-机械工程测试技术-期末试题库汇总

1、机械工程测试技术- 期末试题库汇总( 全面 )四、计算题1. 求下图所示三角波调幅信号的频谱。（已知图中所示三角波的傅立叶变换为2) ）-解：图中所示调幅波是三角波与载波的乘积。两个函数在时域中的乘积，对应其在频域中的卷积。余弦信号频谱为三角波频谱为：2) 则信号 f(t) 的频谱为：2. 求被截断的正弦函数 的傅立叶变换。解原函数 x(t) 可看作是正弦函数和矩形窗函数w(t) 的乘积，即，其中又3. 求被截断的余弦函数如下，求其傅立叶变换。（9 分）解：积，原函数 x(t) 可看作是余弦函数和矩形窗函数w(t) 的乘，其中又即4. 求指数函数 的频谱。解：0d t 24. 求正弦信号的均值

2、和均方值。解：t T0 5. 求衰减振荡信号解：设，的频谱。，2 6. 一时间函数 f(t)及其频谱函数如图 1-2 所示，其最高频率为。函数（），试分别作出x(t) 及其频谱函数的图形。分析当，时，的图形会出现什么情况？解： x(t) 相当于信号 f(t) 与 的调幅信号，其时域与频域结果如下图所示：图中，（ a）为调幅信号波形图，图（b）为调幅信号频谱图。当时，两边图形将在中间位置处发生混叠，导致失真。7. 图 1-3 所示信号 a（t ）及其频谱A（f ）。试求函数的傅氏变换 F（f ）并画出其图形。解：由于并且所以F(f) 的频谱图如下图所示：第二章一三、名词解释 1. 分辨力 引起测

3、量装置的输出值产生一个可觉察变化的最小输入量（被测量）变 化值称为分辨力。2. 灵敏度当装置的输入x 有增量 x 变化时，相应的输出y 有增量 y 变化，把 y 与 x 的比值定义为灵敏度。3. 线性度实际特性曲线与参考直线偏离的程度称为线性度。四、计算题 1. 求周期信号 通过传递函数为到的稳态响应。解： 0.05s 的装置后所得；稳态响应为 0 2. 某一阶测量装置的传递函数为号，试求其幅度误差。解： 1 ，若用这一测量装置测量频率为 2Hz的正弦信=0.894 其幅度误差 (1 0.894) 100%=10.6%。3. 用一个一阶测量装置测量100Hz 的正弦信号，如果要求振幅的测量误差

4、小于 5，问：此仪器的时间常数应不大于多少 ? （7 分）解：（1 分）（ 1 分）（ 2 分）（3 分）函试求传递函数为和 2 的两个环节串联后组成的系统的传递数及系统总的灵敏度。解：当两环节串联时，系统的总传递函数为：求当 S=0时的两传递函数之值两环节串联后系统的总灵敏度为 S=3.0 41=1235. 用图示装置去测周期为 少？（ R=350K ，C=1 F）解：根据基尔霍夫定律u(t) 并且1s， 2s， 5s 的正弦信号，问幅值误差是多1u(t) 所以有 因为两边拉氏变换后得RCs RCs 这是一个高通滤波器，当 时0.35s 幅值相对误差： XoXo 式中 Xo 输入信号幅值；Y

5、o 输出信号幅值。当 T=2s 时，当 T=1s 时，当 T=5s 时，三、名词解释1. 一块金属板置于一只线圈附近，相互间距为 交变电流 i 通过时，当线圈中有一高频便产生磁通。此交变磁通通过邻近金属板，金属板表层上产生感应电 流即涡电流，涡电流产生的磁场会影响原线圈的磁通，使线圈的阻抗发送变 化，这种现象称为涡流效应。2. 某些物质在受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极 化，表面上有电荷出现，出现电场，当外力去除后，有重新恢复到原来状态，这种现象成为 压电效应。3. 金属材料在发生机械变形时，其阻值发生变化的现象成为电阻应变 效应。4. 将霍尔元件置于磁场中，当相对的两端通上电

6、流时，在另相对的两 端将出现电位差，称为霍尔电势，此现象称为霍尔效应。5. 当激光照射到运动物体时，被物体反射或散射的光频率即多普勒频 率发生变化，且多普勒频率与物体运动速度成比例，这种现象称为多普勒效应。6. 某些半导体元件，当在相对的两端通上电流时，将引起沿电流方向 电阻的变化，此现象 称为磁阻效应。7. 传感器是直接作用于被测量，并能按一定规律将被测量转换成同种 或别种量值输出的器件。8. 半导体材料受到光照时，电阻值减小的现象称为内光电效应。9. 压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其电 阻率发生变化的现 象。10. 在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸出的现象称为

7、外光电效 应。11. 在光的照射下使物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏打效 应。四、计算题 1. 把灵敏度为 404 10-6PC Pa的压电力传感器与一台灵敏度调到 0.226mVPC的电荷放大器相接，求其总灵敏度。解：S404 10 -6PCPa 0.226mV PC 9.13 10 -5 mVPa 2. 进行某次动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa，将它与增益为0.005V/nC 的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少。解：S=90.9 0.005

8、20mm/ MPa=9.09 mm/ MPa 记录笔在记录纸上的偏移量9.09 3.5mm 31.82mm 3. 一电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm，工作初始间隙），空气介质，试求：（已知空气介电常数（ 1）通过测量得到的电容变化量为 件之间由初始间隙变化的距离（ 2）如果测量电路的放大倍数 格/mV，则此时仪表指示值变化多少格？，则传感器与工，读数仪表的灵敏度解：（ 1），极距变化型电容传感器灵敏度为：则（ 2）设读数仪表指示值变化格数为 m，则（格）114. 有一钢板，原长，钢板弹性模量，使用 BP-3 箔式应变片 R=120 ，应力灵敏度系数S=2，测出的拉伸应变值为300

9、 。求：钢板伸长量，及。如果要测出1 应变值则相应的是多少？解：因为，则有R 如果要测出1 应变值，则三、名词解释1. 调制调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频振荡波的某个参数（幅 值、频率或相位），使其按被测信号的规律变化，以利于信号的放大与传 输。2. 截止频率输出幅值衰减为原信号幅值的0.707 时所对应的频率称为截止频率。由于 20lg0.707=-3dB ，故截止频率又称为-3dB 点。4. 解调是指从已调制信号中恢复出原低频调制信号的过程。四、计算题 1. 以阻值 R=120 ，灵敏度 S=2的电阻应变片与阻值 R=120 的固定电阻组成的电桥，供桥电压为3V，并假定负载为无穷

10、大，当应变片的应变值为 2 和 2000 时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的电桥的灵敏度。（ ：微应变，即 10-6 ） 解（ 1）单臂电桥输出电压。当应变片为 2 时，当应变值为 2000 时的输出电压为（ 2）双臂电桥输出电压。当应变片为 2 时，当应变值为 2000 时的输出电压为（ 3）双臂电桥比单臂电桥的电压输出灵敏度提高一倍。2. 用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为：如果电桥的激励电压，信号频谱。画出频谱图。解：全桥时，电桥输出电压为：的灵敏度及电桥的接法有关。则990t)22 其频谱如下图所示。三、名词解释1. 采样定理， k 为常数

11、，应变片为了避免混叠以使采样处理后仍有可能准确地恢复其原信号，采样频率 fs 必须大于最高频率 fh 的两倍，即 fs2fh ，这就是采样定理。四、计算题 求 h(t) 的自相关函数。解：2. 求正弦函数的自相关函数。解：T0 3. 求方波 y(t) 和正弦波 x(t) 的互相关函数，其中（7 分），解：2 4. 设有两个周期信号（）（）。求其互相关函数。解：令，则，又x0y0 5. 假定有一个信号x(t) ，它是两个频率、相角均不等的余弦函数叠加而成，其数学表达式为，求该信号的自相关函数。解：由于，根据正（余）弦函数的正交性，所以2.2 用一个时间常数为 0.35s 的一阶装置去测量周期分别

12、为 1s，2s， 5s的正弦信号，问幅值误差将是多少？解：当 T=1s 时，即，误差为 59% 数为当 T=2s 时，误差为 33% ，通过传递函当 T=5s 时，误差为 8% 2.3 求周期信号的装置后所得到的稳态响应。解： 利用叠加原理及频率保持性解题1 ，2.7 将信号输入一个传递函数为在内的输出的表达式。解：1 的一阶装置后，试求其包括瞬态过程11 ，= 2.8 求频率响应函数3155072 的系统对正弦输入的稳态响应的均值显示。解： 写成标准形式2n 1 2 对正弦波，A2 2 2 2.9 试求传递函数分别为2 和 2 的两个环节串联后组22 成的系统的总灵敏度（不考虑负载效应）解：

13、1.53 ，2.10 想用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在 5%以内，则时间单常数应去多少？若用该系统测试50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相角差是多少？解： 由振幅误差AIAI 即2 ，且 时 当1 2 此时振幅误差2.11 某力传感器可以作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率 为 800Hz，阻尼比，问使用该传感器作频率为 和相角差400Hz 的正弦力测试时，其振幅比各为多少？若该装置的阻尼比可改为，问和又将作何种变化？解： 作频率为 400Hz 的正弦力测试时1 2 2 2 1 2 2 当阻尼比改为 时1 2 2 即阻尼比变化时，二阶振荡系统的输出副值变小，同时相位角也变化剧烈，相位差变大。2.12 对一个可视为二阶系统