現(xiàn)代道路交通測試技術(shù)試題B答案

1、現(xiàn)代道路交通測試技術(shù)試題B-答案一、求正弦信號=A的均值、均方值和均方根值答：因?yàn)樾盘柕木?、均方值和均方根值與初始相位沒有關(guān)系，所以設(shè)信號為x(t)二 Asin( t)。T/2均值為.衛(wèi)佗As in C，t)dt，其中，=2二f =2二/T ,將其帶入積分中可求出均值為0。均方值為1T/2T - -J/2(Asin，t)2dt，其中-=2二/T，將其帶入積分可求出均方值為A22均方根值為將均方值開平方，所以其結(jié)果為解：由題意頻譜函數(shù)：x C ) = . a x(t)etdt-/2 .=e j tdtet/2/2- /2丄 ej2-ej /2j 2 .sino 2sin /2T 跳/2頻譜函數(shù)

2、虛部為0,故相頻譜為0;X(O)= lim x(，) =lim 空 2 H . /2n兀當(dāng)=( n=1,2,3)時 X) =0故幅頻譜圖如下:/1 T ZX ()V/y三解：因?yàn)樾盘柺侵芷谛盘?，可以用一個共同周期內(nèi)的平均值代替整個歷程的平均值故：Rxy()=河¥ ：x(t)y(t )dt ：XoSin( t旳y°sin (t .) 八 dtTo1x0y0 cos T)QO四. 參考答案： 令SAM(t)= X (t) * cos 3 0t,貝U SAM(t)的傅立葉變換為 SAM® )=X(t) * cos 3 0t*e ' t dt=1/2X( 3 +3

3、 0)+X( 3 - 3 0)SAM(t)的大致形狀為：94頻譜SAM(3 )的形狀為:if* VJ x* I-假設(shè)3 0<3 m,那么將會出現(xiàn)頻域混疊現(xiàn)象，這樣就無法把相鄰的頻譜分開，也就不能恢 復(fù)原信號了。五. 1 試述瞬態(tài)瑞雷面波無損檢測根本原理及其相應(yīng)的測試技術(shù)要求。參考答案：根本原理：對于均勻的彈性半空間分層介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)外表受到瞬態(tài)沖擊作用時，將產(chǎn)生瞬態(tài)振動。振動組份中包括縱波、橫波和瑞雷波。在一次沖擊產(chǎn) 生的波能中，瑞雷波占 67%即從一個振源向一個半無限介質(zhì)外表輻射的總能量的 三分之二形成瑞雷型外表波。而縱波和橫波只占有少量能量；并且在外表，隨著波傳播距離的增大其衰減比瑞雷

4、面波大得多。確切地說，縱波和橫波引起的位移振幅沿外表隨著距離的平方衰減，而瑞雷面波是隨著距離的平方根而衰減，因此，在地基外表的瞬態(tài)振動中， 瑞雷面波的衰減比縱波和橫波衰減慢得多，瞬態(tài)外表波主要是由瑞雷波組成。我們通過一系列的關(guān)系可以得出，利用瞬態(tài)瑞雷面波的傳播速度和頻率可以確定不同介質(zhì)的穿透深度。技術(shù)要求：檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理、 儀表選型與安裝是否符合要求，是保證質(zhì)量檢測精度和可靠性的關(guān)鍵，對其各組成局部有相應(yīng)的技術(shù)要求。1激振局部一一力錘的選擇它是整套測量系統(tǒng)的前哨， 對路面沖擊信號的產(chǎn)生和沖擊響應(yīng)信號的正確檢取，是系統(tǒng)準(zhǔn)確測試的根本保證。預(yù)先應(yīng)根據(jù)檢測深度做一些力錘沖擊試驗(yàn)，以選擇合理的力

5、錘重量或適宜材料的錘頭。使瞬態(tài)沖擊施加于路面外表后，能產(chǎn)生一組具有不同頻率的瑞雷面波在介質(zhì)中傳播。2垂向檢波器的選型垂向檢波器選用壓電式加速度傳感器。對于層狀路面結(jié)構(gòu)來說，一般選擇小沖擊源作為振源，使其產(chǎn)生具有豐富頻率的瑞 雷面波沿地表一定深度向四周傳播。對于高頻短波長的波來說， 選擇加速度傳感器，因?yàn)樗哂蓄l率范圍寬，對沖擊振動的頻響特性好等特點(diǎn)。如檢測像硅酸鹽、水泥混凝土和瀝青混凝土路面的剛性層狀體系時需要選擇加速度傳感器。速度、位移傳感器一般不用作沖擊測量。另外，正確選定壓電式加速度傳感器的型號也是十分重要的必須考慮它的頻率范圍、 動態(tài)范圍、靈敏度等主要特征參數(shù)是 否符合測試精度要求。3

6、安裝位置確實(shí)定測試前，應(yīng)對現(xiàn)場路面進(jìn)行調(diào)查，確定檢測點(diǎn)，并合理布置。一般兩個垂向檢波器之間的距離應(yīng)視測試的路面深度而定，通常應(yīng)使兩個間距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的傳感器的距離等于兩傳感器之間的距離。4連接導(dǎo)線選擇儀器之間的連接導(dǎo)線應(yīng)盡量短，且記不應(yīng)將各種導(dǎo)線混合使用， 盡量選擇相同線種，且忌抖動，以免引起現(xiàn)場測量不穩(wěn)定。2 試述路基壓實(shí)度快速測定瞬態(tài)沖擊法測試原理。參考答案：使用一個裝有力和加速度傳感器的錘，以恒定的高度自由落下， 給路基一個瞬態(tài)沖擊或者說給路基一個恒定的沖擊能量，路基土越密實(shí)，土體吸收的能量就越少。當(dāng)然反射回去的能量就越多， 傳感器檢測到的沖擊響應(yīng)信號就越大，

7、反之，當(dāng)路基土越松散，土體吸收的能量就越多，傳感器檢測到的沖擊響應(yīng)信號就越少， 傳感器檢測到?jīng)_擊響應(yīng)信號越小，這個檢測到的力和加速度響應(yīng)信號通過放大、濾波峰值采樣、A/D轉(zhuǎn)換、信號分析和處理。得到路基土的壓實(shí)測量值，最后數(shù)字顯 示和打印輸出。六. 試述求傅立葉變換過程的一般步驟并繪圖說明。答：如果令，那么有，與周期信號的傅里葉喩二一*J 上®購二一級數(shù)相比擬有：;。這說明：周期信號的頻譜就是與它相對應(yīng)的非周期信號頻譜的樣本。根據(jù)傅里葉級數(shù)表示：亦£卅嘰* £禺甌肝=* £ 口如嚴(yán)ksgJ0 躺-8ZK k=-00- 2開 ,；一時，丁 廠：小丄J。于是有

8、：此式說明，非周期信號可以分解成無數(shù)多個頻率連續(xù)分布丄xj硏3的振幅為二.的復(fù)指數(shù)信號之和。由于八-Lw具有頻譜隨頻率分布的物理含義，因而稱為頻譜密度函數(shù)，叫一丨與，:?：就構(gòu)成了一對傅里葉變換式。下面矩形脈沖為例說明傅立葉變換的過程:1，何2 sin 27J sin兀°二«矩形脈沖圖i所示為：其傅立葉變換為如下所示:=27J%爾=27 sin c譜圖圖2所示為:七：工作原理由發(fā)射源發(fā)出的電磁波， 大局部經(jīng)微波網(wǎng)絡(luò)天線發(fā)射出去，一小局部又發(fā)射源泄漏至混頻器，反射信號只能沿著微波網(wǎng)絡(luò)到混頻器，不能進(jìn)入體效應(yīng)振蕩器。接收的反射波在 混頻器中與來自振蕩器泄漏過來的少局部發(fā)射波進(jìn)行

9、混頻，混頻的結(jié)果就得到了這兩個頻率的差值即多譜勒頻移，又叫多譜勒頻率。根據(jù)多譜勒效應(yīng)，當(dāng)發(fā)射波的波速遇到運(yùn)動物體返回時，其回波有下面的關(guān)系成立2Vrcfo式中：f 'o為反射信號的頻率。fo為微波源產(chǎn)生的發(fā)射頻率。VR為運(yùn)動物體的徑向速度分量。從式中可以看出，接收到的反射信號頻率f'o是由兩項(xiàng)組成的。第一項(xiàng)為哪一項(xiàng)由微波源產(chǎn)生的發(fā)射頻率，第二項(xiàng)是由物體運(yùn)動引起反射信號的多譜勒頻移。當(dāng)運(yùn)動物體駛近微波源時，VR為正，當(dāng)運(yùn)動物體遠(yuǎn)離微波源時，VR為負(fù),C為電磁波在空間的傳播速度，可將(1)式表示成如下形式將fd稱為多譜勒頻移又叫多譜勒頻率，由(2)可求得：由于C和fo是量，顯然運(yùn)動

10、物體的徑向速度 Vr與fd成正比，即測得fd就可求得目標(biāo)運(yùn)動物體的徑向速度 VR。上面的假定當(dāng)微波源處于靜止不動，而物體相對微波源移動時的情形；反之，當(dāng)物體靜止不動，而微波源相對于物體移動時，上面的結(jié)論也是成立的。也就是說，只要兩者之間有相對運(yùn)動，多譜勒效應(yīng)就發(fā)生。采用測頻原理測量速度的方法：我們可以通過設(shè)置可編程定時、計(jì)數(shù)器8253的時間常數(shù)，并將8253的輸出端連接到單片機(jī)的外部中斷上，程序通過檢測中斷信號對定時、計(jì)數(shù)器8253發(fā)出相應(yīng)的控制命令(如設(shè)置為100ms中斷一次)，然后計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)的單位時間內(nèi)記錄的多譜勒信號脈沖個 數(shù)，即可換算出相應(yīng)的車速值。采用測頻的方法測量速度，在標(biāo)準(zhǔn)的單位

11、時間內(nèi)測得的 脈沖數(shù)越多，精度就越高，適用于高速測量。而在低速測量時，由于在單位時間內(nèi)測得 的脈沖數(shù)量少，誤差較大，多采用測周期的方法來測速。TW Idi 50ms60HZ咖MHZfd(w-39B0HZ采用測頻原理測量速度的方法圖譜采用測周期原理測速的方法：可以利用單片機(jī)內(nèi)的震蕩信號產(chǎn)生一個標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖，然后測出在待測多普勒信號的 一個脈沖周期內(nèi)有多少個標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖，即可換算出車速。該方法適用于低速測量。A采用測周期原理測速的方法圖譜d1 Vr /2=2*10.575*o910 *60/3600*3*8510 *10 =1200HZ1= s1200d1100個脈沖。因?yàn)闇y量誤差小于1%所以它的門控時間里面需要所以xt11*10