机械工程测试技术基础考试题B与答案

1、一、填空题(每题1分，共10分)1构成信号X(t)的各频率分量的集合称为 。二A2在时间信号x(t)幅值不变的条件下，若x(t) X(f)，则x(kt) ( k>0 )。3如果函数与某一连续信号f(t)相乘，则其乘积仅在t=0处得到 其余各点(t = 0)之乘积均为零。4在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统 计特征，这样的平稳随机过程称为 随机过程。5当测量装置的输入x有一个增量x，引起其输出y发生相应变化y，则该装置的绝对灵敏度为S=。6两个传递函数各为Hi(s)和H2(s)的环节，其串联后所组成的系统的传递函数H(s)为。7半导体应变片的工作原

2、理是基于半导体材料的 效应。8涡流式传感器的变换原理是利用 在交流磁场中的涡流效应。9设两光栅刻线间的夹角为二，栅距均为 W，则二者所生成之英尔条纹间的距离Bh10信号的时域描述是信号时间历程的直接记录，频域描述则反映了信号 的。二、单项选择题(在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。每小题1分，共20分)1二阶装置的动态特性参数是它的()A. 时间常数B.传递函数H(s)C. 固有频率-'0和阻尼比.D.功率谱2差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成（）的变化装置，通过这一转换从而获得相应的电压输出。A. 线圈自感B线圈互感C. LC调谐振荡D

3、.RC调谐振荡3智能传感器具有辨认、识别与判断的功能，它是由（）而成。A. 智能型材料研制B.传感器与记忆合金组装C.传感器与机器人组合D.传感器与计算机组合4.RC低通滤波器中，RC值越大，贝U（）A. 上截止频率越低B.下截止频率越低C.上截止频率越高D.下截止频率越高5周期信号在时域内按时间间隔Ts采样后，其频谱将具有（）特征。A. 周期、离散B.非周期、离散C.周期、连续D.非周期、连续6无论二阶系统的阻尼比如何变化，当它所受的激振力频率等于系统固有频率时，该系统的位移与激振力之间的相位差必为（）A. 0B. 90C.180D.0 90之间反复变化的值7某随机信号的方差为2,均方值为屮

4、X,均值为巴,则三者之间（）A. 存在关系式X X 'B.存在关系式''X = X 'C存在关系式 二X2 =C；x'x）2D.相互独立、没有固定的关系式8.测量装置的频率特性为AC ）和C ）,当它们满足（）条件时，输出波形与输入波形将相似而无失真。、硅、碲化镉、硫化镉等的时间延迟，阻尼比为，在激振力消失后将作衰减周期运动，其B.低增益，带电容反馈的积分运算D.带电桥的高增益()的一种传感器。B.电荷量D.感应电动势pn结，其中作为能量转换器使用最B.硅D.硫化镉() 表示。A. A( J =1 ,(')=0B. AC )=常量，()=常量C.

5、 A(，)=常量，()=-t0 ,t0D. AC )=1 ,( )=19二阶欠阻尼系统固有圆频率为 n-.d与n和的关系为()A. 叫訥+了 =叭C. (1I10. 涡流式电感传感器的测量电路一般用A. 电容反馈式放大电路C.电阻电容式积分电路11. 电荷放大器是一个()放大器。A. 高增益，带电阻的电流反馈式C.高增益，带电容反馈的运算12. 磁电式传感器是把被测物理量转换为A.磁阻变化量C.电感变化量13. 一般常用的光电池有硒多的是()光电池。A.硒C.碲化镉14. 传感器与被测量的对应程度可用其B. e0n>/1 疔=dD. 'n/(12) = d( )B. 阻抗分压式调

6、幅电路或调频电路D. 电桥式脉宽调制电路A.精确度C线性15. 设某信号中最高频率为fc,按采样定理A.大于fc的（34）倍C. 等于fc的2倍16. 自相关函数是区别信号类型的一个有效手段（ ）A.在很大时衰减也很小C在很大时都不衰减并具有明显的周期性D在很大时不衰减但不具明显的周期性17两个均值为零且具有相同频率的周期信号A. 这两个信号的圆频率'-B. 这两上信号的幅值 X。和y以及相位差C. 其中一个信号的幅值D. 这两个信号的圆频率18. 回转轴的误差运动是指A.轴线的纯径向C. 轴的回转角速度不均匀而导致的19. 压电晶体式测力仪（A. 刚度大，灵敏度高-B. 刚度大，灵敏

7、度高xo （或yo）而且失去了相位关系:对应的幅值xo和yo以及相位差（）误差运动。）频率响应宽但稳定性不良稳定性好、但频率响应不宽稳定性好、频率响应宽C. 刚度好，灵敏度高-B. 稳定性D. 灵敏度采样频率fs必须（）B. 大于fc的2倍D. 小于fc的2倍,若信号中含有周期成分则其自相关函数B. 在很小时衰减就很大,其互相关函数中保留了（）B轴线的径向、轴向和角度的总体D. 轴的径向和轴向D.刚度好，灵敏度低、稳定性不良、频率响应宽20. 通常采用的弹性式压力敏感元件有（）三类。A.波登管、膜片和双金属片B.八角环、膜片和波纹管C. 波登管、螺形簧和C形簧D.波登管、膜片和波纹管，请将正确

8、答案全三、多项选择题（在下列各小题的五个备选答案中有二至五个正确答案部选出，并将其字母填入题干的括号内，正确答案没有选全或有错选的，该题无分。每小题1分，共10分）1周期信号的强度以（）来表达。A.峰值B.绝对均值C.方差D. 有效值E.平均功率2. 一般交流电压表均按有效值刻度在测量非正弦信号时，其输出量（）A. 不一定和信号的有效值成比例B. 一定和信号的有效值成比例C. 一定和信号的峰值成比例D. 可能和信号的峰值或者绝对均值成比例，视表内检波电路而定E. 定和信号的绝对均值成比例3非周期信号的幅值谱|X（f）|和周期信号的幅值谱|Cn |很相似，但两者是有差别的。其差别突出表现在（）A

9、. |Cn I的量纲与信号幅值量纲不一样B. |X（f）|的量纲与信号幅值量纲不一样C. |Cn I的量纲与信号幅值量纲一样D. |X（f）|的量纲与信号幅值量纲一样E. |G|和|X（f）|的量纲虽然相同但物理概念不一样，其周期为Ts,其幅值为1，则频域中4若G（f）是g（t）的频谱，设g（t）为时域中的周期脉冲序列的G（f）必为（）1A.周期脉冲序列B.周期连续函数C.周期为一Ts1D.幅值为E非周期连续函数Ts5描述各态历经随机信号的主要特征参数有（）A.均值、方差B.均方值C.概率密度函数D.自相关函数E功率谱密度函数6般而言，测量装置的灵敏度越高，则（）A.动态特性越好B. 动态特性

10、越差C. 测量范围越窄D. 测量范围越宽E.稳定性越差7所谓伯德图（Bode图）是指（）曲线的总称。A. A( J ，B.20lg A( J lg - C. ( J lg， D. - ) - E.20lg ( ) lg()8实际滤波器的基本参数有（）A.纹波幅度和截止频率B.带宽和品质因素D.矩形系数C. 倍频程选择性E. 放大系数9实现A/D变换的方法很多。例如（）A.积分式B.微分式C.跟踪比较式D. 斜坡比较式E逐次逼近式10.考虑到不失真条件，光线示波器中的振子应有如下要求（）A. 固有频率应尽可能高，阻尼比尽可能低B. 阻尼比接近0.7，固有频率约为被测信号的2倍C. 固有频率应尽可

11、能低，阻尼比接近0.7D. 活动部件转动惯量要小E. 要用扭转刚度较小的张丝，相应地该振子的灵敏度提高四、问答题（每小题5分，共25分）1. 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？2. 下图是一种传感器的工作原理图，试问这是何种形式的传感器？用图中符号简述其工作原理。3. 选用传感器时要考虑哪些问题？4什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后又解调？5.光电转换元件有哪些优点？由于这些优点使它在工业技术中得到了广泛的应用。五、计算题（每题10分，共20分）1用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在 5%以内，则该量仪的时间常数.应设计成多大？2某光线示波

12、器的振动子输入i（t）为单位阶跃，输出班t）如下图所示的衰减振动，试根据图中数据确定该振动子的固有频率，n及阻尼比 。2转勘锦出问六、综合题（共10分）一精密高速机床，传动部分由电机、齿轮、滚动轴承等组成，因操作不当产生了振动现象。现要求：（1）组成一个测量该振动加速度的测试系统（以框图形式表述）（2）简述传感器的选用原则，（3）简述框图各组成部分的作用，（4）简述信号分析时，欲得到信号频谱所采用数字信号处理的具体步七、任选题（共5分。以下共有3小题，考生任选一题解答，多做则以前一题计分。）1. 采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前，必须对所获取的模拟信号进行哪些预处理工作？2. 一磁电式

13、速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中为该传感器的固有角频率，为被测角频率，其阻尼比为0.7,为了尽量减小测量时的幅值和相位误差，（1）该传感器应工作在什么条件下？（ 2） fo=1OHz时，其工作最低频率（f）范围应为多少？（例），3. 测量主轴回转误差运动，需使用位移传感器。试根据回转误差运动测量的特定情况如：精确度高、量程范围小、不允许与测量零件接触、主轴表面材质不一定均匀等 逐一分析电感式、电容式、电阻式、光栅式、磁栅式的性能，确定它们适用与否答案、填空题（每题1分，共10分）1濒谱2")3.f(0)(t)4.各态历经5>y / Lx6. H1(s) H2(s)7.

14、压阻8.金属导体9.W/J10.频率结构、单项选择题（每题1分，共20分）1.C2.B3.D4.A5.A6.B7.B8.C9.B10.B11.C12.D13.B14.A15.B16.C17.D18.B19.C20.D、多项选择题（每题1分，共10分）1.ABDE2.AD3.BC4.ACD5.ABCDE6.CE7.BC8.ABCD9.ACDE10.BD四、问答题（每小题5分，共25分）1电阻丝应变片利用导体形变引起电阻变化,半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻变化。2本题图所示为差动变压器式传感器的工作原理图。测杆P在中间位置时，W1之间的互感与 W.r W2之间的互感相等，感应电 势E仝2

15、占0 =0 ,测杆上移后,W、 Wi的互感增大,W 、 W2互感减小,ei - e2,eo0反之e ： 0。3选用传感器要考虑（1）灵敏度（2）响应特性（3）线性范围（4）稳定性（5）精确度（6）测量方法4把缓慢变化的信号变为频率适当的交流信号称为信号调制；把调制过的交流信号还原到原来的信号称为解调。调制的目的是为了便于信号的处理和放大。5光电转换元件的优点是：灵敏度高、体积小、重量轻、性能稳定、价格便宜。五、计算题（每小题10分，共20分）1一阶量仪的频率响应函数,幅频特性 H（，）=1/. 1 C ）2， 欲误差小于5%，HC ）应大于0.95，已知 = f = 200: 故：1/ 1 （

16、200二 J2 应大于 0.95,解得：:0.0005232由图可见衰减振动的周期为6.28ms= 6.28 10”s即衰减振动的频率fd二1000，相应，d =2二fd =1000r/s6.28阻尼比与振幅衰减的关系为In =2c/-j1，图中注明In - 2'-M2M2故有/ J - 2 1，”+尸1解得 二= 0.707 衰减振动-d与无阻尼振动-'n的关系为d二n - 2 代入值，得 = 2= 1410r/s六、综合题（共10分）_（ 1） 被测对象 LI压曲n速度计 LI电荷放大器数字信号处理 LI显示记录（2）测量对象为高速、精密机床的振动，其频率较高、振幅不太大，宜采用压电加速（3） 被测对象产生的振动，其加速度被压电加速度计转换为电信号（电荷），然后被电荷放大器转换为被放大了的电压信号，经过信号的预处理及 A/D转换和运算处理后得到处理数据，再经显示记录即可得到测量处理结果。（4）信号预处理 采样和量化（A/D转换） 确定分析信号的长度 T和数据点数N 选窗函数（加窗） 进行FFT运算，从而得到信号频谱七、任选题（每题5分）1. （ 1）如果处理前为调制信号首先要进行解调，如果不是调制信号则不需解调。（2）抗混叠泸波。（3） 消除直流分量（当测试信号中不应有直流分量时）。（4） 电压幅值处理，使幅值适应于A/D转换器的动态范围2