皖西學(xué)院機(jī)械測(cè)試技術(shù)A-答案

1、皖西學(xué)院 2012 2013學(xué)年度第 2學(xué)期期末考試試卷 (A 卷)機(jī)電學(xué)院 學(xué)院 機(jī)械 專業(yè) 10 級(jí) 機(jī)械測(cè)試技術(shù) 課程題號(hào)一二三四五六七八總分統(tǒng)分人復(fù)核人得分。內(nèi)線封密在寫須必號(hào)學(xué)、名姓、級(jí)班，題答要不內(nèi)線封密號(hào)學(xué)名姓得分評(píng)卷人復(fù)核人名詞解釋：本大題共 5小題，每小題 2分，共 10 分。1測(cè)量：是指以確定被測(cè)對(duì)象的量值為目的而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。包括靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè) 量。2非確定性信號(hào)：不能用數(shù)學(xué)式描述，其幅值、相位變化不可預(yù)知，所描述物理現(xiàn)象是 一種隨機(jī)過程。3靈敏度：為單位輸入變化所引起的輸出變化。量綱為輸出量與輸入量的量綱之比。 4采樣定理：為保證采樣后信號(hào)能真實(shí)地保留原始模擬信號(hào)信

2、息，信號(hào)采樣頻率必須至 少為原信號(hào)中最高頻率成分的2 倍。5儀器控制：是指通過微機(jī)上的軟件控制儀器控制總線上的一臺(tái)儀器。得分評(píng)卷人復(fù)核人簡答題：本大題共5 小題，每小題5 分，共 25 分。1以方框圖的形式說明測(cè)試系統(tǒng)的組成，簡述主要部分的作用。傳感器是將被測(cè)信息轉(zhuǎn)換成某種電信號(hào)的器件； 信號(hào)的調(diào)理是把來自傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成 適合傳輸和處理的形式；信號(hào)處理環(huán)節(jié)可對(duì)來自信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)的信號(hào)，進(jìn)行各種運(yùn)算、濾 波和分析；信號(hào)顯示、記錄環(huán)節(jié)將來自信號(hào)處理環(huán)節(jié)的信號(hào)顯示或存貯。模數(shù)( A/D )轉(zhuǎn) 換和數(shù)模( D/A )轉(zhuǎn)換是進(jìn)行模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，以便用計(jì)算機(jī)處理。2. 什么是 “柵欄效應(yīng)”？

3、如何減少“柵欄效應(yīng)”的影響？解： (1)對(duì)一函數(shù)實(shí)行采樣，實(shí)質(zhì)就是“摘取”采樣點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的函數(shù)值。其效果有如透過柵 欄的縫隙觀看外景一樣，只有落在縫隙前的少量景象被看到，其余景象都被柵欄擋住，稱 這種現(xiàn)象為柵欄效應(yīng)。 (2) 時(shí)域采樣時(shí)滿足采樣定理要求，柵欄效應(yīng)不會(huì)有什么影響。頻率 采樣時(shí)提高頻率分辨力，減小頻率采樣間隔可以減小柵欄效應(yīng)。3. 相關(guān)函數(shù)和相關(guān)系數(shù)有什么區(qū)別？相關(guān)分析有什么用途，舉例說明。答： (1) 通常，兩個(gè)變量之間若存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，則稱兩者存在著函數(shù)關(guān)系,相關(guān)函數(shù)又分為自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)。當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量之間具有某種關(guān)系時(shí)，隨著某一個(gè) 變量數(shù)值的確定，另一變量卻可能取許

4、多不同的值，但取值有一定的概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律， 這時(shí)稱兩個(gè)隨機(jī)變量存在相關(guān)關(guān)系， 對(duì)于變量和之間的相關(guān)程度通常用相關(guān)系數(shù) 來表示。 (2)在測(cè)試技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域中，無論分析兩個(gè)隨機(jī)變量之間的關(guān)系，還是分析 兩個(gè)信號(hào)或一個(gè)信號(hào)在一定時(shí)移前后的關(guān)系，都需要應(yīng)用相關(guān)分析。例如在振動(dòng)測(cè)試 分析、雷達(dá)測(cè)距、聲發(fā)射探傷等都用到相關(guān)分析。4. 試比較自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同。答： (1)不同點(diǎn)： 1)自感式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；2)差動(dòng)變壓器式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。 (2) 相同點(diǎn)：兩者都屬于電感 式傳感器，都可以分為氣隙型、截面型和螺管性三種類型。5.利

5、用電渦流傳感器測(cè)量物體的位移。試問：( 1)如果被測(cè)物體由塑料制成，位移測(cè)量是否可行？為什么？( 2)為了能夠?qū)υ撐矬w進(jìn)行位移測(cè)量，應(yīng)采取什么措施？應(yīng)考慮什么問題？答： (1)不可行。因?yàn)殡姕u流傳感器是電感傳感器的一種形式，是利用金屬導(dǎo)體在交變 磁場中的渦流效應(yīng)進(jìn)行工作的，而塑料不是導(dǎo)體，不能產(chǎn)生渦流效應(yīng)，故不可行。(2)可在該物體表面上鍍上一層金屬， 使之在變化的磁場中或者磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)， 表層產(chǎn) 生感應(yīng)電流，并自行閉合，從而形成渦流。應(yīng)考慮以下問題：導(dǎo)體的電阻率要高，消 除加工過程中殘余的剩磁，避免導(dǎo)體表面有不同性質(zhì)的電鍍層，以防止影響靈敏度； 被測(cè)物體的大小應(yīng)大于線圈直徑的 1.8 倍，若

6、為圓柱體時(shí)，其直徑應(yīng)大于線圈直徑的 3.5 倍。11X(f ) F(0)F(0)22可見調(diào)幅信號(hào)的頻譜等于將調(diào)制信號(hào)的頻譜一分為二， 各向左右移動(dòng)載頻 0，同時(shí)譜 線高度減小一半。得分評(píng)卷人復(fù)核人計(jì)算題：本大題共2 小題，每小題 12 分，共 24 分。1設(shè)有一時(shí)間函數(shù) f(t)及其頻譜如圖 1-27 所示。現(xiàn)乘以余弦型振蕩 cos0t (0 m) 。在這個(gè)關(guān)系中，函數(shù)f(t) 叫做調(diào)制信號(hào)，余弦振蕩cos0t 叫做載波。試求調(diào)幅信號(hào)f(t)cos0t 的傅里葉變換，示意畫出調(diào)幅信號(hào)及其頻譜。又問：若0 m時(shí)將會(huì)出現(xiàn)什么情況？若 0 m 將發(fā)生混疊。2.若將高、 低通網(wǎng)絡(luò)直接串聯(lián) (見圖 4-

7、46)，問是否能組成帶通濾波器？請(qǐng)寫出網(wǎng)絡(luò)的傳遞 函數(shù)，并分析其幅、相頻率特性。C1R2ui(t)R1 C2uo(t)圖 4-46 題 4-12 圖圖 1-27 題 1-7 圖解：H (s)1s21 2s2 ( 1 2 3)s 1解： x(t) f (t)cos( 0t)F( ) F f(t)cos( 0t) 1 ej 0t e j 0t2所以 x(t) 1 f(t)ej 0t 1 f (t)e j 0t22根據(jù)頻移特性和疊加性得：1=R1C1， 2=R2C2， 3=R1C2j121 2 2 j( 1 2 3) 1( ) arctan輸出電壓 U0 為零。A(0)=0， (0)= /2； A(

8、 )=0， ( )=- /2，可以組成帶通濾波器，如下圖所示。Bode Diagram)Bd(edutinga)ged(esah2)測(cè)拉力時(shí)，由于受拉， R1= R2，測(cè)彎矩時(shí)，由于受彎， R1=R2。測(cè)定拉 力的電橋如圖 b，R1 和 R2組成電橋的相對(duì)臂。測(cè)定彎矩的電橋如圖c，R1和 R2組成相鄰臂。測(cè)拉力的電橋輸出電壓 U0將 R2=-R1代入上式有可見， RT 互相抵消，對(duì)電橋的輸出無影響。2. 什么是相敏檢波？工作原理是什么？請(qǐng)給出典型的二極管相敏檢波電路及其輸入 輸出關(guān)系圖。得分評(píng)卷人復(fù)核人四分析題：本大題共2 小題，每小題 12 分，共 24 分。答：相敏檢波電路 (與濾波器配合

9、 )可以將調(diào)幅波還原成原信號(hào)波形，起解調(diào)作用；并具有 鑒別信號(hào)相位的能力。1. 圓柱形彈性元件，在拉、彎聯(lián)合作用下，如題圖4-1a,應(yīng)變片應(yīng)如何布片和正確接電橋才能測(cè)定拉力 p 和彎矩 M，并能消除拉力和彎矩間的相互干擾答： 1)原則上僅需在圓柱彈性元件上下表面各貼一片應(yīng)變片R1和 R2(見圖)，并與兩阻值和應(yīng)變片阻值相同的固定電阻組成電橋。沒有力、彎矩作用時(shí)，R1=R2=R，電橋a) 振紋的幅值譜 b) 主軸箱傳動(dòng)示意圖解：( 1)計(jì)算軸的轉(zhuǎn)速和頻率：2)判別 : 由計(jì)算結(jié)果知得分評(píng)卷人復(fù)核人五應(yīng)用題：本大題共1 小題，每小題 17 分，共 17 分。與頻譜圖中最大幅值處的頻率相吻合， 最大。故知軸 II 上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響車床加工零件外圓表面時(shí)常產(chǎn)生振紋， 表面