機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)答題

1、一、 信號(hào)及其描述1、周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)：離散性周期信號(hào)的頻譜是離散的；諧波性每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整數(shù)倍上，基波頻率是諸分量頻率的公約數(shù)；收斂性諧波分量的幅值按各自不同的規(guī)律收斂。2、傅里葉變換的性質(zhì)：奇偶虛實(shí)性、對(duì)稱性、線性疊加性、時(shí)間尺度改變特性、時(shí)移和頻移特性、卷積特性、積分和微分特性。3、非周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)：非周期信號(hào)可分解成許多不同頻率的正弦、余弦分量之和，包含了從零到無(wú)窮大的所有頻率分量；非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的；非周期信號(hào)的頻譜由頻譜密度函數(shù)來(lái)描述，表示單位頻寬上的幅值和相位；非周期信號(hào)頻域描述的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是傅里葉變換。二、測(cè)試裝置的基本特性1、測(cè)量裝置的靜態(tài)特性是在靜態(tài)測(cè)

2、量情況下描述實(shí)際測(cè)量裝置與理想時(shí)不變線性系統(tǒng)的接近程度。 線性度測(cè)量裝置輸入、輸出之間的關(guān)系與理想比例關(guān)系的偏離程度。 靈敏度單位輸入變化所引起的輸出變化。回程誤差描述測(cè)量裝置同輸入變化方向有關(guān)的輸出特性，在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)，最大的差值稱為回程誤差。 分辨力能引起輸出量發(fā)生變化的最小輸入量。 零點(diǎn)漂移測(cè)量裝置的輸出零點(diǎn)偏離原始零點(diǎn)的距離，它是可以隨時(shí)間緩慢變化的量。 靈敏度漂移由于材料性質(zhì)的變化所引起的輸入與輸出關(guān)系的變化。2、傳遞函數(shù)的特點(diǎn)：與輸入及系統(tǒng)的初始狀態(tài)無(wú)關(guān)，它只表達(dá)系統(tǒng)的傳輸特性；是對(duì)物理系統(tǒng)的微分描述，只反映系統(tǒng)傳輸特性而不拘泥于系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)；對(duì)于實(shí)際的物理系統(tǒng)，輸入和輸出都具

3、備各自的量綱；中的分母取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。3、一階測(cè)試系統(tǒng)和二階測(cè)試系統(tǒng)主要涉及哪些動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的取值對(duì)系統(tǒng)性能有何影響？一般采用怎樣的取值原則？答：測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：一階系統(tǒng)的參數(shù)是時(shí)間常數(shù)；二階系統(tǒng)的參數(shù)是固有頻率和阻尼比。 對(duì)系統(tǒng)的影響：一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)值越小，系統(tǒng)的工作頻率范圍越大，響應(yīng)速度越快。 二階系統(tǒng)的阻尼比一定時(shí)，越高，系統(tǒng)的工作頻率范圍越大，響應(yīng)速度越快；阻尼比的取值與給定的誤差范圍大小和輸入信號(hào)的形式有關(guān)。 取值原則：一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)愈小愈好；二階系統(tǒng)的固有頻率越大越好，阻尼比取。4、試說(shuō)明測(cè)試系統(tǒng)的阻尼比大多采用的原因。答：對(duì)于二階系統(tǒng)應(yīng)使，這樣能減

4、小動(dòng)態(tài)誤差，系統(tǒng)能以較短的時(shí)間進(jìn)入偏離穩(wěn)態(tài)不到25的范圍內(nèi)，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。當(dāng)系統(tǒng)的阻尼比在0.7左右時(shí)，幅頻特性近似常數(shù)的頻率范圍最寬，而相頻特性曲線也最接近直線。因而取可獲得較小的誤差和較寬的工作頻率范圍，相位失真也很小。5、什么是不失真測(cè)試，不失真測(cè)試的條件是什么？答：若都是常數(shù)，如果一個(gè)測(cè)試裝置滿足關(guān)系，則認(rèn)為該測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)了不失真測(cè)量。這表明，輸出信號(hào)較輸入信號(hào)，幅值放大了倍，時(shí)間上滯后了，波形一致。對(duì)上式作傅里葉變換，有，所以若要實(shí)現(xiàn)輸出波形不失真，其幅頻、相頻特性應(yīng)滿足如下條件=常數(shù)、。三、 常用傳感器與敏感元件1、電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點(diǎn)

5、？應(yīng)如何針對(duì)具體情況來(lái)選用？答：電阻絲應(yīng)變片主要利用形變效應(yīng)，而半導(dǎo)體應(yīng)變片主要利用壓阻效應(yīng)。 優(yōu)缺點(diǎn)：電阻絲應(yīng)變片主要優(yōu)點(diǎn)是性能穩(wěn)定，線性較好；主要缺點(diǎn)是靈敏度低，橫向效應(yīng)大。半導(dǎo)體應(yīng)變片主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、機(jī)械滯后小、橫向效應(yīng)??；主要缺點(diǎn)是溫度穩(wěn)定性差、靈敏度離散度大、非線性大。 選用時(shí)要根據(jù)測(cè)量精度要求、現(xiàn)場(chǎng)條件、靈敏度要求等來(lái)選擇。2、電感傳感器（自感型）的靈敏度與哪些因素有關(guān)？要提高靈敏度可采取哪些措施？采取這些措施會(huì)帶來(lái)什么樣后果？答：由式可見(jiàn)，靈敏度與磁路橫截面積A0、線圈匝數(shù)N、磁導(dǎo)率m0、氣隙d有關(guān)。 如果加大磁路橫截面積A0、線圈匝數(shù)N、磁導(dǎo)率m0，減小氣隙d，都可提高靈敏

6、度。 加大磁路橫截面積A0、線圈匝數(shù)N會(huì)增大傳感器尺寸，重量增加，并影響到動(dòng)態(tài)特性；減小氣隙d會(huì)增大非線性。3、光電傳感器包含哪兒種類型？各有何特點(diǎn)？用光電式傳感器可以測(cè)量哪些物理量？答：包括利用外光電效應(yīng)工作的光電傳感器、利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電傳感器、利用光生伏特效應(yīng)工作的光電傳感器三種。 外光電效應(yīng)光線照射物體，使物體的電子逸出表面的現(xiàn)象，包括光電管和光電倍增管。 內(nèi)光電效應(yīng)物體受到光線照射時(shí)，物體的電子吸收光能使其導(dǎo)電性增加，電阻率下降的現(xiàn)象，有光敏電阻和光導(dǎo)管。 光生伏特效應(yīng)光線使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)。 在CCD圖象傳感器、紅外成像儀、光纖傳感器、激光傳感器等中都得到了廣泛應(yīng)用。

7、4、何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？用霍爾元件可測(cè)哪些物理量？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)象稱為霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生的電位差稱為霍爾電勢(shì)。 霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的物理本質(zhì)：在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷受到磁場(chǎng)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。 可用于測(cè)量的物理量：電流的測(cè)量，位移測(cè)量，磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量，力測(cè)量；計(jì)數(shù)裝置，轉(zhuǎn)速測(cè)量，流量測(cè)量，位置檢測(cè)與控制，電子點(diǎn)火器，制做霍爾電機(jī)無(wú)刷電機(jī)等。5、試說(shuō)明壓電式加速度計(jì)、超聲換能器、聲發(fā)射傳感器之間的異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：都是利用材料的壓電效應(yīng)（正壓電

8、效應(yīng)或逆壓電效應(yīng)）。不同點(diǎn)：壓電式加速度計(jì)利用正壓電效應(yīng)，通過(guò)慣性質(zhì)量塊將振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成力作用于壓電元件，產(chǎn)生電荷。 超聲波換能器用于電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換，利用正、逆壓電效應(yīng)。利用逆壓電效應(yīng)可用于清洗、焊接等。 聲發(fā)射傳感器是基于晶體組件的壓電效應(yīng)，將聲發(fā)射波所引起的被檢試件表面振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的換能設(shè)備。聲發(fā)射傳感器不同于加速度傳感器，它受應(yīng)力波作用時(shí)靠壓電晶片自身的諧振變形把被檢試件表面振動(dòng)物理量轉(zhuǎn)化為電量輸出。6、有一批渦輪機(jī)葉片，需要檢測(cè)是否有裂紋，簡(jiǎn)述檢測(cè)方法并闡明所用傳感器的工作原理。答：利用霍爾元件探傷渦輪機(jī)葉片是否有裂紋。霍爾元件探測(cè)儀的永久磁鐵使渦輪機(jī)葉片磁化，當(dāng)葉片有

9、裂紋時(shí)，在裂紋斷口處出現(xiàn)漏磁場(chǎng)，霍爾元件通過(guò)此漏磁場(chǎng)將獲得一個(gè)脈動(dòng)電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入計(jì)算機(jī)分析，識(shí)別出裂紋數(shù)和裂紋斷口位置。7、試分析差動(dòng)變壓器相敏檢測(cè)電路的工作原理。答：相敏檢測(cè)電路原理是通過(guò)鑒別相位來(lái)辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測(cè)量信號(hào)。經(jīng)過(guò)相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負(fù)位移輸出負(fù)位移，電壓值的大小表明位移的大小，電壓的正負(fù)表明位移的方向。8、試比較自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同。答：不同點(diǎn)：自感式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；差動(dòng)變壓器式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成

10、互感系數(shù)的變化。 相同點(diǎn)：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、截面型和螺管型三種類型。9、電容式傳感器有哪些有缺點(diǎn)？說(shuō)明其主要應(yīng)用場(chǎng)合以及使用中應(yīng)注意的問(wèn)題。答：優(yōu)點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量；缺點(diǎn)：輸出阻抗高、負(fù)載能力差、寄生電容影響大、輸出特性非線性。 電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測(cè)量的一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測(cè)量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的絕緣性能；消除和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界干擾。10、用壓電式傳感器能測(cè)量靜態(tài)或變化很緩慢的信號(hào)嗎

11、？為什么？答：電式傳感器不適用于測(cè)量靜態(tài)或變化很緩慢的信號(hào)。由于不可避免地存在電荷泄漏，利用壓電式傳感器測(cè)量靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)量值時(shí)，必須采取一定措施，使電荷從壓電元件經(jīng)測(cè)量電路的漏失減小到足夠小的程度。而在動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，電荷可以不斷補(bǔ)充，從而供給測(cè)量電路一定的電流，故壓電式傳感器適宜作動(dòng)態(tài)測(cè)量。11、壓電效應(yīng)：某些物質(zhì)，當(dāng)受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，某些表面上出現(xiàn)電荷，形成電場(chǎng)，當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)。 逆壓電效應(yīng)：將壓電晶體置于外電場(chǎng)中，其幾何尺寸也會(huì)發(fā)生變化。 壓電材料：壓電單晶、壓電陶瓷和有機(jī)壓電薄膜。 并接時(shí)兩晶片負(fù)極集中在中間極板上，正極在兩側(cè)的電極上。

12、并接時(shí)電容量大、輸出電荷量大、時(shí)間常數(shù)大，宜于測(cè)量緩變信號(hào)，適宜于以電荷量輸出的場(chǎng)合。串接時(shí)正電荷集中在上極板，負(fù)電荷集中在下極板。串接時(shí)傳感器本身電容小、輸出電壓大，適用于以電壓作為輸出信號(hào)的場(chǎng)合。 前置放大電路的形式：一是用電阻反饋的電壓放大器，輸出電壓與輸入電壓成正比；另一種是用電容反饋的電荷放大器，輸出電壓與輸入電荷成正比。在一定條件下，電荷放大器的輸出電壓與傳感器的電荷量成正比，并且與電纜分布電容無(wú)關(guān)。因此采用電荷放大器時(shí)，即使連接電纜長(zhǎng)達(dá)百米以上時(shí)，其靈敏度也無(wú)明顯變化，這是電荷放大器突出的優(yōu)點(diǎn)。但與電壓放大器相比，其電路復(fù)雜，價(jià)格昂貴。12、熱電效應(yīng)：把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接

13、成閉合回路，如果將他們的兩個(gè)接點(diǎn)分別置于溫度為及的熱源中，則在該回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電動(dòng)勢(shì)由接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)組成。 溫差電動(dòng)勢(shì)是在同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電動(dòng)勢(shì)。由于高溫端的電子能量比低溫端的電子能量大，故由高溫端運(yùn)動(dòng)到低溫端的電子數(shù)較由低溫端運(yùn)動(dòng)到高溫端的電子數(shù)多，使得高溫端帶正電，而低溫端帶負(fù)電，從而在導(dǎo)體兩端形成一個(gè)電勢(shì)差，即溫差電動(dòng)勢(shì)。14、熱電偶回路的特點(diǎn)：若組成熱電偶回路的兩種導(dǎo)體相同，則無(wú)論兩接點(diǎn)溫度如何，熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢(shì)為零；若熱電偶兩接點(diǎn)溫度相同，則盡管導(dǎo)體A、B的材料不同，熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢(shì)也為零；熱電偶AB的熱電

14、動(dòng)勢(shì)與導(dǎo)體材料A、B的中間溫度無(wú)關(guān)，而只與接點(diǎn)溫度有關(guān)；熱電偶AB在接點(diǎn)溫度、時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)，等于熱電偶在接點(diǎn)溫度為、和、時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)總和；在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)線，只要第三種導(dǎo)線的兩端溫度相同，第三種導(dǎo)線的引入不會(huì)影響熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)溫度為、時(shí)，用導(dǎo)體A、B組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)等于AC熱電偶和CB熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的和。15、簡(jiǎn)述渦流式傳感器的工作原理：把一個(gè)線圈放到一塊金屬導(dǎo)體板附近，相距為，當(dāng)線圈通以高頻交流電流 i 時(shí)，便產(chǎn)生磁通，此交變磁通通過(guò)鄰近的金屬板，金屬板上便產(chǎn)生閉合的感應(yīng)電流 i1，即渦電流，渦電流也會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)1 ，根據(jù)楞次定律，渦電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)1與線圈

15、的磁場(chǎng)變化方向相反，1總是抵抗的變化，由于渦電流磁場(chǎng)的作用，使原線圈的等效阻抗 Z 發(fā)生變化，變化程度與有關(guān)。四、信號(hào)的調(diào)理與記錄1、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)？答：調(diào)制是指利用某種低頻信號(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。信號(hào)調(diào)制的目的：實(shí)現(xiàn)緩變信號(hào)的傳輸，特別是遠(yuǎn)距離傳輸；提高信號(hào)傳輸中的抗干擾能力和信噪比。 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。解調(diào)是指從已調(diào)制信號(hào)中恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。可使用同步解調(diào)、包絡(luò)檢波和相敏檢波的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。2、有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度

16、不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問(wèn)，在下列情況下，是否可提高靈敏度？說(shuō)明為什么？半橋雙臂各串聯(lián)一片；半橋雙臂各并聯(lián)一片。答：電橋的電壓靈敏度為，即電橋的輸出電壓和電阻的相對(duì)變化成正比。由此可知：半橋雙臂各串聯(lián)一片，雖然橋臂上的電阻變化增加1倍，但橋臂總電阻也增加1倍，其電阻的相對(duì)變化沒(méi)有增加，所以輸出電壓沒(méi)有增加，故此法不能提高靈敏度；半橋雙臂各并聯(lián)一片，橋臂上的等效電阻變化和等效總電阻都降低了一半，電阻的相對(duì)變化也沒(méi)有增加，故此法也不能提高靈敏度。3、為什么在動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上除了設(shè)有電阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕答：動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采用高頻交流電給電橋供電，電橋工作在

17、交流狀態(tài)，電橋的平衡條件為：Z1Z3=Z2Z4®|Z1|Z3|=|Z2|Z4|，。由于導(dǎo)線分布、各種寄生電容、電感等的存在，光有電阻平衡是不能實(shí)現(xiàn)阻抗模和阻抗角同時(shí)達(dá)到平衡，只有使用電阻、電容兩套平衡裝置反復(fù)調(diào)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)電橋阻抗模和阻抗角同時(shí)達(dá)到平衡。4、 試從調(diào)幅原理說(shuō)明，為什么某動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋激勵(lì)電壓頻率為10kHz，而工作頻率為01500Hz？答：為了不產(chǎn)生混疊，以及解調(diào)時(shí)能夠有效地濾掉高頻成分，要求載波頻率為510倍調(diào)制信號(hào)頻率。動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋激勵(lì)電壓為載波，頻率為10kHz，所以工作頻率（即允許的調(diào)制信號(hào)最高頻率）為01500Hz是合理的。5、 什么是濾波器的分辨力？與

18、哪些因素有關(guān)？答：濾波器的分辨力是指濾波器分辨相鄰頻率成分的能力。與濾波器帶寬B、品質(zhì)因數(shù)Q、倍頻程選擇性、濾波器因數(shù)等有關(guān)。帶寬越小、品質(zhì)因數(shù)越大、倍頻程選擇性越小、濾波器因數(shù)越小，分辨力越高。6、為什么要采用相敏檢波？相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能與電路構(gòu)成上最主要的區(qū)別是什么？答：包絡(luò)檢波有兩個(gè)問(wèn)題：一是無(wú)法從檢波器的輸出鑒別調(diào)制信號(hào)的相位；二是包絡(luò)檢波電路本身不具有區(qū)分不同載波頻率信號(hào)的能力。為了使檢波電路具有判別相位和頻率的能力，提高抗干擾能力，需要采用相敏檢波電路。功能上的區(qū)別：相敏檢波電路能夠鑒別調(diào)制信號(hào)的相位，從而判別被測(cè)量變化的方向。同時(shí)相敏檢波電路還具有選頻的能力，從而提

19、高測(cè)控系統(tǒng)的抗干擾能力。從結(jié)構(gòu)上看，相敏檢波電路除了所需解調(diào)的調(diào)幅信號(hào)外，還要輸入一個(gè)參考信號(hào)，有了參考信號(hào)就可以用它來(lái)鑒別輸入信號(hào)的相位和頻率。五、 信號(hào)處理初步1、時(shí)域采樣：采樣是在模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中以一定時(shí)間間隔對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行取值的過(guò)程，即間隔為的周期單位脈沖序列去乘模擬信號(hào)得抽樣信號(hào)。 采樣定理：為了避免混疊以使采樣處理后仍有可能準(zhǔn)確地恢復(fù)其原信號(hào)，采樣頻率必須大于最高頻率的兩倍，即，這就是采樣定理。2、為什么采樣間隔不能太大，也不能太?。看穑喝舨蓸娱g隔太小，則對(duì)定長(zhǎng)的時(shí)間記錄來(lái)說(shuō)其數(shù)字序列就很長(zhǎng)，計(jì)算工作量迅速增大；如果數(shù)字序列長(zhǎng)度一定，則只能處理很短的時(shí)間歷程，可能產(chǎn)生較大的誤差。

20、若采樣間隔太大，則可能丟到有用的信息。3、混疊、截?cái)嗪托孤河捎诓蓸有盘?hào)頻譜發(fā)生變化，而出現(xiàn)高、低頻成分發(fā)生混淆的現(xiàn)象稱為混疊。 截?cái)嗑褪菍⑿盘?hào)乘以時(shí)域的有限寬矩形窗函數(shù)。 截?cái)嗪笮盘?hào)的能量在頻率軸分布擴(kuò)展的現(xiàn)象稱為泄漏。4、自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)：為實(shí)偶函數(shù)；時(shí)延值不同，不同，但時(shí)，的值最大，并等于信號(hào)的均方值；值的取值范圍為；當(dāng)時(shí)，和之間不存在聯(lián)系；當(dāng)信號(hào)為周期信號(hào)時(shí)，自相關(guān)函數(shù)也是同頻率的周期函數(shù)。5、互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)：互相關(guān)函數(shù)是可正可負(fù)的實(shí)函數(shù)；互相關(guān)函數(shù)是非奇非偶函數(shù)；互相關(guān)函數(shù)的峰值不在處；互相關(guān)函數(shù)的取值范圍為；兩個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的隨機(jī)信號(hào)，當(dāng)均值為零時(shí)，；兩個(gè)不同頻率的周期信號(hào)的互相關(guān)函

21、數(shù)為零。1.信號(hào)分析和處理必需遵循的原則有哪幾點(diǎn)？（4分）答： 各環(huán)節(jié)的輸入量與輸出量之間應(yīng)保持一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，并盡量不失真；（2） 盡可能減小或消除各種干擾。（2）2.周期信號(hào)的頻譜具有哪幾個(gè)特點(diǎn)？（6分）答： 周期信號(hào)的頻譜是離散的。（2） 每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，基波頻率是各分量頻率的公約數(shù)。（2） 各頻率分量的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角。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)的增高而減小的。因此，在頻譜分析中沒(méi)必要取那些次數(shù)過(guò)高的諧波分量。（2）3.現(xiàn)有電阻和，電感L和電容C，連結(jié)成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件

22、。（設(shè)激勵(lì)為，輸出為）。（5分）答：正確的接橋方法如圖所示：（3）電橋的平衡條件是：（2）4.有人在使用電阻應(yīng)變片時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問(wèn)，在半橋上各串聯(lián)一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？（5分）答：不能提高靈敏度。因?yàn)榘霕螂p臂時(shí)，其輸出電壓為：（2）當(dāng)量橋臂各串聯(lián)電阻應(yīng)變片時(shí)，其電阻的相對(duì)變化量為（2）即仍然沒(méi)有發(fā)生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接。這時(shí)。（1）5.什么是調(diào)制和解調(diào)？為什么要調(diào)制？（5分）答：所謂調(diào)制，就是在調(diào)制信號(hào)（測(cè)試信號(hào)）的控制下，使載波信號(hào)（工作信號(hào)）的某些參數(shù)（如幅值、頻率、相位）發(fā)

23、生變化的過(guò)程。（2）解調(diào)，就是從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程一般的被測(cè)量，如力、位移、應(yīng)變等，經(jīng)傳感器檢測(cè)變換后，常常是一些緩變的電信號(hào)。（1）經(jīng)過(guò)調(diào)制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調(diào)制波抗干擾能力強(qiáng)，也便于傳輸。（2）6.在機(jī)械工程中常見(jiàn)的有哪些參數(shù)的測(cè)量？（5分）答：在機(jī)械工程的測(cè)試過(guò)程中，常見(jiàn)的參數(shù)測(cè)量有：應(yīng)力的測(cè)量；應(yīng)變的測(cè)量；扭矩的測(cè)量、振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量；聲強(qiáng)測(cè)量；聲發(fā)射測(cè)量；位移的測(cè)量；流量的測(cè)量；壓力的測(cè)量等。（每一種0.5分）、 1簡(jiǎn)述信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述？ 答：直接測(cè)量或記錄到的信號(hào)，一般是以時(shí)間為獨(dú)立變量的，稱其為信號(hào)的時(shí)域描述。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，而不能明顯揭示信號(hào)的頻率組成關(guān)系。為了研究信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)和各頻率成分的幅值，相位關(guān)系，應(yīng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，把信號(hào)的時(shí)域描述通過(guò)適當(dāng)方法變成信號(hào)的頻域描述，即以頻率為獨(dú)立變量來(lái)表示信號(hào)。2簡(jiǎn)述周期信號(hào)的頻譜具有的特點(diǎn)？ 答：（1）周期信號(hào)的頻譜是離散的； （2）每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整數(shù)倍上，基波頻率是諸分量頻率的公約數(shù)； （3）各頻率分量的