機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課后習(xí)題答案

第一章習(xí)題

1.測(cè)試技術(shù)的靜態(tài)特性是什么？其用哪些性能指標(biāo)來(lái)描述？它們一般

用哪些公式表示？

①測(cè)試技術(shù)的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，測(cè)試技術(shù)的

輸入與輸出之間的關(guān)系。

②衡量測(cè)試技術(shù)靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)

性、分辨率、閾值、穩(wěn)定性、漂移和靜態(tài)誤差。

③線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、分辨率、閾值、穩(wěn)定性、漂移和

靜態(tài)誤差。

2.測(cè)試技術(shù)的動(dòng)態(tài)特性是什么？其分析方法有哪幾種

①測(cè)試技術(shù)的動(dòng)態(tài)特性是指測(cè)試技術(shù)的輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量

的響應(yīng)特性，它反映了輸出值真實(shí)再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。

②階躍響應(yīng)、頻率響應(yīng)

3.測(cè)試技術(shù)數(shù)學(xué)模型的一般描述方法有哪些？

傳感器數(shù)學(xué)模型可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。其中傳感器靜態(tài)數(shù)學(xué)模

型一般多用多項(xiàng)式來(lái)描述，而動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型通常采用微分方程和傳遞

函數(shù)等來(lái)描述。

4.測(cè)試技術(shù)系統(tǒng)有哪些典型環(huán)節(jié)?寫(xiě)出不同環(huán)節(jié)的微分方程。

輸入，輸出方程、傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)和單位階躍

5.為什么說(shuō)零階測(cè)試技術(shù)的動(dòng)態(tài)特性是最理想的？

因?yàn)榱汶A沒(méi)有滯后

6.簡(jiǎn)述系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差出現(xiàn)的原因及特點(diǎn)。

系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差是由固定不變的或按確定規(guī)律變化的因素所造成

的。

系統(tǒng)誤差的特征是：在同一條件下多次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符

號(hào)保持不變；或當(dāng)條件改變時(shí)，按一定規(guī)律變化。系統(tǒng)誤差在某些情

況下對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響還比較大，因此，研究系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因，

發(fā)現(xiàn)、減小或消除系統(tǒng)誤差，使測(cè)量結(jié)果更加趨于正確和可靠，是誤

差理論的重要課題之一，是數(shù)據(jù)處理中的一個(gè)重要的內(nèi)容。

隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差是由于感官靈敏度和儀器精密程度的限制、周?chē)?/p>

環(huán)境的干擾及伴隨著測(cè)量而來(lái)的不可預(yù)料的隨機(jī)因素的影響而造成

的。

它的特點(diǎn)是大小無(wú)定值，一切都是隨機(jī)發(fā)生的，因而又把它稱(chēng)為偶然

誤差

7.標(biāo)準(zhǔn)誤差的意義是什么？

標(biāo)準(zhǔn)誤越小，抽樣誤差越小，樣本對(duì)總體的代表性越好

8.有效數(shù)字的運(yùn)算原則和規(guī)則是什么？有效數(shù)字的確定方法是什么？

一般規(guī)定，數(shù)值中的可靠數(shù)字與所保留的1位（或2位）可疑數(shù)字統(tǒng)稱(chēng)

為有效數(shù)字。

加減運(yùn)算、乘除運(yùn)算、

第二章習(xí)題

1.簡(jiǎn)述傳感器的定義及主要分類(lèi)。

傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件

或裝置，在有些國(guó)家或科學(xué)領(lǐng)域，也將傳感器稱(chēng)為變換器、檢測(cè)器或

探測(cè)器等。

機(jī)械類(lèi)、電阻類(lèi)、電感類(lèi)、電容類(lèi)、壓電類(lèi)、光電類(lèi)、磁電類(lèi)、霍爾

效應(yīng)類(lèi)、輻射類(lèi)、流體類(lèi)。

2.試?yán)L出典型傳感器的構(gòu)成框圖。

圖2-1傳感器的組成

3.應(yīng)從哪些方面評(píng)價(jià)或選用傳感器？

(1)傳感器要有足夠的容量：傳感器的工作范圍或量程足夠大，具

有一定的過(guò)載能力。

(2)傳感器要與系統(tǒng)匹配性好：靈敏度高。輸出量與被測(cè)量之間具

有確定的線性關(guān)系。

(3)傳感器的實(shí)用性和適應(yīng)性強(qiáng)：對(duì)被測(cè)對(duì)象影響小，內(nèi)部噪聲小

且不受干擾。

(4)傳感器的反應(yīng)速度快，工作可靠性好。

(5)傳感器的精度適當(dāng)，穩(wěn)定性好：靜態(tài)響應(yīng)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)要滿(mǎn)足要

求。

4.在選用傳感器時(shí)應(yīng)該遵循什么原則？

1.測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境

2.靈敏度

3.頻率響應(yīng)特性

4.線性范圍

5.穩(wěn)定性

5.傳感器的技術(shù)性能包括哪些？

①差動(dòng)技術(shù)

②平均技術(shù)

③補(bǔ)償與修正技術(shù)

④屏蔽、隔離與干擾技術(shù)

⑤穩(wěn)定性處理

第三章

1.什么是電阻應(yīng)變效應(yīng)？

一根金屬導(dǎo)線受拉時(shí)電阻增大受壓時(shí)電阻減小，這種現(xiàn)象稱(chēng)為金屬材

料的電阻應(yīng)變效應(yīng)

2.什么是金屬絲材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)?金屬絲的應(yīng)變靈敏系數(shù)的物理

意義是什么？

金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)就是指輸出電壓變化與應(yīng)力變化的比值。

應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K是指在應(yīng)變片靈敏軸線方向的單一應(yīng)力作用下，

應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化dR/R與應(yīng)變片試件表面上的軸向應(yīng)變￡*的

比值。

3.什么是半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)？它與金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么本質(zhì)

區(qū)別？

所謂半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，是指當(dāng)半導(dǎo)體受到應(yīng)力作用時(shí)一，由于載流子

遷移率的變化，使其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。

從原理上講，應(yīng)變式壓力傳感器，是外界的壓力（或拉力）引起應(yīng)變

材料的幾何形狀（長(zhǎng)度或?qū)挾龋┌l(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生

變化。檢測(cè)這個(gè)電阻變化量可以測(cè)得外力的大小。

壓阻式壓力傳感器通常是半導(dǎo)體壓敏材料。半導(dǎo)體壓阻式傳感器在受

到外力后，自身的幾何形狀幾乎沒(méi)有什么改變，而是其晶格參數(shù)發(fā)生

改變，影響到禁帶寬度。禁帶寬度哪怕是非常微小的改變，都會(huì)引起

載流子密度很大的改變，這最終引起材料的電阻率發(fā)生改變。

4.電阻應(yīng)變片的基本測(cè)量電路有哪些？它們各有何特點(diǎn)?

橋式電路，調(diào)頻電路，運(yùn)算放大器式電路

橋式電路是將電容式傳感器接入交流電橋作為電橋的一個(gè)臂或兩個(gè)

相鄰臂，另兩個(gè)臂可以是電阻、電容或電感，也可以是變壓器的兩個(gè)

二次線圈

在調(diào)頻電路中，電容式傳感器被接在諧振回路中，當(dāng)傳感器電容

Cx發(fā)生改變時(shí)，其振蕩頻率f也發(fā)生相應(yīng)變化，實(shí)現(xiàn)由電路到頻率

的轉(zhuǎn)換。由于振蕩器的頻率受電容式傳感器電容的調(diào)制，這樣就實(shí)現(xiàn)

了C—f的轉(zhuǎn)換，因而被稱(chēng)為調(diào)頻電路。

將電容式傳感器接入運(yùn)算放大器式電路中作為電路的反饋元件。

該電路的最大特點(diǎn)是能夠克服變極距式電容傳感器的非線性。

5.電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理有何區(qū)別？它們各有何特

八占、、？?

電阻應(yīng)變片的工作原理是利用導(dǎo)體形變引起阻值的變化；

而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體電阻率變化引起電阻的變化。

金屬應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)包括：制作方便，溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性好等；主

要缺點(diǎn)：靈敏度低，橫向效應(yīng)等；

半導(dǎo)體應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)包括：靈敏度高，機(jī)械滯后小，橫向效應(yīng)小和體

積小等；主要缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性差、靈敏度系數(shù)非線性大。

6.某截面積為5cm?的試件，已知材料的彈性模量為2.0X1011N/m2,

沿軸向受到105N的拉力，若沿受力方向粘貼一阻值為120。、靈

敏系數(shù)為2的應(yīng)變片，試求出其AR

7.試說(shuō)明差動(dòng)式電容傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理的區(qū)別。

1.相同點(diǎn)：自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器相同點(diǎn)：工作原理都

是建立在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上，都可以分為變氣隙式、變面積式和螺旋

式等。

2.不同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上，自感式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電感線圈

的電感值變化。差動(dòng)變壓器式電感式傳感器是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為

傳感器互感的變化，傳感器本身是互感系數(shù)可變的變壓器

8.差動(dòng)變壓器和普通變壓器的工作原理有何區(qū)別？如何提高差動(dòng)變

壓器的靈敏度？

差動(dòng)變壓器的靈敏度一般可達(dá)0.5~5V/mm,行程越小，靈敏度越高。

為了提高靈敏度，勵(lì)磁電壓在10V左右為宜。電源頻率以「10kHz為

好。差動(dòng)變壓器線性范圍約為線圈骨架長(zhǎng)度的1/10左右。

9.試說(shuō)明電渦流式傳感器的工作原理和特點(diǎn)。

10.電容式傳感器分為幾種類(lèi)型？各有什么特點(diǎn)？各適用于什么場(chǎng)

合？

分為三種類(lèi)，變極距式電容傳感器、變面積式電容傳感器和變介電常

數(shù)式電容傳感器。

11.什么是壓電效應(yīng)？壓電材料有哪些？壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用

特點(diǎn)是什么？能否用壓電式傳感器測(cè)量靜態(tài)壓力？

壓電式傳感器是以某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)的一種發(fā)電式傳感器。

壓電效應(yīng)是可逆的，即存在逆壓電效應(yīng)，因此，壓電式傳感器是一種

雙向傳感器。

石英晶體、鈦酸鋼和錯(cuò)鈦酸鋼

(1)基座和外殼。

(2)壓電元件。

(3)敏感元件。

(4)預(yù)載件。

(5)引線及接插件。

具有剛度大、測(cè)量范圍寬、線性及穩(wěn)定性高、動(dòng)態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)。

不能。

12.為什么壓電式傳感器通常被用來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù)或瞬態(tài)參數(shù)？

壓電式傳感器是通過(guò)壓電晶體受壓產(chǎn)生電荷移動(dòng)產(chǎn)生測(cè)量數(shù)值，如果

達(dá)到穩(wěn)態(tài)沒(méi)有電荷移動(dòng)就沒(méi)有數(shù)據(jù)了，所以壓電不能測(cè)量從0開(kāi)始的

狀態(tài)，需要用壓阻式。

13.用壓電式加速度計(jì)及電荷放大器測(cè)量振動(dòng)加速度，若傳感器的靈

敏度為70pC/g(g為重力加速度)，電荷放大器的靈敏度為10mV/pC,

試確定輸入3g(平均值)加速度時(shí)電荷放大器的輸出電壓U0(平均

值，不考慮正負(fù)號(hào))，并計(jì)算此時(shí)該電荷放大器的反饋電容Cf。

14.用壓電式單向脈動(dòng)力傳感器測(cè)量一正弦變化的力，壓電元件用兩

片壓電陶瓷并聯(lián)，壓電常數(shù)為200X10-12C/N,電荷放大器的反饋

電容Cf=2000pF,測(cè)得輸出電壓U0=5sin3t(V)。求：

(1)該壓電式傳感器產(chǎn)生的總電荷Q(峰值)為多少pC?

（2）此時(shí)作用在其上的正弦脈動(dòng)力（瞬時(shí)值）為多少？

15.試說(shuō)明磁電感應(yīng)式速度傳感器非線性誤差產(chǎn)生的原因及補(bǔ)償辦法

（畫(huà)圖說(shuō)明）。

16.試證明霍爾式位移傳感器的霍爾電壓與位移成正比關(guān)系。

第四章

1.什么是激光、激光器和激光傳感器？試述激光產(chǎn)生的機(jī)理。

激光與普通光不同，需要用激光器產(chǎn)生。激光器的工作物質(zhì)，在正常

狀態(tài)下，多數(shù)原子處于穩(wěn)定的低能級(jí)E1,在適當(dāng)頻率的外界光線的

作用下，處于低能級(jí)的原子吸收光子能量受激發(fā)而躍遷到高能級(jí)E2O

光子能量E=E2-El=hv,式中，h為普朗克常數(shù)；v為光子頻率。反之,

在頻率為v的光的誘發(fā)下，處于能級(jí)E2的原子會(huì)躍遷到低能級(jí)釋放

能量而發(fā)光，稱(chēng)為受激輻射。激光器首先使工作物質(zhì)的原子反常地多

數(shù)處于高能級(jí)（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布），就能使受激輻射過(guò)程占優(yōu)勢(shì)，從

而使頻率為v的誘發(fā)光得到增強(qiáng)，并可通過(guò)平行的反射鏡形成雪崩式

的放大作用而產(chǎn)生強(qiáng)大的受激輻射光，簡(jiǎn)稱(chēng)激光。

2.試述光纖的結(jié)構(gòu)和傳光原理。

光纖由纖芯、包層、涂敷層和護(hù)套組成。

光的全反射現(xiàn)象是研究光纖傳光原理的基礎(chǔ)。

3.什么是智能傳感器？應(yīng)從哪些方面研究和開(kāi)發(fā)智能傳感器？

智能傳感器（intelligentsensor）是具有信息處理功能的傳感器。

智能傳感器帶有微處理機(jī)，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳

感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。

①微電子學(xué)②微結(jié)構(gòu)③納米科學(xué)④智能器件原理和智能材料的設(shè)計(jì)

方法

4.智能傳感器的實(shí)現(xiàn)主要有哪些途徑？

非集成化實(shí)現(xiàn)和集成化實(shí)現(xiàn)

5.什么是MEMS傳感器？

MEMS是指集微型傳感器、執(zhí)行器及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、

通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。

第五章

1.什么是虛擬儀器？虛擬儀器相對(duì)于傳統(tǒng)儀器有哪些優(yōu)勢(shì)？

虛擬儀器是由計(jì)算機(jī)硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過(guò)

程通信及圖形用戶(hù)界面的軟件組成的測(cè)控系統(tǒng)，是一種由計(jì)算機(jī)操縱

的模塊化儀器系統(tǒng)。

功能軟件化、功能軟件模塊化、模塊控件化、儀器控件模塊化、硬件

接口標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)集成化、程序設(shè)計(jì)圖形化、計(jì)算可視化、硬件接口

軟件驅(qū)動(dòng)化。

2.什么是VISA庫(kù)？它有什么特點(diǎn)？

虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)(virtualinstrumentationsoftware

architecture,VISA)是標(biāo)準(zhǔn)的I/O函數(shù)庫(kù)及其相關(guān)規(guī)范的總稱(chēng)。一

般稱(chēng)這個(gè)I/O函數(shù)庫(kù)為VISA庫(kù)。

它駐留于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，執(zhí)行儀器總線的特殊功能，是計(jì)算機(jī)與儀器

之間的軟件層連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的程序控制，它對(duì)于儀器驅(qū)動(dòng)程序

開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)個(gè)可調(diào)用的操作函數(shù)集。

3.LabVIEW有哪幾種結(jié)構(gòu)類(lèi)型？

一類(lèi)是圖形化的編程語(yǔ)言，其中較具代表性的有HPVEE.LabVIEW

(laboratoryvirtualinstrumentengineering)等；另一類(lèi)是文

本式的編程語(yǔ)言,如C、VisualC++、LabWindows/CVI等。

4.LabVIEW中有哪幾種創(chuàng)建和運(yùn)行程序的模板？它們有哪些用途？

LabVIEW中有三種用來(lái)創(chuàng)建和運(yùn)行程序的模板：工具模板，控制模板

和函數(shù)模板。工具模板包括了程序的創(chuàng)建、修改和調(diào)試時(shí)用的工具；

控制模板主要用于在前面板中添加指示器和控制器；而函數(shù)模板則

用于創(chuàng)建框圖程序，它包含了很多函數(shù)子模板。

5.虛擬儀器通用測(cè)試平臺(tái)由哪幾部分組成？它們又包括哪些部分？

一般分為三部分。1.前面板2.流程圖3.圖標(biāo)/連接器

第六章

1.信號(hào)分類(lèi)的方法有哪些？

信號(hào)的實(shí)際用途分類(lèi)、信號(hào)所具有的時(shí)間函數(shù)特性分類(lèi)、

2.信號(hào)與信息的關(guān)系是什么？

消息指的是信號(hào)要傳遞的內(nèi)容，是本質(zhì)；信號(hào)是是消息傳遞的形式,

比如是電信號(hào)、光信號(hào)等，是載體；信息是指?jìng)鬟_(dá)給人的消息、，能

消除受信者的某些不確定性；通信好像和上面幾個(gè)都沒(méi)什么關(guān)系，

就是傳遞消息唄，互通信息，就叫通信。

3.確定性信號(hào)中的非周期信號(hào)與準(zhǔn)周期信號(hào)的區(qū)別是什么？

1、頻譜不同

周期信號(hào)的頻譜中的譜線是分開(kāi)的，中間沒(méi)有連在一起，而非周期信

號(hào)的頻譜則是連續(xù)的。

2、有無(wú)重復(fù)

周期信號(hào)是瞬時(shí)幅值隨時(shí)間重復(fù)變化的信號(hào)，而非周期性信號(hào)則不會(huì)

重復(fù)。

3、三角函數(shù)換算不同

周期信號(hào)可以用一組整數(shù)倍頻率的三角函數(shù)表示，所以在頻域里是離

散的頻率點(diǎn)。準(zhǔn)周期信號(hào)做Fourier變換的時(shí)候，n趨向于無(wú)窮，所

以在頻譜上就變成連續(xù)的了。

4.試回答下列函數(shù)哪些是周期函數(shù)？哪些是非周期函數(shù)？若是周期

函數(shù)，試求周期T。

A.Xi(t)=sin33tB.X2(t)=sin(t/3)C.x3(t)=e'

A、B為周期性函數(shù)。

5.什么是時(shí)限信號(hào)？什么是頻限信號(hào)？

1.時(shí)限信號(hào)

時(shí)限信號(hào)在時(shí)域有限區(qū)間(3,t2)內(nèi)定義，而其外恒等于零，如矩

形脈沖、三角脈沖和余弦脈沖等。若信號(hào)在時(shí)域無(wú)窮區(qū)間內(nèi)定義，則

稱(chēng)之為時(shí)域無(wú)限信號(hào)。前面所述的周期信號(hào)、指數(shù)衰減信號(hào)和隨機(jī)信

號(hào)等都是時(shí)域無(wú)限信號(hào)。

2.頻限信號(hào)

與時(shí)限信號(hào)的定義類(lèi)似,頻限信號(hào)在頻域內(nèi)占據(jù)一定的帶寬(fl,f2),

而其外恒等于零，如正弦信號(hào)、sinc(t)和限帶白噪聲等。若信號(hào)在

頻域內(nèi)的帶寬延伸至無(wú)窮區(qū)間，則稱(chēng)之為頻域無(wú)限信號(hào)。

一個(gè)信號(hào)不可能在時(shí)域和頻域上都是有限的。

6.單位沖激信號(hào)的定義和特點(diǎn)是什么？

某個(gè)動(dòng)作只發(fā)生在一個(gè)很短的瞬間，而在其他時(shí)刻沒(méi)有任何動(dòng)作。

(1)對(duì)稱(chēng)性(偶函數(shù))。

(2)時(shí)域壓擴(kuò)性。

(3)抽樣特性(篩選特性)。

7.求正弦信號(hào)x(t)=Asin3t的均方值力

武二「x2p(x)dx=5

J-82

8.什么是信號(hào)的均值、均方值、方差？它們分別描述了信號(hào)的什么特

征？

1.均值

均值E：x(t)］表示集合平均值或數(shù)學(xué)期望值，用NX表示。

2.均方值

信號(hào)x(t)的均方值E：x2(t)],或稱(chēng)為平均功率巾2x,其表達(dá)式為

V>E[x2(t)]=liml￡x2(t)dt

3.方差

oj=E[(x(t)-Ex(t))2l=lim-fT[x(t)-^1dt

信號(hào)x(t)的方差的表達(dá)式為L(zhǎng)V"…id。]…

(6-19)

Oxz描述了信號(hào)的波動(dòng)量，反映了信號(hào)圍繞均值的波動(dòng)程度。Ox稱(chēng)

為均方差或標(biāo)準(zhǔn)差。

可以證明，Ox?、力X?和Ux?有以下關(guān)系力x?=。x?+Ux?

(6-20)

顯然，Ox?對(duì)應(yīng)電信號(hào)中交流成分的功率；NX?描述了信號(hào)的靜態(tài)量,

對(duì)應(yīng)電信號(hào)中直流成分的功率。

9.設(shè)X(f)為周期信號(hào)X(t)的頻譜，試證明傅里葉變換的頻移特性。

即，若x(t)―^X(f)則x(t)e幻2w一^x(fTfo)。

10.求指數(shù)衰減振蕩信號(hào)xt=e-utsin30t(0^t<°°)的頻譜。

11.簡(jiǎn)要說(shuō)明周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)。

①離散型

②諧波性

③收斂性

12.簡(jiǎn)要說(shuō)明自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)特點(diǎn)。

(1)自相關(guān)函數(shù)是T的偶函數(shù)

(2)當(dāng)工=0時(shí)，自相關(guān)函數(shù)具有最大值，等于信號(hào)的均方值小與

均值平方上：的和。

(3)周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號(hào)，不收斂，但

不具有原信號(hào)的相位信息。

(4)兩周期信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號(hào)，但保留了

原信號(hào)的相位差信息。

(5)兩個(gè)非同頻率的周期信號(hào)互不相關(guān)。

(6)隨機(jī)信號(hào)x(t)的自相關(guān)函數(shù)將隨T值的增大而很快衰減至均值

的平方。

(7)若隨機(jī)信號(hào)x(t)是由噪聲n(t)和獨(dú)立的信號(hào)h(t)組成的，則

x(t)的自相關(guān)函數(shù)是這兩部分信號(hào)各自自相關(guān)函數(shù)的和。

13.已知有限帶寬白噪聲信號(hào)的自功率譜密度函數(shù)S*f),試求其自相

關(guān)函數(shù)。(提示：利用維納辛欽定理。)

14.常見(jiàn)的信號(hào)一般可通過(guò)哪幾個(gè)參數(shù)來(lái)描述？

15.隨機(jī)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)在T分別為多少時(shí)最大、最小?

第七章

1.擬用固有頻率fn=80Hz、阻尼比&=0.7的慣性式測(cè)振裝置（見(jiàn)圖7

35）測(cè)頻率f=45Hz的加速度時(shí)，其振幅誤差為多少？若用此裝

置記錄頻率為5Hz的振動(dòng)位移的振幅范圍為±0.1mm,則可測(cè)試的

最大加速度為多少？

；c中匕

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j

圖7-35習(xí)題1圖

2.如果有兩臺(tái)慣性式測(cè)振傳感器，其固有角頻率和阻尼比分別為3

ni=250rad/s,Ii=0.5,3n2=80rad/s,（.2=0.6,現(xiàn)在要測(cè)量轉(zhuǎn)速

n=3500r/min的電機(jī)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移，應(yīng)當(dāng)選用哪臺(tái)傳感器？為什

么？

3.用壓電式加速度傳感器及電荷放大器測(cè)量振動(dòng)，若傳感器的靈敏度

為7pC/g,電荷放大器的靈敏度為80mV/pC,試確定輸入a=3g時(shí)系

統(tǒng)的輸出電壓。

4.若某旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速為3000r/min,為分析機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性,

需要考慮的最高頻率為工作頻率的8倍，問(wèn)：

⑴應(yīng)選擇何種類(lèi)型的振動(dòng)傳感器？并說(shuō)明原因。

⑵在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，選用的采樣頻率至少為多少？

5.慣性式位移傳感器具有1Hz的固有頻率，被認(rèn)為是無(wú)阻尼的振動(dòng)

系統(tǒng)，當(dāng)它受到頻率為2Hz的振動(dòng)時(shí)，儀表指示振幅為1.25mm,

求該振動(dòng)系統(tǒng)的真實(shí)振幅。

6.用壓電式加速度傳感器與電荷放大器測(cè)量某機(jī)器的振動(dòng)。已知，傳

感器的靈敏度為80pC/g,電荷放大器的反饋電容C=0.01nF,測(cè)

得輸出電壓的峰值Uom=0.4V,振動(dòng)頻率為80Hz。求：

(1)機(jī)器振動(dòng)加速度的最大值A(chǔ)Cm/s?)。

⑵假定振動(dòng)為正弦波的振動(dòng)速度v(t)o

(3)振動(dòng)幅度的最大值Xo

第八章

1.簡(jiǎn)述測(cè)速發(fā)電機(jī)是采用什么測(cè)速原理進(jìn)行測(cè)速的。

根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組供給勵(lì)磁電壓并隨被測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一，

定子繞組則產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

2.變磁通式、霍爾式和電渦流式三種傳感器的測(cè)速方法有什么不同點(diǎn)

和相似點(diǎn)？

3.扭矩的測(cè)試方法有哪些？

電磁齒式轉(zhuǎn)矩傳感器、數(shù)字式扭矩傳感器、壓磁式扭矩傳感器、電容

式扭矩傳感器、鋼弦式扭矩傳感器。

4.功率的測(cè)試方法有哪些？

汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功機(jī)。

5.應(yīng)力應(yīng)變的測(cè)試原理是什么？

工程中常用電阻應(yīng)變片(計(jì))作為傳感器來(lái)測(cè)量應(yīng)變、應(yīng)力及與之相

關(guān)的物理量。將電阻應(yīng)變片粘貼在被測(cè)構(gòu)件的表面，當(dāng)被測(cè)構(gòu)件在外

力作用下變形時(shí)，電阻應(yīng)變片敏感柵隨之變形，敏感柵的電阻值也將

發(fā)生相應(yīng)的變化，其變化量的大小與構(gòu)件表面所受外力成一定的比例

關(guān)系，經(jīng)后接測(cè)量電路（如測(cè)量電橋）將電阻的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸

出，由顯示記錄儀器記錄或輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，就可以得到被

測(cè)量的應(yīng)變值或應(yīng)力值。通過(guò)應(yīng)變與應(yīng)力的力學(xué)關(guān)系，可計(jì)算出被測(cè)

構(gòu)件所受應(yīng)力的大小。

6.流量的測(cè)試方法有哪些？

差壓式流量計(jì)、電磁式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、容積式流量計(jì)、超聲流

量計(jì)。

第九章

1.評(píng)價(jià)噪聲的主要技術(shù)參數(shù)是什么？各代表什么物理意義？

聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)。

聲壓：當(dāng)聲波在聲場(chǎng)中傳播時(shí)，聲場(chǎng)中任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)會(huì)在當(dāng)?shù)仂o態(tài)

大氣壓強(qiáng)的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)波動(dòng)分量，這個(gè)波動(dòng)分量就稱(chēng)為該點(diǎn)的瞬

時(shí)聲壓。

聲強(qiáng)：聲波作為一種波動(dòng)形式，具有一定的能量，因此也常用能量的

大小即用聲強(qiáng)和聲功率來(lái)表征其強(qiáng)弱。

聲功率：聲功率是聲源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的總能量，用W表示，單

位是瓦（W）。

2.A、B、C三種不同計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)在測(cè)試噪聲中各有什么用途？

(1)A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是效仿倍頻程等響曲線中的40方曲線而設(shè)計(jì)的，