机械工程测试技术基础试卷及答案集

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1、机械工程测试技术基础(第三版)试卷以及答案一、填空题１、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是的。２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差σx2的关系是。３、测试信号调理电路主要有、、。４、测试系统的静态特性指标有、、。５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。６、传感器按信号变换特性可分为、。７、当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。９、信号分析的过程主要包括：、。10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述

2、，在频域可用来描述。11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对　　　　　　信号有放大作用。12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在　　。13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。14、调频波的解调又称　　　　，其解调电路称为　　　　。15、滤波器的通频带宽和响应时间成　　　　关系。16、滤波器的频率分辨力主要由其　　　　决定。17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝　　。18、带通滤波器可由低通滤波器（fc2）和高通滤波器（fc1）　而成（fc2>fc1）。19、测试系统的线性度和滞后度是由　

3、　　误差引起的；而重复性误差是由　　　误差引起的。二、问答题（共30分）１、什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分）２、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）３、选用传感器的原则是什么？（10分）三、计算题（共55分）１、已知信号x(t)=e-t(t≥0)，(1)求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。(2)求x(t)的自相关函数Rx(τ)。（15分）２、二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比？。（10分）３、一电容传感器，其圆形极板r=4mm，工

4、作初始间隙δ0=0.3mm，（1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，求电容的变化量。（2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格？（ε0=8.85×10-12F/m）(8分)４、已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx=100sin1000t时，求输出信号μy。（7分）５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。（2）如被测量x(t)=sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。(15分一、填空题：1、连续2、¢x2=Hx2+ó

5、x23、电桥、放大、调制解调电路4、非线性度、灵敏度、回程误差5、斜率6、组合型、一体化型7、Δó〈〈ó0定位8、相邻相反相对相同9、信号分析、信号处理10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容13、频率14、鉴频、鉴频器15、反比16、带宽B17、118、串联19、系统、随机一、问答题1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。（1）测量对象（1）传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。（2）中间转换电路（信号调理电路）：

6、作用是将传感器的输出信号进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。（3）信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）（4）显示、记录部分：作用是输出测试结果。2、答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化，λEε是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R≈(1+2H)ε，S≈1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的

7、压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=λEε，S≈λE。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。3、基本原则是：选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。（1）静态特性方面：a、应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内，并保证线性误差在允许范围内；b、传感器的分辨率（力）从数据上应小于测量要求的分辨率（力）c、满足实际要求的条件下，精度不宜过高。3.解：（1）∵S==-=-4.94×10-9F/m∴当=2Hm时，=S•=-4.94×10-9F/m×（2×10-6m