机械工程测试技术综合题

1、1、某周期信号的傅立叶级数展开式为：，(1)求其均值；(2)画出该信号的幅值图和相位谱；（3）该谱图有何特点。 2、一汽车司机座的振动较大，试设计测试方案寻找振源。 （1）给出可能的振源；（2）列出测试方案框图，并作简要说明（3）给出判断方法及判断原则。3、图1所示矩形函数x(t)的频谱为，求图2所示信号y(t)的频谱，并画出其幅值谱图。() 4、已知某信号的傅里叶级数展开式为x(t)= sincosn0t，试求该信号的直流分量，第一至第五次谐波分量的幅值，并绘出其幅值谱图。5、什么是信噪比SNR？假如用某仪器测量某信号时的信噪比为60dB，已知噪声为0.01V，则信号电压为多少？ 6、已知信

2、号x(t)为矩形信号，其时域表达式如图所示，试求信号x(0.5t)的傅里叶变换。 7、用应变电桥测量力F，如图所示，电阻应变片、已分别粘在试件上。分别画出（a）和（b）两种情况的电桥连接图（要求既能测出力F，又能进行温度补偿可接固定电阻），并进行必要的说明。 8、由RC组成无源低通滤波器，已知R=500()，C=10(F)，试求： （1）求截止频率，并画出该滤波器的幅频示意图。（2）设输入信号，判断该信号是否在该滤波器的通频带内。 9、已知某信号， （1）定性画出该信号的幅值谱密度图；（2）求信号x(0.5t)，x(2t)的傅立叶变换。 10、某地下输油管道由于管道破损而发生漏油，现采用相关理

3、论来探测漏损位置。列出测试方案框图，并作简要说明（在图中要作出相应标记）； 11、周期方波信号的傅立叶级数复指数函数展开式为，（），画出复指数函数展开式和三角函数展开式的幅值谱图，并说明两种频谱的共同点和区别。 13、已知信号，通过某个一阶系统（线性系统），其幅频特性为。试确定系统输出信号的频率成分并绘出输出信号的幅值谱。的频率成分并绘出输出信号的幅值谱。 14、某一阶线性系统的频率响应函数为，输入信号，求系统输出信号的频率、幅值和相位。 15、试求由两个传递函数分别为 和的两个子系统串联而成的测试系统的总灵敏度（不考虑负载效应）。 16、已知信号x(t)=5sin10t+5cos(100t-

4、/4)+4sin(200t+/6)，通过传递函数为 的测试系统，试确定输出信号的频率成分并绘出输出信号的幅值谱。 17、用一时间常数为2s的温度计测量炉温时，当炉温在200400之间，以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？（假设该温度计是一阶系统）18、试为一台切削加工车床设计一个测量系统，要求系统可以测量三个方向的切削力、能处理数据、能进行信号分析，并能打印输出结果。请画出该系统的方框图，并简要说明各环节作用。19、某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：0.35；电桥：0.01V；放大器：100(放大倍数)；笔式记录仪：0.1cmV，(1

5、) 画出整个测温系统的框图；(2) 测温系统的总灵敏度；(3) 记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值。20、某测试系统的传递函数为，当输入为时，求其稳态输出yss(t)。 21、某无源网络的传递函数为，当=5rad/s时，其频率响应函数的幅，相角，试求其传递函数的表达式具体。 22、在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将它与增益为 5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的输出变化30mm时，压力变化为多少？ 23、图示为热电阻测温电路，测温范围为0 200 ，其中Rt=10(1+0

6、.02t)k为感温热电阻，为常值电阻，R0=10k，E为工作电压，M、N两点间的电位差为输出电压。问：(1)如果0 时电路输出电压为零，常值电阻取多少？(2)采用上述常值电阻值，如果该测温电路的平均灵敏度达到15mV/，其工作电压E应取多少？ 24、压电式加速度传感器与电荷放大器联接，电荷放大器又与函数记录仪联接。已知传感器的电荷灵敏度kq=100(pC/g)，反馈电容Cf=0.01(F),被测加速度a=0.5g。求：(1)电荷放大器的输出电压是多少?电荷放大器的灵敏度是多少?(2)若函数记录仪的灵敏度kg=2mm/mV，求测量系统总灵敏度k0. 25、一电位计式位移传感器及接线图如图所示，变

7、阻器有效长度为L，总电阻Rt=200(W)，读数仪表电阻RL=500(W)，活动触点位置x=L/5。求(1)读数仪表的指示值U0；(2)指示值的非线性误差；(3)如何减小非线性误差。 26、已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求：（1）简述变磁通式转速传感器的工作原理？（2）被测轴的转速是每分钟多少转？ 27、图示为热电阻桥式测温电路，测温范围为0100，其中Rt=10(1+0.04t)k为感温热电阻，为常值电阻，R0=10k，E=6V为工作电压，M、N两点间的电位差为输出电压。问：(1)如果0时电路输出电压为1V，常值电阻应取多少？(2)计算该测温电路

8、在测温范围0100的平均灵敏度。28、一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。已知，传感器的灵敏度为15(mV/m m)， 最大线性范围6(mm)。现将传感器安装在主轴右侧，如图所示。用记录仪记录振动波形，如图，问：（1）传感器与被测金属的安装距离l为多少毫米时，可得到较好的测量效果？（2）轴向振幅的最大值A为多少？（3）主轴振幅的基频f是多少？ 29、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)用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。 30、用压电式加速度传感器与电荷放大器测量某机器的振动。已知，传感器的灵敏度为 100（pC/g），

9、电荷放大器的反馈电容C=0.01(mF)，测得输出电压的峰值Uom=0.4(V)，振动频率为100(Hz)。(1)求机器振动加速度的最大值A(m/s2)；(2)假定振动为正弦波，求振动速度v(t)。31、由RC组成无源低通滤波器，已知R=500()，C=10(F)，试求： （1）求截止频率，并画出该滤波器的幅频示意图。（2）设输入信号，判断该信号是否在该滤波器的通频带内。32、如图(a)所示拉伸试件的受力情况，沿其轴向和横向粘贴四个规格相同的应变片，其灵敏系数为K，并按图(b)所示方式进行组桥。试回答： （1）电桥的作用是什么？电桥和差特性有何利用价值？（2）如何将图中所示四个应变片接入桥路才

10、可能得到最大输出？（请直接在图b中标出）。写出输出电压u(t)与试件轴向应变的关系。 FFR4R1R2R3(a)(b)33、如题图所示，在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析如何组桥（画出电桥电路图）才能进行下述测试：(1) 只测弯矩，消除拉应力的影响；(2) 只测拉力，消除弯矩的影响。 34、已知被测应变，电桥输入电压为，采用半桥差动工作方式，试求：（1）电桥输出信号的表达式，并说明该信号是什么波形；（2）画出该信号的幅频图。 35、根据图示电桥，(1)写出电桥作电压输出时的和差特性公式；(2)若R1=R2=R3=R4=120， R1=R3=0.3, R2=R4=0时，输入电压

11、为u0(t)=300sin(31416t)，求输出电压u(t)。 36、圆柱形弹性元件，在如所示的拉、弯联合作用下，应变片应如何布片和正确接电桥才能测定拉力p和弯矩M，并能消除拉力和弯矩间的相互干扰?请分别画出这两种电桥连接电路？ 37、两个阻值都为100的应变片粘贴在图示钢制拉伸试件上，其中钢的弹性模量为E=2×1011N/m2,F=50KN,问两应变片怎样粘贴在试件上并如何接入电桥才能有最大输出？（电桥两臂为固定电阻R=100），请在试件和桥路上标出。当应变片的灵敏系数为15时，R=？，若要求输出电压为50mV,供电电源电压U为多少？ （尺寸：20mm×25mm） 38、下图为某测量放大器电路图。（1）简述其特点； （2）什么是共模抑制比；（3）如何调整放大器的增益？ 39、已知某信号的截频fc125Hz，现要对其作数字频谱分析，频率分辨间隔1Hz。问：1)采样间隔和采样频率应满足什么条件？2)数据块点数N应满足什么条件？3)原模拟信号的记录长度T?40、已知周期方波的傅里叶级数求该方波的均值、频率组成及各频率的幅值，并画出