2022年2022年《測(cè)試技術(shù)》習(xí)題答案

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載緒 論1 .舉例說(shuō)明什么為測(cè)試？答： 1測(cè)試?yán)樱簽榱舜_定一端固定的懸臂梁的固有頻率,我們可以采納錘擊法對(duì)梁進(jìn)行激振,再利用壓電傳感器. 電荷放大器. 波形記錄器記錄信號(hào)波形, 由衰減的振蕩波形便可以運(yùn)算出懸臂梁的固有頻率；（ 2）結(jié)論：由本例可知： 測(cè)試為指確定被測(cè)對(duì)象懸臂梁的屬性固有頻率的全部操作,為通過(guò)肯定的技術(shù)手段激振.拾振.記錄.數(shù)據(jù)處理等,獵取懸臂梁固有頻率的信息的過(guò)程；2. 測(cè)試技術(shù)的任務(wù)為什么？答：測(cè)試技術(shù)的任務(wù)主要有:通過(guò)模型試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),提高產(chǎn)品質(zhì)量；通過(guò)測(cè)試,進(jìn)行設(shè)備強(qiáng)度校驗(yàn),提高產(chǎn)量和質(zhì)量；監(jiān)測(cè)環(huán)境振動(dòng)和噪聲,找振

2、源,以便實(shí)行減振.防噪措施；通過(guò)測(cè)試,發(fā)覺(jué)新的定律.公式等；通過(guò)測(cè)試和數(shù)據(jù)采集,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè).質(zhì)量掌握和故障診斷；3. 以方框圖的形式說(shuō)明測(cè)試系統(tǒng)的組成,簡(jiǎn)述主要部分的作用；（ 1）測(cè)試系統(tǒng)方框圖如下：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載（ 2）各部分的作用如下：傳感器為將被測(cè)信息轉(zhuǎn)換成某種電信號(hào)的器件；信號(hào)的調(diào)理為把來(lái)自傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合傳輸和處理的形式；信號(hào)處理環(huán)節(jié)可對(duì)來(lái)自信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)的信號(hào),進(jìn)行各種運(yùn)算.濾波和分析；信號(hào)顯示.記錄環(huán)節(jié)將來(lái)自信號(hào)處理環(huán)節(jié)的信號(hào)顯示或存貯；模數(shù)（ a/d ）轉(zhuǎn)換和數(shù)模（ d/a ）轉(zhuǎn)換為進(jìn)行模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換

3、, 以便用運(yùn)算機(jī)處理；2 .求正弦信號(hào)的肯定均值和均方根值；解12精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載5. 設(shè)有一時(shí)間函數(shù)f t 及其頻譜如下列圖；現(xiàn)乘以余弦函數(shù)cos0t（0 >m）；在這個(gè)關(guān)系中函數(shù)f t 稱為調(diào)制信號(hào), 余弦函數(shù) cos0t稱為載波；試求調(diào)幅信號(hào)的f t cos0t傅氏變換,并繪制其頻譜示意圖；又：如0<m將會(huì)顯現(xiàn)什么情形？解： 1 令(2) 依據(jù)傅氏變換的頻移性質(zhì),有：頻譜示意圖如下：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載(3) 當(dāng)0<m時(shí),由圖可見,顯現(xiàn)混疊,不能通過(guò)濾波的方法提取出原信號(hào)f

4、t 的頻譜；1.已知信號(hào)的自相關(guān)函數(shù),求該信號(hào)的均方值；解：（ 1）該信號(hào)的均值為零,所以；（2）；（3）；2 .求的自相關(guān)函數(shù) .其中解：瞬態(tài)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)表示為：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載3. 求初始相角為隨機(jī)變量的正弦函數(shù)的自相關(guān)函數(shù),假如,有何變化？（1）具有圓頻率為.幅值為 a.初始相交為的正弦函數(shù),為一個(gè)零均值的各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程；其平均值可用一個(gè)周期的平均值運(yùn)算；其自相關(guān)函數(shù)為令,就,（2）當(dāng)時(shí),自相關(guān)函數(shù)無(wú)變化；7.車床加工零件外圓表面經(jīng)常產(chǎn)生振紋,表面振紋主要為由轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪的不平穩(wěn)慣 性力使主軸箱振動(dòng)而引起的；振紋的幅值譜a f 如題

5、圖 a）所示,主軸箱傳動(dòng)示意圖如題圖 b 所示；傳動(dòng)軸1.2.3 上的齒輪齒數(shù)分別為,傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n1=2000r /min,試分析哪一根軸上的齒輪不平穩(wěn)量對(duì)加工表面的振紋影響大？為什么？a) 振紋的幅值譜b 主軸箱傳動(dòng)示意圖解：（ 1）運(yùn)算軸的轉(zhuǎn)速和頻率：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載（ 2）判別 :由運(yùn)算結(jié)果知12. 什么為泄漏？為什么產(chǎn)生泄漏？窗函數(shù)為什么能削減泄漏？解：1信號(hào)的能量在頻率軸分布擴(kuò)展的現(xiàn)象叫泄漏；2由于窗函數(shù)的頻譜為一個(gè)無(wú)限帶寬的函數(shù),即為xt為帶限信號(hào),在截?cái)嗪笠脖囟ǔ蔀闊o(wú)限帶寬的信號(hào),所以會(huì)產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象；3盡可能減小旁瓣幅度,使頻譜

6、集中于主瓣鄰近,可以削減泄漏；13. 什么為“柵欄效應(yīng)”？如何削減“柵欄效應(yīng)”的影響？解：1對(duì)一函數(shù)實(shí)行采樣,實(shí)質(zhì)就為“摘取”采樣點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的函數(shù)值；其成效有如透過(guò)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,其余景象都被柵欄攔住, 稱這種現(xiàn)象為柵欄效應(yīng)；2時(shí)域采樣時(shí)滿意采樣定理要求,柵欄效應(yīng)不會(huì)有什么影響； 頻率采樣時(shí)提高頻率辨論力,減小頻率采樣間隔可以減小柵欄效應(yīng)；的影響；15. 頻率混疊為怎樣產(chǎn)生的,有什么解決方法？精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載答：1當(dāng)采納過(guò)大的采樣間隔 對(duì)兩個(gè)不同頻率的正弦波采樣時(shí), 將會(huì)得到一組相同的采樣值,造成無(wú)法辯識(shí)

7、兩者的差別, 將其中的高頻信號(hào)誤認(rèn)為低頻信號(hào), 于為就顯現(xiàn)了所謂的混疊現(xiàn)象；2為了防止頻率混疊,應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)（）成為有限帶寬的信號(hào),同時(shí)應(yīng)使采樣頻率 大于帶限信號(hào)的最高頻率 的倍；16. 相關(guān)函數(shù)和相關(guān)系數(shù)有什么區(qū)分？相關(guān)分析有什么用途,舉例說(shuō)明；答：1 通常, 兩個(gè)變量之間如存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,就稱兩者存在著函數(shù)關(guān)系、相關(guān)函數(shù)又分為自相關(guān)函數(shù)和相互關(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,另一變量卻可能取很多不同的值,但取值有肯定的概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律,這時(shí)稱兩個(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；2 在測(cè)試技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域中,無(wú)論分析

8、兩個(gè)隨機(jī)變量之間的關(guān)系,仍為分析兩個(gè)信號(hào)或一個(gè)信號(hào)在肯定時(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.雷達(dá)測(cè)距.聲發(fā)射探傷等都用到相關(guān)分析；第三章1. 說(shuō)明線性系統(tǒng)的頻率保持性在測(cè)量中的作用；答：（ 1）線性系統(tǒng)的頻率保持性,在測(cè)試工作中具有特別重要的作用；由于在實(shí)際測(cè)試中, 測(cè)試得到的信號(hào)經(jīng)常會(huì)受到其他信號(hào)或噪聲的干擾,這時(shí)依據(jù)頻率保持特性可以認(rèn)定測(cè)得信號(hào)中只有與輸入信號(hào)相同的頻率成分才為真正由輸入引起的輸出；（ 2）同樣,在故障診斷中,依據(jù)測(cè)試信號(hào)的主要頻率成分,在排除干擾的基礎(chǔ)上,依據(jù)頻率保持特性推出輸入信號(hào)也應(yīng)包含該頻率成分,通過(guò)查找產(chǎn)生該頻率成分的緣由,就可以診斷出故障的緣

9、由；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載2. 在使用靈敏度為 80nc/mpa的壓電式力傳感器進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí),第一將他與增益為5mv/nc的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/v的筆試記錄儀上, 試求該壓力測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度；當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí),壓力變化為多少？2 解：（ 1）求解串聯(lián)系統(tǒng)的靈敏度；（ 2）求壓力值；3. 把靈敏度為的壓電式力傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)到的電荷放大器相接,求其總靈敏度；如要將總靈敏度調(diào)到,電荷放大器的靈敏度應(yīng)作如何調(diào)整？解：4.用一時(shí)間常數(shù)為2s 的溫度計(jì)測(cè)量爐溫時(shí), 當(dāng)爐溫在 200 400之間,以 150s 為周期

10、,按正弦規(guī)律變化時(shí),溫度計(jì)輸出的變化范疇為多少？解： （ 1）已知條件；（ 2）溫度計(jì)為一階系統(tǒng),其幅頻特性為精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載（ 3）輸入為 200.400時(shí),其輸出為：y=aw×200=200.7 y=aw× 400=401.4 5.用一階系統(tǒng)對(duì) 100hz的正旋信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí), 假如要求振幅誤差在10%以內(nèi)、 時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？假如用該系統(tǒng)對(duì)50 z 的正旋信號(hào)進(jìn)行測(cè)試時(shí), 就此時(shí)的幅值誤差和相位誤差為多少？解：（ 1）一階系統(tǒng)幅頻誤差公式；,相位差為:-67.540幅值誤差為： 2.9%7.用傳遞函數(shù)為的一階測(cè)量裝置進(jìn)

11、行周期信號(hào)測(cè)量；如將幅度誤差限制在5%以下,試求所能測(cè)量的最高頻率成分；此時(shí)的相位差為多少？ 解：（ 1）已知一階系統(tǒng)誤差公式；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載（ 2）解得 w=131.478.設(shè)一力傳感器作為二階系統(tǒng)處理；已知傳感器的固有頻率為800hz,阻尼比為 0.14 ,問(wèn)使用該傳感器作頻率為400hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí),其振幅和相位角各為多少？解：（ 1）fn=800hz、=0.14 、 f=400hz帶入頻譜特性；9.5.為什么電容式傳感器易受干擾？如何減小干擾？答：1傳感器兩極板之間的電容很小,僅幾十個(gè),f小的甚至只有幾個(gè)；f2而傳感器與電子儀

12、器之間的連接電纜卻具有很大的電容,如屏蔽線的電容最小的l 米也有幾個(gè) ,f最大的可達(dá)上百個(gè)；f這不僅使傳感器的電容相對(duì)變化大大降低,靈敏度 也降低, 更嚴(yán)峻的為電纜本身放置的位置和外形不同,或因振動(dòng)等緣由, 都會(huì)引起電纜本身電容的較大變化,使輸出不真實(shí),給測(cè)量帶來(lái)誤差；3解決的方法,一種方法為利用集成電路,使放大測(cè)量電路小型化,把它放在傳感器內(nèi)部,這樣傳輸導(dǎo)線輸出為直流電壓信號(hào),不受分布電容的影響;4另一種方法為采納雙屏蔽傳輸電纜,適當(dāng)降低分布電容的影響；由于電纜分布電容對(duì)傳感器的影響,使電容式傳感器的應(yīng)用受到肯定的限制；6.精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載1

13、0. 某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r=4（ mm）,工作初始極板間距離 0=0.3mm,介質(zhì)為空氣；問(wèn) :a) 假如極板間距離變化量 =士 lmm ,電容的變化量 c為多少 .b) 假如測(cè)量電路的靈敏度k1=10omv/pf、 讀數(shù)外表的靈敏度k2=5 格/mv,在 =士 1um時(shí),讀數(shù)外表的變化量為多少.12k答： 1 已知0=8.85 ×10 （f/m）,傳感器的靈敏度為2）1. 某車床加工外圓表面時(shí), 表面振紋主要由轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪的不平穩(wěn)慣性力而使主軸箱振動(dòng)所引起；振紋的幅值譜如題圖8.1a 所示,主軸箱傳動(dòng)示意圖如題圖8.1b 所示；傳動(dòng)軸 i .傳動(dòng)軸 ii和主軸 iii上的齒輪齒數(shù)為,；傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速=2000r/min ；試分析哪一根軸上的齒輪不平穩(wěn)量對(duì)加工表面的振紋影響最大？為什么？a) 振紋的幅值譜b傳動(dòng)示意圖題圖主軸箱示意圖及其頻譜解： 1） 運(yùn)算各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載軸 i 的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率：hz軸 ii的轉(zhuǎn)速：r/min軸 ii的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率：hz軸 iii的轉(zhuǎn)速：r/min軸 iii的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率：hz2）判別由運(yùn)算結(jié)果知,軸ii的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率=25hz 與幅頻圖 af 中最大幅值處的頻率相吻合,