機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)試題與答案

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課后答案

章節(jié)測(cè)試題第一章信號(hào)及其描述（一）填空題1、測(cè)試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中，并依靠它們來(lái)傳輸?shù)?。這些物理量就是 ，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號(hào)。2、信號(hào)的時(shí)域描述，以為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以為獨(dú)立變量。3、周期信號(hào)的頻譜具有三個(gè)特點(diǎn)：，，。4、非周期信號(hào)包括信號(hào)和信號(hào)。5、描述隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)有 、、。6、對(duì)信號(hào)的雙邊譜而言，實(shí)頻譜（幅頻譜）總是對(duì)稱，虛頻譜（相頻譜）總是對(duì)稱。（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。（）2、信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含相同的信息量。（）3、非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)的。（）4、非周期信號(hào)幅頻譜與周期信號(hào)幅值譜的量綱一樣。（）5、隨機(jī)信號(hào)的頻域描述為功率譜。（）（三）簡(jiǎn)答和計(jì)算題1、求正弦信號(hào)x（t）=x°sin①t的絕對(duì)均值\x和均方根值xrms。2、求正弦信號(hào)x（t）=xsin（31十①）的均值r，均方值W2,和概率密度函數(shù)p（x）。0 x x3、求指數(shù)函數(shù)x（t）=Ae-a（a>0,t>0）的頻譜。, cos①t 111<T4、求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)x（t）=\ 0 1的傅立葉變換。0 111>T5、求指數(shù)衰減振蕩信號(hào)x（t）=e-atsin5、第二章測(cè)試裝置的基本特性（一）填空題TOC\o"1-5"\h\z1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為H（j3）=7TL,輸入信號(hào)x（t）=sin1則輸出信號(hào)2j3+1 2y（t）的頻率為3=，幅值y=，相位。=。41322、試求傳遞函數(shù)分別為 1.5和 " 的兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的3.5s+0.5s2+1.43s+32n n總靈敏度。3、為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、和。4、當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的輸出y（t）與輸入x（t）之間的關(guān)系為y（t）=A0x（t-10）時(shí)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)測(cè)試。此時(shí)，系統(tǒng)的頻率特性為H（j3）=?！?°5、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的 越小。6、一個(gè)理想的測(cè)試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有 關(guān)系為最佳。（二）選擇題1、不屬于測(cè)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(shí)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.下載可編輯.3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為Q13）和Q2?），則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系統(tǒng)，其相頻特性為。Q（3）Q（3） c,、c,、⑴Q（3）Q（3）（2）Q（3）+Q（3）（3）壽2一（4）Q（3）—Q（3）TOC\o"1-5"\h\z1 2 1 2 Q（3）+Q（3） 1 21 24、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＜1（3）在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在（4）不存在5、忽略質(zhì)量的單自由度振動(dòng)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(dòng)態(tài)特性參數(shù)是 。（1）固有頻率（2）線性度（3）時(shí)間常數(shù)（4）阻尼比7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)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(guò)的時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或義表示）1、一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測(cè)試”條件，若用它傳輸一個(gè)1000Hz的正弦信號(hào)，則必然導(dǎo)致輸出波形失真。（）2、在線性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，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)。（ ）3、當(dāng)輸入信號(hào)x（t）一定時(shí)，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(wú)關(guān)。（）4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。（）5、測(cè)量裝置的靈敏度越高，其測(cè)量范圍就越大。（ ）6、幅頻特性是指響應(yīng)與激勵(lì)信號(hào)的振幅比與頻率的關(guān)系。（）（四）簡(jiǎn)答和計(jì)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(cè)試裝置的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性各包括那些？3、測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什么？一 14、某測(cè)試裝置為一線性時(shí)不變系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為H（s）= 。求其對(duì)周期信號(hào)0.005s+1x（t）=0.5cos101+0.2cos（1001-45。）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y（t）。15、將信號(hào)COS31輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為H（s）=-——的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過(guò)程在1+TS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等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有等（每個(gè)至少舉例兩個(gè)）。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:前者利用引起的電阻變化，后者利用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(duì)測(cè)量精度的影響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用工作方式。4、壓電式傳感器的測(cè)量電路（即前置放大器）有兩種形式:放大器和放大器，后接放大器時(shí)，可不受連接電纜長(zhǎng)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(chǎng)中的 效應(yīng)。6、磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是 。7、壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 而工作的。（二）選擇題.下載可編輯.TOC\o"1-5"\h\z1、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(shí)現(xiàn)信號(hào)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3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是 。（1）位移（2）材質(zhì)鑒別 （3）探傷（4）非金屬材料4、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(zhǎng)度（2）截面積（3）電阻率（4）高通6、壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變化，將會(huì)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(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)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3變化時(shí)，其靈敏度S與8之間的關(guān)系是：S（1）k— （2）k8 （3）k8-2 （4）-k8-289、光電倍增管是利用效應(yīng)制成的器件。（1）內(nèi)光電（2）外光電（3）光生伏特（4）阻擋層（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或義表示）TOC\o"1-5"\h\z1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測(cè)量。（ ）2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（）3、壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（ ）4、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（ ）（四）簡(jiǎn)答和計(jì)算題1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？2、渦流傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測(cè)量大位移量？為什么？3、電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)量哪些非電量？4、電渦流傳感器能否測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移？若能測(cè)量理由是什么？不能測(cè)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(cè)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(dòng)型電感傳感器做成一個(gè)測(cè)力傳感器。用簡(jiǎn)圖說(shuō)明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用原理；兩個(gè)線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說(shuō)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80=0.3（mm），介質(zhì)為空氣。問(wèn)：如果極板間距離變化量A8=±1（從m），電容的變化量AC是多少？如果測(cè)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A8=±1（從m）時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？ 2第四章信號(hào)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 輸出的裝置。2、在橋式測(cè)量電路中，按照的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。3、在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)工作時(shí)阻抗參與變化的 可將其分為半橋與全橋測(cè)量電路。.下載可編輯.

4、調(diào)幅是指一個(gè)高頻的正(余)弦信號(hào)與被測(cè)信號(hào) ，使高頻信號(hào)的幅值隨被測(cè)信TOC\o"1-5"\h\z號(hào)的而變化。信號(hào)調(diào)幅波可以看作是載波與調(diào)制波的 。5、調(diào)頻波的解調(diào)又稱為 。6、調(diào)頻是利用信號(hào)電壓的 控制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而 與信號(hào)電壓成正比。7、常用濾波器的上、下截止頻率f1、f2的定義為，其帶寬B= ，若為倍頻程濾波器f與f的關(guān)系為 。cl c28、RC低通濾波器中RC值愈，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,R2R是固定電阻，二R4。工作時(shí)R1、設(shè)有一電路,R1是工作橋臂,R2R是固定電阻，二R4。工作時(shí)R-R+2AR，則電橋輸出電壓ei(1)ARie4Roi(2)iAR——ie2R oiyAR1eRoi)。e02AR1eR0i為電橋的電源電壓。2、調(diào)幅過(guò)程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波信(1)相乘(2)相除(3)相加號(hào)(4)相減3、電路中鑒頻器的作用是 3、電路中鑒頻器的作用是 (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?2)使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫?4)使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?、一選頻裝置，其幅一頻特性在f2-8區(qū)間近于平直，在f2f0區(qū)間急劇衰減，這叫濾波器。 2 2(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 f0,-3dB帶寬是B，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q等于 。(1)f0+B(2)f0-B (3)f0B (4)f0B(四)簡(jiǎn)答和計(jì)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(shuō)明其工程應(yīng)用。5、以阻值R=120Q,靈敏度S=2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻組成電橋，供橋電壓V=3V，若其負(fù)載電阻為無(wú)窮大，應(yīng)變片的應(yīng)變￡=2000^8。0(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(hào)，y(t)=cos2kf01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(shuō)明調(diào)幅過(guò)程的原理廠(2)畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。.下載可編輯.第五章信號(hào)處理初步(一)填空題1、為了識(shí)別信號(hào)類型，常用的信號(hào)分析方法有、和。2、為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、和。3、在數(shù)字信號(hào)處理中，為避免頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)成為 ，還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即。4、如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50出，為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于 Hz。5、若x(t)是均值為ux為零的寬帶隨機(jī)信號(hào)其自相關(guān)函數(shù)t=0時(shí)R(t),t-8時(shí)r(t)。6、二 用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。7、若某一信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為Acos(ot)，則該信號(hào)的均方值為W2=，均方無(wú)根值為x=。8、最常用的功率譜估計(jì)方法為。9、S(f)為信號(hào)的沿頻率軸的分布，|X(f)|2稱為。X10、巴塞伐爾定理表示在 中計(jì)算的信號(hào)總能量，等于在中計(jì)算的信號(hào)總能量。(二)判斷對(duì)錯(cuò)題(用J或X表示)1、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。()2、A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。()3、對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全避免柵欄效應(yīng)。()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(hào)所引起的誤差越小。()5、互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。( )6、利用系統(tǒng)輸入x(t)與輸出丫杜)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)。()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。()(三)簡(jiǎn)答和計(jì)算題1、已知信號(hào)x(t)=A0+A1cos?/+q)+A2sin?/+q),求信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)Rf)，并畫出自功率譜Sx(①)(雙邊幅值譜)。2、求頻率相同的單位方波和W弦波的互相關(guān)函數(shù)。3、相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用。4、試根據(jù)一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號(hào)中的常值分量和周期成分。5、某一系統(tǒng)的輸入信號(hào)為x(t),若輸出y(t)與輸入乂仕)相同，輸入的自相關(guān)函數(shù)Rx(T)和輸入一輸出的互相關(guān)函數(shù)R(t)之間的關(guān)系為Rx(t)=Rx(t+T),試說(shuō)明該系統(tǒng)起什么作用？ ”6、應(yīng)用巴塞伐爾定理求尸sinc2(t)dt的積分值。-8第六章振動(dòng)測(cè)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(dòng)，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(dòng)，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(dòng)所引起的受迫振動(dòng)，當(dāng)激振頻率固有頻率時(shí)，質(zhì)量塊和殼.下載可編輯.

體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和基礎(chǔ)振動(dòng)近于相等。4、激勵(lì)方式分為,,。5、按所測(cè)的振動(dòng)性質(zhì)可將拾振器分為 和。6、阻抗頭的前端是 ，后面是測(cè)量激振點(diǎn)響應(yīng)的。7、壓電式傳感器的測(cè)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(dòng)參數(shù)是，和。9、相對(duì)法校準(zhǔn)傳感器時(shí)，經(jīng)國(guó)家計(jì)量等部門嚴(yán)格校準(zhǔn)過(guò)的傳感器起著“振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳遞”的作用，稱為 傳感器。（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或義表示）1、壓電式加速度計(jì)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(jì)手持探針?lè)y(cè)振時(shí)，加速度計(jì)的使用上限頻率最低。（）4、壓電式加速度計(jì)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(duì)式拾振器。（）6、低頻激振時(shí)，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(lì)的頻率范圍越大。（）9、在振動(dòng)測(cè)試中，測(cè)得的激勵(lì)和響應(yīng)之間的相位差包括了測(cè)試系統(tǒng)中所有儀器的相移。（）（三）簡(jiǎn)答和計(jì)算題1、對(duì)單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)，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(duì)單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)位移所引起的受迫振動(dòng)，分別寫出其相對(duì)位移頻響函數(shù)、絕對(duì)位移頻響函數(shù)。3、對(duì)于壓電式加速度計(jì)，畫出其工作原理圖，并說(shuō)明為什么其上限頻率取決于固有頻率？4、對(duì)于磁電式絕對(duì)速度計(jì)，畫出其工作原理圖，并說(shuō)明為什么其下限頻率取決于固有頻率？5、如何用實(shí)頻曲線估計(jì)系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比？畫圖說(shuō)明。參考答案第一章信號(hào)及其描述（一）1、信號(hào)；2、時(shí)間（t）,頻率（f）；3、離散性，諧波性，收斂性；4、準(zhǔn)周期，瞬態(tài)非周期；5非周期；5、均值Rx,方差。2；6、偶，奇;x（二）1、J；2、3、X；4、X;5（二）1、J；2、3、X；4、X;5、J；（三）1、x0-0=222、兀xcos（3t+中）'03、A工「f；4、a+j2冗fTsinc*2對(duì)+3）T）+Tsinc（（2對(duì)—3）T）；5、3

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a2-4兀2f2—32+j4付a第二章測(cè)試裝置的基本特性.下載可編輯.

（一）1、1/2,1/v2,—45。；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；4、Ae-沖0；5、0被測(cè)量；6、線性；（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）（a）XVVVXX（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(dòng)；4、電荷，電壓，電荷；5、渦電流；6、mv/（m/s）；7、壓電效應(yīng)。（二）（2）（3）（4）（2）（3）,（3）（4）（4）（2）（三…VXX（四）略第四章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄（一）1、電壓或電流；2、激勵(lì)電壓；3、橋臂數(shù)；4、相乘，相乘；5、鑒頻；6、幅值，頻率；7、幅頻特性曲線降為最大值的）＜2倍時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為截止頻率；B=fc2—fcjf2=2fcJ8、大；（二）（1）（1）（3）（2）（4）（三…XXV（四）略第五章信號(hào)處理初步（一）1、概率密度函數(shù)，自相關(guān)函數(shù);2、帶通濾波法，傅立葉變換法;3、有限帶寬，fs〉2f「4、100；5、。2,0；6、相干函數(shù)；7、A,、-A；8、周期圖法；9、功率密度，能x譜；10、時(shí)域，頻域；（二）1、X;2、V；3、V；4、V；5、X;6、X;7、X;TOC\o"1-5"\h\zA2 A2（三）1、R（T）=A2+-^cos3T+-^-cos3T,-3）+8（3+-3）+8（3+3）］；S（3）=A2+\o"CurrentDocument"A-2-b（3-3）+8（3+3）］+A22-b（3

4 i i4S（3）=A2+.下載可編輯.2、R（t）二一sin3T；3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)；4、信號(hào)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；5、該系統(tǒng)的作用是使信號(hào)幅值不變、相位提前T；6、J"sinc2（t）dt=k2f1/2K1df=k；一8 —1/2兀第六章振動(dòng)的測(cè)試（一）1、小于，等于，大于；2、90；3、遠(yuǎn)大于；4、穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)激振，瞬態(tài)激振;5、相對(duì)式，絕對(duì)式；6、力傳感器，加速度計(jì)；7、電荷放大器，電壓放大器；8、固有頻率，阻尼比，振型；9、參考。（二）1、X；2、X；3、J；4、J；5、X；6、J；7、J；8、X；9、J；（三）略.下載可編輯.

河北科技大學(xué)200X——200X學(xué)年第一學(xué)期

《傳感器與測(cè)試技術(shù)》期末考試試卷題號(hào) 題號(hào) .二三得分四五六總分一、填空（每空1份，共20分）.測(cè)試技術(shù)的基本任務(wù)是 .從時(shí)域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng) 的卷積。.信號(hào)的時(shí)域描述，以為獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以為獨(dú)立變量。.如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz,為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣頻率應(yīng)該大于Hz。.在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)其 的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與交流電橋。.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)別在于：前者利用引起的電阻變化，后者利用變化引起的電阻變化。.壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的而工作的。.帶通濾波器的上下限截止頻率為fc、fc,其帶寬B=；若其帶寬為1/3倍頻程則fc=fc。.屬于能量控制型的傳感器有、等。10根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為 、、11相關(guān)濾波的工作原理是。12測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性可以用 函數(shù)、 函數(shù)和函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。二、選擇題（把正確答案前的字母填在空格上，每題1分，共10分）.不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是信號(hào)A復(fù)雜周期 B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī).平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程必須 。A連續(xù)B統(tǒng)計(jì)特征與時(shí)間無(wú)關(guān)C各態(tài)歷經(jīng)D統(tǒng)計(jì)特征等于時(shí)間平均.一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是 。A固有頻率B阻尼比C時(shí)間常數(shù)D靈敏度.系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時(shí)，對(duì)于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)數(shù)值不同的輸出量之間的最大差值稱為。A回程誤差B絕對(duì)誤差C相對(duì)誤差 D非線性誤差.電阻應(yīng)變片的輸入為。A力B應(yīng)變C速度D加速度.用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。A傳遞函數(shù)B互相關(guān)函數(shù) C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù).為使電纜的長(zhǎng)短不影響壓電式傳感器的靈敏度，應(yīng)選用 放大器。A電壓B電荷C微分D積分.在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量而且不受油污等介質(zhì)影響的 是傳感器。A電容式B壓電式C電阻式D電渦流式.信號(hào)分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號(hào)的頻率，可將磁帶 也可達(dá)到分析的目的。A重放速度放快 B重放速度放慢 C重放速度不變D多放幾次.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量 。A存在，但＜5%B存在，但＜1 C在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在D不存在三、判斷題（用J或X表示，在正確的題目對(duì)應(yīng)的括號(hào)里填J,反之填X,每題1分，共.下載可編輯.

10分).()非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。.()傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。.()調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。.()渦流傳感器屬于有源傳感器。.()滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測(cè)量。.()窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。.()恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。.()隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。.()壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。.()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。四、簡(jiǎn)答題(每題5分，共30分)1.已知周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)展開式為1.已知周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)展開式為. 1.C 1.L Ao3o5 0sin3t+—sin33t+—sin53o3o5 0試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說(shuō)明其頻譜特點(diǎn)。.二階測(cè)試裝置的兩個(gè)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試，如何確定其取值范圍？.何謂不失真測(cè)試？實(shí)現(xiàn)測(cè)試不失真的測(cè)試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何?.信號(hào)的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)?.下載可編輯.

.為什么在動(dòng)態(tài)電阻應(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?6.測(cè)得兩個(gè)同頻正弦信號(hào)的相關(guān)函數(shù)波形如圖1,問(wèn):圖1(1) 這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是互相關(guān)函數(shù)？為什么？(2) 從波形中可以獲得信號(hào)的哪些信息？五、計(jì)算題(共14分)(6分)已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為H(3)= ,式中t=0.05s1+j3T當(dāng)輸入信號(hào)為1(t)=0.6cos(601)+0.5cos(1001-45。)時(shí)，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出y(t).下載可編輯.（4分）有一信號(hào)x（t）=Acos（31+①），初始相角中為一隨機(jī)變量;試求1）求其自相關(guān)函數(shù)；2）確定其均值和方差。（4分）以阻值R=120Q，靈敏度S=2.5的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V,并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000四時(shí)，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓六、應(yīng)用題（共16分）（6分）某車床加工外圓表面時(shí)，表面振紋主要是由主軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)軸上齒輪不平衡慣性力使主軸箱振動(dòng)所引起，實(shí)驗(yàn)測(cè)得振紋的頻譜如圖2（a）所示，主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)示意圖如圖2（b）所示，傳動(dòng)軸1、11和主軸m上的齒輪齒數(shù)分別為Z=30,Z=40,Z=20,Z=50,傳動(dòng)軸I的轉(zhuǎn)速為n=2000轉(zhuǎn)/分（根據(jù)傳動(dòng)比計(jì)算可知：傳動(dòng)軸li的轉(zhuǎn)速為n=出00轉(zhuǎn)/分，主軸m的轉(zhuǎn)速為n2=600轉(zhuǎn)/分），試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對(duì)2加工表面的振紋影響較大？為什么？(a) (b)圖2.下載可編輯.（10分）欲測(cè)試圖3（a）所示簡(jiǎn)直梁的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)（固有頻率和阻尼比），（1）請(qǐng)從現(xiàn)有設(shè)備中選擇，并用框圖表示測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成，簡(jiǎn)述測(cè)試過(guò)程；（2）測(cè)得該梁的幅頻特性曲線如圖3（b）所示，根據(jù)該曲線如何確定簡(jiǎn)直梁的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)（給出原理、公式并在圖中表示）（現(xiàn)有設(shè)備：壓電式加速度計(jì)、壓電式力傳感器、磁電式速度計(jì)、電阻應(yīng)變片、電荷放大器、功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、激振器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、顯示設(shè)備）圖3(a)圖3（b）河北科技大學(xué)200X-200X學(xué)年第一學(xué)期《傳感器與測(cè)試技術(shù)》期末考試試卷參考答案學(xué)院年級(jí)考試班級(jí)―—一、填空（每空1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共20分）.獲取有用的信息.脈沖響應(yīng)函數(shù).時(shí)間（t）、頻率f或（①）.100Hz.激勵(lì)電壓（或工作電壓或橋壓或電源）.導(dǎo)體機(jī)械形變、半導(dǎo)體電阻率的（或半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)）.壓電效應(yīng) _.f—f、3：2（或1.26）c2 c1.電阻式傳感器、渦電流傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器等，答對(duì)任何兩個(gè)均得2分.下載可編輯..調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相.同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測(cè)原理.傳遞、頻率響應(yīng)、脈沖響應(yīng)二、選擇題（每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分）1—5DBCAB6—10DBDBD三、判斷題（每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分）1—5XVXVV6—10VXVXV四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）（5分）3Aj：U1小 3口 1■'■2分頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減性 3分（每答對(duì)一個(gè)得1分）（5分）固有頻率（3）和阻尼比比） 3分（每答對(duì)一個(gè)得1.5分）n為了實(shí)現(xiàn)不失真，阻尼比比）取值0.6~0.8;工作頻率取值小于等于0.583n2分（每答對(duì)一個(gè)得1分）（5分）輸出y（t）與輸入x（t）滿足關(guān)系y（t）=A0X（t-t0）,其中A°和t°為常數(shù)，TOC\o"1-5"\h\z則為不失真測(cè)試。 2分或者用文字描述上述關(guān)系，描述正確2分，不完整1分，錯(cuò)誤不得分。實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的測(cè)試裝置的幅頻特性為A（3）=A°=常數(shù)1.5分相頻特性為"3）=一為3 1.5分或者用文字表述，表述正確同樣得分。（5分）（1）電壓幅值調(diào)理（或者放大）1分（2）濾波（或者濾去高頻） 2分（3）隔離直流分量（或者隔直） 1分（4）如原信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)（或者解調(diào)） 1分（5分）動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋（1分），即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線間存在分布電容（1分），相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個(gè)電容，因此，除了電阻平衡外，還須有電容平衡（3分）。 5分其它的表述酌情給分。（5分）（1）互相關(guān)函數(shù)，因?yàn)槭欠瞧娣桥己瘮?shù)。 2分（2）頻率信息：正弦波形的頻率與此波形頻率相同 1分相位信息：兩正弦波形之間的相位差就是此波形中的初相位1分.下載可編輯.

幅值信息：此波形的振幅是兩個(gè)正弦波振幅乘積的一半五、計(jì)算題(共14分)1.(6分)x(t)=0.6cos(601)+0.5cos(1001-45°)令x(t)=0.6cos(601),x(t)=0.5cos(1001-45°)根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和2幅頻相頻特性由①1A(由①1A(①1)A(3)=1, /%；1+(T3)260，可以得到：1,4(3)=-tan(T3)J+(0.05x60)2=0.3161分1分①(3)=-arctg(T3)=-arctg(0.05x60)=-71.565°y(t)=0.6x0.316cos(601-71.565°)=0.1896cos(601-71.565°1分1 由3=100，可以得到：2A(①)A(①)==0.196<1+(0.05x100)21分①(3)=-arctg(T3)=-arctg(0.05x100)/r