《機(jī)械測(cè)試技術(shù)》總復(fù)習(xí)試題

.PAGE.《機(jī)械測(cè)試技術(shù)》復(fù)習(xí)題一、選擇題1.如果隔振臺(tái)對(duì)低頻激勵(lì)起不了明顯的隔振作用,但對(duì)高頻激勵(lì)卻有很好的隔振作用,那么,隔振臺(tái)屬于。A高通濾波器B低通濾波器C帶通濾波器D帶阻濾波器2.離散、周期的時(shí)域信號(hào)頻譜的特點(diǎn)是〔的。A非周期、離散 B非周期、連續(xù)C、周期、離散D周期、連續(xù)3.描述傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)有。A幅頻特性B穩(wěn)定時(shí)間C動(dòng)態(tài)范圍D線性度4.信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述通過(guò)〔來(lái)建立關(guān)聯(lián)。A拉氏變換B卷積C傅立葉變換D相乘5.按傳感器能量源分類,以下傳感器不屬于能量控制型的是〔。A電阻傳感器 B電感傳感器C光電傳感器D電容傳感器6．單位脈沖函數(shù)的采樣特性表達(dá)式為。ABCD7.對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí),若信號(hào)的記錄時(shí)間不變,采樣頻率越高,則〔。A泄漏誤差越大B頻率混疊越嚴(yán)重C采樣點(diǎn)數(shù)越多D頻域分辨率越低8．壓電式傳感器目前多用于測(cè)量。A靜態(tài)力B溫度C速度D加速度與動(dòng)態(tài)力9.周期信號(hào)傅立葉級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)表示各諧波分量的〔。A相位 B周期C振幅D頻率10.測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力,稱為〔。A精度B靈敏度C精密度D分辨力11.A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多,則其〔。A分辨力越低 B轉(zhuǎn)換精度越高 C轉(zhuǎn)換速度越快 D轉(zhuǎn)換時(shí)間越短12．當(dāng)時(shí),兩信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)呈周期變化,說(shuō)明兩信號(hào)必定。A為周期信號(hào)B含有同頻率的周期成分C為非周期信號(hào)D含有不同頻率的周期成分13.不能用于材料厚度的非接觸測(cè)量的傳感器為〔。A渦流式B電容式C壓電式D光電式14.數(shù)字信號(hào)的特征是〔。A時(shí)間上離散,幅值上連續(xù) B時(shí)間、幅值上都離散C時(shí)間上連續(xù),幅值上量化 D時(shí)間、幅值上都連續(xù)15.濾波器的帶寬越小,表示該濾波器。A建立時(shí)間越短,頻率分辨率越低B建立時(shí)間越長(zhǎng),頻率分辨率越低C建立時(shí)間越短,頻率分辨率越高D建立時(shí)間越長(zhǎng),頻率分辨率越高16.電路中鑒頻器的作用是〔。A、使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓B、使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫緾、使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓疍、使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?7.不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是〔。A、位移B、材質(zhì)鑒別C、探傷D、非金屬材料18.調(diào)幅過(guò)程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)〔。A、相乘B、相除C、相加D、相減19.測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)定方法包括階躍響應(yīng)試驗(yàn)和試驗(yàn)。A頻率響應(yīng)B脈沖響應(yīng)C傳遞函數(shù)D任意輸入響應(yīng)20．理想濾波器在通帶內(nèi)的幅頻特性為〔。A常數(shù)B零C零或常數(shù)D無(wú)法確定21．當(dāng)時(shí),兩信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)呈周期變化,說(shuō)明兩信號(hào)必定〔。A為周期信號(hào)B含有同頻率的周期成分C為非周期信號(hào)D含有不同頻率的周期成分22．動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀中相敏檢波電路的作用是〔。A幅值調(diào)制B頻率解調(diào)C幅值解調(diào)D濾波23．傳感器靈敏度越高,表示該傳感器〔。A工作頻帶越寬 B單位輸入引起的輸出量越大C線性范圍越寬 D允許的輸入量越大24．濾波器的-3dB頻率指輸出信號(hào)幅值為輸入信號(hào)幅值的〔時(shí)所對(duì)應(yīng)的截止頻率。A B1C D1/225．直流電橋同一橋臂增加應(yīng)變片數(shù)時(shí),電橋靈敏度將〔。A．不變B．減少C.增大D.變化不定二、填空題1.作為傳感器的核心部件,直接感受被測(cè)物理量并對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換的元件稱為。2.測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱。工程測(cè)量可分為和。3.在外力作用下,金屬應(yīng)變式傳感器主要產(chǎn)生幾何尺寸變化,而壓阻式傳感器主要是發(fā)生變化,兩者都引起發(fā)生變化。4.確定測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量方法有和。5．電荷放大器常用做傳感器的后續(xù)放大電路,該放大器的與傳感器產(chǎn)生的成正比,與電纜引線所形成的分布電容無(wú)關(guān)。6.電渦流傳感器是利用金屬材料的電渦流效應(yīng)工作,可分為低頻式和高頻式兩種,其中前者常用于材料厚度的測(cè)量。7．已知,為單位脈沖函數(shù),則積分=。8.RC低通濾波器中的RC值越大,則其上限截止頻率越。9.對(duì)應(yīng)于信號(hào)的三要素,信號(hào)調(diào)制可分為：,和。10．在調(diào)制解調(diào)技術(shù)中,將控制高頻振蕩的低頻信號(hào)稱為,載送低頻信號(hào)的高頻振蕩信號(hào)稱為,將經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程所得的高頻振蕩波稱為。11.周期信號(hào)的頻譜具有三個(gè)特點(diǎn)：,,。12.電感式和電容式傳感器常采用結(jié)構(gòu)來(lái)提高其靈敏度,改善。13.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。14.頻率混疊是由于引起的,泄漏則是由于所引起的。15.在τ為情況下,自相關(guān)函數(shù)值達(dá)到最大值。16.衡量傳感器在同一工作條件下,對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的不一致程度的指標(biāo)為。17．信號(hào)的有效值又稱為,有效值的平方稱為,它描述測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度<信號(hào)的平均功率>。18.將電橋接成差動(dòng)方式習(xí)以提高,改善非線性,進(jìn)行補(bǔ)償。19.常用濾波器的上、下截止頻率、的定義為幅頻特性曲線降為最大值的倍時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為截止頻率,其帶寬＝,若為倍頻程濾波器與的關(guān)系為。20.連續(xù)信號(hào)與進(jìn)行卷積其結(jié)果是：。其幾何意義是把原函數(shù)圖像平移至位置處。21.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。22.描述一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)是,其值越,則該系統(tǒng)頻帶越寬,響應(yīng)越快。三、判斷題1.〔頻響函數(shù)反映了系統(tǒng)響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程。2.〔壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高,其工作頻率越寬。3．〔一般是以時(shí)間為獨(dú)立變量的,稱為信號(hào)的時(shí)域描述。4.〔直流信號(hào)具有無(wú)限的頻譜。5．〔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。6．〔電動(dòng)式激振器所產(chǎn)生的激振力與線圈所產(chǎn)生的電動(dòng)力相等。7.〔若傳感器的靈敏度為常數(shù),則表明該傳感器的輸出、輸入關(guān)系為線性關(guān)系。8．〔靈敏度是沒(méi)有量綱的。9.〔在數(shù)字信號(hào)處理過(guò)程中,量化誤差大小與A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)無(wú)關(guān)。10.〔傳遞函數(shù)相同的各種裝置,其動(dòng)態(tài)特性均相同。11．〔按輸出信號(hào)分類,傳感器可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。12．〔恒帶寬濾波器的中心頻率越高,其帶寬越寬。13.〔電阻應(yīng)變式傳感器只用于測(cè)定結(jié)構(gòu)的應(yīng)力或應(yīng)變。14.〔渦流傳感器屬于有源傳感器。15.〔壓電式傳感器的工作原理是利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)。16.〔調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。17.〔穩(wěn)態(tài)響應(yīng)法不能用于一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試。18.〔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。19.〔非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。20.〔所有周期信號(hào)都是功率信號(hào)。21.〔隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。22.〔滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測(cè)量。四、簡(jiǎn)答題1.什么是霍爾效應(yīng)?為什么說(shuō)只有半導(dǎo)體材料才適于制造霍爾片？答：當(dāng)置于磁場(chǎng)中的靜止載流導(dǎo)體中的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí),載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場(chǎng)方向上的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)?；魻柍?shù)RH等于霍爾片材料的電阻率與電子遷移率的乘積,即。若想增強(qiáng)霍爾效應(yīng),則需要有較大的霍爾系數(shù)RH,因此要求霍爾片材料有較大的電阻率和載流子遷移率。一般金屬材料載流子遷移率很高,但電阻率很小；而絕緣材料電阻率極高,但載流子移率極低,故只有半導(dǎo)體材料才適于制造霍爾片。2．根據(jù)濾波器的選頻作用,一般將濾波器分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器。下圖為這些濾波器的幅頻特性,請(qǐng)分別標(biāo)注出來(lái)。并列出4個(gè)實(shí)際濾波器的主要特征參數(shù)。<a>帶通<b>高通<c>帶阻<d>低通主要特征參數(shù)〔任選4個(gè)：<1>截止頻率<2>帶寬<3>紋波幅度<4>品質(zhì)因子<5>倍頻程選擇性<6>濾波器因數(shù)3.何謂壓電效應(yīng)?壓電式傳感器對(duì)測(cè)量電路有何特殊要求?為什么?答：某些物質(zhì)在外力的作用下,不僅幾何尺寸發(fā)生了變化,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),這一性質(zhì)稱為壓電效應(yīng)。壓電式傳感器的測(cè)量電路必須有高輸入阻抗并在輸入端并聯(lián)一定的電容Ci以加大時(shí)間常數(shù)。主要是為了在測(cè)量動(dòng)態(tài)量時(shí),獲得一定的輸出電壓并實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量。4.從時(shí)域和頻域角度說(shuō)明測(cè)試裝置的不失真測(cè)量條件。答：時(shí)域：當(dāng)測(cè)試裝置的輸入x<t>與輸出y<t>滿足方程,A0和t0為常量,則稱該裝置為不失真測(cè)試裝置。頻域：測(cè)試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù),其實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件是幅頻特性為常數(shù),相頻特性為直線。即：,5.現(xiàn)有電阻R1和R2,電感L和電容C,連結(jié)成四臂交流電橋,試畫(huà)出能滿足電橋平衡的正確接橋方法,并寫(xiě)出該電橋的平衡條件。〔設(shè)激勵(lì)為Ui,輸出為U0?！?分答：正確的接橋方法如圖所示：電橋的平衡條件是：6.什么是調(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)理的的目的是：〔1實(shí)現(xiàn)緩變信號(hào)的傳輸,特別是遠(yuǎn)距離傳輸〔2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。可使用同步解調(diào)、直流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)。7.選用傳感器的原則是什么？〔10分答：選用傳感器的基本原則是：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?！?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。8.圖為采用某一種傳感器測(cè)量不同的非電量的示意圖。圖中被測(cè)物體2均為金屬材料制成,1為傳感器。試問(wèn)：〔1該種傳感器是何種傳感器？〔2圖中分別測(cè)量的是哪些非電量？〔3總結(jié)該種傳感器的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)?！瞐〔b〔c答：〔1渦流傳感器〔2〔a測(cè)轉(zhuǎn)速,〔b測(cè)材料的厚度,〔c計(jì)數(shù)〔3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)9.說(shuō)明線性系統(tǒng)的頻率保持性在測(cè)量中的作用。答：〔1線性系統(tǒng)的頻率保持性,在測(cè)試工作中具有非常重要的作用。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試中,測(cè)試得到的信號(hào)常常會(huì)受到其他信號(hào)或噪聲的干擾,這時(shí)依據(jù)頻率保持特性可以認(rèn)定測(cè)得信號(hào)中只有與輸入信號(hào)相同的頻率成分才是真正由輸入引起的輸出?！?同樣,在故障診斷中,根據(jù)測(cè)試信號(hào)的主要頻率成分,在排除干擾的基礎(chǔ)上,依據(jù)頻率保持特性推出輸入信號(hào)也應(yīng)包含該頻率成分,通過(guò)尋找產(chǎn)生該頻率成分的原因,就可以診斷出故障的原因。五、1．求下圖周期性鋸齒波的傅立葉級(jí)數(shù),并繪出其頻譜圖。ttT/2-T/21-10‥‥‥‥‥‥x<t>解：2.一階系統(tǒng)受到一個(gè)階躍輸入的作用,在2秒時(shí)達(dá)到輸入最大值的20%,試求：測(cè)試系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)和當(dāng)輸出達(dá)到最大值的95%時(shí),需多長(zhǎng)時(shí)間？解：當(dāng)輸出達(dá)到最大值的95%時(shí),3.求周期余弦信號(hào)的均值、均方值、自相關(guān)函數(shù)和自譜。解：均值均方值自相關(guān)函數(shù)自譜4.設(shè)真值為2.00mA,測(cè)量結(jié)果為1.99mA,求誤差、絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差？答：誤差為：2.00mA-1.99mA=0.01mA絕對(duì)誤差為：2.00mA-1.99mA=0.01mA相對(duì)誤差為：〔2.00mA-1.99mA/〔2.00mA=0.5%5．有一薄壁圓管式拉力傳感器如下圖所示。已知其彈性元件材料的泊松比為0.3,電阻應(yīng)變片和阻值相同,且靈敏系數(shù)均為2,應(yīng)變片貼片位置如圖所示。若受拉力作用,問(wèn)：<1>欲測(cè)量拉力的大小,應(yīng)如何正確組成電橋？請(qǐng)畫(huà)出相應(yīng)的電橋。<2>當(dāng)供橋電壓,時(shí),輸出電壓是多少〔？解：<1>為了測(cè)量力P大小,測(cè)試電橋應(yīng)如下圖所示連接：<2>設(shè)R1、R2、R3、R4應(yīng)變分別為ε1,ε2,ε3,ε4。因?yàn)椴此杀圈?0.3,故R3、R4的應(yīng)變?chǔ)?=ε4=-με1=-0.3×300=-906．一個(gè)電容測(cè)微儀,其傳感器的圓形極板半徑為4mm,工作初始間隙0.3mm,介電常數(shù)為8.85×10-12F/m,試求：<1>工作中,若傳感器參與工作的間隙變化量為2,電容變化量是多少？<2>若測(cè)量電路的靈敏度為100mV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度為5格/mV,當(dāng)間隙變化量還為2,讀數(shù)儀表示值變化多少格？解：<1>相對(duì)面積A=πr2=5.027×10-5m2由于兩極板間距變化引起的電容變化量為：<2>儀表示值變化格數(shù)為：N=5×100×<-?C>=5×100×9.85×10-3=4.9格7．已知周期矩形脈沖信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為：,其時(shí)域波形和頻譜如下圖所示。其中周期矩形脈沖的周期為,脈沖寬度為?！?若ms,,該周期矩形脈沖信號(hào)的帶寬為4000Hz,譜線間隔為1000Hz?！?若矩形脈沖幅度和寬度保持不變,周期變?yōu)?/p>