機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)知識點總結(jié)匯編

1、學(xué)習(xí)-好資料第一章信號及其描述（一）填空題1、測試的基本任務(wù)是 獲取有用的信息，而信息總是蘊涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸?shù)?。這些物理量就是信號 ，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。2、信號的時域描述，以 時間t 為獨立變量;而信號的頻域描述，以頻率f 為獨3、立變量。周期信號的頻譜具后二個特點：離散性,諧波性, 收斂性。4、非周期信號包括準(zhǔn)周期信號和瞬態(tài)非周期信號。5、描述隨機信號的時域特征參數(shù)有均值、均方值、 方差。6、對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是JI 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 奇對稱。（二）判斷對錯題（用，或x表示）1、各態(tài)歷經(jīng)隨機過程一定是平穩(wěn)隨機過程。（Y ）2、信號

2、的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。（Y ）3、非周期信號的頻譜一定是連續(xù)的。（X ）4、非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。（X ）5、隨機信號的頻域描述為功率譜。（Y ）（三）簡答和計算題1、 求正弦信號x（t） =x0sin 0t的絕對均值|x|和均方根值Xrms。 22、求正弦信號x（t） =x0sin（6t +中）的均值Nx,均萬值Wx ,和概率留度函數(shù) p（x）。3、 求指數(shù)函數(shù)x（t） = Ae"t（a >0,t ±0）的頻譜。cosot11T4、求被截斷的余弦函數(shù) x（t）=10的傅立葉變換。0|t|”. at5、求指數(shù)衰減振蕩信號 x（t）

3、=e sinco0t（a >0,t之0）的頻譜。 第二章測試裝置的基本特性（一）填空題-、，_，一,，1t1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為H（j）=，輸入信號x（t） = sin,則輸出信號2j 12y（t）的頻率為 * =,幅值 y=,相位 6=。1.5 一 41n22、 試求傳遞函數(shù)分別為和n2的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的3.5s 0.5s214 ns n總靈敏度。3、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有 傅立葉變換法 、 和 濾波器法。4、當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出y（t）與輸入x（t）之間的關(guān)系為y（t） =A°x（t 10）時，該系統(tǒng)能實現(xiàn)測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為 H

4、（jco）=。5、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的被測量越小。6、 一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有線性關(guān)系為最佳。（二）選擇題1、 不屬于測試系統(tǒng)的靜特性。（1）靈敏度 （2）線性度（3）回程誤差（4）阻尼系數(shù) 2、從時域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng) 響應(yīng)的卷積。（1）正弦 階躍 （3）脈沖（4）斜坡3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為 Qi(。)和Q2©),則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性 為。(1) Q1 (s)Q2(。) (2) Q1 3) + Q2(®) (3) Q1')Q2(s)(4) Q1(6 ) _Q2fc)Qi( ) Q2()4、

5、 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量(2)存在，但1(4)不存在(1)存在，但5%(3)在時間常數(shù)很小時存在 5、忽略質(zhì)量的單自由度振動系統(tǒng)是 系統(tǒng)。(1)零階(2) 一階(3)二階(4)高階 6、 一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是 。(1)固有頻率(2)線性度 (3)時間常數(shù)(4)阻尼比7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值 倍所經(jīng)過的時間作為時間常數(shù)。(1) 0.632(2) 0.865(3) 0.950(4) 0.982(三)判斷對錯題(用，或x表示)1、 一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測試”條件，若用它傳輸一個1000Hz的正弦信號，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。(X )2、在線性時不變

6、系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時，系統(tǒng)的輸出量與輸入量之比的拉氏變換稱為 傳遞函數(shù)。(Y3、當(dāng)輸入信號x(t)一定時，系統(tǒng)的輸出y(t)將完全取決于傳遞函數(shù)H(s),而與該系統(tǒng)的物理模型無關(guān)。(Y )4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。(Y )5、測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大。(X )6、幅頻特性是指響應(yīng)與激勵信號的振幅比與頻率的關(guān)系。(X)(四)簡答和計算題1、什么叫系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？2、測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些？3、測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是什么？ .14、某測試裝置為一線性時不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為H (S)=。求其對周期信號0.

7、005s 1x(t) =0.5cos10t +0.2cos(100t 45°)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng) y(t)。一 ,，一 1一，5、將信號cos6t輸入一個傳遞函數(shù)為 H (s)=的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過程在1 s內(nèi)的輸出y(t)的表達(dá)式。第三章常用傳感器(一)填空題1、屬于能量控制型的傳感器有申，阻申糜申容渦流等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有 壓電 磁電 等(每個至少舉例兩個)。2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)別在于：前者利用 幾何形變引起的電阻變化，后者利用電阻率 變化引起的電阻變化。3、為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的影響，實際應(yīng)用時

8、常常采用差動工作方式。4、壓電式傳感器的測量電路(即前置放大器)有兩種形式：電荷放大器和 電壓放大器，后接 電荷放大器時,可不受連接電纜長度的限制。5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場中的渦電流效應(yīng)。6、 磁電式速度計的靈敏度單位是 mv/(m/s)。7、 壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的壓由效應(yīng)而工作的。(二)選擇題1、電阻應(yīng)變片的輸入為 （1）力 （2） 應(yīng)變（3）速度（4）加速度2、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠 的變化實現(xiàn)信號變換的。（1）本身物理性質(zhì)（2）體積大?。?）結(jié)構(gòu)參數(shù)（4）電阻值3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是 。（1）位移（2）材質(zhì)鑒別（3）探傷（4）非金屬材料4、變極

9、距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成 關(guān)系。（1）非線性（2）線性（3）反比（4）平方5、半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 。（1）長度（2）截面積（3）電阻率 （4）高通6、壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的 產(chǎn)生變化。（1）固有頻率（2）阻尼比（3）靈敏度（4）壓電常數(shù)7、在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是 傳感器。（1）電容式（2）壓電式（3）電阻式（4）電渦流式8、自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙 6變化時，其靈敏度 S與6之間的關(guān)系是：S1一22（1） k-（2） kd（3） kd（4） -k69、光電倍增管是利用 效應(yīng)制成

10、的器件。（1）內(nèi)光電 （2）外光電（3）光生伏特（4）阻擋層（三）判斷對錯題（用，或X表示）1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（Y ）2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（ Y）3、壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（X ）4、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（X ）（四）簡答和計算題1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？2、渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為什么？3、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？4、電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應(yīng)采取什

11、么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測量了。5、壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？6、試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。（1） 用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；（2） 兩個線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說明如何接法。7、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露=0.3（mm）,介質(zhì)為空氣。問：（1） 如果極板間距離變化量 A6 =±1（Nm）,電容的變化量 AC是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度 k1 =100（mV/pF）,讀數(shù)儀表的靈敏度 k2=5（格/mV）在每=±1（ R

12、m）時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？第四章 信號調(diào)理、記錄和顯示（一）填空題1、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化轉(zhuǎn)化為電壓電流輸出的裝置。2、在橋式測量電路中，按照激勵電壓的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。3、在橋式測量電路中，根據(jù)工作時阻抗參與變化的橋臂數(shù)可將其分為半橋與全橋測量電路。4、調(diào)幅是指一個高頻的正（余）弦信號與被測信號乘,使高頻信號的幅值隨被測信號的 頻率而變化。信號調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的相乘 。5、 調(diào)頻波的解調(diào)又稱為鑒頻。6、7、調(diào)頻是利用信號電壓的幅值控制一個振蕩器,使其輸出為等幅波，而頻率力2倍時fc1與fc2的信號電壓成正比。常用濾波器的上、下截止頻率fci、f

13、c2的定義為副頻特性曲線降為最大值對應(yīng)的頻率為截止頻率 ,其帶寬B=fc2-fc1若為倍頻程濾波器關(guān)系為 fc2=1.26fc1 8、 RC低通濾波器中 RC值愈 大 ，則上截止頻率愈低。(二)選擇題1、設(shè)有一電路，R1是工作橋臂,R2 , R3, R4是固定電阻，且 R1 =R2 =R3 = R4。工 作時R1 T R1 +2嶇1 ,則電橋輸出電壓ey定()。eo為電橋的電源電壓。(1)4R1eo(2)2R1eo(3)舊1e°(4)2.R1"RTe°更多精品文檔2、調(diào)幅過程相當(dāng)于在時域中將調(diào)制信號與載波信號 (1)相乘(2)相除 (3)相加(4)相減3、 電路中

14、鑒頻器的作用是 (2)使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫?4)使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?1)使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓(3)使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?、 一選頻裝置，其幅一頻特性在f2 T電區(qū)間近于平直，在 f2 T 0區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。(1)低通(2)高通 (3)帶通 (4)帶阻5、 一帶通濾波器，其中心頻率是fo , -3dB帶寬是B ,則濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q等(4) fo B(1) fo +B(2) fo -B(3) foB(三)判斷對錯題(用，或X表示)1、平衡純電阻交流電橋須同時調(diào)整電阻平衡與電容平衡。( Y)2、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。(X )3、帶通濾波器的波形因數(shù) K值越大，其頻率選擇性越

15、好。(X )4、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。(Y )(四)簡答和計算題1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？2、調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？3、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種濾波器？其截止頻率如何確定？4、相關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。5、以阻值R=12OQ，靈敏度S =2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為 12OQ的固定電阻組成電橋, 供橋電壓Vo =3V ,若其負(fù)載電阻為無窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變 名=2OOO名。(1)求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。(2)求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度6、 若x(t)為調(diào)制信號，y(t)

16、 =cos2nfot為載波，Xm(t)為調(diào)幅波(如圖所示)(1)利用傅里葉變換性質(zhì)說明調(diào)幅過程的原理。(2)畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。第五章信號處理初步(一)填空題1、 為了識別信號類型，常用的信號分析方法有概率密度函數(shù)、和自相關(guān)函2、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有帶通濾波法、和 傅立葉變換法。3、在數(shù)字信號處理中，為避免頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號成為有限帶堡,還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即fs>2fh。4、如果一個信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象,采樣頻率應(yīng)該大于 100 Hz。5、若x(t)是均值為ux為零的寬帶隨機信號其自相關(guān)函數(shù)&

17、#176; =0時R( ° ) x2, T T 8時 R( T ) 0。6、相干函數(shù)一用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。27、若某一信號的自相關(guān)函數(shù)為Acos(即)，則該信號的均方值為 7x = A ，均方根值為Xrms= A 的根次 。8、最常用的功率譜估計方法為一周期圖法。 29、 Sx( f)為信號的 功率密度 沿頻率軸的分布，X ( f)稱為 能譜 。10、巴塞伐爾定理表示在時域中計算的信號總能量,等于在頻域 中計算的信號總能量。(二)判斷對錯題(用，或x表示)1、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。(X )2、 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。(Y)3、對于

18、周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全避免柵欄效應(yīng)。(Y )4、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號所引起的誤差越小。(Y )5、互相關(guān)函數(shù)是偶實函數(shù)。(X )6、利用系統(tǒng)輸入 x(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。(X )7、若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入 -輸出的相干函數(shù)一定為 1。( X )(三)簡答和計算題1、已知信號x(t) = A0 + A1 cos/t +%) + A2 s in (2t +中2),求信號的自相關(guān)函數(shù) Rx(9,并畫出自功率譜 Sx(®)(雙邊幅值譜)。2、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。3、相關(guān)濾波器的基

19、本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。4、試根據(jù)一個信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分。5、某一系統(tǒng)的輸入信號為 x(t),若輸出y(t)與輸入x(t)相同，輸入的自相關(guān)函數(shù) Rx(S和輸 入一輸出的互相關(guān)函數(shù) Rxy(i)之間的關(guān)系為Rx(T) = Rx(E +T),試說明該系統(tǒng)起什么 作用？6、應(yīng)用巴塞伐爾定理求 J*sin c2 (t)dt的積分值。第六章振動測試(一)填空題1、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，位移共振頻率v系統(tǒng)固有頻率,速度共振頻率=系統(tǒng)固有頻率,加速度共振頻率>系統(tǒng)固有頻率。2、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，在相位共振處

20、位移始終落后于激振力_90度。3、單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)運動所引起的受迫振動，當(dāng)激振頻率沅大干固有頻率時,質(zhì)量塊和殼體之間的相對運動和基礎(chǔ)振動近于相等。4、 激勵方式分為 , , 。5、按所測的振動性質(zhì)可將拾振器分為 和。6、阻抗頭的前端是 ,后面是測量激振點響應(yīng)的 。7、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式：、 和。8、 機械系統(tǒng)的主要振動參數(shù)是 , 和。9、相對法校準(zhǔn)傳感器時，經(jīng)國家計量等部門嚴(yán)格校準(zhǔn)過的傳感器起著“振動標(biāo)準(zhǔn)傳遞”的作用，稱為 傳感器。（二）判斷對錯題（用，或X表示）1、壓電式加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）2、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率

21、。（）3、壓電式加速度計手持探針法測振時，加速度計的使用上限頻率最低。（）4、壓電式加速度計的重量越輕，使用上限頻率越高，靈敏度越低。（）5、渦流位移傳感器屬于絕對式拾振器。（）6、低頻激振時，激振器的安裝固有頻率應(yīng)比激振頻率高3倍以上。（）7、快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（）8、脈沖錘的錘頭越軟，則激勵的頻率范圍越大。（）9、在振動測試中，測得的激勵和響應(yīng)之間的相位差包括了測試系統(tǒng)中所有儀器的相移。（）（三）簡答和計算題1、對單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，分別寫出其位移頻響函數(shù)、速度頻響函數(shù)、加速度頻響函數(shù)。2、對單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)位移所引起的受迫振動，分別寫出其相對位移頻響函數(shù)

22、、絕對位移頻響函數(shù)。3、對于壓電式加速度計， 畫出其工作原理圖，并說明為什么其上限頻率取決于固有頻率？4、對于磁電式絕對速度計，畫出其工作原理圖，并說明為什么其下限頻率取決于固有頻率？5、如何用實頻曲線估計系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫圖說明。參考答案第一章信號及其描述（一）1、信號；2、時間（t）,頻率（f）; 3、離散性，諧波性，收斂性；4、準(zhǔn)周期，瞬態(tài)22非周期；5、均彳1巴，均方值x ,方差仃x ; 6、偶，奇;（二）1、2、3、X; 4、X; 5、Aa j2-f2,2x0XoXo1,; 2、 0, ， -二 .22二 Xocos（ t ：）Tsinc（2聽 +o）T ）+Tsinc（2"一8o）T ）；J_o .5、2222'a -4二 f - oj4二fa第二章測試裝置的基本特性（一）1、1/2, 1 / <2 , 45 二；2、123; 3、傅立葉變換法，濾波器法；4、Aoe??；5、被測量；6、線性；（二）（4） （3） （2） （4） （2） （3） （1）（三）X V V V X X（四）略第三章常用傳感器（一）1、電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁電；2、金屬絲的幾何變形，半導(dǎo)體材料的電阻率變化；3、差動；4、電荷，電壓，電荷； 5、渦電流；6、mv / （m/s）