皖西學院機械測試技術(shù)A-答案

1、皖西學院 2012 2013學年度第 2學期期末考試試卷 (A 卷)機電學院 學院 機械 專業(yè) 10 級 機械測試技術(shù) 課程題號一二三四五六七八總分統(tǒng)分人復(fù)核人得分。內(nèi)線封密在寫須必號學、名姓、級班，題答要不內(nèi)線封密號學名姓得分評卷人復(fù)核人名詞解釋：本大題共 5小題，每小題 2分，共 10 分。1測量：是指以確定被測對象的量值為目的而進行的實驗過程。包括靜態(tài)測量、動態(tài)測 量。2非確定性信號：不能用數(shù)學式描述，其幅值、相位變化不可預(yù)知，所描述物理現(xiàn)象是 一種隨機過程。3靈敏度：為單位輸入變化所引起的輸出變化。量綱為輸出量與輸入量的量綱之比。 4采樣定理：為保證采樣后信號能真實地保留原始模擬信號信

2、息，信號采樣頻率必須至 少為原信號中最高頻率成分的2 倍。5儀器控制：是指通過微機上的軟件控制儀器控制總線上的一臺儀器。得分評卷人復(fù)核人簡答題：本大題共5 小題，每小題5 分，共 25 分。1以方框圖的形式說明測試系統(tǒng)的組成，簡述主要部分的作用。傳感器是將被測信息轉(zhuǎn)換成某種電信號的器件； 信號的調(diào)理是把來自傳感器的信號轉(zhuǎn)換成 適合傳輸和處理的形式；信號處理環(huán)節(jié)可對來自信號調(diào)理環(huán)節(jié)的信號，進行各種運算、濾 波和分析；信號顯示、記錄環(huán)節(jié)將來自信號處理環(huán)節(jié)的信號顯示或存貯。模數(shù)( A/D )轉(zhuǎn) 換和數(shù)模( D/A )轉(zhuǎn)換是進行模擬信號與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換，以便用計算機處理。2. 什么是 “柵欄效應(yīng)”？

3、如何減少“柵欄效應(yīng)”的影響？解： (1)對一函數(shù)實行采樣，實質(zhì)就是“摘取”采樣點上對應(yīng)的函數(shù)值。其效果有如透過柵 欄的縫隙觀看外景一樣，只有落在縫隙前的少量景象被看到，其余景象都被柵欄擋住，稱 這種現(xiàn)象為柵欄效應(yīng)。 (2) 時域采樣時滿足采樣定理要求，柵欄效應(yīng)不會有什么影響。頻率 采樣時提高頻率分辨力，減小頻率采樣間隔可以減小柵欄效應(yīng)。3. 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，舉例說明。答： (1) 通常，兩個變量之間若存在著一一對應(yīng)關(guān)系，則稱兩者存在著函數(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)。當兩個隨機變量之間具有某種關(guān)系時，隨著某一個 變量數(shù)值的確定，另一變量卻可能取許

4、多不同的值，但取值有一定的概率統(tǒng)計規(guī)律， 這時稱兩個隨機變量存在相關(guān)關(guān)系， 對于變量和之間的相關(guān)程度通常用相關(guān)系數(shù) 來表示。 (2)在測試技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域中，無論分析兩個隨機變量之間的關(guān)系，還是分析 兩個信號或一個信號在一定時移前后的關(guān)系，都需要應(yīng)用相關(guān)分析。例如在振動測試 分析、雷達測距、聲發(fā)射探傷等都用到相關(guān)分析。4. 試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。答： (1)不同點： 1)自感式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。 (2) 相同點：兩者都屬于電感 式傳感器，都可以分為氣隙型、截面型和螺管性三種類型。5.利

5、用電渦流傳感器測量物體的位移。試問：( 1)如果被測物體由塑料制成，位移測量是否可行？為什么？( 2)為了能夠?qū)υ撐矬w進行位移測量，應(yīng)采取什么措施？應(yīng)考慮什么問題？答： (1)不可行。因為電渦流傳感器是電感傳感器的一種形式，是利用金屬導(dǎo)體在交變 磁場中的渦流效應(yīng)進行工作的，而塑料不是導(dǎo)體，不能產(chǎn)生渦流效應(yīng)，故不可行。(2)可在該物體表面上鍍上一層金屬， 使之在變化的磁場中或者磁場中運動時， 表層產(chǎn) 生感應(yīng)電流，并自行閉合，從而形成渦流。應(yīng)考慮以下問題：導(dǎo)體的電阻率要高，消 除加工過程中殘余的剩磁，避免導(dǎo)體表面有不同性質(zhì)的電鍍層，以防止影響靈敏度； 被測物體的大小應(yīng)大于線圈直徑的 1.8 倍，若

6、為圓柱體時，其直徑應(yīng)大于線圈直徑的 3.5 倍。11X(f ) F(0)F(0)22可見調(diào)幅信號的頻譜等于將調(diào)制信號的頻譜一分為二， 各向左右移動載頻 0，同時譜 線高度減小一半。得分評卷人復(fù)核人計算題：本大題共2 小題，每小題 12 分，共 24 分。1設(shè)有一時間函數(shù) f(t)及其頻譜如圖 1-27 所示。現(xiàn)乘以余弦型振蕩 cos0t (0 m) 。在這個關(guān)系中，函數(shù)f(t) 叫做調(diào)制信號，余弦振蕩cos0t 叫做載波。試求調(diào)幅信號f(t)cos0t 的傅里葉變換，示意畫出調(diào)幅信號及其頻譜。又問：若0 m時將會出現(xiàn)什么情況？若 0 m 將發(fā)生混疊。2.若將高、 低通網(wǎng)絡(luò)直接串聯(lián) (見圖 4-

7、46)，問是否能組成帶通濾波器？請寫出網(wǎng)絡(luò)的傳遞 函數(shù)，并分析其幅、相頻率特性。C1R2ui(t)R1 C2uo(t)圖 4-46 題 4-12 圖圖 1-27 題 1-7 圖解：H (s)1s21 2s2 ( 1 2 3)s 1解： x(t) f (t)cos( 0t)F( ) F f(t)cos( 0t) 1 ej 0t e j 0t2所以 x(t) 1 f(t)ej 0t 1 f (t)e j 0t22根據(jù)頻移特性和疊加性得：1=R1C1， 2=R2C2， 3=R1C2j121 2 2 j( 1 2 3) 1( ) arctan輸出電壓 U0 為零。A(0)=0， (0)= /2； A(

8、 )=0， ( )=- /2，可以組成帶通濾波器，如下圖所示。Bode Diagram)Bd(edutinga)ged(esah2)測拉力時，由于受拉， R1= R2，測彎矩時，由于受彎， R1=R2。測定拉 力的電橋如圖 b，R1 和 R2組成電橋的相對臂。測定彎矩的電橋如圖c，R1和 R2組成相鄰臂。測拉力的電橋輸出電壓 U0將 R2=-R1代入上式有可見， RT 互相抵消，對電橋的輸出無影響。2. 什么是相敏檢波？工作原理是什么？請給出典型的二極管相敏檢波電路及其輸入 輸出關(guān)系圖。得分評卷人復(fù)核人四分析題：本大題共2 小題，每小題 12 分，共 24 分。答：相敏檢波電路 (與濾波器配合

9、 )可以將調(diào)幅波還原成原信號波形，起解調(diào)作用；并具有 鑒別信號相位的能力。1. 圓柱形彈性元件，在拉、彎聯(lián)合作用下，如題圖4-1a,應(yīng)變片應(yīng)如何布片和正確接電橋才能測定拉力 p 和彎矩 M，并能消除拉力和彎矩間的相互干擾答： 1)原則上僅需在圓柱彈性元件上下表面各貼一片應(yīng)變片R1和 R2(見圖)，并與兩阻值和應(yīng)變片阻值相同的固定電阻組成電橋。沒有力、彎矩作用時，R1=R2=R，電橋a) 振紋的幅值譜 b) 主軸箱傳動示意圖解：( 1)計算軸的轉(zhuǎn)速和頻率：2)判別 : 由計算結(jié)果知得分評卷人復(fù)核人五應(yīng)用題：本大題共1 小題，每小題 17 分，共 17 分。與頻譜圖中最大幅值處的頻率相吻合， 最大。故知軸 II 上的齒輪不平衡量對加工表面的振紋影響車床加工零件外圓表面時常產(chǎn)生振紋， 表面