機(jī)械工程測試技術(shù)參考(共19頁)

1、第二章 信號分析(fnx)基礎(chǔ)（一）填空題測試的基本任務(wù)是獲取有用(yu yn)的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸?shù)摹＿@些物理量就是 信號(xnho) ，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。信號的時域描述，以 時間 為獨(dú)立變量；而信號的頻域描述，以 頻率 為獨(dú)立變量。周期信號的頻譜具有三點： 離散性 ， 諧波性 ， 收斂性 。非周期信號包括 準(zhǔn)周期 信號和 瞬態(tài)非周期 信號。描述隨機(jī)信號的時域特征參數(shù),有均值，均方值，方差對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是 偶 對稱，虛頻譜（相頻譜）總是 奇 對稱。7、信號x(t)的均值x表示信號的 直流 分量，方差描述信號的 波動量 。

2、當(dāng)延時0時，信號的自相關(guān)函數(shù)Rx(0)= ，且為Rx()的 均方 值。周期信號的自相關(guān)函數(shù)是 同頻率 周期信號，但不具備原信號的 相位 信息。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)函數(shù) 。11、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有 傅里葉變換法 、 和 濾波法 設(shè)某一信號的自相關(guān)函數(shù)為，則該信號的均方值為=A，均方根值為xrms=。（二）判斷對錯題（用或表示）各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過程。（對 ）信號的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。（對 ）非周期信號的頻譜一定是連續(xù)的。（錯 ）非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。（錯 ）隨機(jī)信號的頻域描述

3、為功率譜。（對 ）互相關(guān)函數(shù)是偶實函數(shù)。（錯 ）（三）單項選擇題1、下列(xili)信號中功率信號是（ ）。 A.指數(shù)衰減(shui jin)信號 B.正弦(zhngxin)信號、C.三角脈沖信號 D.矩形脈沖信號2、周期信號x(t) = sin(t/3)的周期為（ ）。 A. 2/3 B. 6 C. /3 D. 23、下列信號中周期函數(shù)信號是（ ）。 A.指數(shù)衰減信號 B.隨機(jī)信號 C.余弦信號、D.三角脈沖信號4、設(shè)信號的自相關(guān)函數(shù)為脈沖函數(shù)，則自功率譜密度函數(shù)必為（ ）。A. 脈沖函數(shù) B. 有延時的脈沖函數(shù) C. 零 D. 常數(shù)5、兩個非同頻率的周期信號的相關(guān)函數(shù)為（ ）。 A. 0

4、B. 1 C. D. 周期信號6、概率密度函數(shù)提供的信號的信息是（ ）。A. 沿頻率軸分布 B. 沿時域分布 C. 沿幅值域分布 D. 沿強(qiáng)度分布7、不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號是（ ）。 A復(fù)雜周期信號 B瞬態(tài)信號 C隨機(jī)信號 D.非周期信號8、已知函數(shù)x(t)的傅里葉變換為X(f)，則函數(shù)y(t)=2x(3t)的傅里葉變換為（ ）。A B C D 2X(f)（四）簡答和計算題求正弦信號的絕對均值|x|和均方根值xrms。求正弦信號的均值，均方值，和概率密度函數(shù)p(x)。求指數(shù)函數(shù)的頻譜。求被截斷的余弦函數(shù)的傅立葉變換。求指數(shù)衰減振蕩信號的頻譜。6、已知信號，試計算并繪圖表示 （1）傅里葉

5、級數(shù)實數(shù)形式的幅值譜、相位譜； （2）傅里葉級數(shù)復(fù)數(shù)形式的幅值譜、相位譜； （3）幅值譜密度。已知信號(xnho)，求信號(xnho)的自相關(guān)函數(shù)，并畫出自(ch z)功率譜（雙邊幅值譜）。求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)。應(yīng)用：通過兩個間隔一定距離的傳感器來不接觸地測試物體的速度。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。信號的常值分量為其自相關(guān)函數(shù)均值的開方，周期成分與其自相關(guān)函數(shù)周期成分的頻率相同、幅值成比例關(guān)系；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，

6、輸入的自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出的互相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系為，試說明該系統(tǒng)起什么作用？該系統(tǒng)的作用是使信號幅值不變、相位提前T；第三章 測試系統(tǒng)的基本特性（一）填空題某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號，則輸出信號的頻率為 0.5 ，幅值，相位。試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度 123為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有 傅里葉變換 、 和 濾波法 。當(dāng)測試系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系為時，該系統(tǒng)能實現(xiàn) 測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為。傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知(gnzh)的 被測量(cling) 越小。一個理想的測試裝置，其輸入和輸出(shch)之間應(yīng)該具有

7、線性 關(guān)系為最佳。（二）選擇題 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)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 （2）階躍 （3）脈沖 （4）斜坡兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為和，則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測試系統(tǒng)，其相頻特性為 。（1） （2） （3）（4）一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量 。（1）存在，但5 （2）存在，但 B. C D C22、若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，最大輸入信號為2.5V，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為（ ）。A 1.22mV B 2.44mV C 3.66mV D 4.88mV3、AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，

8、則（ ）。 A轉(zhuǎn)換精度越低 B 轉(zhuǎn)換速度越快 C轉(zhuǎn)換精度越高 D分辨力越低（四）簡答和計算題1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓為010V。為了能識別2mV的微小信號，量化器的位數(shù)應(yīng)當(dāng)是多少？若要能識別1mV的信號，量化器的位數(shù)又應(yīng)當(dāng)是多少？2、 模數(shù)轉(zhuǎn)換時，采樣(ci yn)間隔分別取1ms，0.5ms，0.25ms和0.125ms。按照(nzho)采樣定理，要求抗頻混濾波器的上截止頻率分別設(shè)定為多少Hz（設(shè)濾波器為理想低通）？3、某信號(xnho)的幅值頻譜如下圖。試畫出當(dāng)采樣頻率fs分別為1)2500Hz，2) 2200Hz，3) 1500Hz時離散信號在0fN之間的幅值頻譜。f Hz0200800

9、1200A(f)22.801.80題圖 5-54、 已知某信號的截頻fc125Hz，現(xiàn)要對其作數(shù)字頻譜分析，頻率分辨間隔1Hz。問：1)采樣間隔和采樣頻率應(yīng)滿足什么條件？2)數(shù)據(jù)塊點數(shù)N應(yīng)滿足什么條件？3)原模擬信號的記錄長度T?5、信號從連續(xù)到離散的過程中會出現(xiàn)哪些誤差，怎樣減少和避免這些誤差。解：(a)分辨率造成的量化誤差。解決方法：提高量化位數(shù)(b)轉(zhuǎn)換頻率不夠高造成的頻譜混疊。解決方法：提高采樣頻率(c)偏移誤差輸入信號為零時輸出信號不為零的值。解決方法：調(diào)零(d)能量泄露誤差。解決方法：窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小第六章 傳感器原理與測量電路習(xí)題（一）填空題屬于能量控制型

10、的傳感器有 電阻、電容、電感、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）。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(ziy)：前者利用 金屬絲幾何(j h)變形 引起的電阻(dinz)變化，后者利用 半導(dǎo)體材料的電阻率變化 變化引起的電阻變化。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)用時常常采用 差動 工作方式。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。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 電渦流 效應(yīng)。磁電式速

11、度計的靈敏度單位是 。壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 電介質(zhì)壓電效應(yīng) 而工作的。（二）選擇題電阻應(yīng)變片的輸入為 。（1）力 （2） 應(yīng)變 （3）速度 （4）加速度結(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）體積大小 （3）結(jié)構(gòu)參數(shù) （4）電阻值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）非金屬材料變極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）高通壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感

12、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)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）電渦流式自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙變化時，其靈敏度與之間的關(guān)系是： 。（1） （2） （3） （4）光電倍增(bi zn)管是利用 效應(yīng)(xioyng)制成的器件。（1）內(nèi)光電 （2）外光電 （3）光生(un shn)伏特 （4）阻擋層光敏元件中 是直接輸出電壓的。（1）光敏電阻 （2）光電阻 （3）光敏晶體管 （4）光導(dǎo)纖維11、下列傳感器屬于發(fā)電型位移傳感器的是（ ）。 A.電阻式位移傳感器

13、B.電容式位移傳感器 C.電感式位移傳感器 D.磁電式位移傳感器12、測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（ ）A容柵型 B變極距型 C變介質(zhì)型 D 變極板面積型13、在光柵式位移傳感器中，為了分辨小于柵距W的位移量，必須采用（ ）。A 放大電路 B 辨向電路 C 微分電路 D 細(xì)分電路14、可用作測量小位移的傳感器有（ ）。 A電渦流傳感器 B感應(yīng)同步器 C光柵 D磁尺15、壓電傳感器是高內(nèi)阻傳感器，因此，要求前置放大器的輸入阻抗（ ）。A很高 B.較高 C很低 D較低 16、半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于（ ）。A. 壓磁效應(yīng) B. 壓電效應(yīng) C. 壓阻效應(yīng) D. 霍爾效應(yīng)（三）判斷對錯題（

14、用或表示）滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（對 ）渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（對）壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（錯 ）磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（錯）（四）簡答和計算題哪些傳感器可選作小位移傳感器？電渦流傳感器，電容傳感器，微波測距傳感器。相位測量激光傳感器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？答：優(yōu)點：能對位移，厚度，表面溫度，速度，應(yīng)力，材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量，體積小，結(jié)構(gòu)(jigu)簡單，不怕油等介質(zhì)污染。不能，只有(zhyu)在小范圍(fnwi)才能保證一定線性度電渦流傳

15、感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？答：厚度，表面溫度，速度，應(yīng)力。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)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測量了。答：電渦流傳感器不能測量塑料物體移動的位移，因為檢測對象錯誤。塑料不能產(chǎn)生渦流，要在塑料上加裝金屬材質(zhì)的物體。 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？答：加速度傳感器要通過質(zhì)量塊把加速度轉(zhuǎn)換為力作用在壓電片上試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；兩個線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說明如何接法。某電容傳感器（平行極板

16、電容器）的圓形極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問：如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？如果測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格mV）在時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？選用傳感器的基本原則是什么？選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面(fngmin)的問題。1、靈敏度一般說來，傳感器靈敏度越高越好，但，在確定(qudng)靈敏度時，要考慮以下幾個問題。 a)靈敏度過高引起的干擾(gnro)問題； b)量程范圍。 c)交叉靈敏度問題2 響應(yīng)特性 傳感器的響應(yīng)特性是指在所測頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測量條件。 實際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定

17、延遲，但總希望延遲的時間越短越好。 3 線性范圍 任何傳感器都有一定的線性工作范圍。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測量精度的基本條件。 4 穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。5 精確度 傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被測量的對應(yīng)程度6 測量方式 傳感器工作方式，也是選擇傳感器時應(yīng)考慮的重要因素。例如，接觸與非接觸測量、破壞與非破壞性測量、在線與非在線測量等。什么是物性型傳感器? 利用其物理性變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的 HYPERLINK /view/

18、16431.htm t _blank 傳感器,如熱敏電阻傳感器、光電式傳感器。什么(shn me)是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)(y din xio yng)：某些 HYPERLINK /view/298839.htm t _blank 電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)(zhungti)，這種現(xiàn)象稱為 HYPERLINK /view/8105775.htm t _blank 正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當(dāng)在 HYPERLINK /view/298839.h

19、tm t _blank 電介質(zhì)的 HYPERLINK /view/141261.htm t _blank 極化方向上施加電場，這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形，電場去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為 HYPERLINK /view/6105700.htm t _blank 逆壓電效應(yīng)。為什么壓電式加速度傳感器要使用高輸入阻抗電荷放大器？因為壓電式傳感器輸出的電信號很微弱，為了提高靈敏度，需要使用電荷放大器。什么是結(jié)構(gòu)型傳感器? 結(jié)構(gòu)型 HYPERLINK /subview/16431/7281799.htm t _blank 傳感器是以結(jié)構(gòu)（如形狀、尺寸等）為基礎(chǔ)，利用某些物理規(guī)律來感受（敏感）

20、被測量，井將其轉(zhuǎn)換為電信號實現(xiàn)測量的。第七章 振動的測試（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，在相位共振處位移始終落后于激振力度。3、單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)運(yùn)動所引起的受迫振動，當(dāng)激振頻率固有頻率時，質(zhì)量塊和殼體之間的相對運(yùn)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(jī)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

21、，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。（ ）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)(xingyng)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