大工1709機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)答案(共12頁(yè))

1、機(jī) 密啟用前大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2017年春機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)期末考試復(fù)習(xí)題 注意事項(xiàng)：本復(fù)習(xí)題滿(mǎn)分共：409分。一、單項(xiàng)選擇題（本大題共35小題，每小題3分，共105分）1、多種信號(hào)之和的頻譜是（ C）。大工機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)復(fù)習(xí)題 第2頁(yè) 共12頁(yè)A.離散的B.連續(xù)的C.隨機(jī)性的D.周期性的2、時(shí)域信號(hào)的時(shí)間尺度壓縮時(shí)，其頻譜的變化為（ B）。A.頻帶變窄、幅值增高B.頻帶變寬、幅值壓低C.頻帶變窄、幅值壓低D.頻帶變寬、幅值增高3、測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力，稱(chēng)為（ D）。A.精度B.靈敏度C.精密度D.分辨力4、濾波器的帶寬B和建立時(shí)間的乘積是（ B）。A.常數(shù)B.信號(hào)頻率的

2、函數(shù)C.隨機(jī)變量D.周期函數(shù)5、調(diào)頻式電渦流傳感器的解調(diào)電路是（ C）。A.整流電路B.相敏檢波電路C.鑒頻器D.濾波電路6、電容式傳感器中，靈敏度最高的是（ C）。A.面積變化型B.介質(zhì)變化型C.極距變化型D.介質(zhì)變化型和極距變化型7、在動(dòng)態(tài)測(cè)試中，電橋的輸出量通常采用（B）。A.電阻量B.電壓量C.電流量D.電感量8、正弦信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，使原有的相位信息（B）。A.不變B.丟失C.移相D.一定變?yōu)?0°9、兩個(gè)不同頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)，其互相關(guān)函數(shù)為（ C）。A.周期信號(hào)B.常數(shù)C.零D.110、已知信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號(hào)的均方根值為（ C）。A.9B.3大工機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)復(fù)

3、習(xí)題 第2頁(yè) 共12頁(yè)C.D.611、時(shí)域信號(hào)，當(dāng)持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)，則頻域中的高頻成分（ C）。大工機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)復(fù)習(xí)題 第4頁(yè) 共12頁(yè)A.不變B.增加C.減少D.變化不定12、將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)移，則頻域信號(hào)將會(huì)（ D）。A.擴(kuò)展B.壓縮C.不變D.僅有相移13、時(shí)間常數(shù)為的一階裝置，輸入頻率為的正弦信號(hào)，則其輸出與輸入間的相位差是（ A）。A.-45°B.-90°C.-180°D.-60°14、一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度越高，其測(cè)量范圍（ B）。A.越寬B.越窄C.不變D.不定15、對(duì)于半導(dǎo)體熱敏電阻的特點(diǎn)，說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ C）。A.非線(xiàn)性大B.對(duì)環(huán)

4、境溫度敏感性大C.測(cè)量時(shí)不易受到干擾D.靈敏度較高16、電渦流式傳感器是利用（ A）材料的電渦流效應(yīng)工作的。A.金屬導(dǎo)電B.半導(dǎo)體C.非金屬D.有色金屬17、要使RC低通濾波器的通帶加寬，則RC值應(yīng)（ B）。A.增加B.減少C.不變D.先增加再減小18、直流電橋同一橋臂增加應(yīng)變片數(shù)時(shí)，電橋靈敏度將（C）。A.增大B.減少C.不變D.變化不定19、把連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行離散化時(shí)產(chǎn)生混疊的主要原因是（ B）。A.記錄時(shí)間太長(zhǎng)B.采樣間隔太寬C.記錄時(shí)間太短D.采樣間隔太窄20、自相關(guān)函數(shù)是一個(gè)（ B）函數(shù)。A.奇B.偶C.非奇非偶D.三角21、矩形窗函數(shù)的時(shí)域窗寬T變大，則主瓣寬度（ C ）。A. 不

5、變B. 變大C. 變小D. 變化不定22、下列不屬于干擾竄入測(cè)量裝置主要途徑的是（ D ）。A. 電磁場(chǎng)干擾B. 信道干擾C. 電源干擾D. 電路干擾23、對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器，（ A ）會(huì)影響其零漂。A. 溫度B. 濕度C. 長(zhǎng)期使用D. 電場(chǎng)24、控制高頻振蕩的低頻信號(hào)為（ C ）。A調(diào)相信號(hào)B載波信號(hào)C調(diào)制信號(hào)D已調(diào)制信號(hào)25、在一定條件下RC帶通濾波器實(shí)際上是低通濾波器與高通濾波器（ A ）而成的。A. 串聯(lián)B. 并聯(lián)C. 串并聯(lián)D. 疊加26、寬帶隨機(jī)噪聲的自相關(guān)函數(shù)很快衰減到（ A ）。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 327、下列與磁電式傳感器的磁通變化率無(wú)關(guān)的是（ A ）。A

6、. 線(xiàn)圈的表面積B. 磁路磁阻C. 線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)速度D. 磁場(chǎng)強(qiáng)度28、（ B ）表示濾波器的分辨能力。 A. 截止頻率 B. 帶寬 C. 紋波幅度 D. 品質(zhì)因子29、電壓表的示值Vi為24V，而電壓實(shí)際值Vt為23.5V，則電壓表的示值誤差等于（ A ）。大工機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)復(fù)習(xí)題 第4頁(yè) 共12頁(yè)A. 0.5VB. -0.5VC. 0.25VD. -0.25V30、在一階系統(tǒng)的伯德圖中，所謂的“-20dB/10倍頻”是指頻率每增加10倍，A（）（ D ）dB。A. 上升20B. 上升10C. 下降10D. 下降2031、二階系統(tǒng)在單位階躍激勵(lì)下，阻尼比為0時(shí)超調(diào)最大，為（ C ）。A60%

7、B80%C100%D70%32、理想濾波器的濾波器因數(shù)為（ D ）。A. 4B. 3C. 2D. 133、理想濾波器的濾波器因數(shù)等于（ B）。大工機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程考試 復(fù)習(xí)題 第5頁(yè) 共12頁(yè)A.0B.1C.2D.334、兩個(gè)同頻正弦信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)（ C ）。A. 保留兩信號(hào)的幅值、頻率信息B. 只保留幅值信息C. 保留兩信號(hào)的幅值、頻率、相位差信息D. 只保留兩信號(hào)的頻率信息35、在調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)過(guò)程中，相敏檢波的作用是（ B ）。A. 恢復(fù)載波信號(hào)B. 恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的幅值和極性C. 恢復(fù)已調(diào)制波D. 恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的幅值大工機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程考試 復(fù)習(xí)題 第3頁(yè) 共12頁(yè)二、判斷題（

8、本大題共40小題，每小題2分，共80分）正確打，錯(cuò)誤打×1、分辨力是指測(cè)量裝置的輸出零點(diǎn)偏離原始零點(diǎn)的距離。（ × ）2、光敏晶體管只有NPN型一種。（ × ）3、同步解調(diào)要求有性能良好的線(xiàn)性乘法器件，否則將引起信號(hào)失真。（ ）4、周期圖法適用于短記錄數(shù)據(jù)或瞬變信號(hào)的場(chǎng)合。（ × ）5、兩個(gè)非同頻的周期信號(hào)是不相關(guān)的。（ ）6、一階裝置的時(shí)間常數(shù)越大越好。（ × ）7、某裝置由于后接另一裝置而產(chǎn)生的種種現(xiàn)象，稱(chēng)為負(fù)載效應(yīng)。（ ）8、一階RC濾波器在過(guò)渡帶內(nèi)的衰減速率非常快。（ × ）9、低通濾波器能把高頻噪聲完全衰減干凈。（ 

9、5; ）10、截?cái)嗑褪菍⑿盘?hào)乘以時(shí)域的有限寬矩形窗函數(shù)。（ ）11、離散信號(hào)只能用離散圖形表示。 （ × ）12、信號(hào)時(shí)域描述能反映信號(hào)幅值隨時(shí)間變化的關(guān)系。 （ ）13、每個(gè)信號(hào)有其特有的幅頻譜和相頻譜。 （ ）14、工程中常見(jiàn)的周期信號(hào)，其諧波幅值總的趨勢(shì)是隨諧波次數(shù)的增高而增大的。（ × ）15、幾個(gè)簡(jiǎn)諧信號(hào)的疊加，一定是周期信號(hào)。 （ × ）16、描述隨機(jī)信號(hào)必須用概率和統(tǒng)計(jì)的方法。 （ ）17、靈敏度沒(méi)有量綱。 （ × ）18、影響二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)是固有頻率和阻尼比。（ ）19、用階躍響應(yīng)法求測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性是一種時(shí)域測(cè)試的易行方法。（

10、 ）20、在有一定傳輸長(zhǎng)度的數(shù)字信號(hào)的傳輸中采用雙絞線(xiàn)不能降低電磁干擾的影響。（ × ）21、能量轉(zhuǎn)換型傳感器，也稱(chēng)有源傳感器。（ × ）22、變阻器式傳感器的分辨力很難小于20um。（ ）23、壓電式傳感器是一種可逆型換能器。（ ）24、實(shí)驗(yàn)證明，壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)都是非線(xiàn)性的。（ × ）25、霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生是由于運(yùn)動(dòng)電荷受到磁場(chǎng)中洛倫茲力的作用結(jié)果。（ ）26、傳感器的線(xiàn)性范圍越寬，則表明傳感器的工作量程越小。（ × ）27、在一般情況下，交流電橋的供橋電源必須具有良好的電壓波形與頻率穩(wěn)定度。（ ）28、調(diào)制與解調(diào)技術(shù)廣泛應(yīng)用于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸方面

11、。（ ）29、紋波幅度表示濾波器的分辨能力。（ × ）30、數(shù)字示波器不能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。（ ）31、A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)選擇應(yīng)視信號(hào)的具體情況和量化的精度要求而定。（ ）32、從概念來(lái)說(shuō)，DFT的效果相當(dāng)于將時(shí)窗外信號(hào)向內(nèi)周期延拓。（ × ）33、對(duì)非周期信號(hào)實(shí)行截?cái)啵谦@得準(zhǔn)確頻譜的先決條件。（ × ）34、自相關(guān)函數(shù)不能作為區(qū)別信號(hào)類(lèi)型的有效手段。（ × ）35、若信號(hào)中含有周期成分，其自相關(guān)函數(shù)有明顯的周期性。（ ）36、周期函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)的幅值與原周期信號(hào)的幅值無(wú)關(guān)。（ × ）37、周期信號(hào)的頻譜是脈沖函數(shù)，在某特定頻率上的能量不能是無(wú)限

12、的。（ × ）38、利用互譜進(jìn)行分析，不能排除噪聲的影響。（ × ）39、功率譜的初步估計(jì)不是無(wú)偏估計(jì)。（ ）40、周期圖法不適用于短記錄數(shù)據(jù)或瞬變信號(hào)的場(chǎng)合。（ ）三、填空題（本大題共33空，每空2分，共66分）1、交流電橋平衡必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件，即相對(duì)兩臂 應(yīng)相等，并且它們的 也必須相等。1. 阻抗之模的乘積、阻抗角之和2、光電傳感器按其輸出性質(zhì)可分為 和 兩類(lèi)。2模擬量光電傳感器、開(kāi)關(guān)量光電傳感器3、熱電式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為 的一種裝置，其變換是基于金屬的 。3電量變化、熱電效應(yīng)4、調(diào)幅過(guò)程在頻域相當(dāng)于 過(guò)程，調(diào)幅裝置實(shí)際上是一個(gè) 。4頻率搬移、乘法器5、調(diào)幅波的解

13、調(diào)器是 ，調(diào)頻波的解調(diào)器是 。5相敏檢波器、鑒頻器6、電容式傳感器有 、 和介質(zhì)三種類(lèi)型。6. 面積、極距7、影響二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)是 和 。7固有頻率、阻尼比8、RC微分電路實(shí)際上是一種 濾波器，而RC積分電路實(shí)際上是一種 濾波器。8. 高通、低通9、為了求取測(cè)試裝置本身的動(dòng)態(tài)特性，常用的實(shí)驗(yàn)方法是 和 。9階躍響應(yīng)法、頻率響應(yīng)法10、調(diào)幅波經(jīng)過(guò)相敏檢波后，既能恢復(fù)信號(hào)電壓的 ，又能反映其 。10. 幅值、極性11、二階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)有 、 和 。11靜態(tài)靈敏度、固有頻率、阻尼比12、具有 的材料稱(chēng)為壓電材料，常用的壓電材料有 、 和有機(jī)壓電薄膜。12. 壓電效應(yīng)、壓電單晶、壓電陶瓷

14、13、信號(hào)當(dāng)時(shí)間尺度在壓縮時(shí)，則其頻帶 其幅值 。例如將磁帶記錄儀 即是例證。13.展寬、降低、慢錄快放14、測(cè)試裝置的特性可分為 特性和 特性。14.靜態(tài)、動(dòng)態(tài)15、當(dāng)測(cè)量較小應(yīng)變值時(shí)應(yīng)選用 效應(yīng)工作的應(yīng)變片，而測(cè)量大應(yīng)變值時(shí)應(yīng)選用 效應(yīng)工作的應(yīng)變片。15.壓阻、應(yīng)變四、問(wèn)答題（本大題共4小題，每小題8分，共32分）1、什么是窗函數(shù)？描述窗函數(shù)的各項(xiàng)頻域指標(biāo)能說(shuō)明什么問(wèn)題？1. 答：(1)窗函數(shù)就是時(shí)域有限寬的信號(hào)。其在時(shí)域有限區(qū)間內(nèi)有值，頻譜延伸至無(wú)限頻率。（3分）(2)描述窗函數(shù)的頻域指標(biāo)主要有最大旁瓣峰值與主瓣峰值之比、最大旁瓣10倍頻程衰減率、主瓣寬度。（3分）(3)主瓣寬度窄可以提

15、高頻率分辨力，小的旁瓣可以減少泄漏。（2分）2、何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？ 2答：霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)薄片時(shí)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的兩側(cè)面上將產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生的電位差稱(chēng)為霍爾電勢(shì)。（4分）霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理（物理本質(zhì)）：在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷受到磁場(chǎng)力FL（稱(chēng)為洛侖茲力）作用，而向垂直于磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)方向的方向移動(dòng)，在兩側(cè)面產(chǎn)生正、負(fù)電荷積累。（4分）3、為什么進(jìn)行體溫測(cè)量時(shí)，需要將體溫計(jì)與身體保持接觸一段時(shí)間？3.答：溫度計(jì)是一階慣性系統(tǒng)；其階躍響應(yīng)為，（3分）系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間與系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)，當(dāng)t=4時(shí)，系統(tǒng)的輸出值與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)值僅

16、相差2%，（3分）當(dāng)t越大，系統(tǒng)的輸出值與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)值的誤差就越小。（2分）4、相關(guān)函數(shù)和相關(guān)系數(shù)有什么區(qū)別？相關(guān)分析有什么用途，舉例說(shuō)明。4.答：(1)通常，兩個(gè)變量之間若存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，則稱(chēng)兩者存在著函數(shù)關(guān)系，相關(guān)函數(shù)又分為自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)。當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量之間具有某種關(guān)系時(shí)，隨著某一個(gè)變量數(shù)值的確定，另一變量卻可能取許多不同的值，但取值有一定的概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律，這時(shí)稱(chēng)兩個(gè)隨機(jī)變量存在相關(guān)關(guān)系，對(duì)于變量和之間的相關(guān)程度通常用相關(guān)系數(shù)來(lái)表示。（4分）(2)在測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中，無(wú)論分析兩個(gè)隨機(jī)變量之間的關(guān)系，還是分析兩個(gè)信號(hào)或一個(gè)信號(hào)在一定時(shí)移前后的關(guān)系，都需要應(yīng)用相關(guān)分析。例如在振動(dòng)測(cè)試分析

17、、雷達(dá)測(cè)距、聲發(fā)射探傷等都用到相關(guān)分析。（4分）五、論述題（本大題共3小題，每小題10分，共30分）1、光纖傳感器與常規(guī)傳感器相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 1. 答: (1)抗電磁干擾能力強(qiáng)。光纖主要由電絕緣材料做成，工作時(shí)利用光子傳輸信息，因而不怕電磁場(chǎng)干擾；此外，光波易于屏蔽，外界光的干擾也很難進(jìn)入光纖。（4分）(2)光纖直徑只有幾微米到幾百微米。而且光纖柔軟性好，可深入到機(jī)器內(nèi)部或人體彎曲的內(nèi)臟等常規(guī)傳感器不宜到達(dá)的部位進(jìn)行檢測(cè)。（4分）(3)光纖集傳感與信號(hào)傳輸于一體，利用它很容易構(gòu)成分布式傳感測(cè)量。（2分）2、什么是調(diào)制？調(diào)制的目的是什么？如何實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅和解調(diào)？2.答：調(diào)制是指利用某種

18、低頻信號(hào)來(lái)控制或改變一高頻振蕩信號(hào)的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程。 （3分）信號(hào)調(diào)理的目的是：（1）實(shí)現(xiàn)緩變信號(hào)的傳輸，特別是遠(yuǎn)距離傳輸；（2）提高信號(hào)傳輸中的抗干擾能力和信噪比。（3分） 對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅是將一個(gè)高頻載波信號(hào)與被測(cè)信號(hào)相乘，使得高頻信號(hào)的幅值隨被測(cè)信號(hào)的變化而變化?？墒褂猛浇庹{(diào)、相敏檢波的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。（4分）3、什么是負(fù)載效應(yīng)？對(duì)于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負(fù)載效應(yīng)的措施有哪些？3.答：當(dāng)一個(gè)裝置聯(lián)接到另一裝置上時(shí)，由于發(fā)生能量交換而使前裝置的聯(lián)接處甚至整個(gè)裝置的狀態(tài)和輸出都將發(fā)生變化的現(xiàn)象稱(chēng)為負(fù)載效應(yīng)。（3分）對(duì)于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負(fù)載效應(yīng)的辦法有:(1)提高后續(xù)環(huán)節(jié)(負(fù)載)的

19、輸入阻抗；（2分）(2)在原來(lái)兩個(gè)相聯(lián)接的環(huán)節(jié)之中，插入高輸入阻抗、低輸出阻抗的放大器，以便一方面減小從前環(huán)節(jié)吸取能量，另一方面在承受后一環(huán)節(jié)（負(fù)載）后又能減小電壓輸出的變化，從而減輕負(fù)載效應(yīng)；（3分）(3)使用反饋或零點(diǎn)測(cè)量原理，使后面環(huán)節(jié)幾乎不從前環(huán)節(jié)吸取能量。（2分）六、計(jì)算題（本大題共6小題，每小題12分，共72分）1、已知某信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，試求：（1）該信號(hào)的均值；（2）均方值；（3）功率譜。1.解：（1）由于為周期不衰減的函數(shù)，則原信號(hào)應(yīng)為同頻率的正弦信號(hào)，即。根據(jù)信號(hào)均值的定義得： （4分）（2）根據(jù)自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)可知 所以：（4分）（3）自相關(guān)函數(shù)與自譜是一對(duì)傅立葉變換對(duì)關(guān)

20、系，并且 式中： （4分）2、進(jìn)行某動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量時(shí)，所采用的壓電式力傳感器的靈敏度為90.9nC/MPa，將它與增益為0.005V/nC的電荷放大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺(tái)筆式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/V。試計(jì)算這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的總靈敏度；當(dāng)壓力變化為3.5MPa時(shí)，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？2解：若不考慮負(fù)載效應(yīng)，則各裝置串聯(lián)后總的靈敏度等于各裝置靈敏度相乘， （4分）即：S=90.9(nC/MPa)´0.005(V/nC)´20(mm/V)=9.09mm/MPa。（4分）偏移量：y=S´3.5=9.09´3.5=31.815mm。

21、（4分）3、有一鋼板，原長(zhǎng)，鋼板彈性模量，使用BP-3箔式應(yīng)變片R=120，靈敏度系數(shù)S=2，測(cè)出的拉伸應(yīng)變值為300。求：鋼板伸長(zhǎng)量，應(yīng)力及。如果要測(cè)出1應(yīng)變值則相應(yīng)的是多少？（）3.解：因?yàn)?，則有： （每行2分，共8分）如果要測(cè)出1應(yīng)變值，則： （4分）4、為防止電容傳感器擊穿，在兩極之間加入厚度為a的云母片（見(jiàn)下圖），其介電常數(shù)為，空氣介電常數(shù) ，求傳感器的總電容量C=？（圓形極板直徑D，兩云母片間距離）4.解：加入云母片后，相當(dāng)于介質(zhì)為空氣的電容器和介質(zhì)為云母片的電容器串聯(lián)（3分），則電容器串聯(lián)后的電容量為: （每步3分，共9分）5、已知，試求其頻譜。5.解：因?yàn)椋?（3分）利用頻移性質(zhì)可得：（6分）于是：（3分）6、以阻值R=120，靈敏度S=2的電阻應(yīng)變片與阻值R=120的固定電阻組成的電橋，供橋電壓為3V，并假定負(fù)