机械工程测试技术基础试题及答案

1、一、选择题1、 差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的_A.A 2B、3C、4D 52、 信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有_D_和 _D_。A、时域法，相频法B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法D时域法，频域法3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的 _B_。A、电阻应变效应B、压电效应C、电磁感应D霍尔效应4、 传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为_B_A、线性度B、灵敏度 C稳定性 D回程误差6、 信息与信号二者间关系是_C。A、信息与信号相同B信息包含信号C、信息在信号之中D信息与信号无关7、 当两信号的互相关函数在to有峰值

2、，表明其中一个信号和另一个信号时移to时，相关程度 _B。A、最低B、最高C适中D 般8传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的 _A_越小。A、被测量B、输出量 C频率特性D显示值9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取 ()rA、干扰噪声信号rB、正弦信号aC、有用信号rD频域信号10、时域信号的时移，贝U频谱变化为()rA、扩展B、压缩rC、不变D相移11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽()A、变窄，幅值压低B扩展，幅值压低C、扩展，幅值增高* D变窄，幅值增高12、 用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应()J A、愈大愈好B、愈小愈好D接近-C

3、、接近1/2 13、对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为()B、A1A2si nwltsi nw2t15、16、C、A1Z sinw1t+A2 / sinw2tA1 sin (w1t+ ©zl) +A2 sin (w2t+ ©27)在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是()A、电容式C、电阻式B、压电式D电涡流式只使在fe1fe2间频率的信号通过，应采用()滤波器A、带阻C、高通D低通17、在选用振子时，除了使阻尼比接近0.7外，应使被测正弦信号的最高频率fm()振动A1sin(ww1t+ &#

4、169; 1) +A2sin(w2t+ © 2)子的固有频率fn>2倍A、等于C、<(0 . 5 - 0 . 6)<0 .1 倍18、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用()放大器。A、电压B、电荷19、c、微分D积分当Tx时,信号x ( t )的自相关函数Rx(T )呈周期性变化,说明该信号()o为周期信号B、含有周期成份C、为离散信号D为非周期信号20、正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息（）A、不变B、丢失C、移相D 定变为90°21、不能用确定的数学公式表达的信号是（）信号。A、复杂周期B、瞬态C、非周期* D随机22、非线性度是表示

5、定度曲线（）的程度。A、接近真值” B、偏离其拟合直线C、正反行程不重合D滞后现象23、自相关函数一定是（）函数。A、奇 B、偶C、周期D非周期）做为解调器24、为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用（A、鉴频器B、整流器C、鉴相器D相敏检波器25、 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的（）倍A 4'B、2C、10D 526、压电式传感器前置放大器的主要作用是（）。A、把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出* B、把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出C、调制传感器的输出信号D对传感器的输出信号尽行检波接法可27、 在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压

6、灵敏度也不同，_D_ 以获得最大的输出。A、单臂电桥B、差动半桥C、补偿电桥D全桥28、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的是 _B_。A、将传感器的高阻抗输入变成低阻抗输出。B、将传感器的底阻抗输入变成高阻抗输出。C、将压电传感器的微弱信号放大。D电压放大器和电荷放大器的区别在于电荷放大器带有一个深度负反馈。29、 幅值调制装置实质是一个CA、低通滤波器E、高通滤波器C、乘法器D、振荡器30、理想滤波器在通带内的幅频特性为 AE、零A、常数C、零或常数D、无法确定31变极距型电容传感器的输出与输入，成( A )关系。A. 非线性 B. 线性 C. 反比 D.

7、平方 32如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越大，则该窗函数的泄漏误差(A )A. 越小 B. 越大 C. 不定 D. 不确定 33不能用涡流式传感器进行测量的是 ( D ) 。A. 位移 B. 材质鉴别 C. 探伤 D. 非金属材料34设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号(C)的频谱为X(f + f0 )。j 2 f0tj2 f0tA . x(t t0 ) B. x(t t0 ) C. x(t)e D. x(t)e 35压电式传感器后面的放大器的主要功能为(C )。A. 阻抗变换 B. 信号放大 C. 阻抗变换和信号放大 D. 不确定 36一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将

8、两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联， 则电桥的输出电压( D)A. 加大一倍 B. 减小一倍C. 不变D. 加大两倍37一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联， 则电桥的输出电压()A. 加大一倍 B. 减小一倍C. 不变D. 加大两倍二、判断题1、 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取有用信息。T2、 周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的整数倍。T3、一般把控制高频震荡波的缓变信号称为调制波，载送缓变信号的高频震荡称为载波，调制 后的震荡波称为已调波。 T4、测量环节作为被测量环节的负载 , 两环节将保持原来的传递函数。 F5、 一个理想的测试

9、装置，其输入和输出之间应具有线性关系为最佳。T6、 压电传感器的前置放大器的主要作用是对传感器输出信号进行解调。F7、 周期信号的频谱是由无限多条离散谱线组成，每一条谱线代表一个谐波分量。T 8当工=0时，自相关函数值最小值。F9、滤波器中，一般规定幅频特性值等于 1.414A 时所对应的频率称为截止频率。 F0.70710、用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应接近11、信噪比越大则有用信号的成分越大 , 噪声影响也大。 T12、用二阶系统作测量装置时，影响幅值测量误差大小的参数有灵敏度。T13、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，差动半桥

10、接法可以 获得最大的输出。 F14、周期信号频谱具有发散性、谐波性、离散性。 T15、对于电压放大器来说，当改变电缆的型号尺寸，输出电压将不改变。F16、前置放大器在电路中起到了放大传感器微弱信号和将传感器的低阻抗输出变换为高阻抗 输出的作用。 F17、霍尔式传感器是目前国内外应用最广的一种磁敏传感器之一，其工作原理为霍尔效应。T18、差动半桥接法的灵敏度是单臂电桥灵敏度的3 倍。 F19、 任意函数和S函数的卷积，就是将该函数在自己的横轴上平移到S函数所对应的位置。 F20、调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频震荡波的某个参数。使其按被测信号的规 律变化，以利于信号的放大与传输。 T21

11、非周期信号的频谱都是连续的。 （T ）22随机信号是确定性信号。 （ F） 23传递函数不仅反映了系统的稳态过程，还反映了系统响应的过渡过程。（ T）24变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。 （ F） 25选择好的窗函数对信号进行截断，可以减少能量泄漏。（T ）26非周期信号的频谱一定是离散的。 （ F）27瞬态信号是能量有限信号。 （ T ）28变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。 （F ）29在直流电桥中， 只要满足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外两相邻桥臂阻值的乘积， 则电桥一定处于平衡。 （ F ）30测试系统的灵敏度越高测量性能越好。 （F）三、填空题1、若x（t）的傅立叶变换是

12、X（f）,则x（kt）的傅立叶变换是（1/k*X*（f/k）2、测试装置输出波形无失真但有时间延迟的不失真测试条件是：装置的幅频特性为（常熟 ），相频特性为（ ）。3、x（t） 的频谱是 X（f） ,y（t） 的频谱是 Y（f）, 若在频域内 X（f） 与 Y（f） 作相乘运算，则对应在时域内 x（t） 与 y（t） 应作_卷积）关系最佳4、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有（线性5、 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 工作的6、 调幅波可以看作是载波与调制波的乘积 。7、 为了提高便极距型电容传感器的灵敏度，线形度及减小外部条件对测量精度的影响，实际 应用时常常采用差动式作方

13、式8 频率不同的两个正弦信号,其互相关函数Rxy（ t ）=（0）9、 滤波器分离信号中相邻频率成份的能力称为（分辨能力），它取决于滤波器的（带宽）。10、压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度改变，测量系统的灵敏度也发生变化11、 测试系统通常由（传感器），（信号的调理与转换）及（信号处理）所组成。12、对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（ 泄漏）现象。13、 能用确切数学式表达的信号称为_确定性信号，不能用确切数学式表达的信号称为 随机_信号。14、 选择窗函数对信号进行截断时，应力求其频谱的主瓣宽度窄些，旁瓣幅度小些。15、 根据滤波器的选频作用分，滤波器可分为低通

14、录波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。16、 由S函数卷积特性，任一函数x（t）与具有时移to的单位脉冲函数S （t ±to）的卷积为x=（t 土 to）， S （t）函数的频谱密度函数为。四、简答题1、差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：（1）此电桥需接入何种激励电压？（ 2）该电桥的输出电压是何波形（3）输出电压的幅值与 传感器的什么量有关？（ 4）输出电压大小能否反映被测量的方向？欲知被测量的方向，测量 电路中应带有什么环节？（1）高频正弦电压（2）高频正弦电压的幅值随传感器输出波的变化而变化（3）灵敏度（4）不能，在测试电路接入差

15、动相敏检波电路2、在用应变仪测量机构的应力，应变时，如何消除由于温度变化所产生的影响？利用电桥的和差特性，将两片应变片分别接到测量机构的相对面，并接入电桥中相邻的桥臂 上，使得由于温度变化而导致的输出电压的无用值相互抵销。3、把一个变阻器式传感器按如图接线，它的输入量是什么？输出量是什么？在什么条件下, 它的输出量与输入量之间有较好的线性关系？输入疑是被测星的位暮匸愉出戢是电压值只有当变肌器 的最大电阳值与后接电路的输入电齟比值趋于0时它的 输出呈与输入戢之间有较好的线性关系4、金属电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何特点？财是利用酬形变曲m值变盘后者是利用半导体电肛鞍化引赵

16、雎变佻金属电虢应变丿惱 理和鉞特性妬 做飒嫌敛札 轴体应变丿I应变灵軸尢 临小成肺注应变 电阻的元佻mo 姗可碎不如金属应姝5、简述压电效应现象；石英晶体所产生的纵向和横向压电效应产生的电荷聚集在哪里？其大 小分别如何计算？某些物质在外力的作卅下不仅几何尺寸发生了变化J而且内部极化，某些表而上出现电荷，形成电场n 当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这一现象称为压电效应现象.石英仙体所产生的众向压电效 应产生的电荷§喋集在与电轴（X）垂直的平面匕其大小为監弘叫石期体所产生的横向爪 电效应产生的电荷£聚集在与电轴（X）垂直的平面上,其大小为弘二如a> b分别为晶 体片的

17、长谢輙若沿电轴X轴方向施加外力时，会产生纵向压电效应。若沿机械轴（丫）方向施加外力时，会产生横向压电效应6、什么是调制，调制的目的是什么，如何实现对信号进行调幅和解调？调制是指利出某种低颜信号來控制或改变一高频振荡宿号的某个参数的过程佶号训理的的日的是（1） 实现缓变信号的犢输特别是远距离桜输（2）槌髙倡号桂输中的抗十扰能力和佶噪比对佶号进行讽幅 是将一个髙频载波宿号9被测佶号瞬 恼得奇频信号的幅值随被测信号的变化而变化乜可使用同步解 训、柑墩检波的方式来实现对借号进ow. - 7、试用方框图描述测试系统的组成，并简述测试工作的全过程传戡mms勰曲述芮戦等）检时賊为电埶中眠觀置时撤鋤电騁用飾輸

18、 肺怖赠卿m变師戕件浙値号分杭凰灵就置瞧躺果显示卅来粽緬歸 勲曲动控碱歆8什么是负载效应？对于电压输出的环节，减轻负载效应的措施有哪些?A储置翹跚-牲上叭由于姓肚交麵述前魅的讎处英至柩个装酗陆爛時 燃生轨枫霜为觴败矶 肝电哺櫛环节，減轻负驟应的廉有：（1）躺后鋼节（赠）虢认就；（加辩两个湘幟的坏节才翰赫翳入F蹶低铀默 繃尢臥以恆-方蹴小从前WM取施轨另-方南錄受后-环节（负载）馭懈小蚯刪 般化从而减轻輝购；使服朋零翻錢理，便丽环节几乎不从娜节哋能轧9、试说明二阶测试系统的阻尼度大多采用 0.60.7的原因。阻尼比在这个范圉内叮提离奈统响屁的快速性.以及工作的范鬧更大些I H m ai ! ai

19、 in i i w bmh n i i10、简述涡流式传感器的工作原理，它有哪些特点 ？HSWmiBBi ffiM >i 总 ft蚀板n卢精的酗鋼山删电海理电沉也歸敘蜒城：,oi?w>融胪生的效撕（D冷绷僦删埶方就瓦$1烈.由于満轍關冊肚伽绷醮做时2发蚊化埶諏鱼有光ii、何谓压电效应？压电式传感器对测量电路有何特殊要求？为什么?魁物魁外加侧下,砌L耐地了轨而刖輸觀毗砂琳电廉 制赧制,遁牺別縣赭站卜也确施輙应确體弱抵軸制貓諭 入般融tMH肝铀轄Q则吹帽麹曙 揍制了饋蒯綁粘 册铀 齟耙敕麻麒眦12、试述霍尔效应及其用来测量位移的原理。BIftSW 舫社护輔觴 fflW 锹歓姬五、计算分

20、析题s为两传感器的中点至漏损处的距离1、试用相关分析的知识说明如何确定深埋在地下的输油管裂损的位置。鄭处可视伸两侧传措声林声澜在两侧魏上删湄传翻曲腿器2,井緬魏黠号 削犠觥关师仪器匕砌放誹感訓两点礫拋t不等臥躺越音懈至两传腳U有 肿生也:相郑上“认阳(曲射他这竹川是时总 抵诙縱戮肿俩传勰申点 的瞞为“叭/2鮪觥管斛时迸®见yfVi2、简述霍尔效应现象，并说明如图所示利用霍尔传感器是如何测位移的?将霍耳元件置于磁场B中，当有电流流过时，在垂直 于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为 霍尔效应。将霍尔元件置于磁场中， 左半部磁场方向向上， 右半部磁场方向向下， 从a端通人电流

21、I，根据霍尔效应, 左半部产生霍尔电势 VH1,右半部产生露尔电势 VH2其方向相反。因此，c、d两端电势为VH1 VH2如果霍尔元件在初始位置时VH1=VH2则输出为零；当改变磁极系统与霍尔元件的相对位置时，即可得到输出电压，其大小正比于位移量。3、求周期信号 x(t)=0.6cos(10t+30 °)+0.3cos(100t-60 °)通过传递函数为 H(s)=1/(0.005s+1)的装置后所得到的稳态响应。(10分)检 粮牆如性系统的盛加样性以更同频聿将性，可役舊盂堀应番数为y （t） I凯6A（I0）映（10说Q勿（10）10.3A（100）uos（100t-6（r+ （100）由 II（s）-l/（U05H）5 H（ju）4/（jO.OO5w+lL 则A伽）=l/J（L0皈犷从单血）=讥巴皈（0<5（j ）故 A（厠二 0（10）二 A （100）（100）=4、 以阻值R=120Q、灵敏度S=3的电阻丝应变片与阻值为120Q的固定电阻组成电桥，供桥 电压为6V,并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为3£和300 &时，分别求出半桥 双臂、全桥式电桥的输出电压，并比较两