机械工程测试技术试题

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1、一、选择题1、 差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的 2 倍.2、 信号有多种类型，从阐发域上看，经典的阐发方法 有时域法_和 频域法_。3、压电式传感器的转换道理是 操纵晶体材料的压电效应。4、 传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为 敏度。6、信息与信号二者间关系是信息在信号之中 。7、 当两信号的互相关函数在t有峰值，说明此中一个信号和另一个信号时移t时，相关程 最高_。8、 传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的 被测量越小。09、 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取（有用信号）10、时域信号的时移，那么频谱变化为 相移11、记录

2、磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽（变窄，幅值增高）12、 用二阶系统作测量装置 时，为获得较宽的工作频率范围，那么系统的阻尼比应（接近1/ V 2 ）13、对二阶系统输入信号x（t）=A1sinw1t+A2sinw2t,那么系统稳态输出方程的通式为（A1 sinw1t+e 1在测量位移的传感器中，符合非接触测量，并且不受油污等介质影响的是（电涡流式） 只使在fefe14、+概率密度函数提供了骚机信号沿幅值域分布的信息1516、lii17、在选用振子1时，除间频率阻尼号通过0,.应采用应带被测滤波器号的最高频率fm（ W0. 5 - 0.6） 振动子的固有频率fn18、 为使电缆的长度不影响压电

3、式传感器的灵敏度，应选用电荷放大器 。19、当t 一8时,信号x廿的自相关函数Rx t呈周期性变化，说明该信号（含有周期成份）。20、正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息（丧掉）21、 不克不及用确定的数学公式表达 的信号是随机信爰、非线性度是暗示定度曲线偏离其拟合直线的程度。23、自相关函数必然是偶函数。24、 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用相敏检波器做为解调器。25、采样时为了不发生频谱混叠，采样频率必需大于信号最高频率的2测倍26、 压电式传感器前置放大器的主要作用是把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出。27、 在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同

4、，全桥 接法可以获得最 大的输出。28、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的选项是将传感器的低阻抗输值变成装阻抗输出是伞乘法器30、抱负滤波器在通带内的幅频特性为常数31 .变极距型电容传感器的输出与输入，成非线性关系。32 .如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于摆布旁瓣峰值越大，那么该窗函数的泄漏误差越 小。33 :设时域信用涡流式传频谱进彳叉测量那么时域信号材洗）。的频谱为X（f + f0。A . x（t t0）B. x（t t0）C. x（t）e2ft 口. x（t）ej2f0t35 ：压电式传感器后面的放大器的主要功能为阻抗变换和信号放大。36 .一个相邻双臂

5、工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，那么电桥的 输出电压加大两倍二、判断题1、 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取有用信息。（T）2、 周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的整数倍。（T）3、一般把控制高频震荡波的缓变信号称为调制波，载送缓变信号的高频震荡称为载波，调制后的震荡 波称为已调波。（T）4、 测量环节作为被测量环节的负载，两环节将保持本来的传递函数。（F）5、 一个抱负的测试装置，其输入和输出之间应具有线性关系为最正确。（T）6、 压电传感器的前置放大器的主要作用是对传感器输出信号进行解调。（F）7、 周期信号的频谱是由无限多条离散谱线组成，每一条

6、谱线代表一个谐波分量。（T）8、当T=0时，自相关函数值最小值。F9、 滤波器中，一般规定幅频特性值等于时所对应的频率称为截止频率。（f）10、 用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，那么系统的阻尼比应接近。（T）11、信噪比越大那么有用信号的成分越大，噪声影响也大。（T）12、 用二阶系统作测量装置时，影响幅值测量误差大小的参数有灵敏度。（T）13、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，差动半桥接法可以获得最大的输出。（F）14、 周期信号频谱具有发散性、谐波性、离散性。（f）15、 对于电压放大器来说，当改变电缆的型号尺寸，输出电压将不改变。（F）16、前

7、置放大器在电路中起到了放大传感器微弱信号和将传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出的作用。（F）17、 霍尔式传感器是目前国表里应用最广的一种磁敏传感器之一，其工作道理为霍尔效应。（T）18、 差动半桥接法的灵敏度是单臂电桥灵敏度的3倍。（F）19、 任意函数和5函数的卷积，就是将该函数在本身的横轴上平移到5函数所对应的位置。（F）20、调制是指操纵被测缓变信号来控制或改变高频震荡波的某个参数。使其按被测信号的规律变化，以 利于信号的放大与传输。（T）21 .非周期信号的频谱都是持续的。T22 .随机信号是确定性信号。F23 .传递函数不仅反映了系统的稳态过程，还反映了系统响应的过渡过程。T24

8、.变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。F25 .选择好的窗函数对信号进行截断，可以减少能量泄漏。T26 .非周期信号的频谱必然是离散的。F27 .瞬态信号是能量有限信号。T28 .变面积型电容传感器的灵敏度不为常数。F29 .在直流电桥中，只要满足任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于别的两相邻桥臂阻值的乘积，那么电必然处于平衡。F桥30 .测试系统的灵敏度越高测量性能越好。F三、填空题1、假设x（t）的傅立叶变换是X（f）,那么x（kt）的傅立叶变换是1/k*X（f/k）2、测试装置输出波形无掉真但有时间延迟的不掉真测试条件是：装置的幅频特性为 常数，相频特性为.=-t。3、 x(t)的频谱是Xf

9、，y(t)的频谱是Y(f)，假设在频域内X(f)与Y(f)作相乘运算，那么对应在时 域内4、t) 一个抱负的作点置一其输入和输出之间应该具有 线性关系最正确。5、压幅波传以器作是载波与调制的的哩效应二而工作的7、为了提高便极距型电容传感器的灵敏度，线形度及减小外部条件对测量精度的影响，实际应用时常常采用差动式工作方式8、频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy(T )=( 0 )9、 滤波器别离信号中相邻频率成份的能力称为 分辨能力，它取决于滤波器的带宽。10、 压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度改变，测量系统的灵敏度也发生变化11、 测试系统通常由传感器，信号的调度和转换及信

10、号处置所组成。12、对持续时域信号作加窗截断处置，必然会引起频谱的 泄露现象。13、能用确切数学式表达的信号称为 确定性信号，不克不及用确切数学式表达的信号称为 随机信 号。14、 选择窗函数对信号进行截断时，应力求其频谱的主瓣宽度窄些，旁瓣幅度小些。15、 按照滤波器的选频作用分，滤波器可分为 低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带、滤波函数卷积特性，任一函数 函数的频谱密度函数为x(t)与具有时移to的单元脉冲函数5 (t to)的卷积为x=(tt 0，5 (t)1e j 2 ft dfJoO四、简答题1、差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：1此电桥

11、需接入何种鼓励电压？高频正弦电压 2该电桥的输出电压是何波形？高频正弦波的幅值随传感器输出波的变化而变化 3输出电压的幅值与传感器的什么量有关？ 灵敏度4输出电压大小能否反映被测量的标的目的？欲知被测量的标的目的，测量电路中应带有？什么环节不克不及，在测量电路之后接入差动相敏检波电路操纵在用应和差特量机构的应力变应别离接如何量机由于相对变化所发生的影响？相邻的桥臂上，使得由于温度变化而导致的输出电压无用值彼此抵消。3、把一个变阻器式传感器按如图接线，它的输入量是什么？输出量是什么？在什么 条件下，它的输出量与输入量之间有较好的线性关系？输入量是被测量的位移。输出量是电压值。只有当变阻器的最大电

12、阻值与后接电路的输入电阻比值趋于0时，它的输出量与输入量之间有较好的线性关系4、金属电阻丝应变片与半导体应变片在工作道理上有何区别？各有何特点？前者是操纵导体形变引起阻值变化，后者是操纵半导体电阻率变化引起阻值变化。金属电阻丝应变片不变性和温度特性好，但灵敏度系数小。半导体应变片应变灵敏度大；体积小；能制成具有必然应变电阻的元件，但温度不变性和可重复性不如金属应变 片。5、简述压电效应现象；石英晶体所发生的横向和纵向压电效应发生的电荷堆积在哪里？其大小别离如 何计算？不仅几何尺寸发生了变化，并且内部极化，某些外表上呈现电荷，形成电场。又从头回到本来的状态，这一现象称为压电效应现象d石英晶体所发

13、生的众向压电效应 堆积在与电轴(X)垂直的平面上，其大小为q qx堆积在与电轴(X)垂直的平面上，其大小为qx=d12.F .a / b。a、b别离为晶体片的某些物质在外力的作用下，x 11 F。石英晶体所发生的横向压电效当外力去掉时 发生的电荷q应发生的电荷长度和厚度。6、什么是调制，调制的目的是什么，如何实现对信号进行调幅和解调？调制是指操纵某种低频信号来控制或改变一高频振荡信号的某个参数的过程。信号调度的的目的是1实现缓变信号的传输，出格是远距离传输2提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比对信号进行调幅是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使得高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。可使用同步解

14、 调、相敏检波的方式来实现对信号进行解调。7、试用方框图描述测试系统的组成，并简述测试工作的全过程。传感器将被测物理量(如噪声，温度等)检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路 进行阐发处置或经A/D变换后用软件进行信号阐发，显示记录装置那么测量成果显示出来，提供应不雅察 者或其它自动控载效置。对于电压输出的环节，减轻负载效应的办法有哪些？当一个装置联接到另一装置上时，由于发生能量交换而使前装置的联接处甚至整个装置的状态和输出都 将发生变化的现象称为负载效应。对于电压输出的环节，减轻负载效应的方法有： 提高后续环节(负载)的输入阻抗；(2)在本来两个相联接的环节之中，插入高输入

15、阻抗、低输出阻抗 的放大器，以便一方面减小畴前环节吸取能量，另一方面在承受后一环节负载后又能减小电压输出 的变化，从而减轻负载效应；(3)使用反应或零点测量道理，使后面环节几乎不畴前环节吸取能量。9、 试说明二阶测试系统的阻尼度大多采用的原因。阻尼比在这个范围内可提高系统响应的快速性，以及工作的范围更大些。10、简述涡流式传感器的工作道理，它有哪些特点 ？把一个线圈放到一块金属导体板附近，相距为 6，当线圈通以高频交流电流i时，便发生磁通中，此 交变磁通通过邻近的金属板，金属板上便发生闭合的感应电流i1，即涡电流，涡电流也会发生交变磁场中1，按照 楞次定律，涡电流发生的交变磁场 中1与线圈的磁

16、场中变化标的目的相反，中1总是抵当 中的变化何谓压电效流磁场的式展，感器对线圈的路有何特殊要求发生变什么?变化程度与6有关。某些物质在外力的作用下，不仅几何尺寸发生了变化，并且内部极化，某些外表上呈现电荷，形成电场。当外力去掉时，又从头回到本来的状态，这一性质称为压电效应。压电式传感器的测量电路必需有高输入阻抗并在输入端并联必然的电容Ci以加大时间常数R0C。主要是为了在测量动态量时，获得必然的输出电压并实现不掉真测量。12将霍尔元件置于磁场B中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的标的目的大将发生电动势，这种物 象称为霍尔效应。五、计算阐发题1、试用相关阐发的常识说明如何确定深埋在地下的输油

17、管裂损的位置。裂损处可视作向两侧传布声响的声源，在两侧管道上别离安设传感器1和传感器2，并将两传感器信号输出端接到相关阐发仪器上。因为放置传感器的两点距裂损处不等远，那么漏油的音响传至两传感器就有差，在互相关图上t=t R (。气T的距离为S=J/ 2，v为音响在管道中最大布速度就是时差。由就可确定裂损处到两传感器中点2、 简述霍尔效应现象，并说明如下图操纵霍尔传感器是如何测位移的m ？ p1113、 求周期信号x(t)=0.6cos(10t+30o)+0.3cos(100t-60。)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后所得到的稳态响应。10分解：根据线性系统的叠加特性以及

18、同频率特性，可设稳态响应函数为y t =0.6A(10)cos(10t+30 o+ (10)+0.3A(100)cos(100t-60 o+ (100)由 H(s)=1/(0.005s+1)可得 H(j 33 +1)，那么A(3 )=1/()2 1,( 3 )=-arctan 故 A(10)=(10)= A(100)=(100)=4、有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不敷，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，鄙人列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么？ (11分)1半桥相邻双臂各串联一片；2半桥相邻双臂各并联一片。5、 试用相关阐发的常识说明如何测量热轧钢带的运动速度。10

19、分钢带外表的反射光经透镜聚焦在相距为d的两光电池上，当钢带上某一不反射点处颠末透镜时，将会导致反射光强度的波动，再经光电池车R奂为)电信号在进行相关处置。由于两光电池有间距，故反射光强度的波动有时差，由互相关图上可得 m处Xy有最大值，这个皿度是时差，那么该钢带的运动速V d /川。6、 用一个时间常数为的一阶测试系统，测量周期别值为5s、1s、2s的正弦信号，求测量的幅值误差各是多少阶系统的响应函数为H( 3 )=1/(j3 +1),那么幅频特性A( 3 )=()2 1住(撮-1 500% = 1/、；确京x100%g = 2兀/T ,代入值可得。7、电阻应变仪交流电桥的电桥电源为y(t)

20、cos(2 f0t)，输入信号x(t)的幅值谱如下图。波、低通滤波后输出。试别离画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱故其测量的幅值误差为电桥输出信号经相敏检Xm(jf)、Xe(jf)、Xf(jf)600r/min，大、中、小齿轮的齿数别离为40,8、如图为一存在质量不服衡的齿轮传动系统，大齿轮为输入轴，转速为20, 10。右图为在齿轮箱机壳上测得的振动信号频谱：请按照所学的频谱阐发常识，判断是哪一根齿轮轴为主要的振动源？由频谱图可知，在频率为40Hz摆布的振荡最为剧烈，由传动链关系可得各齿轮的动弹频率别离为：大齿轮为10Hz，中齿轮为20Hz，小齿轮为40Hz，故可得小齿轮轴为主要的振动源。9、用图解法近似画出如下图周期指数衰减余弦信号的频谱图,并简述图解过程.（提示:操纵时域和频域的卷积关系解