工程測試考試題(有答案)

1、試題1、求傳遞函數(shù)為H(S)=的系統(tǒng)對正弦輸入x(t)=10sin(62.8t)的穩(wěn)態(tài)響應y(t),并求出幅值誤差和相位誤差。答：由頻率保持性知y(t)=10|H()|sin(62.8t+()且 H()=(w)=-arctg()=-tg-1(0.01×62.8)=-32°y(t)=42.3sin(62.8t-32°)幅值誤差為5×10-42.3=7.7，相位誤差為32°2、實現(xiàn)不失真測試的條件是什么?分別敘述一、二階裝置滿足什么條件才能基本上保證不失真測試。答：.測試裝置實現(xiàn)不失真測試的條件是A()=A0=常數(shù)()=-t0為能滿足上述條件，對于

2、一階裝置，時間常數(shù)原則上越小越好，對于二階裝置一般選取=0.60.8，=00.58n。3、用一階量儀作100Hz正弦信號的測量，如要限制振幅誤差在5%以內(nèi)，則該量儀的時間常數(shù)應設計成多大？答：一階量儀的頻率響應函數(shù)幅頻特性，欲誤差小于5%，應大于0.95,已知故: 應大于0.95,解得:4、某光線示波器的振動子輸入i(t)為單位階躍，輸出如下圖所示的衰減振動，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動子的固有頻率及阻尼比。答：由圖可見衰減振動的周期為6.28ms=s 即衰減振動的頻率，相應阻尼比與振幅衰減的關(guān)系為，圖中注明故有，解得衰減振動與無阻尼振動的關(guān)系為代入值，得5、一磁電式速度傳感器的幅頻和相頻特性如下

3、圖所示，其中為該傳感器的固有角頻率，為被測角頻率，其阻尼比為0.7，為了盡量減小測量時的幅值和相位誤差，（1）該傳感器應工作在什么條件下？（2）f0=10Hz時，其工作最低頻率(f)范圍應為多少？答：（1）應工作在的條件下。（2），即。此時幅值誤差很小，相位差接近，成為一個反相器。6、用時間常數(shù)為0.001秒的一階裝置對正弦信號進行測量，要求振幅誤差在5/100以內(nèi)，求該裝置能夠測量的正弦信號的最高頻率。6、2、用傳遞函數(shù)為 的一階測量裝置進行周期信號測量。若將幅度誤差限制在5%以下，試求所能測量的最高頻率成分。此時的相位差是多少？   解：（1）已知一階系統(tǒng)誤差公式。  

4、（2）解得w=131.47 7、用一個時間常數(shù)為0.35秒的一階裝置去測量周期分別為秒，秒和秒的正弦信號，問幅值誤差分別為多少？8、設某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比為=0.7。用該傳感器作頻率為400Hz正弦力測試時，其幅值比A()和相角差()各為多少？若用其測量頻率為400Hz的方波信號，輸出信號是否失真？為什么？作出輸出信號的波形圖。9、液體溫度傳感器是一階傳感器，現(xiàn)已知某玻璃水銀溫度計特性的微分方程為 4dy/dx+2y = 2×103x。y:水銀柱高（m），x:被測溫度（°）    求：（1）

5、水銀溫度計的傳遞函數(shù)；       （2）溫度計的時間常數(shù)及靜態(tài)靈敏度；       （3）若被測水溫是頻率為0.5Hz的正弦信號，求此時的振幅誤差和相角誤差。10、一濾波器電路如圖所示，R=0.5K，C=2uF，1）該濾波器是低通、高通還是帶通濾波器？2）確定頻率響應函數(shù)H()以及濾波器的截止頻率;3）當輸入信號ux=100cos(1000t-45)時，求輸出信號uy, 并比較其幅值及相位關(guān)系。11、一壓電式力傳感器，將它與一只靈敏度Sv可調(diào)的電荷放大器聯(lián)接，然后接到靈敏度

6、為Sx=20mm/v的光線示波器上記錄，現(xiàn)知壓電式壓力傳感器靈敏度為Sp=5pc/Pa，該測試系統(tǒng)的總靈敏度為S=0.5mm/Pa，試問：（1）電荷放大器的靈敏度Sv應調(diào)為何值(v/Pc)?（2）用該測試系統(tǒng)測40Pa的壓力變化時，光線示波器上光點的移動距離是多少？12、想用一個時間常數(shù)=0.0005秒為一階裝置作正弦信號的測量，如要求限制振幅誤差在5%以內(nèi)，試問：（1）該裝置所能測量的正弦信號的最高頻率f為何值？（2）利用該裝置測量周期為 0.02秒的正弦信號，其幅值誤差將為多少？13、一測試裝置如圖所示，R為電阻，C為電容，均為定值，輸入X，輸出為y。（1）試求該裝置的頻響函數(shù)H（）。（2

7、）該裝置是什么類型的濾波器？如R=350K，C=1000F，求它的截止頻率f?14、一潛水器攜帶一種時間常數(shù)為秒和壓力計，并以每秒米的速度下潛，假設水深每增加米，潛水器所受壓力增加公斤，當壓力計指示為公斤時，則實際該潛水器受壓多少公斤？（要求有詳細計算過程）15、用一階測量儀器測量100Hz的正弦信號，如果要求振幅的測量誤差小于5%，問儀器的時間常數(shù)T的取值范圍。若用該儀器測50Hz的正弦信號，相應的振幅誤差和相位滯后是多少？（10分） 答： 一階裝置,仍有同一,越大,越小.今=100Hz, 測量誤差小于5%，即,求出秒用該儀器測50Hz的正弦信號,有,即振幅誤差是1.32%,相位滯后是16、

8、用時間常數(shù)為0.5s的一階裝置進行測量，若被測參數(shù)按正弦規(guī)律變化，若要求裝置指示值的幅值誤差小于5%，問被測參數(shù)變化的最高頻率是多少？如果被測參數(shù)的周期是2s和5s，問幅值誤差是多少？（10分）答：對一階裝置,有 今，有幅值誤差小于5% , 應，求出。（4分）對被測信號：周期是2s,，幅值誤差為46.3% （3分）周期是5s, ,，幅值誤差為15.3% （3分）17、已知一階低通濾波器的頻率特性為，式中= 0.05s，當輸入信號時，求其輸出并比較與的幅值與相位有何區(qū)別。（10分）解：信號x(t)的頻率構(gòu)成為： （2分）對f1: （3分）對f2: （3分） （2分）18、析周期信號x(t)=0.

9、5sin10t+0.2cos(100t-/4)通過一個傳遞函數(shù)為H(s)=1/(0.005s+1)的系統(tǒng)后所得的穩(wěn)態(tài)響應。(12分) 18、2、求輸入信號）通過裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應。19、待測壓縮機轉(zhuǎn)速為1000 r/min，現(xiàn)有1.0級精度，量程為1000 r/min及2.0級精度，量程為3000 r/min的兩個轉(zhuǎn)速，請問使用哪一個轉(zhuǎn)速表較好，并說明原因。20、已知一個二階測量裝置，阻尼比=0.65，fn=1200Hz,問：輸入240Hz和480Hz的信號時A（）和()是多少？若阻尼比變?yōu)?.5和0.707，A（）和()又各是多少？21、已知某一測力傳感器為二階測量裝置，其動態(tài)參數(shù)為固有頻

10、率fn=1200Hz,=0.707。試求當測量信號(t)=sin2ft+sin6ft+sin10ft時其幅值、相位變化，其中f=600Hz。最后請用幅頻、相頻圖作出定性解釋。22、對某量進行了8次測量，測得值為：802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43,求測量量的最佳估計值和測量不確定度。23、試求傳遞函數(shù)分別為和的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)的總靈敏度。24、已知RC低通濾波器的傳遞函數(shù)為H(s)= ，其中，求A()和。輸入一信號求幅值誤差和相角誤差25、已知RC高通濾波器的傳遞函數(shù)為H(s)= ，其中，求A()和。輸入一信號

11、求幅值誤差和相角誤差頻率遠高于固有頻率，幅值相角如何變化？26、某一壓電式壓力傳感器的靈敏度已調(diào)到S1=90pC/Mpa，把它和一臺靈敏度S2調(diào)到0.005V/pC的電荷放大器連接，放大器的輸出又接到一靈敏度S3已調(diào)到20mm/V的光線示波器上記錄，試繪出這個測試系統(tǒng)的框圖，并計算其總的靈敏度。答：傳感器-電荷放大器-光線示波器繪圖正確5分S=S1*S2*S3=90*0.005*20=9(mm) (5分)27、某壓電式傳感器的靈敏度為99.9nC/MPa,將它與增益為0.005V/nC的電荷放大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺筆式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/V。試計算這個測量系統(tǒng)的總

12、靈敏度。又當壓力變化為3.5MPa時，記錄筆在紙上的偏移量是多少？答：設S1=99.9nC/MPa，S2=0.005V/nC，S3=20mm/V則=9.99（mm/MPa）（5分）當壓力3.5MPa時： ,=（mm）（5分）28、設某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為，阻尼比為，問使用該傳感器作頻率為的正弦力測試時，其幅值比A()和相位角差()各為多少？。答：得（2分）（4分） （4分）29、用一個時間常數(shù)為0.35s的一階裝置去測量周期為1s的正弦信號，問幅值誤差將是多少？（10分）答：由系統(tǒng)為一階系統(tǒng)可知：H(s)=其中，由信號周期為1S可知 rad/s（1分）可知H(

13、)=則（1分）（4分）=0.586=58.6%（1分）30、已知二階的力傳感器，固有頻率為800HZ，阻尼比為0.14，用此傳感器來測量400HZ的正弦變化力時，求：(1):A（）和（）;(2):若該裝置的阻尼比為0.7，求此時的A（）和（）。31、一壓電式力傳感器，將它與一只靈敏度Sv可調(diào)的電荷放大器聯(lián)接，然后接到靈敏度為Sx=20mm/v的光線示波器上記錄，現(xiàn)知壓電式壓力傳感器靈敏度為Sp=5pc/Pa，該測試系統(tǒng)的總靈敏度為S=0.5mm/Pa，試問：（1）電荷放大器的靈敏度Sv應調(diào)為何值(v/Pc)?（2）用該測試系統(tǒng)測40Pa的壓力變化時，光線示波器上光點的移動距離是多少？答：. 2

14、. 32、在使用靈敏度為80nC/MPa的壓電式力傳感器進行壓力測量時，首先將他與增益為 5mV/nC的電荷放大器相連，電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上，試求該壓力測試系統(tǒng)的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時，壓力變化為多少？答：（1）求解串聯(lián)系統(tǒng)的靈敏度。     （2）求壓力值。33、用一時間常數(shù)為2s的溫度計測量爐溫時，當爐溫在200400之間，以150s為周期，按正弦規(guī)律變化時，溫度計輸出的變化范圍是多少？答： （1）已知條件。   （2）溫度計為一階系統(tǒng)，其幅頻特性為（3）輸入為200、400時，其輸出為：y=A(w)×200=200.7() y=A(w) ×400=401.4( )34、對一個二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號后，測得響應中產(chǎn)生的第一個過沖量 的數(shù)值為1.5，同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。解：（1）求解阻尼比、固有頻率。   （2）求解傳遞函數(shù)。 傳遞函數(shù)為：將 ， ， 將 ， 和 代，可得該裝置在無阻尼固有頻率處的頻率響應          35、