、傳感器按信號(hào)變換特性可分為 組合型 、 一體化型

2、。 、當(dāng) 時(shí)，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于         。 、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合  、 的變化，才能使輸出有最大值。 、信號(hào)分析的過程主要包括： 信號(hào)分析 、 信號(hào)處理  。 10、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性在時(shí)域可用 微分方程 來描述，在復(fù)數(shù)域可用  傳遞函數(shù) 來描述，在頻域可用  頻率響應(yīng)函數(shù) 來描述。 11、高輸入阻抗測(cè)量放大電路具有高的共模抑制比，即對(duì)共模信號(hào)有抑制作用，

3、對(duì) 差模 信號(hào)有放大作用。 12、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上同時(shí)設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在       。 13、壓控振蕩器的輸出電壓是方波信號(hào)，其  與輸入的控制電壓成線性關(guān)系。 14、調(diào)頻波的解調(diào)又稱 ，其解調(diào)電路稱為      。 15、濾波器的通頻帶寬和響應(yīng)時(shí)間成            關(guān)系。 16、濾波器的頻

4、率分辨力主要由其         決定。 17、對(duì)于理想濾波器，濾波器因數(shù)   。 18、帶通濾波器可由低通濾波器（fc2）和高通濾波器（fc1） 而成（fc2> fc1）。 19、測(cè)試系統(tǒng)的線性度和滯后度是由 系統(tǒng) 誤差引起的；而重復(fù)性誤差是 由 隨機(jī) 誤差引起的。 二、問答題（共30分） 、 什么是測(cè)試？說明測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。（10分）    

5、;答：測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測(cè)量過程，也是獲取信息的過程。 （1） 測(cè)量對(duì)象 （2） 傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （3） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號(hào)調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號(hào) 進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （4） 信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理（如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等） （5） 顯示、記錄部

6、分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。、 說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？（10分）   答： 相同之處在于：都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點(diǎn)分別為： 電阻絲應(yīng)變片

7、具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。、 選用傳感器的原則是什么？（10分）  基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測(cè)信號(hào)的性質(zhì)相匹配。 （1）靜態(tài)特性方面：a、應(yīng)使被測(cè)量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)；b、傳感器的分辨率（力）從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測(cè)量要求的分辨率（力）c、滿足實(shí)際要求的條件下，精度不宜過高。 三、計(jì)算題（共55分） 、 已知信號(hào)x(t)=e-t (t0)， (1) 求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻

8、譜。 (2) 求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx  () 。                     （15分）、 二階系統(tǒng)的阻尼比=0.2，求=n時(shí)的幅值誤差和相位誤差，如果使幅值誤差不大于10，應(yīng)取多大阻尼比？。         （10分）、&

9、#160;一電容傳感器，其圓形極板r = 4mm，工作初始間隙0 =0.3mm， （1）工作時(shí)如果傳感器的工作間隙變化=±2m，求電容的變化量。 （2）如果測(cè)量電路靈敏度S1=100mv/pF，讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格/mv，在 =±2m時(shí)，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？                     

10、;           (8分) 、 已知RC低通濾波器的R=1K，C=1MF，當(dāng)輸入信號(hào)x= 100sin1000t時(shí)， 求輸出信號(hào)y  。                        

11、           （7分）、（1）在下圖中寫出動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個(gè)電路環(huán)節(jié)。       （2）如被測(cè)量x(t) = sint，載波y(t)=sin6t，畫出各環(huán)節(jié)信號(hào)的波形圖。               (15分 機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)

12、基礎(chǔ)試卷一答案：一、填空題： 1、 連續(xù)2、 3、電橋、放大、調(diào)制解調(diào)電路 4、非線性度、靈敏度、回程誤差 5、斜率 6、組合型、一體化型 7、óó0 定位 8、相鄰相反 相對(duì)相同 9、信號(hào)分析、信號(hào)處理 10、傳遞函數(shù)、頻率函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)11、差模12、分布電容  13、頻率 14、鑒頻、鑒頻器  15、反比 16、帶寬B 17、1 18、串聯(lián)19、系統(tǒng)、隨機(jī)二、

13、0;問答題 1、 答：測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測(cè)量過程，也是獲取信息的過程。 （1） 測(cè)量對(duì)象 （2） 傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （3） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號(hào)調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號(hào) 進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （4） 信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理（如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等）

14、60;（5） 顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。 2、答： 相同之處在于：都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點(diǎn)分別為： 電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變

15、片的50-70倍。 3、基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測(cè)信號(hào)的性質(zhì)相匹配。 （1）靜態(tài)特性方面：a、應(yīng)使被測(cè)量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)；b、傳感器的分辨率（力）從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測(cè)量要求的分辨率（力）c、滿足實(shí)際要求的條件下，精度不宜過高。機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)試卷二一、填空題（每空0.5分，共15分） 1、非周期信號(hào)可分為瞬變非周期信號(hào)和   非周期    信號(hào)。 、均方值x2表示的是信號(hào)的    

16、0;     ，它與均值x、方差x2的關(guān)系是        。   、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有       、        、         。 、測(cè)試系統(tǒng)的組成類型大體分為 

17、      和        。 、當(dāng)      時(shí)，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于       。 、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合      、    

18、    的變化，才能使輸出有最大值 、信號(hào)分析的過程主要包括：        、         。 、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上同時(shí)設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在      。 、在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，常采用     放大器。 10、根據(jù)載波受調(diào)

19、制的參數(shù)的不同，調(diào)制可分為   、   、   。 11、壓控振蕩器的輸出電壓是方波信號(hào)，其       與輸入的控制電壓成線性關(guān)系。 12、調(diào)頻波的解調(diào)電路稱為    。 13、濾波器的頻率分辨力主要由其    決定。 14、      決定著濾波器對(duì)帶寬外

20、頻率成分衰阻的能力。 15、帶通濾波器可由低通濾波器（fc2）和高通濾波器（fc1） 而成（fc2> fc1）。 16、用濾波的方法從信號(hào)提取的頻率成分越窄，即帶寬越小，需要的時(shí)間就越  。 17、如信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為Acos，則其均方值x2=  。 18、低通濾波器對(duì)階躍響應(yīng)的建立時(shí)間Te帶寬B成   、，或者說它們之間的乘機(jī)是   。 19、測(cè)試系統(tǒng)的線性度和滯后度是由   誤差引起的；

21、而重復(fù)性誤差是 由   誤差引起的。 二、問答題（共30分） 、 什么是測(cè)試？簡(jiǎn)述測(cè)試技術(shù)的含義。（10分）    、說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？（10分）    、簡(jiǎn)述調(diào)幅波的特點(diǎn)。（10分）三、計(jì)算題（共55分） 、 已知信號(hào)x(t)=e-t (t0)， (1) 求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。 (2) 求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx

22、  () 。                     （10分）2、求周期信號(hào)x(t)cos10t + sin (100t45° ) 通過時(shí)間常數(shù)為0.005s的一 階系統(tǒng)的輸出信號(hào)。         

23、;                         （10分）3、磁電式速度傳感器線圈平均直徑D=25mm，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6000Gs，如傳感器的靈敏度S=600mv/cm/s，則工作線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？（7分）       4、已知調(diào)幅波xm(t)(100 +

24、60;30 cost +20 cos3t )cosct ， 其中f c =10KHz，f=500Hz 。試求： （1）xm(t)所包含的各分量的頻率和幅值。 （2）繪出調(diào)制信號(hào)與調(diào)幅波的頻譜。                 （13分）、（1）在下圖中寫出動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個(gè)電路環(huán)節(jié)。  

25、0; （2）如被測(cè)量x(t) = sint，載波y(t)=sin6t，畫出各環(huán)節(jié)信號(hào)的波形圖。               (15分) 機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)試卷二答案：一、填空題： 2、 非周期 2、  3、靈敏度、非線形度、回程誤差  4、組合型 一體化型5、óó0  6、相鄰相反

26、60;相對(duì)相同7、信號(hào)加工、信號(hào)變換，提取又有信號(hào)的過程 8、分布電容  9、程序控制 10、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相 11、鑒頻  12、鑒頻器13、帶寬B 14、信頻程選擇性 15、串聯(lián)  16、長 17、A  18、反比；常數(shù) 19、串聯(lián) 二、問答題 1、答：測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測(cè)量過程，也是獲取信息的過程。 （6） 測(cè)量對(duì)象 （7） 傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)

27、和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受 被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （8） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號(hào)調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號(hào) 進(jìn)行傳輸、放大 和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （9） 信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理 （如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等） （10） 顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。 2、答：相同之處在于： 都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中

28、H為材料的 泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E 是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)， S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻 變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點(diǎn)分別為： 電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。 3、特點(diǎn)有：  （1） 當(dāng)調(diào)制信號(hào)x(t)>0時(shí)，調(diào)幅波xm&

29、#160;(t)與載波y(t)同頻同相，其幅值的大小與x(t)的大小有關(guān)；x(t) y(t) （2） 當(dāng)x(t)<0時(shí)，xm (t)與載波y(t) 同頻反相，其幅值大小仍與x(t)的大小有關(guān)； （3） 調(diào)幅波是一高頻，但其包洛線和調(diào)制信號(hào)x(t)相似，其副值受x(t)變化的影響，y(t)的頻率越高，即波形越寬，相似程度越好。2、說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？    3、交流電橋達(dá)到平衡時(shí)必須滿足的條件是什么？如何來實(shí)現(xiàn)交流電橋的平衡？  

30、  4、簡(jiǎn)要說明如何求解測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述的3個(gè)函數(shù)，它們之間有何內(nèi)在關(guān)系？    5、以二階系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述求解具體系統(tǒng)頻譜特性的一般步驟，并簡(jiǎn)要說出二階系統(tǒng)的特性。、  二階系統(tǒng)的阻尼比=0.2，求=n時(shí)的幅值誤差和相位誤差， 如果使幅值誤差不大于20，應(yīng)取多大阻尼比？               （10分）二、問答題（5×10）（每小題

31、10分） 1.答 （11） 傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受 被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。 （12） 中間轉(zhuǎn)換電路（信號(hào)調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號(hào) 進(jìn)行傳輸、放大 和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。 （13） 信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理（如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等） （14） 顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。 2.答：相同之處在于： 都

32、是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H為材料的 泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E 是由電阻率的變化引起的阻值變化。 不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)， S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻 變化。所以dR/R=E，SE。 各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。 3、 答：兩個(gè)條件：相對(duì)兩臂阻抗

33、之模的乘機(jī)應(yīng)相等，并且它們的阻抗角之和也必須相等。實(shí)現(xiàn)：電阻平衡，電容平衡。 4、答：對(duì)系統(tǒng)的微分方程做拉氏變換，傳遞函數(shù)為輸出和輸入的拉氏變換之商，另拉氏變換中的a=0即可求得頻率響應(yīng)函數(shù)，對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行拉氏反變換就可求得脈沖響應(yīng)函數(shù)。它們之間的關(guān)系分別是拉氏變換對(duì)和傅立葉變換對(duì)關(guān)系。 5、答：一般步驟：1）對(duì)系統(tǒng)建模，2）求拉氏變換3）求傳遞函數(shù)4）求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性；6）畫相應(yīng)的圖形并分析改進(jìn)之。二階系統(tǒng)圖形有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)它進(jìn)行討論，并考慮最左最右的趨勢(shì)。機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)試卷四一、填空題（每空1分，共20分） 1、函數(shù)的頻譜是 

34、;       譜。   2、使信號(hào)中特定的頻率成分通過，而衰減其他頻率成分的電路稱       。  3、對(duì)于實(shí)際濾波器，濾波器因數(shù)范圍一般是   。 4、傳感器按結(jié)構(gòu)可分為        、       等。 5、兩個(gè)時(shí)域函數(shù)1()xt、2()xt的卷積定義為     。 6、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有       、      、         。 7、高輸入阻抗測(cè)量放大電路具有高的共模抑制比，即對(duì)共模信號(hào)有抑制作用，對(duì)