机械工程测试技术基础试题和答案解析

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 t.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 oA、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 BA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 BA线性度B、灵敏度G稳定TtD回程误差6、信息与信号二者间关系是_CA信息与信号相同R信息包含信号G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t0有峰值，表明其中一个信号和另一

2、个信号时移t0时，相关程度 _BA最低B、最高 G适中 D 一般8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的 A_小。A被测量B、输出量G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 （） A、干扰噪声信号0 B、正弦信号“G有用信号D频域信号10、时域信号的时移，则频谱变化为（B、压缩A、扩展陛G不变厚D相移11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽（） A、变窄，幅值压低仁R扩展，幅值压低C C、扩展，幅值增高匿 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（）A A、愈大愈好B、愈小愈好在C G接近1/2 D接近213、对二阶

3、系统输入信号x（t）=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为（）rA、A1sin（w1t+ 小 1） +A2sin（w2t+ 小 2）B、A1A2sinw1tsinw2tC C、AV sinw1t+A2 / sinw2t6 ./ c,、D AV sin （w1t+（|）/ 1） +AZ sin （w2t+（）2 / ）15、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（）C _一A、电谷式B、压电式口 C、电阻式 D电涡流式16、只使在fe1fe2间频率的信号通过，应采用（）滤波器口 A、带阻 R带通G高通D低通17、在选用振子时，除了使阻尼比接近0

4、 . 7外，应使被测正弦信号的最高频率fm（）振动子的固有频率fn A、等于B 2倍D 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 B、电荷C G微分D D积分19、当p 一时，信号x （t）的自相关函数Rx（C呈周期性变化，说明该信号（） A为周期信号B、含有周期成份 G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（）r八才十A、不变B、丢失G移相 D 一定变为9021、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G非周期D随机22、非线性度是表示定度曲线（）的程度。 A接近真值“B、偏离其拟合直线G正

5、反行程不重合r D滞后现象23、自相关函数一定是（）函数。 A、奇 B、偶 G周期 D非周期24、为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用（）做为解调器。 A、鉴频器 B、整流器 G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 B、把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出 G调制传感器的输出信号D对传感器的输出信号尽行检波27、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，D 接法可以获得最大的输出。A单臂电桥B、差动

6、半桥C、补偿电桥DX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B、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AA、常数B、零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. 平方A) 。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

7、窗函数的泄漏误差(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，则时域信号(C)的频谱为X(f+f0)。 j 2 f0tj 2 f0tA . x(t t0 ) B. x(t t0 ) C. x(t)e D. x(t)e35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

8、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

9、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。T8、当 = 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。F10、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0.707T11、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

10、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6函数的卷积，就是将该函数在自己的横轴上平移到6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

11、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

12、（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4、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有(线性 )关系最佳。5、压电式传感器是利用某些物质的压电效应向工作的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 差动式工作方式8、频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy(r )=( 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

13、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H。15、根据滤波器的选频作用分，滤波器可分为低通录波器、高通滤波僵、 带通滤波器 、带阻滤波器。16、由6函数卷积特性，任一函数x(t)与具有时移t o的单位脉冲函数6 (t it o)的卷积为x=(t如), 6 (t)

14、函数的频谱密度函数为 o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

15、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?揄入量是被泅量的位移匚输出量延电压值匚只有当变阻器 的最大电阻值与后接电路的输入电阻比值趋于0时它的 输出量与输入量之间有较好的残性关系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？前者是利用导体微引起出囹t,后者是利用半导体电阻串斜t引起限值变化金属电甦殿牌 定性和温度特性好j但灵颖系费入半导体应变片应变灵敏度大；m能制成具有一定应变 电阻的元件，世温蟆足囹呵重复性不如金属应变比5、简述压电效应现象；石英晶体所产

16、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用下，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宿形成电场. 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.石英晶体所产生的衣向压电效 应产生的电即聚期心电轴（X）垂直的平而上其大小为巴 5匕石英晶倾产生的横向压 电效应产生的电荷0嘴集在与电轴（X）垂直的平而上其大小如5,F，Hb, a、b分别为晶 体片的长度和厚度.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（Y）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

17、用某种低颜信号来控制成改变一高频振荡信号的某个参数的过程.信号训理的的目的是（1） 实现缓变信号的传输，特别是远距离传输（2）提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比对信号进行调幅 是将一个高獗教波信号与破测信号相乘，使得高频信号的幅值随被恻信号的变化而变化.可使用同步解 调、相敏检波的方式来实现对信号进行解调由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椅感牖曲I物理融加膜声闱度掌检出并转#Jj电札中间变换黄置对接收到的电借号中使件电麻 断流处理幡/就旧嘴施行宿号分布显就减a服鞫果显神莪懒给艰辅 或其它动族膝乳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个鞫徽般

18、一螂上时,由于胜健交物使前脑的膝处甚箍个超献挪鼬都 鞋生姚的麻称独懿盛对于电磁出的环节，减轻负翻底的办陲：提高后像环节随勒的输入阿揄在联酎楠向之礼就高输油抵低输配抗 的放大器，以所方而就牖环节频能贪另一方而做强T节（J阑后难减岫腌出 的靴，从而雕负载效胸期反馈蟾颜聘电螃耐:节几乎利聃超雕最9、试说明二阶测试系统的阻尼度大多采用 0.607的原因。阻尼比在这个范围内可提高系统响应的快速性.以及工作的范围更大些U I 11!in n m n10、简述涡流式传感器的工彳原理，它有哪些特点 ？laiimt i i 胪懦醐 I妓秘蒯慨粉嘏锯嫌复产生胎的萨醐匕嬲蛾全触会注交蛹 珈)1,硼腑定利融常产生峨嫌

19、驰1镀跚蜗微瞄向相厨如总蹦棚的 变化由于满肥轴珈蚱M例同佛辙购t 2嫩化蚪提皮切有扎11、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？廷般糊邠慨下,做脑时胜了蛾 wwl耨画蜻im 孰力去嗣,燔目地釉能,立性嬲獭瓜质蚓觑物器揭翻醺潮 入肺脓和道羯卜定的幡仃加大强翩队要题了颂翁情营比魁一趟 轴帽腋斯失期凰12、试述霍尔效应及其用来测量位移的原理。瞬渊珊血鼐微酬 画丽血泡懒am 嘛幽五、计算分析题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。翦图如iffl作向由8普搭声用的声法在两1S馥上分别找宣传医卷1秘斓斑Z并将两相叫信号 输中用

20、接到相关分匕虬出留箍播的两点1麴处不等独则指他的解传至两传麟僦有 肺塞眄相关同匕1处%(f)有最大优这个视是时总拼盘可用定嬲处到两传媒肿点 的匣触F/2, v那雒管的蹄撤醺2、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0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 VH?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

21、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 o)+0.3cos(100t-60 o)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)事根据至性祕的费力用性以及同颜串楼恰可设急布响应班” y (751(坳爪(血W用(10)+0.34(100)cog(lOOHOT+p (1(H)II(s)M/(fl.0Q5s4)OH(jtn)4/(j0.()05G)41L 则A (w )=1/(10057+1 r /(3)=-壮口1犯 C 0.005(j )故 A(1W p (10)= A (100)=(100)=4、以阻值R=12g、灵敏度S=3的电阻丝应变片与阻值为120。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仙e和300a e时，分别求出半桥双臂、全桥式电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。5、有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵