機(jī)械工程測試原理習(xí)與技術(shù)題講解

1、第二章 信號分析基礎(chǔ)（一）填空題1、測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息， 而信息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中， 并依靠它們來 傳輸?shù)摹＿@些物理量就是 ，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信號。2、信號的時域描述， 以為獨(dú)立變量； 而信號的頻域描述， 以 為獨(dú)立變量。3、周期 信 號 的 頻 譜 具 有 三 個 特4、非周期信號包括信號和 信號。5、描述隨機(jī)信號的時域特征參數(shù)有、 、 。6、對信號的雙邊譜而言， 實(shí)頻譜（幅頻譜） 總是對稱， 虛頻譜（相頻譜） 總是對稱。27、信號 x（t）的均值 x表示信號的分量，方差 x和12、設(shè)某一信號的自相關(guān)函數(shù)為 Acos（ ） ，則該信號的均方值為x2=，均方根值為 x

2、rms=（二）判斷對錯題（用或表示） 各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過程。 （ ） 信號的時域描述與頻域描述包含相同的信息量。 （ ） 非周期信號的頻譜一定是連續(xù)的。 （ ） 非周期信號幅頻譜與周期信號幅值譜的量綱一樣。 （ ） 隨機(jī)信號的頻域描述為功率譜。 （ ） 互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。 （ ）（三）單項選擇題1、下列信號中功率信號是（）。A. 指數(shù)衰減信號 B.正弦信號、 C.三角脈沖信號 D.矩形脈沖信號2、周期信號 x（t） = sin（t/3） 的周期為（）。 描述信號的。7、當(dāng)延時 0 時，信號的自相關(guān)函數(shù) Rx（0）=，且為 Rx（）的值。9、周期信號的自相關(guān)函數(shù)是周期信號，但不

3、具備原信號的 信息。10、為 了 識 別 信 號 類 型 ， 常 用 的 信 號 分 析 方 法 有、和。11、為了獲 得測試 信號的 頻譜，常 用的信號分析 方法有、A. 2 /3B. 6C. /3D. 23、下列信號中周期函數(shù)信號是()。A.指數(shù)衰減信號B.隨機(jī)信號 C.余弦信號、 D. 三角脈沖信號4、設(shè)信號的自相關(guān)函數(shù)為脈沖函數(shù)，則自功率譜密度函數(shù)必為()。A. 脈沖函數(shù) B. 有延時的脈沖函數(shù) C. 零 D. 常數(shù)5、兩個非同頻率的周期信號的相關(guān)函數(shù)為( A. 0 B. 1 C. D. 周期信號6、概率密度函數(shù)提供的信號的信息是(A. 沿頻率軸分布 B. 沿時域分布7、不能用確定的數(shù)

4、學(xué)公式表達(dá)的信號是( A 復(fù)雜周期信號 B瞬態(tài)信號)。)。C. 沿幅值域分布 D. 沿強(qiáng)度分布 )。C隨機(jī)信號 D.非周期信號8、已知函數(shù) x(t)的傅里葉變換為 X(f) ，則函數(shù) y(t)=2x(3t) 的傅里葉變換為( )。A 2X(3f )B23X(3f )C 23X(f)D 2X(f)(四) 簡答和計算題1、 求正弦信號 x(t) x0 sin t 的絕對均值 |x|和均方根值 xrms。22、 求正弦信號 x(t) x0 sin( t )的均值 x ，均方值 x ，和概率密度函數(shù) p(x)。3、 求指數(shù)函數(shù) x(t) Ae at (a 0,t 0)的頻譜。cos 0t|t| T4、

5、求被截斷的余弦函數(shù) x(t) 0 的傅立葉變換。0|t| T5、 求指數(shù)衰減振蕩信號 x(t) e at sin 0t(a 0,t 0) 的頻譜。6、已知信號 x(t) 4cos(2 f0t) ，試計算并繪圖表示(1) 傅里葉級數(shù)實(shí)數(shù)形式的幅值譜、相位譜；(2) 傅里葉級數(shù)復(fù)數(shù)形式的幅值譜、相位譜；(3) 幅值譜密度。7、 已知信號 x(t) A0 A1 co s( 1t 1) A2sin(2t 2) ，求信號的自相關(guān)函數(shù)Rx( ) ，并畫出自功率譜 Sx( ) (雙邊幅值譜) 。8、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)。9、相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說明其工程應(yīng)用。10、試根據(jù)一個

6、信號的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論如何確定該信號中的常值分量和周期成分。11、某一系統(tǒng)的輸入信號為 x(t) ，若輸出 y(t)與輸入 x(t) 相同，輸入的自相關(guān)函數(shù) Rx( )和輸入輸出的互相關(guān)函數(shù) Rxy( )之間的關(guān)系為 Rx( ) Rx( T) ，試說明該系統(tǒng)起 什么作用？第三章 測試系統(tǒng)的基本特性一)填空題1、 某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為 H(j ) 1 ，輸入信號 x(t) sin t ，則輸出信號2j 1 2y(t) 的頻率為，幅值 y ，相位2、 試求傳遞函數(shù)分別為1.53.5s 0.54122 s 1.4 n sn的兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)后組成的系統(tǒng)1) 存在，但 52) 存在，但 f mB

7、.f0 fmC f0 f mD f0 fH C 2 fH2、若模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為 10，最大輸入信號為 2.5V，則該轉(zhuǎn)換 器能分辨出的最小輸入電壓信號為（ ）。A 1.22mV B 2.44mV C 3.66mV D 4.88mV 3、AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則（）。A轉(zhuǎn)換精度越低 B 轉(zhuǎn)換速度越快C轉(zhuǎn)換精度越高 D 分辨力越低（四）簡答和計算題1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓為 010V 。為了能識別 2mV 的微小信號，量化器的位數(shù)應(yīng)當(dāng)是 多少？若要能識別 1mV 的信號，量化器的位數(shù)又應(yīng)當(dāng)是多少？2、模數(shù)轉(zhuǎn)換時，采樣間隔分別取 1ms， 0.5ms，0.25ms 和 0.125m

8、s。按照采樣定理，要求抗頻混濾波器的上截止頻率分別設(shè)定為多少 Hz （設(shè)濾波器為理想低通）？3、某信號 x t 的幅值頻譜如下圖。試畫出當(dāng)采樣頻率f s 分別為 1)2500Hz ，2) 2200Hz ，3)1500Hz時離散信號 x n 在 0f N之間的幅值頻譜。A(f)2.801.800 200 800題圖 5-51200Hz4、 已知某信號的截頻 fc 125Hz，現(xiàn)要對其作數(shù)字頻譜分析， 頻率分辨間隔 f 1Hz。問： 1）采樣間隔和采樣頻率應(yīng)滿足什么條件？ 2）數(shù)據(jù)塊點(diǎn)數(shù) N 應(yīng)滿足什么條件？ 3）原模擬信號的 記錄長度 T ?5、信號從連續(xù)到離散的過程中會出現(xiàn)哪些誤差，怎樣減少和

9、避免這些誤差。第六章 傳感器原理與測量電路習(xí)題（一）填空題1、 屬于能量控制型的傳感器有等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有 等（每個至少舉例兩個） 。2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)別在于：前者利用 引起的電阻變化，后者利用 變化引起的電阻變化。3、為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的影 響，實(shí)際應(yīng)用時常常采用 工作方式。4、壓電式傳感器的測量電路 （即前置放大器） 有兩種形式： 放大器和 放 大器，后接 放大器時，可不受連接電纜長度的限制。5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場中的效應(yīng)。6、磁電式速度計的靈敏度單位是。7、壓電式傳感器

10、是利用某些物質(zhì)的而工作的。（二）選擇題1、 電阻應(yīng)變片的輸入為。（1）力 （ 2） 應(yīng)變（3）速度（4）加速度2、 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠的變化實(shí)現(xiàn)信號變換的。（1）本身物理性質(zhì)（2）體積大小 （ 3）結(jié)構(gòu)參數(shù)（ 4）電阻值3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是。（1）位移 （2）材質(zhì)鑒別（ 3）探傷（4）非金屬材料4、變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成關(guān)系。（1）非線性 （2）線性 （3）反比 （ 4）平方5、半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 。（1）長度（2）截面積（ 3）電阻率 （4）高通6、壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的產(chǎn)生變化。（1）固有頻率 （2）

11、阻尼比 （ 3）靈敏度（4）壓電常數(shù)7、在測量位移的傳感器中， 符合非接觸測量， 而且不受油污等介質(zhì)影響的是 傳感器。（1）電容式（ 2）壓電式（ 3）電阻式（ 4）電渦流式8、自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙變化時，其靈敏度 S 與 之間的關(guān)系是： S1 2 21）k（2）k（3） k 2（4） k 29、 光電倍增管是利用效應(yīng)制成的器件。（1）內(nèi)光電（ 2）外光電 （3）光生伏特 （ 4）阻擋層10、光敏元件中是直接輸出電壓的。（1）光敏電阻（2）光電阻（ 3）光敏晶體管（4）光導(dǎo)纖維11、下列傳感器屬于發(fā)電型位移傳感器的是（）。A. 電阻式位移傳感器 B. 電容式位移傳感器C.電感式位移傳

12、感器 D. 磁電式位移傳感器12、測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（）A容柵型 B 變極距型 C 變介質(zhì)型 D 變極板面積型13、在光柵式位移傳感器中，為了分辨小于柵距 W的位移量，必須采用（）A 放大電路 B 辨向電路 C 微分電路 D 細(xì)分電路14、可用作測量小位移的傳感器有（）。A電渦流傳感器 B 感應(yīng)同步器 C 光柵 D 磁尺15、壓電傳感器是高內(nèi)阻傳感器，因此，要求前置放大器的輸入阻抗（）。A很高B. 較高 C很低 D較低16、半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于（）。A. 壓磁效應(yīng) B. 壓電效應(yīng) C.壓阻效應(yīng) D.霍爾效應(yīng)（三）判斷對錯題（用或表示）1、 滑線變阻器式傳感器不適于微小

13、位移量測量。（）2、 渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（）3、 壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（）4、 磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（ ）（四）簡答和計算題1、 哪些傳感器可選作小位移傳感器？2、 渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較， 其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測 量大位移量？為什么？3、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？4、電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是 什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測量了。5、壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？6、試用雙螺管線圈

14、差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。（ 1） 用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；（ 2） 兩個線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說明如何接法。7、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r 4（mm） ，工作初始極板間距離0 0.3（mm） ，介質(zhì)為空氣。問：（1） 如果極板間距離變化量 1（ m） ，電容的變化量 C 是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度 k1 100（mV pF） ，讀數(shù)儀表的靈敏度 k2 5 （格mV）在 1（ m） 時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？8、選用傳感器的基本原則是什么？9、什么是物性型傳感器 ?10、什么是壓電效應(yīng)？11、為什么壓電式加速度傳感器要使

15、用高輸入阻抗電荷放大器？12、什么是結(jié)構(gòu)型傳感器 ?第 7、 8、 9 章 振動、力等測試1、對某齒輪箱狀態(tài)進(jìn)行振動監(jiān)測，試進(jìn)行方案設(shè)計，包括振動傳感器的選擇、 調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集、處理分析等。2、在圓柱彈性元件上下表面各帖一片應(yīng)變片 R1和 R2，如圖 35，在拉、彎聯(lián)合 作用下，應(yīng)變片應(yīng)如何正確接電橋才能測定拉力 F 和彎矩力 P，試畫出接橋圖， 并分析如何消除拉力和彎矩力間的相互干擾。3、用壓電式加速度傳感器和電荷放大器測量某機(jī)器的振動。已知，傳感器的靈 敏度為 100pCg，電荷放大器的反饋電容 C O.01F，測得輸出電壓的峰值 Uom0.4V。振動頻率為 100Hz。 求機(jī)器振動加速度的最大值 Am/s2 假定振動為正弦波，求振動速度 v(t) ； 求振動幅度的最大值 X 。4、試設(shè)計用兩個同型號的熱電偶測量： 兩點(diǎn)間溫度之和； 兩點(diǎn)間溫度之差； 兩點(diǎn)平均溫度的測溫線路