1機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第三版試卷試題集附答案

1、cheng機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）試卷集.一、填空題1、周期信號(hào)的頻譜是離散的，而非周期信號(hào)的頻譜是 的。2、均方值甲X2表示的是信號(hào)的強(qiáng)度，它與均值N x、方差6X2的關(guān)系是 。3、測(cè)試信號(hào)調(diào)理電路主要有 、 。4、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有 、 。5、靈敏度表示系統(tǒng)輸出與輸入之間的比值，是定度曲線的 。6、傳感器按信號(hào)變換特性可分為 、。7、當(dāng) 時(shí)，可變磁阻式電感傳感器的輸出和卒&入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于。8、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合 、的變化，才能使輸出有最大 值。9、信號(hào)分析的過(guò)程主要包括： 、。10、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性在時(shí)域可用 來(lái)描述，在復(fù)數(shù)域可用

2、 來(lái)描述，在頻域可用 來(lái)描述。11、高輸入阻抗測(cè)量放大電路具有高的共模抑制比，即對(duì)共模信號(hào)有抑制作用，對(duì) 信號(hào)有放大作 用。12、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上同時(shí)設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在 。13、壓控振蕩器的輸出電壓是方波信號(hào)，其 與輸入的控制電壓成線性關(guān)系。14、調(diào)頻波的解調(diào)又稱.其解調(diào)電路稱為。15、濾波器的通頻帶寬和響應(yīng)時(shí)間成 關(guān)系。16、濾波器的頻率分辨力主要由其 決定。17、對(duì)于理想濾波器，濾波器因數(shù)入= 。18、帶通濾波器可由低通濾波器（2）和高通濾波器（1）而成（21）。19、測(cè)試系統(tǒng)的線性度和滯后度是由 誤差引起的；而重復(fù)性誤差是由 誤差引起的。二、問(wèn)答題（共30分）1、什么是

3、測(cè)試？說(shuō)明測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。（10分）2、說(shuō)明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？ （10分）3、選用傳感器的原則是什么？ （ 10分）三、計(jì)算題（共55分）1、已知信號(hào)x（t） （t 0）, （1）求x（t）的頻譜函數(shù)X（f）,并繪制幅頻譜、相頻譜。 求x（t）的自相關(guān)函數(shù)（）。（15分）2、二階系統(tǒng)的阻尼比己=0.2,求=3 n時(shí)的幅值誤差和相位誤差，如果使幅值誤差不大于10%,應(yīng)取多大阻尼比?（10 分）3、 一電容傳感器，具圓形極板r = 4,工作初始間隙6 0 =0.3,（1）工作時(shí)如果傳感器的工作間隙變化A 6=2mi,求電容的變化量（2）如果測(cè)量電路靈

4、敏度Si=100,讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格，在A 6 二 2仙m時(shí)，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？（80 = 8.85 W-12 ）（8 分）4、已知低通濾波器的1KQ, 1,當(dāng)輸入信號(hào)以1001000t時(shí)，求輸出信號(hào)N y。（7分）chengcheng5、(1)在下圖中寫出動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個(gè)電路環(huán)節(jié)。(2 )如被測(cè)量x(t)=t ,載波y(t)6t,畫出各環(huán)節(jié)信號(hào)的波形圖。(15分一、填空題：1、連續(xù)2、422+&2 3、電橋、放大、調(diào)制解調(diào)電路4、非線性度、靈敏度、回程誤差 5、斜率6、組合型、一體化型7、A o&定位8、相鄰相反相對(duì)相同9、信號(hào)分析、信號(hào)處理10、傳遞函數(shù)、頻率函數(shù)、脈

5、沖響應(yīng)函數(shù)11、差模12、分布電容13、頻率14、鑒頻、鑒頻器15、反比16、帶寬B 17、1 18、串聯(lián)19、系統(tǒng)、隨機(jī)一、問(wèn)答題1、答：測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測(cè)量過(guò)程，也是獲取信息的過(guò)程。(1)測(cè)量對(duì)象(2)傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。(3)中間轉(zhuǎn)換電路(信號(hào)調(diào)理電路)：作用是將傳感器的輸出信號(hào) 進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。(4)信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理(如：計(jì)算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等)(5)顯示、記

6、錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。2、答：相同之處在于：都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且 (1+2H) i Ee，其中H為材料的泊桑比，E 為材料的彈性模量，(1+2H) e是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，入Ee是由電阻率的變化引起的阻值變化。不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以弋 (1+2H) , S= 1+2H;而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以入E , S-入E。各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。3、基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測(cè)信號(hào)的性質(zhì)相匹配。

7、(1)靜態(tài)特性方面：a、應(yīng)使被測(cè)量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)；b、傳感器的分辨率(力)從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測(cè)量要求的分辨率(力)c、滿足實(shí)際要求的條件下，精度不宜過(guò)高。3.解：(1)c _0_204.94 X10-9當(dāng)=2時(shí),c?4.94X10-9X ( 2X10-6mj)9.88 X10-15F(2)讀取儀表的變化格數(shù)為：9.88義 10-15X1012S?S2=9.88 X 10-3x 100X 5 TOC o 1-5 h z =4.94(格)111 C4.解：二.低通濾波器的截止頻率2=2 2=2 ? 109 Hz2RC而輸入信號(hào)100100t的頻率1000

8、2 ,chengcheng所以低通濾波器相當(dāng)于積分器,=10-9_Hxdt 10 100sin1000tdt RC-10 （1000900）5.解：見(jiàn)課本101頁(yè)，圖3-19動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀方框圖，以及各波形圖。一、填空題（每空0.5分，共15分）1、非周期信號(hào)可分為瞬變非周期信號(hào)和 信號(hào)。2、均方值V x2表示的是信號(hào)的 ,它與均值N x、方差6x2的關(guān)系是 o3、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有 、 。4、測(cè)試系統(tǒng)的組成類型大體分為 和。5、當(dāng) 時(shí)，可變磁阻式電感傳感器的輸出和卒&入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于。6、和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合 、的變化，才能使輸出有最大值7、

9、信號(hào)分析的過(guò)程主要包括： 、 。8、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀上同時(shí)設(shè)有電阻和電容平衡旋鈕，原因是導(dǎo)線間存在 。9、在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，常采用 放大器。10、根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)的不同，調(diào)制可分為 、。11、壓控振蕩器的輸出電壓是方波信號(hào)，其 與輸入的控制電壓成線性關(guān)系。12、調(diào)頻波的解調(diào)電路稱為 。13、濾波器的頻率分辨力主要由其 決定。14、決定著濾波器對(duì)帶寬外頻率成分衰阻的能力。15、帶通濾波器可由低通濾波器（2）和高通濾波器（1）而成（21）。16、用濾波的方法從信號(hào)提取的頻率成分越窄，即帶寬越小，需要的時(shí)間就越。217、如信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為T,則其均方值甲x=-018、低通濾波器對(duì)階躍響應(yīng)的建立時(shí)間帶

10、寬 B成、，或者說(shuō)它們之間的乘機(jī)是 。19、測(cè)試系統(tǒng)的線性度和滯后度是由 誤差引起的；而重復(fù)性誤差是由 誤差引起的。二、問(wèn)答題（共30分）1、什么是測(cè)試？簡(jiǎn)述測(cè)試技術(shù)的含義。（10分）2、說(shuō)明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？ （10分）3、簡(jiǎn)述調(diào)幅波的特點(diǎn)。（10分）三、計(jì)算題（共55分）5、已知信號(hào)x（t） （t 0）,求x（t）的頻譜函數(shù)X（f）,并繪制幅頻譜、相頻譜。求x（t）的自相關(guān)函數(shù)（）。（10 分）2、求周期信號(hào)x（t）=10t + （100t-45 ）通過(guò)時(shí)間常數(shù)為0.005s 的一階系統(tǒng)的輸出信號(hào)。（10 分）3、磁電式速度傳感器線圈平均直徑 25,氣隙磁感應(yīng)

11、強(qiáng)度6000,如傳感器的靈敏度600,則工作線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？ （7分）chengcheng4、已知調(diào)幅波 = (100 + 30 Qt +20 3Q t ) w其中 f c=10, fQ=500 。試求：(1) (t)所包含的各分量的頻率和幅值。(2)繪出調(diào)制信號(hào)與調(diào)幅波的頻譜。(13分)5、(1)在下圖中寫出動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀所包含的各個(gè)電路環(huán)節(jié)。(2 )如被測(cè)量x(t)=t ,載波y(t)6 cot,畫出各環(huán)節(jié)信號(hào)的波形圖。(15 分)一、填空題：2、非周期2、22+&2 3、靈敏度、非線形度、回程誤差4、組合型一體化型5、A 60時(shí)，調(diào)幅波 與載波y(t)同頻同相，其幅值的大小與x(t)的大小

12、有關(guān)；x(t) y(t)(2)當(dāng)x(t)0時(shí)，(t)與載波y(t)同頻反相，其幅值大小仍與x(t)的大小有關(guān)；(3)調(diào)幅波是一高頻，但其包洛線和調(diào)制信號(hào)x(t)相似，其副值受x(t)變化的影響，y(t)的頻率越高，即波形越寬，相似程度越好。三、計(jì)算題：1、x(f)= x(t) 2 1 e (2 1) 0 =11 j2f1 j2 fchengchengI x(f),1 4 2f2(f)(2 f)頻譜圖如下:2、解：對(duì)于二階系統(tǒng)：當(dāng)時(shí)，A(w) =1/2 Li(w) 90幅值誤差=A(w)-1 X 100150相位誤差=6(w)= -90如使幅值誤差不大于10%,則I A(w)-1 I 0.1即

13、0.9 A(w) 1/2 ( 911/2.20),(1)求x(t)的頻譜函數(shù)X(f),并繪制幅頻譜、相頻譜。(8分)(2)求x(t)的自相關(guān)函數(shù)()。(4分)二階系統(tǒng)的阻尼比己=0.2,求=3 n時(shí)的幅值誤差和相位誤差，如果使幅值誤差不大于 20%, 應(yīng)取多大阻(10 分)8、已知低通濾波器的10KQ, 0.1,當(dāng)輸入信號(hào)以10100t時(shí)，求輸出信號(hào)N y。(8分)一、填空(1X20)(每空1分)1. 離散2、T /2 a01 T/2x(t)dt;T /2an f T/2 x(t) cosn 0tdt;T/2 bn2 t 2 x(t) sin n 0tdt;3.濾波器4.隨機(jī)、數(shù)字 5 Q %

14、6.(正)應(yīng)變效應(yīng)7.逆壓電效應(yīng)8. sinclEsinx/x9. X(t)x2(t )d 10. x2x2x2 11.非線性度、靈敏度、回程誤差 12.壓阻效應(yīng) 13調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相二、問(wèn)答題(5X10)(每小題10分)1.答傳感器：在測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)試對(duì)象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。是測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。中間轉(zhuǎn)換電路(信號(hào)調(diào)理電路)：作用是將傳感器的輸出信號(hào) 進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。計(jì)算、頻譜分信號(hào)處理單衣：它是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)作進(jìn)一步地處理(如:析、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等)顯示、記錄部分：作用是輸出測(cè)試結(jié)果。2.答：

15、相同之處在于：都是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且(1+2H) e +入Ee，其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H) e是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，入Ee是由電阻率的變化引起的阻值變化。chengcheng不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以弋 (1+2H) ,S= 1+2H;而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以入Ee , S=入E。各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70 倍。3、答：兩個(gè)條件：相對(duì)兩臂阻抗之模的乘機(jī)應(yīng)相等，并且它們的阻抗角之和也必須相

16、等。實(shí)現(xiàn)：電阻平衡，電容平衡。4、答：對(duì)系統(tǒng)的微分方程做拉氏變換，傳遞函數(shù)為輸出和輸入的拉氏變換之商，另拉氏變換中的0即可求得頻率響應(yīng)函數(shù)，對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行拉氏反變換就可求得脈沖響應(yīng)函數(shù)。它們之間的關(guān)系分別是拉氏變換對(duì)和傅立葉變換對(duì)關(guān)系。5、答：一般步驟：1)對(duì)系統(tǒng)建模，2)求拉氏變換3)求傳遞函數(shù)4)求頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性；6)畫相應(yīng)的圖形并分析改進(jìn)之。二階系統(tǒng)圖形有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)它進(jìn)行討論，并考慮最左最右的趨勢(shì)。1、 x(f)(t) 2三、計(jì)算題：(30分)1)=-0 1I x(f)122,1 4 f(f)(2 f)(8分)()(t)x() 0 e te (t )dt 0 e 2

17、tdt | T (4 分)2、解：對(duì)于二階系統(tǒng)：當(dāng)時(shí)， A(w)=1/2。i(w)90(10分)幅值誤差=A(w)-1 X 100150相位誤差=6(w)= -90如使幅值誤差不大于20%,則I A(w)-1 I 0),(1)求x(t)的頻譜函數(shù)X(f),并繪制幅頻譜、相頻譜。(8分) 求x(t)的自相關(guān)函數(shù)()。(4分)3、一電容傳感器，具圓形極板r = 4,工作初始間隙6 0=0.3,(1)工作時(shí)如果傳感器的工作間隙變化A 6=1mT,求電容的變化量。(6分)(2)如果測(cè)量電路靈敏度Si=100,讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格，在chengchengA6二2pm時(shí)，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？

18、(e 0= 8.85 10-12 ) (4分)、填空(1X20分)(每個(gè)空1分)5.x1(t)x2(t)d1.均勻譜2.濾波器 3. (1, 5)4.結(jié)構(gòu)型、物性型9. 110.自感式、互感式鑒頻器 15.反比6.非線性度、靈敏度、回程誤差7、差模 8.帶寬11.斜率 12. A 65、定值 13.分布電容 14.二、問(wèn)答題(5X10分)(每小題10分). (1)靈敏度(2)響應(yīng)特性(3)線性范圍(4)穩(wěn)定性 (5)精確度 (6)測(cè)量方式等.調(diào)制：就是使一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一個(gè)信號(hào)的控制下而發(fā)生變化的過(guò)程。解調(diào)：從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。作用：調(diào)制的目的：使緩變信號(hào)便于放大和輸出。解調(diào)的目的：恢復(fù)原信號(hào)。.答：對(duì)一個(gè)測(cè)