《機械工程測試技術(shù)基礎》期末試題及答案

《機械工程測試技術(shù)基礎》期末試題及答案

第一章信號及其描述

（一）填空題

1、測試的基本任務是獵取有用的信息，而信息總是蘊涵在某些物

理量之中，并依靠它們來

傳輸?shù)?。這些物理量就是，其中目前應用最廣泛的是

電信號。

2、信號的時域描述，以為獨立變量;而信號的頻域描述，

以為獨立變量。

3、周期信號的頻譜具有三個特

點：，，。

4、非周期信號包括信號和信號。

5、描述隨機信號的時域特征參數(shù)

有、、。

6、對信號的雙邊譜而言，實頻譜（幅頻譜）總是對稱，虛

頻譜（相頻譜）總是對

稱。

（二）推斷對錯題（用J或表示）

1、各態(tài)歷經(jīng)隨機過程肯定是平穩(wěn)隨機過程。（）

2、信號的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。（）

3、非周期信號的頻譜肯定是連續(xù)的。（）

1

4、非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。()

5、隨機信號的頻域描述為功率譜。()

(三)簡答和計算題

1、求正弦信號x(t)xOsint的肯定均值U|x|和均方根值xrmso

2、求正弦信號x(t)xOsin(t)的均值x,均方值x,和概率

密度函數(shù)p(x)。

3、求指數(shù)函數(shù)x(t)Aeat2(a0,t0)的頻譜。

cos0t4,求被截斷的余弦函數(shù)x(t)0|t|T|t|T的傅立葉變

換。

5、求指數(shù)衰減振蕩信號x(t)eatsin0t(a0,t0)的頻譜。

第二章測試裝置的基本特性

(一)填空題

1、某一階系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)為H(j)1

2j1

2,輸入信號x(t)sint,則輸出信號2y(t)的頻率為y。41

nl.52.試求傳遞函數(shù)分別為和2的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的

23.5s0.5s1.4nsn

總靈敏度。

3、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法有、

和O

4、當測試系統(tǒng)的輸出y(t)與輸入x(t)之間的關(guān)系為y(t)A0x(t

10)時，該系統(tǒng)能實現(xiàn)

2

測試。此時，系統(tǒng)的頻率特性為H(j)o

5、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的

6、一個抱負的測試裝置，其輸入和輸出之間應當具有

(二)選擇題

1、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)

2、從時域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng)響應的卷積。

(1)正弦(2)階躍(3)脈沖(4)斜坡

3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為Ql()和Q2(),則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的

測試系統(tǒng)，其相頻特性

為。

Ql()Q2()(2)Ql()Q2()(3(1)Ql()Q2()Q1()Q2()

4)Ql()Q2()

4、一階系統(tǒng)的階躍響應中，超調(diào)量。

(1)存在，但5%(2)存在，但1

(3)在時間常數(shù)很小時存在(4)不存在

5、忽視質(zhì)量的單自由度振動系統(tǒng)是系統(tǒng)。

(1)零階(2)一階(3)二階(4)高階

6、一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是

(1)固有頻率(2)線性度(3)時間常數(shù)(4)阻尼比

3

7、用階躍響應法求一階裝置的動態(tài)特性參數(shù)，可取輸出值達到穩(wěn)

態(tài)值時間作為時間常數(shù)。

(1)0.632(2)0.865(3)0.950(4)0.982

(三)推斷對錯題(用J或表示)

1、一線性系統(tǒng)不滿意“不失真測試”條件，若用它傳輸一個1000Hz

的正弦信號，則必定

導致輸出波形失真。()

2、在線性時不變系統(tǒng)中，當時始條件為零時，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、當輸入信號x(t)肯定時，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)

的物理模型無關(guān)。()

4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。()

5、測量裝置的靈敏度越高，其測量范圍就越大。()

6、幅頻特性是指響應與激勵信號的振幅比與頻率的關(guān)系。()

(四)簡答和計算題

1、什么叫系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？

2、測試裝置的靜態(tài)特性和動態(tài)特性各包括那些？

3、測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是什么？

lo求其對周期信號0.005s1

x(t)0.5cosl0t0.2cos(100t45)的穩(wěn)態(tài)響應y(t)。

4

15、將信號cost輸入一個傳遞函數(shù)為H(s)的一階裝置，試求

其包括瞬態(tài)過程在1s

內(nèi)的輸出y(t)的表達式。4、某測試裝置為一線性時不變系統(tǒng),

其傳遞函數(shù)為H(s)

第三章常用傳感器

(-)填空題

1、屬于能量掌握型的傳感器有等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳

感器有等(每個至少舉例兩個)。

2、金屬電阻應變片與半導體應變片的物理基礎的區(qū)分在于：前者

利用變化，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

件變化對測量精度的影

響，實際應用時經(jīng)常采納工作方式。

4、壓電式傳感器的測量電路(即前置放大器)放大器和放

大器，后接放大器時，可不受連接電纜長度的限制。

5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導體在溝通磁場中的效

應。

6、磁電式速度計的靈敏度單位是

7、壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的

(二)選擇題

1、電阻應變片的輸入為。

5

（1）力（2）應變（3）速度（4）加速度

2、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?。?）結(jié)構(gòu)參數(shù)（4）電

阻值

3、不能用渦流式傳感器進行測量的是。

（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

（1）非線性（2）線性（3）反比（4）平方

5、半導體式應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

6、壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的產(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

8、自感型可變磁阻式傳感器，當氣隙變化時，其靈敏度S與之

間的關(guān)系是：S

O

（1）kl

（2）k（3）k2（4）k2

9、光電倍增管是利用

（1）內(nèi)光電（2）外光電（3）光生伏特（4）阻擋層

（三）推斷對錯題（用J或表示）

1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（）

2、渦流式傳感器屬于能量掌握型傳感器（）

3、壓電加速度計的靈敏度越高，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）簡答和計算題

1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？

2、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？

3、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？

4、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？應實行什么措施改進，就可以用電渦流傳感器測量了。

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型電感傳感器做成一個測力傳感器。

（1）用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；

（2）兩個線圈通常應當接在什么電路中？用圖說明如何接法。

7、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r4（mm）,

7

工作初始極板間距離

00.3(mm),介質(zhì)為空氣。問：

(1)假如極板間距離變化量l(m),電容的變化量C是多少？

(2)假如測量電路的靈敏度kl100(mVpF),讀數(shù)儀表的靈敏度

k25(格/

mV)在1(m)時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？

第四章信號調(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

2、在橋式測量電路中，根據(jù)

3、在橋式測量電路中，依據(jù)工作時阻抗參加變化的量電路。

4、調(diào)幅是指一個高頻的正(余)弦信號與被測信號，使高頻信號

的幅值隨被測信

號的而變化。信號調(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)頻是利用信號電壓的號電壓成正比。

7、常用濾波器的上、下截止頻率fcl、fc2的定義為,其帶寬B

=,若為倍頻程濾波器fcl與化2的關(guān)系為。

8、RC低通濾波器中RC值愈

8

(二)選擇題

1、設有一電路，R1是工作橋臂，R2,R3,R4是固定電阻，且R1

R2R3R4o工

作時RIR12R1,則電橋輸出電壓ey()。已0為電橋的電源

電壓。

(1)RIRR2RleO(2)leO(3)leO(4)eO4R12R1R1R1

2、調(diào)幅過程相當于在時域中將調(diào)制信號與載波信號。

(1)相乘(2)相除(3)相加(4)相減

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(2)使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡?/p>

壓量

(3)使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?4)使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?/p>

4、一選頻裝置，其幅一頻特性在f2區(qū)間近于平直，在f20區(qū)

間急劇衰減，這叫

濾波器。

(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fO,-3dB帶寬是B,則濾波器

的品質(zhì)因數(shù)Q等

于。

(1)fOB(2)fOB(3)fOB(4)fOB

(三)推斷對錯題(用J或表示)

1、平衡純電阻溝通電橋須同時調(diào)整電阻平衡與電容平衡。()

9

2、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。()

3、帶通濾波器的波形因數(shù)值越大，其頻率選擇性越好。()

4、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶阻濾波器。()

(四)簡答和計算題

1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂參數(shù)應滿意什么條件?

溝通電橋應滿意什么條

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？舉例說明其工程應用。

5、以阻值R120,靈敏度S2的電阻絲應變片與阻值為120的

固定電阻組成電橋，

供橋電壓VO3V,若其負載電阻為無窮大，應變片的應變2000o

(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，y(t)cos2fOt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)說明調(diào)幅過程的原理。

(2)畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。

10

第五章信號處理初步

(一)填空題

1、為了識別信號類型，常用的信號分析方法有、

和O

2、為了獲得測試信號的頻譜，常用的信號分析方法

有、

和O

3、在數(shù)字信號處理中，為避開頻率混疊，應使被采樣的模擬信號

成為，

還應使采樣頻率滿意采樣定理即。

4、假如一個信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程

中消失混疊現(xiàn)象，采樣頻

率應當大于Hzo

5、若x(t)是均值為UX為零的寬帶隨機信號其自相關(guān)函數(shù)T=0時

Rx(T),T8時

Rx(T)O

6、用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因

果性。

7、若某一信號的自相關(guān)函數(shù)為Acos()，則該信號的均方值為x二

根值為xrms=o

8、最常用的功率譜估量方法為。

11

9、Sx(f)為信號的沿頻率軸的分布，X(f)稱為。

10、巴塞伐爾定理表示在中計算的信號總能量，等于在

中計算的信號總能

量。

(二)推斷對錯題(用J或表示)

1、頻率辨別力越高，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、對于周期信號，經(jīng)整周期采樣后，可完全避開柵欄效應。()

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

所引起的誤差越小。()

5、相互關(guān)函數(shù)是偶實函數(shù)。()

6、利用系統(tǒng)輸入x(t)與輸出y(t)的自功率譜密度函數(shù)，可求該

系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)。

()

7、若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入-輸出的相干函數(shù)肯定為1。()

(三)簡答和計算題

(It1)A2sin(2t2),求信號的自相關(guān)函數(shù)1、已知信號x(t)

AOAlcos22

Rx(),并畫出自功率譜Sx()(雙邊幅值譜)。

2、求頻率相同的單位方波和正弦波的相互關(guān)函數(shù)。

3、相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說明其工程應用。

4、試依據(jù)一個信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，爭論如何確定該信號中的

12

常值重量和周期成分。

5、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,

輸入的自相關(guān)函數(shù)Rx()和輸

入一輸出的相互關(guān)函數(shù)Rxy()之間的關(guān)系為Rx()Rx(T),試說

明該系統(tǒng)起什么

作用？

6、應用巴塞伐爾定理求

sinc2(t)dt的積分值。

第六章振動測試

(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)基礎運動所引起的受迫振動，當激振頻率質(zhì)量塊

和殼

體之間的相對運動和基礎振動近于相等。

13

4、激勵方式分為

5、按所測的振動性質(zhì)可將拾振器分為。

6、阻抗頭的前端是。

7、壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形

式：、

和0

8、機械系統(tǒng)的主要振動參數(shù)是，

和。

9、相對法校準傳感器時，經(jīng)國家計量等部門嚴格校準過的傳感器

起著“振動標準傳遞”的

作用，稱為傳感器。

（二）推斷對錯題（用J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肯定式拾振器。（）

6、低頻激振時，激振器的安裝固有頻率應比激振頻率高3倍以上。

（）

7、快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。（）

14

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，測得的激勵和響應之間的相位差包括了測試系

統(tǒng)中全部儀器的相移。

()

(三)簡答和計算題

1、對單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動，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、對單自由度系統(tǒng)基礎位移所引起的受迫振動，分別寫出其相對

位移頻響函數(shù)、肯定位移

頻響函數(shù)。

3、對于壓電式加速度計，畫出其工作原理圖，并說明為什么其上

限頻率取決于固有頻率？

4、對于磁電式肯定速度計，畫出其工作原理圖，并說明為什么其

下限頻率取決于固有頻

率？

5、如何用實頻曲線估量系統(tǒng)的固有頻率和阻尼出？畫圖說明。

參考答案

第一章信號及其描述

(一)1、信號；2、時間(t),頻率(f)；3、離散性，諧波性，

15

收斂性；4、準周期，瞬態(tài)

非周期；5、均值x,均方值x,方差x；6、偶，奇；

(二)1、V；2、V；3、X;4、X;5、V；

(三)1、222x0

,xOxAl；2、0,0,；3、；4、2xOcos(t)aj2f22

OTsinc(2f0)TTsinc(2f0)T；52；222a4f0j4

fa

第二章測試裝置的基本特性

(一)K1/2,1/2,45；2、123；3、傅立葉變換法，濾波器法；

4、AOe

被測量；6、線性；

(二)(4)(3)(2)(4)(2)(3)(1)

(三)XVVV)<X

(四)略jt0；5、

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，半導體材料的電

阻率變化；3、差動；4、電荷，電壓，電荷；5、渦電流；6、mv/

(m/s)；7、壓電

16

效應。

(二)(2)(3)(4)(2)(3),(3)(4)(4)(2)

(三)JVXX

(四)略

第四章信號調(diào)理、處理和記錄

(一)1、電壓或電流；2、激勵電壓；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倍時對應的頻率為截止頻率；

Bfc2fcl；fc22fcl,8、大；

(二)(1)(1)(3)(2)(4)

(三)JXXJ

(四)略

第五章信號處理初步

(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,fs2fh；

4、100；5、x,0；6、相干函數(shù)；7、A,A;8、周期圖法；9、功

率密度，能

譜；10、時域，頻域；

(二)1、X;2、V；3、V；4、V；5、X;6、X；7、X;2

AA(三)1、Rx()AOIcos12cos2,22222

AASx()AO1(1)(1)2(2)(2)；44222

17

2、Rxy（）2

sin；

3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)；

4、信號的常值重量為其自相關(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)的作用是使信號幅值不變、相位提前T；

6、

sinc（t）dt221/21/2ldf；

第六章振動的測試

（一）1、小于，等于，大于；2、90；3、遠大于；4、穩(wěn)態(tài)正弦激

振，隨機激振，瞬態(tài)激振；

5、相對式，肯定式；6、力傳感器，加速度計；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、V；4、V；5、X;6、V；7、J；8、

*；9、V；

（三）略

18

河北科技高校200X——200X學年第一學期

《傳感器與測試技術(shù)》期末考試試卷

一、填空（每空1份，共20分）

1.測試技術(shù)的基本任務是

2.從時域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng)

3.信號的時域描述，以為獨立變量；而信號的頻域描述，以

4.假如一個信號的最高頻率為50Hz,為了防止在時域采樣過程

中消失混疊現(xiàn)象，采樣頻

率應當大于Hzo

5.在橋式測量電路中，依據(jù)其

6.金屬電阻應變片與半導體應變片的主要區(qū)分在于：前者利用

引起的電阻變化，后者利用變化引起的電阻變

化。

7.壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的

8.帶通濾波器的上下限截止頻率為fc2、fcl,其帶寬B

二;若其帶寬

為1/3倍頻程則fc2=fclo

9.屬于能量掌握型的傳感器有、

10依據(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。

19

12測試裝置的動態(tài)特性可以用

函數(shù)進行數(shù)學描述。

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）

1.不能用確定的數(shù)學公式表達的信號是信號。

A簡單周期B非周期C瞬態(tài)D隨機

2.平穩(wěn)隨機過程必需

A連續(xù)B統(tǒng)計特征與時間無關(guān)C各態(tài)歷經(jīng)D統(tǒng)計特征等于

時間平均

3.一階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是

A固有頻率B阻尼比C時間常數(shù)D靈敏

度

4.系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大到小時，對于同一個

輸入量所得到的兩個數(shù)值

不同的輸出量之間的最大差值稱為。

A回程誤差B肯定誤差C相對誤差D非線性誤差

5.電阻應變片的輸入為

A力B應變C速度D加速度

6.用于評價系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間的因果性。

A傳遞函數(shù)B相互關(guān)函數(shù)C互譜密度函數(shù)D相干函數(shù)

7.為使電纜的長短不影響壓電式傳感器的靈敏度,應選用放大器。

A電壓B電荷C微分D積分

20

8.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。

A電容式B壓電式C電阻式D電渦流式

9.信號分析設備可分析的頻率低于磁帶記錄儀記錄信號的頻率,

可將磁帶，

也可達到分析的目的。

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

10.一階系統(tǒng)的階躍響應中，超調(diào)量。

A存在，但5%B存在，但1C在時間常數(shù)很小時存在D不

存在

三、推斷題(用J或表示，在正確的題目對應的括號里填反之

填，每題1分，共

10分)

1.()非周期信號的頻譜是連續(xù)的。

2.()傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動態(tài)特性均相同。

3.()調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號的疊加。

4.()渦流傳感器屬于有源傳感器。

21

5.()滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量的測量。

6.()窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣幅度越小，用其截取

信號所引起的誤差越小。

7.()恒帶寬濾波器的中心頻率越高，其帶寬越寬。

8.()隨機激振屬于寬帶激振法。

9.()壓電式加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。

10.()若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出的相干函數(shù)肯定為lo

四、簡答題(每題5分，共30分)

1.已知周期方波的傅立葉級數(shù)綻開式為

x(t)8A11sin0tsin3Otsin5Ot35

試繪出該周期方波的單邊幅值譜，并說明其頻譜特點。

2.二階測試裝置的兩個動態(tài)特性參數(shù)是什么？為了實現(xiàn)不失真測

試，如何確定其取值范

圍？

3.何謂不失真測試？實現(xiàn)測試不失真的測試裝置的幅頻和相頻特

性應如何？

4.信號的預處理包括那些環(huán)節(jié)？

5.為什么在動態(tài)電阻應變儀上除了設有電阻平衡旋鈕外，還設有

電容平衡旋鈕？

6.測得兩個同頻正弦信號的相關(guān)函數(shù)波形如圖1,問：

圖1

(1)這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是相互關(guān)函數(shù)？為什么？

22

（2）從波形中可以獲得信號的哪些信息?

五、計算題（共14分）

1.（6分）已知低通濾波器的頻率響應函數(shù)為

2.（4分）有一信號x（t）Acos（t），初始相角為一隨機變量；

試求1）求其自相關(guān)函數(shù)；2）確定其均值和方差。

3.（4分）以阻值R120,靈敏度S2.5的電阻絲應變片與阻值

為120的固定電阻

組成電橋，供橋電壓為4V,并假定負載電阻無窮大，當應變片的

應變?yōu)?000時，

分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓

六、應用題（共16分）

1.（6分）某車床加工外圓表面時，表面振紋主要是由主軸箱轉(zhuǎn)

動軸上齒輪不平衡慣性

力使主軸箱振動所引起，試驗測得振紋的頻譜如圖2（a）所示，

主軸箱內(nèi)的傳動示意圖

如圖2（b）所示,傳動軸I、II和主軸HI上的齒輪齒數(shù)分別為Z1=30,

Z2=40,Z3=20,Z4=50,

傳動軸I的轉(zhuǎn)速為nl=2000轉(zhuǎn)/分（依據(jù)傳動比計算可知：傳動

軸n的轉(zhuǎn)速為n2=1500

轉(zhuǎn)/分，主軸IH的轉(zhuǎn)速為n2=600轉(zhuǎn)/分），試分析哪一根軸上的

齒輪不平衡量對加工表

面的振紋影響較大？為什么？

23

1,式中0.05s1jloot45)時，求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出y(t)

當輸入信號為x(t)0.6cos(60t)0.5cos(H()

(a)(b)

圖2

2.(10分)欲測試圖3(a)所示簡直梁的動態(tài)特性參數(shù)(固有頻

率和阻尼比)，(1)請從現(xiàn)有設備中選擇，并用框圖表示測試系統(tǒng)構(gòu)

成，簡述測試過程；

(2)測得該梁的幅頻特性曲線如圖3(b)所示，依據(jù)該曲線如何

確定簡直梁的動態(tài)特性參數(shù)(給出原理、公式并在圖中表示)

(現(xiàn)有設備：壓電式加速度計、壓電式力傳感器、磁電式速度計、

電阻應變片、電荷放大器、功率放大器、信號發(fā)生器、激振器、數(shù)據(jù)

采集分析系統(tǒng)、顯示設備)

圖3(a)

圖3(b)

24

河北科技高校200X—200X學年第一學期

《傳感器與測試技術(shù)》期末考試試卷參考答案

學院_班級_考試班級

一、填空（每空1分，答對得分，答錯不得分，共20分）

1.獵取有用的信息

2.脈沖響應函數(shù)

3.時間（t）、頻率f或（）

4.100Hz

5.激勵電壓（或工作電壓或橋壓或電源）

6.導體機械形變、半導體電阻率的（或半導體壓阻效應）

7.壓電效應

8.fc2fcl、2（或1.26）

9.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，答對任何兩

個均得2分

10.調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相

11.同頻相關(guān)不同頻不相關(guān)/同頻檢測原理

12.傳遞、頻率響應、脈沖響應

二、選擇題（每題1分，答對得分，答錯不得分，共10分）

25

1—5DBCAB

6—10DBDBD

三、推斷題（每題1分，答對得分，答錯不得分，共10分）

115VVV

6—10VVV

四、簡答題（每題5分，共30分）

1.（5分）

2分

頻譜特點：離散性、諧波性、遞減性3分（每答對一個得

1分）

2.（5分）

固有頻率（n）和阻尼比（）3分（每答對一個得1.5分）

2分（每答對一個得1分）

3.（5分）

輸出y（t）與輸入x（t）滿意關(guān)系y（t）=A0x（t-t0）,其中A0和t0

為常數(shù)，

則為不失真測試。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，錯誤不得

分。

實現(xiàn)不失真測試的測試裝置的

26

幅頻特性為A（3）=A0=常數(shù)L5分

相頻特性為@（3）=tOL5分

或者用文字表述，表述正確同樣得分。

4.（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）隔離直流重量（或者隔直）1分

（4）如原信號進行調(diào)制，則應先進行解調(diào)（或者解調(diào)）1分

5.（5分）

動態(tài)電阻應變儀采納的是純電阻溝通電橋（1分），即使各橋臂均

為電阻，由于

導線間存在分布電容（1分），相當于在各橋臂上并聯(lián)了一個電容，

因此，除了電阻平為了實現(xiàn)不失真，阻尼比（）取值0.6~0.8;工作

頻率取值小于等于0.58n

衡外，還須有電容平衡（3分）。5分

其它的表述酌情給分。

6.（5分）

（1）相互關(guān)函數(shù)，因為是