工程测试技术

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。机械工程测试技术( 刘培基 )第二章信号描述及其分析2 1描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具?如何进行描述 ?周期信号是否可以进行傅里叶变换 ?为什么 ?2 2求指数函数 x(t) Aeat (a0, t 0) 的频谱。2 3求周期三角波 (图 25a)的傅里叶级数 (复指数函数形式 )。2 4求图 2-15 所示有限长余弦信号 x(t ) 的频谱。cos w0ttT设 x(t )tT02 5当模拟信号转换为数字信号时遇到哪些问题? 应怎样解决 ?第三章测试系统的基本特性3 1 测试装置的静态特性指标主要有哪些?它们对装置的性

2、能有何影响 ?3 2 什么叫一阶系统和二阶系统?它们的传递函数、频率响应函数及幅频和相频特性资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。表示式是什么 ?3 3 求周期信号工x(t ) 0.5 cos10t 0.2 cos(100t 45 ) 经过传递函数为1的装置后所得到的稳态响应。H (s)10.005s3 4 一气象气球携带一种时间常数为15s 的一阶温度计, 并以15m/ s的上升速度经过大气层。 设温度随所处的高度按每升高30m 下降 0.15c 的规律变化 , 气球将温度和高度的数据用无线电送回地面。在 3000m处所记录的温度为2 c 。试问实际出现2 c 的真实

3、高度是多少 ?3 5 某传感器为一阶系统, 当阶跃信号作用在该传感器时, 在 t0时 , 输出 10mV ;t 时 , 输出 100mV ; 在 t 5s 时 , 输出 50mV , 试求该传感器的时间常数。3 6 求信号系统后的输出x(t )y(t )12 sin(t30 )4 sin(2t。设该系统时间常数45 )10 cos(4t60 ) 经过阶1s , 系统的静态灵敏度为S25 。37某测试系统频率响应函数为3155072;试 求 该 系 统 对 正 弦 输 入H (w)2 )(1 0.01 jw )(1577536 1760 jw wx(t)10 sin(62.8t ) 的稳态响应。

4、3 8 单位阶跃信号作用于一个二阶装置之后, 测得其响应中产生了数值为2.25 的第一个超调量峰值。同时测得其衰减振荡周期为3.14s 。已知该装置的静态增益为5, 试求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3 9 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为1000Hz,阻尼比0.14 ,问使用该传感器作频率为500Hz 的正弦力测试时, 其幅值比A(w) 和相角差( w)各为多少?若该装置的阻尼比可改为0.7 ,问 A(w) 和( w)又将作何种变化?3 10如何理解信号不失真测试的条件?若要求输入

5、信号经过系统后反相位, 则对系统有何要求?第四章常见传感器原理及应用4 1 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别有何优缺点 ?应如何根据具体情况选用?各4 2 有一电阻应变片 , 其 R=120 , 灵敏度 K=2, 设工作时的应变为 1000 , 问 R=?若将此应变片接成图 4 26 所示的电路 , 试求 : 1)无应变时电流表示值 ; 2)有应变时电流表示值 ; 3)电流表指示值的相对变化量 ; 4)试分析这个变化量能否从电流表中读出 ?4 3 许多传感器采用差动形式, 差动传感器有何优点?4 4一电容式传感器, 其圆形极板半径r=4mm,初始工作间隙o =0.3mm,若工作

6、时极板间隙的变化量1 m 时 ,电容变化量资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。是多少 ?4 5何为压电效应和逆压电效应 ?常见的压电材料有哪几类 ?4 6压电式传感器的测量电路为什么常见电荷放大器?4 7何为霍尔效应 ?其物理本质是什么 ?4 8分别用光电元件和霍尔元件设计测量转速的装置, 并说明其原理。第五章信号的变换与处理5 1在材料为钢的实心圆柱形试件上, 沿轴线和圆周方向各贴一片金属电阻应变片R1和R2,接入点桥。若应变片的阻值R=120,灵敏度K=2,钢的泊松比=0.285,桥压U0=3V,当应变片受到的应变为1000时 ,求点桥的输出电压。5 2什么是滤波

7、器的分辨力? 与哪些因素有关?53分别设计一个截至频率为1kHz的二阶有源低通滤波器和一个截至频率为100kHz的二阶有源高通滤波器。5 4调幅波是否能够看成是调制信号与载波信号的叠加? 为什么?5 5 说明相敏检波器的作用和基本原理。第六章随机信号分析6 1 概率密度函数的物理意义是什么?它和均值、均方值有何联系 ?6 2 自相关函数和互相关函数在工程上有何应用?举例说明。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。6 3 已知一个随机信号 x t的自功率谱密度函数为Sx f , 将其输入到频率响应函数为H ( f )1的系统中 , 试求该系统的输出1 j 2f信号 y t

8、 的自功率谱密度函数Syf , 以及输入、输出函数的互功率谱密度函数 Sxy f。第七章 机械位移测量7 1哪些类型的传感器适合于100mm 以上的大量程位移测量 ?7 2变极距电容传感器的线性范围如何、它适合高精度微小位移测量否 ?还有哪些类型的传感器适合高精度微小位移测量?7 3 数字式位移传感器有哪些种类?阐述其各自的工作原理?7 4 采用四细分技术的增量式轴角编码器, 参数为2048p/r, 与螺距为 2mm 的丝杠相联接。实测轴角编码器在1s 的时间内输出了411648 个脉冲 , 请计算丝杠转过的圈数、与之配合的螺母移动的直线位移及螺母移动的平均速度。7 5 有一差动电容传感器,

9、动极板处于中间位置时两个电容器的电容均为 20pF, 正弦激励源的电压峰峰值为12V 、频率为 15kHz,请完成 :(1)设计一个电桥电路, 具有电压输出的最大灵敏度; (2)计算传感器以外两个桥臂的匹配阻抗值; (3) 传感器电容变化量为lpF 时, 桥路的输出电压为多少?第八章振动的测量资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。8 1 何谓相对式测振传感器?何谓惯性式测振传感器?它们之间有什么不同 ?8 2 要使惯性式位移传感器、惯性式速度传感器和惯性式加速度传感器的输出量能够准确地反映被测物体的振动参数, 它们各应该满足什么条件?8 3已知某应变式加速度传感器的阻尼

10、比0.7 ,当n 时 ,传感器的相频特性可近似的表示为:()0.5n; 设输入信号是一个由多个谐波组成的周期信号:x txn cos nw0 t, 当该信号经过应变式加速度传感器时,其响应为y txn cos nw0tn。式中 n 为整数 , 试证明输出波形有没有相位失真 ?8 4用某惯性式位移传感器测量振动时, 若要求其测量误差不超过 2, 问其可测频率范围有多大 (取0.6 )?8 5根据磁电式惯性速度传感器的结构, 说明为了扩展可测下限频率 , 在结构设计上采取了哪些措施 ?8 6压电式加速度传感器是否能够测量常值加速度?为什么 ?第九章应变力和扭矩的测量9 1简单拉伸试件上贴有两片电阻

11、应变片, 一片沿轴向, 一片与之垂直, 分别接入电桥相邻两臂。已知试件弹性模量E=2.01011Pa,泊松比0.3,应变片灵敏系数K=2,供桥电压U0=5V,若测得电桥输出电压U BD=8.26mV,求试件上的轴向应力为多少Pa?资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。9 2 以单臂工作为例, 说明电桥实现温度补偿必须符合哪些条件?9 3 为了测量某轴所承受的扭矩, 在其某截面的圆周上沿轴向45o 方向贴了两个电阻应变片 ,组成半桥。已知轴径d=40mm, 弹性模量 E=2.0 1011Pa, 泊松比0.3 。若由静态应变仪测得读数为1000 , 求该轴所受的扭矩大小?9 4 一构件受拉弯综合作用, 试设计如何贴片阻桥才能进行下述测试 : (1)只测弯矩 , 并进行温度补偿, 消除拉力的影响; (2)只测拉力 ,并进行温度补偿, 消除弯矩的影响。9 5 试述转轴扭矩测量的原理和方法。9 6 有 一扭 矩 标 定 小轴 , 其轴 径d=30mm, 弹 性模 量E=2.01011Pa,泊松比0.3,加载力臂L=1000mm 。若用静态应变仪全桥测其应力, 若加载50N时 ,静