測試技術試卷及答案

2.測量結果與

被測真值

之差稱為

測量誤差。3.測試技術試卷及答案靈敏度，改善非線性，進行溫度

補償。4.為了相鄰

補償溫度變化給應變測量帶來的誤差，工作應變片與溫度補償應變片應接在橋臂上。5調幅信號由載波的

幅值

攜帶信號的信息，而調頻信號則由載波的頻率

攜帶信號的信息。6繪制周期信號

xt)

的單邊頻譜圖，依據的數學表達式是

傅氏三角級數中的各項系數，而雙邊頻譜圖的依據數學表達式是

傅氏復指數級數中的各項系數。7信號的有效值又稱為率)

均方根指，有效值的平方稱為

均方值，它描述測試信號的強(號的平均功8確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是的。

離散的，后者頻譜特點是

連續(xù)9.為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是

頻率響應法和

階躍響應法。10.連續(xù)信號

xt)

與

()0

進行卷其結果是：

x(t)

0

x(t0

。其幾何意義是把原函數圖像平移t位置處。0一、

選擇題（20分每題2分）1直流電橋同一橋臂增加應變片數時，電橋靈敏度將C)。．增大B．減少C.不變D.變化不定2調制可以看成是調制信號與載波信號A)。乘B相加C．減D.相3描述周期信號的數學工具是(D)。．相關函數B拉氏變換C．氏變換D.氏級數4下列函數表達式中，(C)周期信號。A

x(t

5cos10

t

當t當t

B．

x

e

C

x)5sin10cos10

(5時域信號的時間尺度壓縮時，則其頻帶的變化為B)。A頻帶變窄、幅值增高B頻帶變寬、幅值壓低C頻帶變窄、幅值壓低D頻帶變寬、幅值增高6非線性度是表示定度曲線(A)程度。A偏離其擬合直線B接近真值C正反行程的不重合7一般來說，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測量范圍B)。A越寬B越窄C不變8.下列哪一種敏感元不屬于彈性式壓力敏感元件（D）A.登管B膜片C．波紋管D．阻應變片

oi9.對于單向應力狀態(tài)的測量，貼應變片時，應變片的方向與主應力方向應該相成（AA.0°B．45°C90°D30°oi10．二階裝置引入合適阻尼的目的是CA使系統(tǒng)不發(fā)生共振B．使得讀數穩(wěn)定C．獲得較好的幅頻、相頻特性得分

三、簡答題（共）1.信號分析和處理必需遵循的原則有幾點（）①各環(huán)節(jié)的輸入量與輸出量之間應保持一一對應的關系，并盡量不失真）②盡可能減小或消除各種干擾）2.周期信號的頻譜具有哪幾個特點（）：①周期信號的頻譜是離散的）②每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數上，基波頻率是各分量頻率的公約數）③各頻率分量的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角。工程中常見的周期信號，其諧波幅值總的趨勢是隨諧波次數的增高而減小的。因此，在頻譜分析中沒必要取那些次數過高的諧波分量）3.現(xiàn)有電阻

1

和

2

，電感電容C連結成四臂流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件設激勵為

u

i

，輸出為

o

5

分）答：正確的接橋方法如圖所示）電橋的平衡條件是：jwL

1LjwC

（2）4.在使用電阻應變片時，發(fā)現(xiàn)靈敏度夠，若在工作電橋上增加電阻應變片的數量以提高靈敏度試問在半橋各串聯(lián)一片的情況下，是否可以提高靈度？為什么？（5分）答：不能提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為：1uu2

（2）當量橋臂各串聯(lián)電阻應變片時，其電阻的相對變化量為

22RR

（2）

iiiiiiiiiiiiiiii即仍然沒有發(fā)生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接。這時

u

o

i

）5.什么是調制和解調？為什么要調制（5）1所謂調制，就是在調制信號（測試信號）的控制下，使載波信號（工作信號）的某些參數（如幅值、頻率、相位）發(fā)生變化的過程。2）解調，就是從已調制波中恢復出調制信號的過程一般的被測量，如力、位移、應變等，經傳感器檢測變換后，常常是一些緩變的電信號）3經過調制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調制波抗干擾能力強，也便于傳輸）6.機械工程中常見的有哪些參數的測量？（5分）答：在機械工程的測試過程中，常見的參數測量有：應力的測量；應變的測量；扭矩的測量、振動信號的測量；聲強測量；聲發(fā)射測量；位移的測量；流量的測量；壓力的測量等一種分）四、計算題（共分，每小題102.電阻應片臂橋懸臂的。貼片及橋如所示。知圖中'RR1

，上下貼片位置對稱，應變片的靈敏度系數2。應變值

，電橋供橋電壓

i

。試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓

uo解：解：如圖（b組橋時的輸出電壓為（5u

RR11)u1ukRRR22R

u0.03(V)i

如圖（c組橋時的輸出電壓為R'11R'2'1121uu0.03(V)2R

R)R

一、填空題（20分每空1分）1由信息與信號的關系可知，信號是信息的（物理載體2數字信號是指時間和幅值都具有（離散型）特性的信號。3為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是（

頻率響應法）和（

階躍響應法4模似信號是指時間和幅值都具有（5正弦信號的自相關函數是一個同頻的（

連續(xù)）特性的信號。余弦）函數。6直流電橋的平衡條件是（R1R3=R2R47濾波器的分辨率越高，則測量信號時其響應速度（慢8帶通濾波器的中心頻F=500HZ，負3貝點的帶寬B=10HZ，該濾波器的品質因數9單位頻寬上的幅值表示的是（1將電橋接成差動方式習以提高

譜密度）函數。靈敏度，改善非線性，進行

溫度

補償。2調幅信號由載波的

幅值

攜帶信號的信息，而調頻信號則由載波的

頻率

攜帶信號的信息。3調幅過程在頻域相當于

調制波與載波的相乘

過程，調幅裝置實質上是一個

乘法器。4.測試技術是測量和實驗技術的統(tǒng)稱。工程測量可分為靜態(tài)測量測量結果與被測真值之差稱為測量誤差。5．確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是的。

和

動態(tài)測量。離散的，后者頻譜特點是

連續(xù)7周期信號的傅氏三角級數中的n從0到展開的。傅氏復指數級數中n從負無窮

到正無窮

展開的。8周期信號

xt)

的傅氏三角級數展開式中：表示n

余弦分量的幅值，表示n

正弦分量的幅值，表示直流分量。09余弦函數只有

實頻

譜圖，正弦函數只有

虛頻

譜圖。10．單位脈沖函數

(

0

與t點連續(xù)的模擬信號0

ft)

的下列積分：

f()()

f(0

。這一性質稱為得分

脈沖采樣。二、選擇題（20分每題2）1為了保證實現(xiàn)極距變化型差動電容傳感器的差動工作，傳感器的兩個電容應當連接成()。A并聯(lián)電路B串聯(lián)電路C電橋電路2要使通濾波器的通帶加寬，則值應b)

A.增加B減少C不變3描述非周期信號的數學工具是C。A三角函數B拉氏變換C.傅氏變換D.傅氏級數4下列信號中．C

信號的頻譜是連續(xù)的。AB

x(t)x(t)

Asin(wtBsin(3wt12tC.

x()

t5數字信號的特征是B。A時間上離散、幅值上連續(xù)B．間、幅值上均離散C時間、幅值上都連續(xù)D．時間上連續(xù)、幅值上量化6測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為D)。A.精度B靈敏度C精密度D.辨率7測試裝置的脈沖響應函數與它的頻率響應函數間的關系是（BA卷積B傅氏變換對C．拉氏變換對D微分8多種信號之和的頻譜是C。A.離散的B.連續(xù)的C.機的D.周的9二階裝置，用相頻特性中

w)

0

時所對應的頻率作為系統(tǒng)的固有頻率的估計值，該值與系統(tǒng)阻尼率的大小（BA有關B無關C略有關系D．很大關系10.濾波的上、下截止頻率為

ffc

c1

，中心頻率

f

0

；則它們的關系是(A)。A

f

0

=

c

B．

f

0

=

ffcc12

C.

f

0

=

ffc212得分

三、簡答題（共）1.測量按測量值獲得的方法進行分類哪些（）直接測量——指無需經過函數關系的計算，直接通過測量儀器得到被測值得測量度直接測量和不等精度直接測量測量——指在直接測量值的基礎上，根據已知函數關系，計算被測量的量值的測量2合測量——指將直接測量或間接測量與被測量值之間按已知關系組合成一組方程（函數關系，過解方程組得到被測值得方法2.重復性誤差和遲滯誤差有何區(qū)別?（6’）答：重復性是指測試裝置在輸入按同一方向做全量程連續(xù)多次變動時，所得特性曲線不一致的程度。一般來說正行程的最大重復性偏差為

max1

，反行程的最大重復性偏差為

max2

，重復性誤差取這兩個最大偏差中的較大者，再

R以滿量程輸出R

fs

的百分數表示。即rmaxy

（3遲滯是測試裝置在正反行程中輸入輸出曲線的不重合程度。即式中，

max

rHy是正反行程間，對于同一輸入雖的最大差值3.什么是不失真測試，不是真測試的件是什么？（4）答若

A0

0

都是常數如果一個測試裝置則有

yt)Axt)0

即認為該測試裝置實現(xiàn)了不失真測量這表明，輸出信號較輸入信號，幅值放大了

A0

倍，時間上滯后了

t

0

，波形一致。對上式作傅里葉變換，有YA0

jt

X

。所以，要實現(xiàn)輸出波形不失真，其幅頻、相頻特性應滿足如下條A數00

4.下面四個圖分別是哪一種濾波器的頻曲線特性圖，并說明各自的工作特征（）①低通濾波器

ff

之間為通頻帶，

f

的頻率成分極大地衰減②高通濾波器

ff

之間為通頻帶，

f

的頻率成分極大地衰減③帶通濾波器④帶阻濾波器

ffff

之間為通頻帶，其它的頻率成分極大地衰減之間為阻帶頻率，其它的頻率成分通頻帶5.試敘述信號的采樣和截斷的過程是樣實現(xiàn)的，結果如何？（）答：采樣就是對時間歷程

xt)

進行等時間距離的信號“摘取以便于計算機的存儲和計算分析2由因為計算機只能對有限長的信號進行處理，所以，必須截斷過長的信號時間歷程

xt)

進行截斷，即對信號加窗。所加窗寬T的矩形窗函數

wt)

，其傅里葉變換

()

是一個無限帶寬的函數用矩形窗函數

wt)

截斷采樣

iiiiiR2信號，就是將采樣信號iiiiiR2

xt)s(t

，乘以時域有限寬矩形窗函數

wt)

；其時域和頻域數學描述為t)()wt)

(f)(f)(f)

（16.電器式傳感器包括哪幾種，各自的作原理如何？（5’）包括電阻式、電感式、電容式三種。電阻式傳感器工作原理：把被測量轉換為電阻變化的一種裝置電感式傳感器工作原理：把被測量如位移轉換為電感量變化的一種裝置電容式傳感器工作原理：把被測物理量轉換為電容量變化的一種裝置2.如圖所示為兩直流電橋，其中a)為臥式橋，圖(b)稱為立式橋，且

1

R24

，

、R12

為應變片，

，R3

為固定電阻。試求在電阻應變片阻值變化，兩電橋的輸出電壓表達式并加以比較。解：圖（a中，臥式橋的輸出電壓為u