机械工程测试技术基础试题及答案

1、谢谢观赏机械工程测试技术基础试题及答案 1机械工程测试技术基础课后答案章节测试题第一章 信号及其描述一）填空题1、测试的基本任务是获取有用的信息， 而信息总是蕴涵在 某些物理量之中，并依靠它们来传输的。 这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。谢谢观赏2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量3、周期信号的频谱具有三个特4、 非周期 信号包括 信号。信号和5、有描述随机信号的时域特征参数6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱(相频谱)总是称。(二) 判断对错题(用或X表示)1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。 ( )2、信号的时域描述与频域描

2、述包含相同的信息量。()3、非周期信号的频谱一定是连续的。( )4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。()5、随机信号的频域描述为功率谱。 ( )(三) 简答和计算题1、求正弦信号t x t x 3 sin )(0=的绝对均值a |x|和均方根值 x rms 。2、求正弦信号)sin()(0? 3 +=t x t x的均值x a ,均方值2x 书，和概率密度函数p(x)。3、求指数函数)0,0()( =-t a Ae t x at的频谱。4、求被截断的余弦函数？ ？ ？ t x |0|cos )(03 的 傅 立叶 变换 。5、 求 指 数 衰减 振 荡信号)0,0(sin )(0

3、=-t a t e t x at 3 的频谱。第二章 测试装置的基本特性一）填空题1、某一阶系统的频率响应函数为 121）（+= 3 3 j j H，输入信号2sin ）（t t x =，则输出信号）（t y的频率为=3，幅值=y，相位=。2、试求传递函数分别为 5.05.35.1+s 和 2224.141n n n s s 3 3 3 + +的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。3、为了获得测试信 号的频谱，常用的信号分析方法 有、和。4、当测试系统的输出）（t y与输入）（t x之间的关系为）（）（00tt x A t y -=时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为 =）（3 j

4、H。5、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。6、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。二）选择题1、不属于测试系统的静特性。(1)灵敏度(2)线性度 (3)回程误差 ( 4)阻尼系数2、从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应 的卷积。(1)正弦(2)阶跃(3)脉冲( 4)斜坡3、两环节的相频特性各为)(1宀Q和)(2宀Q，则两环节串 联组成的测试系统，其相频特性为。(1) )()(21 S3 Q Q(2) )()(21 S3 Q Q +(3)()()()(2121 ssss Q Q Q Q + (4) )()(21 s s Q Q - 4、 一阶 系统的阶

5、跃响应中，超调量。( 1 )存在，但( 3)在时间常数很小时存在 ( 4)不存在5、忽略质量的单自由度振动系统是系统。( 1 )零阶 ( 2)一阶( 3)二阶( 4)高阶6、一阶系统的动态特性参数是。( 1 )固有频率( 2)线性度(3)时间常数( 4)阻尼比7、用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数， 可取输出值达到稳态值倍所经过的时间作为时间常数。（1） 0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982（三）判断对错题（用或X表示）1、一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一 个 1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。 （ ）2、在线性时不变系统中，当初始

6、条件为零时，系统的输出 量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。（ ）3、 当输入信号 ）（t x 一定时，系统的输出 ）（t y 将完全取决 于传递函数 ）（s H ，而与该系统的物理模型无关。 （ ）4、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 （ ）5、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。 （ ）6、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。 （）（四）简答和计算题1、什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何 关系？2、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？3、测试装置实现不失真测试的条件是什么？4、某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为1005.01）（+=s

7、s H 。 求 其 对 周 期 信 号 ）45100cos（2.010cos5.0）（? -+=t t t x 的稳态响应 ）（t y 。5、将信号t 3 cos输入一个传递函数为ss H t +=11）（的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出）（t y的表达式。第三章 常用传感器（一）填空题1 、 属 于 能 量 控 制 型 的 传 感 器 有等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。2、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、 线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用

8、时常常采用工作方式。4、压电式传感器的测量电路 （即前置放大器） 有两种形式： 放大器和 放大器，后接 放大器时， 可不受连接电缆长度的限制。5、涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场 中的 效应。6、磁电式速度计的灵敏度单位是。7、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。（二）选择题1、电阻应变片的输入为。（1）力 （2） 应变 （3）速度 （ 4）加速度2、结构型传感器是依靠的变化实现信号变换的。（1）本身物理性质 （2）体积大小 （ 3）结构参数 （4） 电阻值3、不能用涡流式传感器进行测量的是。（1）位移 （2）材质鉴别（3）探伤 （4）非金属材料4、变极 距面 积型 电容 传

9、感器 的 输出 与输入 ，成 关系。1）非线性 （2）线性（3）反比 （ 4）平方5、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主 要是 。（1）长度（2）截面积（ 3）电阻率 （4）高通6、 压电式传感器输出电缆长度的变化， 将会引起传感器的 产生变化。（1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （ 4）压电 常数7、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 传感器。（1）电容式（ 2）压电式（3）电阻式 （4）电涡流式8 自感型可变磁阻式传感器，当气隙 5变化时，其灵敏度 S与5之间的关系是：S（1） 5 1k（2）5 k（3） 2-5 k（4） 2-5 k9

10、、 光电倍增管是利用效应制成的器件。（1）内光电（ 2）外光电（3）光生伏特（4）阻挡层（二）判断对错题（用或x表示）1、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。 （ ）2、涡流式传感器属于能量控制型传感器（）3、压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。 （ ）4、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。 （）（四）简答和计算题1、哪些传感器可选作小位移传感器？2、涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较， 其主要优 点是什么？涡流式传感器能否测量大位移量？为什么？3、电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电 量？4、电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量 理由是什么？

11、不能测量理由是什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量 了。5、压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不 同，为什么？6、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。（1） 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；（2） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接 法。7、某电容传感器（平行极板电容器） 的圆形极板半径 ）（4mm r = ，工作初始极板间距离）（3.00mm = 5，介质为空气。问：（1）如果极板间距离变化量）（1m卩5 土 =?，电容的变化 量 C ?是多少？（2）如果测量电路的灵敏度 ）（1001pF mV k = ，读数仪表的 灵敏度

12、52=k （格mV ）在）（1m卩5 =?时，读数仪表的变化量为多少？第四章 信号调理、记录和显示（一）填空题1 、 电桥的作用是把电感、电阻 、电容的变化转化为 输出的装置。2、 在桥式测量电路中，按照的性质，电桥可分 为直流和交流电桥。3、在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。4、调幅是指一个高频的正 （余）弦信号与被测信号 使高频信号的幅值随被测信号的 而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波 的。5、调频波的解调又称为。控制一个振荡器， 使其6、调频是利用信号电压的 输出为等幅波，而与信号电压成正比。7、常用滤波器的上、下截止频率，其带宽 B1c f

13、 、 2c f 的定义，若为倍频程滤波器1c f 与 2c f 的关系8、RC 低通滤波器中 RC 值愈，则上截止频率愈低。二）选择题1、设有一电路， 1R 是工作桥臂，电阻，且 4321R R R R = 。工2R ， 3R ，4R 是固定）。Oe 为作时1112R R R ?+，则电桥输出电压y e （电桥的电源电压。3) O11e R R1 ) O114e R R ?( 2) O112e R R4)0112e R R ? 2、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波 信号 。（1）相乘（ 2）相除（3）相加（ 4）相减3、 电路中鉴频器的作用是。（1）使高频电压转变成直流电压（2）使电感

14、量转变为电压量（3）使频率变化转变为电压变化（4）使频率转变为电流4、 一选频装置，其幅一频特性在2f区间近于平直， 在02-f区间急剧衰减，这叫滤波器。（1）低通（2）高通（3）带通（4）带阻5、一带通滤波器，其中心频率是 0f ， -3dB 带宽是 B ， 则滤波器的品质因数 Q 等于。（1）B f +0（2）B f -0（3）B f 0（4）B f 0（四）简答和计算题1、何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡， 桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？2、调幅波的解调方法有哪几种？3、抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止 频率如何确定？4、相关滤波器的的基本原理是什么？举例

15、说明其工程应 用。5、以阻值Q =120R，灵敏度2=S的电阻丝应变片与阻值 为Q 120的固定电阻组成电桥，供桥电压 V V 30=，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变1 2000=。（1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。（2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度6、 若）（t x为调制信号，t f t y 02cos ）（ n =为载波，）（t x m为 调幅波（如图所示）（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。（2）画出载波与调幅波的双边频谱图。第五章 信号处理初步一）填空题1、为 了 识 别 信 号 类 型 ， 常 用 的 信 号 分 析 方 法 有、和。2 、 为了获得测试信号的频谱，

16、常用的信号分析方法 有、和。3、在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模 拟信号成为 ，还应使采样频率满足采样定理即 。4、如果一个信号的最高频率为 50Hz ，为了防止在时域采 样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 Hz 。5、若x(t)是均值为u x为零的宽带随机信号其自相关函数T =0时R X ( T )， T 时 R x(T )。6、用于评价系统的输出信号和输入信号之 间的因果性。7、若某一信号的自相关函数为)cos( t A ,则该信号的均 方值为 2X书=，均方根值为 x rms =。8、 最常用的功率谱估计方法为。9、 )(f S X 为信号的沿频率轴的分布， 2)(f

17、 X 称为 。10、 巴塞伐尔定理表示在中计算的信号总能量， 等 于在 中计算的信号总能量。(二)判断对错题(用或X表示)1、频率分辨力越高，则泄漏误差越小。 ( )2、A/D 转换器的位数越多，则量化误差越小。 ( )3、对于周期信号， 经整周期采样后， 可完全避免栅栏效应。 ()4、窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截 取信号所引起的误差越小。 ( )5、互相关函数是偶实函数。 ( )6、利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可 求该系统的频率响应函数。7、若系统是完全线性的， 则输入 -输出的相干函数一定为 1。 （）（三）简答和计算题1、已知信号）s in （）c o s （）（2221110? 3 ? +=t A t A A tx ,求信号的自相关函数）（t x R ,并画出自功率谱）（3 x S （双 边幅值谱）。2、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。3、相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。4、试根据一个信号的自相关函数图形， 讨论如何确定该信 号中的常值分量和周期成分。5、 某一系统的输入信号为x（t），若输出y（t）与输入x（t）相同， 输入的自相关函数 ）（tx