机械工程测试技术机械工程测试技术试题及答案1.doc

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1、机械工程测试技术期末考试试题及答案被测对象传感器信号调理数据显示与记录1．测试系统的基本构成有哪些？（6分）[答案要点]测试系统基本构成包括：传感器、信号调理和信号显示与记录。如上图所示。2.周期信号与非周期信号谱的各自特点是什么？(8分)[答案要点]周期信号的频谱特点是：1）离散谱；2）谱线仅出现在基波和各次谐波频率处；3）幅值谱各频率分量的幅值随频率的升高而减小。非周期信号的频谱特点是：1)连续谱；2)各频率分量的幅值随频率的升高而趋于无穷小，但保持一定的比例关系。3.为什么进行体温测量时，需要将体温计与身体保持接触三分钟？(8

2、分)[答案要点]温度计是一阶惯性系统；其阶跃响应为，系统达到稳态的时间与系统的时间常数τ有关，当t=4τ时，系统的输出值与稳态响应值仅相差2%，当t越大，系统的输出值与稳态响应值的误差就越小。4．（1）从功率谱中读出信号的主要频率成分（5分）[答案要点]主要频率有f1=60Hz,f2=120Hz,f3=138Hz,f4=175Hz(可估读)（2）从时域信号波形图中读出其主要参数（5分）[答案要点]周期T=0.03s最大值A=4.8V(可估读)5．测量的本质和基本前提是什么？（8分）[答案要点]测量是采集和表达被测量并与标准作比较的过

3、程。测量的基本前提有：1）被测的量必须有明确的定义；2）测量标准必须通过协议事先确定。6.电感式传感器有哪些类型，任选一种，画出其结构图，简述其工作原理，画出转换测量电路，并举例说明其典型应用。(16分)[答案要点]1）电感式传感器涡流式互感式可变磁阻型电感式传感器自感型有下列类型：2）结构图：例可变磁阻型电感传感器有气隙型、截面型和螺管型，其结构如下：3）工作原理：，间隙δ，铁芯截面积S，线圈匝数W的变化，带来了电感L的变化。4）转换电路：交流电桥，变压器式电桥，LC振荡电路，（图略）5）典型应用。略7．[答案要点]1）应变片布置

4、示意图4’电路图2’2）电桥的输出电压4’或或假定R1=R2=R3=R4=R，且R>>ΔRi3）在桥臂上各串联一片不能提高电桥灵敏度。由上式知，当桥臂上串联应变片时，桥臂阻值R1=R2=R3=R4=2R，传感器受力后应变片的变化分别为2ΔR，代入上式，与原输出结果一致，故不能提高灵敏度。8．加工过程中，需对回转轴转速进行测量。已知其额定转速为3000转/分钟，请设计一个转速测量装置，要求说明测量系统结构(方框图)，传感器选用(应说明与传感器相匹配的机械或其它结构,可直接画在图上)，测量电路设计，信号特征分析，信号显示等内容。（20分

5、）[答案要点]1）测量系统结构2）被测量分析3）传感器选用及其原理结构（含传感器布置示意）4）测量电路5）信号特征6）信号波形图例。