14234442机械工程测试技术基础复习题

1、机械工程测试技术基础复习题填空题1.周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是的。2.均方值x2表示的是信号的强度，它与均值x、方差x2的关系是。3.测试信号调理电路主要有、。4.测试系统的静态特性指标有、。5.灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。6.传感器按信号变换特性可分为、。7.当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。8.和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。9.信号分析的过程主要包括：、。10.系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。填空答案：1.连续2x2=Hx2+x

2、23.电桥、放大、调制解调电路4.非线性度、灵敏度、回程误差5.斜率6.组合型、一体化型7.0定位8.相邻相反相对相同9.信号分析、信号处理10.传递函数、频率函数、脉冲响应函数单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。) 1.描述非周期信号的数学工具是( ) A.三角函数 B.拉氏变换 C.傅氏级数 D.傅氏变换 2.时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换是( ) A. 122()()jfXfp B. 1 22 ()()pfXf C. (j2f)2X(f) D. (2f)2X(f) 3.概率密度函数是在什么域上描述随机信号的分布规律( ) A.

3、时间域 B.频率域 C.幅值域 D.复数域 4.测试装置的传递函数H(S)的分母与( )有关。 A.输入量x(t) B.输出量y(t) C.输入点的位置 D.装置的结构 5.无论二阶系统的阻尼比如何变化，当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时，该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为( ) A. 0 B. 90 C. 180 D.不定值 6.差动式电感传感器和差动式电容传感器具有( )的特点。 A.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍 B.灵敏度和非线性度都降低了C.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干 D.灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍 7.欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用( )传感

4、器。 A.压电式 B.磁电式 C.电阻式 D.热电式 8.为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响，应选用( )放大器。 A.电压 B.比例 C.电荷 D.差动 9.常用于对调幅波解调的装置是( ) A.乘法器 B.滤波器 C.鉴频器 D.相敏检波器 10.正弦信号x(t)=x0sin(t+)的自相关函数为( ) A. x0 2sinwt B. x02 2 coswt C. x02 2 sinwt D.x02coswt 11.数字信号的特征是( ) A.时间上连续幅值上离散 B.时间上离散幅值上连续 C.时间上和幅值上都连续 D.时间上和幅值上都离散 12.已知模拟量的最大幅值为5V，现要求

5、A/D转换器的输出最大误差0.5mV，应选用下列哪一种A/D转换器( ) A. 8位 B. 10位 C. 12位 D. 16位 13.恒带宽比滤波器(信频程滤波器)的带宽B与中心频率fn（ ）A.比值为常数 B.无关 C.成正比 D.成反比 14.一选频装置，其幅频特性在f1f2区间急剧衰减(f2f1)，在0f1和f2之间近乎平直，这叫( )滤波器。 A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻 15.电荷放大器是一个( )放大器。 A.高增益，带电阻反馈的运算 B.低增益，带电容反馈的运算 C.高增益，带电容反馈的运算 D.高增益的电桥 答案：1.D 2.C 3.C 4.D 5.B 6.C 7.B

6、 8.C 9.D 10.B 11.D 12.D 13.A 14.D 15.C计算题1.已知信号x(t)=e-t (t0)，(1)求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。(2)求x(t)的自相关函数Rx () 。 解：x(f)= x(t) e-j2ftdt=- e(-j2f-1)=则x(f)= (f)=-arctg(2f)频谱图如下：(2) Rx()=x(t)x(t+)dt=e=e-2.二阶系统的阻尼比=0.2，求=n时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10，应取多大阻尼比？。 解：对于二阶系统：当w=wn时，A(w) =1/2，=-90。 幅值误差= A(w)-1100%=

7、150%Am 相位误差=(w)= -90。 如使幅值误差不大于10%，则 A(w)-10.1 即0.9A(w)1/20.1 1/2.21/1.8, 阻尼比应在0.460.55之间选取。3.一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙0 =0.3mm，（1）工作时如果传感器的工作间隙变化=2m，求电容的变化量。（2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在=2m时，读数仪表的指示值变化多少格？（0 = 8.8510-12 F/m） 解：（1）S=- =-4.9410-9F/m 当=2Hm时， =S=-4.9410-9F/m（210-6m） =-+9.8

8、810-15F（2）读取仪表的变化格数为： 9.8810-151012S1S2=9.8810-31005 =4.94（格）4.已知RC低通滤波器的R=1K，C=1MF，当输入信号x= 100sin1000t时，求输出信号y 。 解：低通滤波器的截止频率Wc2=2fc2=2而输入信号Hx=100sin100t的频率Wx=1000HzWc2 ，所以低通滤波器相当于积分器，Hy=10-9 =10-10sin（1000t-900）答：5.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？答：一阶量仪的频率响应函数幅频特性，欲误差小于5%，应大于0.95,已知

9、故: 应大于0.95,解得:6.线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出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及阻尼比。答：由图可见衰减振动的周期为6.28ms=s 即衰减振动的频率，相应阻尼比与振幅衰减的关系为，图中注明故有，解得衰减振动与无阻尼振动的关系为代入值，得7.信号，初始相角为一随机变量；试求 1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。答：自相关函数： 问答题1.什么是电阻式传感器？常用的有什么类型？答：电阻式传感器是将非电量变化转换为电阻变化的传感器。常用的电阻式传感器有电阻应变式，热电阻式，电位计式。2.实现不失真测试的条件是什么?分别叙述一、二阶装置满

10、足什么条件才能基本上保证不失真测试。答：测试装置实现不失真测试的条件是 A()=A0=常数 ()=-t0 为能满足上述条件，对于一阶装置，时间常数原则上越小越好，对于二阶装置一般选取=0.60.8，=00.58n。3.调制波有哪几种?分别说明其含义，并指出常用的有哪两种。答：调制波有调幅波、调频波和调相波三种。 载波信号的幅值受调制信号控制时，输出的已调波称为调幅波； 载波信号的频率受调制信号控制时，输出的已调波称为调频波； 载波信号的相位受调制信号控制时，输出的已调波称为调相波； 常用的调制波有调幅波和调频波两种。 4.选用传感器时应考虑到哪些原则?答：选用传感器时应考虑到以下原则： (1)

11、灵敏度 (2)响应特性 (3)线性范围 (4)可靠性 (5)精确度 (6)测量方式及其它 5.机械量的计算机辅助测试系统有哪几个基本环节组成?用框图示意说明。答：传感器抗混叠滤波器A/D转换器计算机处理器 6.是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。1)测量对象2)传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。3)中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。4)信号处

12、理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）5)显示、记录部分：作用是输出测试结果。7.电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？ 答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)是由几何尺寸变化引起的阻值变化，E是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=E，SE。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。8.传感器的原则是什么？答：基本原则是：选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。（1）静态特性方面：a、应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内，并保证线性误差在允许范围内；b、传感器的分辨率（力）从数据上应小于测量要求的分辨率（力）c、满足实际要求的条件下，精度不宜过高。综合题传光型和传感性光纤传感器有什么区别？答：在传