机械工程测试技术基础第二章小结及测试题

1、第二章测试装置的基本特性、重点内容及难点(一) 测试装置的基本要求1、测试装置又称为测试系统，既可指众多环节组 成的复杂测试装置，也可指测试装置中的各组成环输入信号x(t)X(s)X( 3)测试系统h(t)H(s)H( co)输出信号y(t)Y(s)Y( 3)如图，一般的工程测试问题都可以看作输入信号x(t)，输岀信号y(t)和测试系统的传输特性h(t)三者 之间的关系，即三类问题：1) 输入信号x(t)、输岀信号y(t)已知，求测试系 统的传输特性h(t);2) 测试系统的传输特性h(t)、输出信号y(t)已知, 求输入信号x(t)；3) 测试系统的传输特性h(t)、输入信号x(t)已知,求

2、输出信号 y（t）2、测试装置的基本要求：1） 线性的， 即输出与输入成线性关系。 但实际测 试装置只能在一定工作范围和一定误差允许范 围内满足该要求。2） 定常的（时不变的） ，即系统的传输特性是不 随时间变化的。 但工程实际中， 常把一些时变的 线性系统当作时不变的线性系统。3、线性系统的主要性质1）叠加原理； 2）比例特性； 3）微分特性； 4） 积分特性； 5）频率保持性。* 符合叠加原理和频率保持性，在测试工作中具 有十分重要的作用。因为，在第一章中已经指出， 信号的频域函数实际上是用信号的各频率成分的叠 加来描述的。所以，根据叠加原理和频率保持性这 两个性质，在研究复杂输入信号所引

3、起的输出时， 就可以转换到频域中去研究。（二）不失真测试的条件1、静态不失真条件静态测量时，理想的定常线性系统:Sx,S为灵敏度2、动态不失真条件在动态测量时，理想的定常线性系统:y（t）= AoX（t切，Ao为灵敏度，to为时间延迟。（三）测试装置的静态特性静态特性：就是在静态测量时描述实际测试装置 与理想定常线性系统的接近程度。包括：线性度、灵敏度、分辨力、回程误差、 稳定度、漂移。（多数是时域特性）（四）测试装置的动态特性动态特性：就是在动态测量时描述实际测试装 置与理想定常线性系统的接近程度。描述方式：1、传递函数；2、频率响应函数;3、脉冲响应函数。（五）一、二阶系统的动态特性S一阶

4、系统H（s）=二阶系统H(s)(六) 环节的串联、并联 二、章节测试题(一) 填空题、 11、 某一阶系统的频率响应函数为H(j)= 2j “ ,输入信号x(t) = sin2，则输出信号y(t)的频率 为® =，幅值y =，相位* =。2、当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t) Aox(t to)时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为 H(j )= 。3、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所能感知的越小。4、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

5、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 Qi（）和Q2（），则两环节Q（闷）Qd ） Q2（）串联组成的测试系统，其相频特性为（1） Qi（ ）Q2（ ）（2） Qi（ ） Q2（ ）（3）（4） Q（ ） Q2（）4、一阶系统的动态特性参数是。（1）固有频率（2）线性度时间常数（4）阻尼比（三）判断对错题（用v或 表示）1、在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统 输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为 传递函数。2、当输入信号x（t） 定时，系统输出y（t）完全取决 于传递函数H（s），而与该系统的物理模型

6、无关。3、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。4、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。5、幅频特性是指响应与输出信号的振幅比与频率的关系。（四）简答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、测试装置实现不失真测试的条件是什么？3、试举出几个属于一阶系统的装置。4、简述测试系统的频率特性的物理意义5、什么是测试系统的静态特性和动态特性？测试装 置的静态特性和动态特性各包括那些？分别说明如 何描述测试系统的静态特性和动态特性？（五）计算题1、课后习题2-1。2、课后习题2-2。3、课后习题2-3。4、课后习题2-5。5、课后习题2-9。6、课后 习题2-10o7、某测试装置幅频特性如下图所示，相频特性为：0二125.5md/s时相移为 75 ° 血二时相移为90 ° m3626rad/s时相移为180 °若用该装置 测量以下两个复杂周期信号x （7） = £Sin 125 乞 + 虫 2$in 150.6i试问，该装置对XI©和兀2°）是否能实现不失真测 量？为什么？1922线性传感器的实测数据如表所示；假设其量程为X5，（ 1）