14234442機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題

1、機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題填空題1.周期信號的頻譜是離散的，而非周期信號的頻譜是的。2.均方值x2表示的是信號的強(qiáng)度，它與均值x、方差x2的關(guān)系是。3.測試信號調(diào)理電路主要有、。4.測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)有、。5.靈敏度表示系統(tǒng)輸出與輸入之間的比值，是定度曲線的。6.傳感器按信號變換特性可分為、。7.當(dāng)時，可變磁阻式電感傳感器的輸出和輸入成近似線性關(guān)系，其靈敏度S趨于。8.和差特性的主要內(nèi)容是相臨、相反兩臂間阻值的變化量符合、的變化，才能使輸出有最大值。9.信號分析的過程主要包括：、。10.系統(tǒng)動態(tài)特性在時域可用來描述，在復(fù)數(shù)域可用來描述，在頻域可用來描述。填空答案：1.連續(xù)2x2=Hx2+x

2、23.電橋、放大、調(diào)制解調(diào)電路4.非線性度、靈敏度、回程誤差5.斜率6.組合型、一體化型7.0定位8.相鄰相反相對相同9.信號分析、信號處理10.傳遞函數(shù)、頻率函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。) 1.描述非周期信號的數(shù)學(xué)工具是( ) A.三角函數(shù) B.拉氏變換 C.傅氏級數(shù) D.傅氏變換 2.時域信號x(t)二階導(dǎo)數(shù)的傅里葉變換是( ) A. 122()()jfXfp B. 1 22 ()()pfXf C. (j2f)2X(f) D. (2f)2X(f) 3.概率密度函數(shù)是在什么域上描述隨機(jī)信號的分布規(guī)律( ) A.

3、時間域 B.頻率域 C.幅值域 D.復(fù)數(shù)域 4.測試裝置的傳遞函數(shù)H(S)的分母與( )有關(guān)。 A.輸入量x(t) B.輸出量y(t) C.輸入點(diǎn)的位置 D.裝置的結(jié)構(gòu) 5.無論二階系統(tǒng)的阻尼比如何變化，當(dāng)它所受的激振力頻率與系統(tǒng)固有頻率相等時，該系統(tǒng)的位移響應(yīng)與激振力之間的相位差必為( ) A. 0 B. 90 C. 180 D.不定值 6.差動式電感傳感器和差動式電容傳感器具有( )的特點(diǎn)。 A.靈敏度提高了一倍，非線性度降低了一倍 B.靈敏度和非線性度都降低了C.靈敏度提高了一倍，非線性度降低了若干 D.靈敏度提高了若干，非線性度降低了一倍 7.欲進(jìn)行旋轉(zhuǎn)齒輪的轉(zhuǎn)速測量，宜選用( )傳感

4、器。 A.壓電式 B.磁電式 C.電阻式 D.熱電式 8.為使壓電式傳感器的靈敏度不受電纜長短的影響，應(yīng)選用( )放大器。 A.電壓 B.比例 C.電荷 D.差動 9.常用于對調(diào)幅波解調(diào)的裝置是( ) A.乘法器 B.濾波器 C.鑒頻器 D.相敏檢波器 10.正弦信號x(t)=x0sin(t+)的自相關(guān)函數(shù)為( ) A. x0 2sinwt B. x02 2 coswt C. x02 2 sinwt D.x02coswt 11.數(shù)字信號的特征是( ) A.時間上連續(xù)幅值上離散 B.時間上離散幅值上連續(xù) C.時間上和幅值上都連續(xù) D.時間上和幅值上都離散 12.已知模擬量的最大幅值為5V，現(xiàn)要求

5、A/D轉(zhuǎn)換器的輸出最大誤差0.5mV，應(yīng)選用下列哪一種A/D轉(zhuǎn)換器( ) A. 8位 B. 10位 C. 12位 D. 16位 13.恒帶寬比濾波器(信頻程濾波器)的帶寬B與中心頻率fn（ ）A.比值為常數(shù) B.無關(guān) C.成正比 D.成反比 14.一選頻裝置，其幅頻特性在f1f2區(qū)間急劇衰減(f2f1)，在0f1和f2之間近乎平直，這叫( )濾波器。 A.低通 B.高通 C.帶通 D.帶阻 15.電荷放大器是一個( )放大器。 A.高增益，帶電阻反饋的運(yùn)算 B.低增益，帶電容反饋的運(yùn)算 C.高增益，帶電容反饋的運(yùn)算 D.高增益的電橋 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計算題1.已知信號x(t)=e-t (t0)，(1)求x(t)的頻譜函數(shù)X(f)，并繪制幅頻譜、相頻譜。(2)求x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx () 。 解：x(f)= x(t) e-j2ftdt=- e(-j2f-1)=則x(f)= (f)=-arctg(2f)頻譜圖如下：(2) Rx()=x(t)x(t+)dt=e=e-2.二階系統(tǒng)的阻尼比=0.2，求=n時的幅值誤差和相位誤差，如果使幅值誤差不大于10，應(yīng)取多大阻尼比？。 解：對于二階系統(tǒng)：當(dāng)w=wn時，A(w) =1/2，=-90。 幅值誤差= A(w)-1100%=

7、150%Am 相位誤差=(w)= -90。 如使幅值誤差不大于10%，則 A(w)-10.1 即0.9A(w)1/20.1 1/2.21/1.8, 阻尼比應(yīng)在0.460.55之間選取。3.一電容傳感器，其圓形極板r = 4mm，工作初始間隙0 =0.3mm，（1）工作時如果傳感器的工作間隙變化=2m，求電容的變化量。（2）如果測量電路靈敏度S1=100mv/pF，讀數(shù)儀表靈敏度S2=5格/mv，在=2m時，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？（0 = 8.8510-12 F/m） 解：（1）S=- =-4.9410-9F/m 當(dāng)=2Hm時， =S=-4.9410-9F/m（210-6m） =-+9.8

8、810-15F（2）讀取儀表的變化格數(shù)為： 9.8810-151012S1S2=9.8810-31005 =4.94（格）4.已知RC低通濾波器的R=1K，C=1MF，當(dāng)輸入信號x= 100sin1000t時，求輸出信號y 。 解：低通濾波器的截止頻率Wc2=2fc2=2而輸入信號Hx=100sin100t的頻率Wx=1000HzWc2 ，所以低通濾波器相當(dāng)于積分器，Hy=10-9 =10-10sin（1000t-900）答：5.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(yīng)設(shè)計成多大？答：一階量儀的頻率響應(yīng)函數(shù)幅頻特性，欲誤差小于5%，應(yīng)大于0.95,已知

9、故: 應(yīng)大于0.95,解得:6.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(yīng)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7.信號，初始相角為一隨機(jī)變量；試求 1）求其自相關(guān)函數(shù)；2）確定其均值和方差。答：自相關(guān)函數(shù)： 問答題1.什么是電阻式傳感器？常用的有什么類型？答：電阻式傳感器是將非電量變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。常用的電阻式傳感器有電阻應(yīng)變式，熱電阻式，電位計式。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

10、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.調(diào)制波有哪幾種?分別說明其含義，并指出常用的有哪兩種。答：調(diào)制波有調(diào)幅波、調(diào)頻波和調(diào)相波三種。 載波信號的幅值受調(diào)制信號控制時，輸出的已調(diào)波稱為調(diào)幅波； 載波信號的頻率受調(diào)制信號控制時，輸出的已調(diào)波稱為調(diào)頻波； 載波信號的相位受調(diào)制信號控制時，輸出的已調(diào)波稱為調(diào)相波； 常用的調(diào)制波有調(diào)幅波和調(diào)頻波兩種。 4.選用傳感器時應(yīng)考慮到哪些原則?答：選用傳感器時應(yīng)考慮到以下原則： (1)

11、靈敏度 (2)響應(yīng)特性 (3)線性范圍 (4)可靠性 (5)精確度 (6)測量方式及其它 5.機(jī)械量的計算機(jī)輔助測試系統(tǒng)有哪幾個基本環(huán)節(jié)組成?用框圖示意說明。答：傳感器抗混疊濾波器A/D轉(zhuǎn)換器計算機(jī)處理器 6.是測試？說明測試系統(tǒng)的構(gòu)成及各組成部分的作用。答：測試是測量和試驗的綜合，是一種研究型的探索型的、論證型的測量過程，也是獲取信息的過程。1)測量對象2)傳感器：在測試系統(tǒng)和被測試對象之間建立了一定的連接關(guān)系，它直接感受被測量并將其轉(zhuǎn)換成電信號。是測試系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。3)中間轉(zhuǎn)換電路（信號調(diào)理電路）：作用是將傳感器的輸出信號 進(jìn)行傳輸、放大和轉(zhuǎn)換，使其適合顯示、紀(jì)錄、數(shù)據(jù)處理。4)信號處

12、理單衣：它是以計算機(jī)為核心對中間轉(zhuǎn)換電路的輸出信號作進(jìn)一步地處理（如：計算、頻譜分析、數(shù)據(jù)儲存等）5)顯示、記錄部分：作用是輸出測試結(jié)果。7.電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：相同之處在于：都是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H為材料的泊桑比，E為材料的彈性模量，(1+2H)是由幾何尺寸變化引起的阻值變化，E是由電阻率的變化引起的阻值變化。不同的是，電阻應(yīng)變片是利用導(dǎo)體形變引起的阻值變化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)使電阻率發(fā)生變化引起電阻變化。所以dR/R=E，SE。各自的優(yōu)點(diǎn)分別為：電阻絲應(yīng)變片具有相當(dāng)高的適應(yīng)性；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度高，一般為電阻絲應(yīng)變片的50-70倍。8.傳感器的原則是什么？答：基本原則是：選用的傳感器其性能應(yīng)當(dāng)與被測信號的性質(zhì)相匹配。（1）靜態(tài)特性方面：a、應(yīng)使被測量的變化范圍在傳感器的線性范圍以內(nèi)，并保證線性誤差在允許范圍內(nèi)；b、傳感器的分辨率（力）從數(shù)據(jù)上應(yīng)小于測量要求的分辨率（力）c、滿足實際要求的條件下，精度不宜過高。綜合題傳光型和傳感性光纖傳感器有什么區(qū)別？答：在傳