《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》期末試題及答案

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》期末試題及答案

第一章信號(hào)及其描述

（一）填空題

1、測(cè)試的基本任務(wù)是獵取有用的信息，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)摹＿@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(chēng)，虛

頻譜（相頻譜）總是對(duì)

稱(chēng)。

（二）推斷對(duì)錯(cuò)題（用J或表示）

1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程肯定是平穩(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)的頻譜肯定是連續(xù)的。（）

1

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)xOsint的肯定均值U|x|和均方根值xrmso

2、求正弦信號(hào)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?cái)嗟挠嘞液瘮?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(hào)x(t)eatsin0t(a0,t0)的頻譜。

第二章測(cè)試裝置的基本特性

(一)填空題

1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為H(j)1

2j1

2,輸入信號(hào)x(t)sint,則輸出信號(hào)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(gè)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(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分析方法有、

和O

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)

2

測(cè)試。此時(shí)，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(gè)抱負(fù)的測(cè)試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)當(dāng)具有

(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

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(cè)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(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、忽視質(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

3

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)值時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。

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

(三)推斷對(duì)錯(cuò)題(用J或表示)

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

的正弦信號(hào)，則必定

導(dǎo)致輸出波形失真。()

2、在線性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)時(shí)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(chēng)為

傳遞函數(shù)。()

3、當(dāng)輸入信號(hào)x(t)肯定時(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？

lo求其對(duì)周期信號(hào)0.005s1

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

4

15、將信號(hào)cost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1s

內(nèi)的輸出y(t)的表達(dá)式。4、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)

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(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)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(duì)測(cè)量精度的影

響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)經(jīng)常采納工作方式。

4、壓電式傳感器的測(cè)量電路(即前置放大器)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)體在溝通磁場(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

(二)選擇題

1、電阻應(yīng)變片的輸入為。

5

（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

（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)氣隙變化時(shí)，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(duì)錯(cuò)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(cè)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(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)實(shí)行什么措施改進(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。

（1）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；

（2）兩個(gè)線圈通常應(yīng)當(dāng)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r4（mm）,

7

工作初始極板間距離

00.3(mm),介質(zhì)為空氣。問(wèn)：

(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(cè)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(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？

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

2、在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)

3、在橋式測(cè)量電路中，依據(jù)工作時(shí)阻抗參加變化的量電路。

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

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(chēng)為。

6、調(diào)頻是利用信號(hào)電壓的號(hào)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(shè)有一電路，R1是工作橋臂，R2,R3,R4是固定電阻，且R1

R2R3R4o工

作時(shí)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(guò)程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)。

(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(duì)錯(cuò)題(用J或表示)

1、平衡純電阻溝通電橋須同時(shí)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(hào)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(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)滿意什么條件?

溝通電橋應(yīng)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(shuō)明其工程應(yīng)用。

5、以阻值R120,靈敏度S2的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120的

固定電阻組成電橋，

供橋電壓VO3V,若其負(fù)載電阻為無(wú)窮大，應(yīng)變片的應(yīng)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(hào)，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(shuō)明調(diào)幅過(guò)程的原理。

(2)畫(huà)出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。

10

第五章信號(hào)處理初步

(一)填空題

1、為了識(shí)別信號(hào)類(lèi)型，常用的信號(hào)分析方法有、

和O

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O

3、在數(shù)字信號(hào)處理中，為避開(kāi)頻率混疊，應(yīng)使被采樣的模擬信號(hào)

成為，

還應(yīng)使采樣頻率滿意采樣定理即。

4、假如一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz,為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程

中消失混疊現(xiàn)象，采樣頻

率應(yīng)當(dāng)大于Hzo

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)

Rx(T),T8時(shí)

Rx(T)O

6、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()，則該信號(hào)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(hào)的沿頻率軸的分布，X(f)稱(chēng)為。

10、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)推斷對(duì)錯(cuò)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(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全避開(kāi)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、相互關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。()

6、利用系統(tǒng)輸入x(t)與輸出y(t)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)肯定為1。()

(三)簡(jiǎn)答和計(jì)算題

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

AOAlcos22

Rx(),并畫(huà)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(shuō)明其工程應(yīng)用。

4、試依據(jù)一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形，爭(zhēng)論如何確定該信號(hào)中的

12

常值重量和周期成分。

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(shuō)

明該系統(tǒng)起什么

作用？

6、應(yīng)用巴塞伐爾定理求

sinc2(t)dt的積分值。

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)激振頻率質(zhì)量塊

和殼

體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和基礎(chǔ)振動(dòng)近于相等。

13

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。

6、阻抗頭的前端是。

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0

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(mén)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(chēng)為傳感器。

（二）推斷對(duì)錯(cuò)題（用J或表示）

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肯定式拾振器。（）

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。（）

14

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)中全部?jī)x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(xiě)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(xiě)出其相對(duì)

位移頻響函數(shù)、肯定位移

頻響函數(shù)。

3、對(duì)于壓電式加速度計(jì)，畫(huà)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)于磁電式肯定速度計(jì)，畫(huà)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)頻曲線估量系統(tǒng)的固有頻率和阻尼出？畫(huà)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，

15

收斂性；4、準(zhǔn)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(cè)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(cè)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(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

16

效應(yīng)。

(二)(2)(3)(4)(2)(3),(3)(4)(4)(2)

(三)JVXX

(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；

Bfc2fcl；fc22fcl,8、大；

(二)(1)(1)(3)(2)(4)

(三)JXXJ

(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,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(shí)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(hào)的常值重量為其自相關(guān)函數(shù)均值的開(kāi)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、

sinc（t）dt221/21/2ldf；

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，肯定式；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、V；4、V；5、X;6、V；7、J；8、

*；9、V；

（三）略

18

河北科技高校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

一、填空（每空1份，共20分）

1.測(cè)試技術(shù)的基本任務(wù)是

2.從時(shí)域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng)

3.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

4.假如一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz,為了防止在時(shí)域采樣過(guò)程

中消失混疊現(xiàn)象，采樣頻

率應(yīng)當(dāng)大于Hzo

5.在橋式測(cè)量電路中，依據(jù)其

6.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)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(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性可以用

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）

1.不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是信號(hào)。

A簡(jiǎn)單周期B非周期C瞬態(tài)D隨機(jī)

2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程必需

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

3.一階系統(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

4.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(chēng)為。

A回程誤差B肯定誤差C相對(duì)誤差D非線性誤差

5.電阻應(yīng)變片的輸入為

A力B應(yīng)變C速度D加速度

6.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(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

20

8.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

9.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

10.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量。

A存在，但5%B存在，但1C在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在D不

存在

三、推斷題(用J或表示，在正確的題目對(duì)應(yīng)的括號(hào)里填反之

填，每題1分，共

10分)

1.()非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。

2.()傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均相同。

3.()調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)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(cè)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(hào)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(jī)激振屬于寬帶激振法。

9.()壓電式加速度計(jì)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(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)綻開(kāi)式為

x(t)8A11sin0tsin3Otsin5Ot35

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)。

2.二階測(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？

3.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？

4.信號(hào)的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？

5.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)還是相互關(guān)函數(shù)？為什么？

22

（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）

1.（6分）已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為

2.（4分）有一信號(hào)x（t）Acos（t），初始相角為一隨機(jī)變量；

試求1）求其自相關(guān)函數(shù)；2）確定其均值和方差。

3.（4分）以阻值R120,靈敏度S2.5的電阻絲應(yīng)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(fù)載電阻無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的

應(yīng)變?yōu)?000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）

1.（6分）某車(chē)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，試驗(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(dòng)軸I的轉(zhuǎn)速為nl=2000轉(zhuǎn)/分（依據(jù)傳動(dòng)比計(jì)算可知：傳動(dòng)

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(duì)加工表

面的振紋影響較大？為什么？

23

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

當(dāng)輸入信號(hào)為x(t)0.6cos(60t)0.5cos(H()

(a)(b)

圖2

2.(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，依據(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)

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河北科技高校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_班級(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）

1.獵取有用的信息

2.脈沖響應(yīng)函數(shù)

3.時(shí)間（t）、頻率f或（）

4.100Hz

5.激勵(lì)電壓（或工作電壓或橋壓或電源）

6.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)）

7.壓電效應(yīng)

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(duì)任何兩

個(gè)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(cè)原理

12.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）

25

1—5DBCAB

6—10DBDBD

三、推斷題（每題1分，答對(duì)得分，答錯(cuò)不得分，共10分）

115VVV

6—10VVV

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）

1.（5分）

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）

2.（5分）

固有頻率（n）和阻尼比（）3分（每答對(duì)一個(gè)得1.5分）

2分（每答對(duì)一個(gè)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(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

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(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.（5分）

動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)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(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，除了電阻平為了實(shí)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?yàn)槭?/p>