機(jī)械工程測試技術(shù)綜合題

1、1、某周期信號的傅立葉級數(shù)展開式為：，(1)求其均值；(2)畫出該信號的幅值圖和相位譜；（3）該譜圖有何特點。 2、一汽車司機(jī)座的振動較大，試設(shè)計測試方案尋找振源。 （1）給出可能的振源；（2）列出測試方案框圖，并作簡要說明（3）給出判斷方法及判斷原則。3、圖1所示矩形函數(shù)x(t)的頻譜為，求圖2所示信號y(t)的頻譜，并畫出其幅值譜圖。() 4、已知某信號的傅里葉級數(shù)展開式為x(t)= sincosn0t，試求該信號的直流分量，第一至第五次諧波分量的幅值，并繪出其幅值譜圖。5、什么是信噪比SNR？假如用某儀器測量某信號時的信噪比為60dB，已知噪聲為0.01V，則信號電壓為多少？ 6、已知信

2、號x(t)為矩形信號，其時域表達(dá)式如圖所示，試求信號x(0.5t)的傅里葉變換。 7、用應(yīng)變電橋測量力F，如圖所示，電阻應(yīng)變片、已分別粘在試件上。分別畫出（a）和（b）兩種情況的電橋連接圖（要求既能測出力F，又能進(jìn)行溫度補(bǔ)償可接固定電阻），并進(jìn)行必要的說明。 8、由RC組成無源低通濾波器，已知R=500()，C=10(F)，試求： （1）求截止頻率，并畫出該濾波器的幅頻示意圖。（2）設(shè)輸入信號，判斷該信號是否在該濾波器的通頻帶內(nèi)。 9、已知某信號， （1）定性畫出該信號的幅值譜密度圖；（2）求信號x(0.5t)，x(2t)的傅立葉變換。 10、某地下輸油管道由于管道破損而發(fā)生漏油，現(xiàn)采用相關(guān)理

3、論來探測漏損位置。列出測試方案框圖，并作簡要說明（在圖中要作出相應(yīng)標(biāo)記）； 11、周期方波信號的傅立葉級數(shù)復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式為，（），畫出復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式和三角函數(shù)展開式的幅值譜圖，并說明兩種頻譜的共同點和區(qū)別。 13、已知信號，通過某個一階系統(tǒng)（線性系統(tǒng)），其幅頻特性為。試確定系統(tǒng)輸出信號的頻率成分并繪出輸出信號的幅值譜。的頻率成分并繪出輸出信號的幅值譜。 14、某一階線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為，輸入信號，求系統(tǒng)輸出信號的頻率、幅值和相位。 15、試求由兩個傳遞函數(shù)分別為 和的兩個子系統(tǒng)串聯(lián)而成的測試系統(tǒng)的總靈敏度（不考慮負(fù)載效應(yīng)）。 16、已知信號x(t)=5sin10t+5cos(100t-

4、/4)+4sin(200t+/6)，通過傳遞函數(shù)為 的測試系統(tǒng)，試確定輸出信號的頻率成分并繪出輸出信號的幅值譜。 17、用一時間常數(shù)為2s的溫度計測量爐溫時，當(dāng)爐溫在200400之間，以150s為周期，按正弦規(guī)律變化時，溫度計輸出的變化范圍是多少？（假設(shè)該溫度計是一階系統(tǒng)）18、試為一臺切削加工車床設(shè)計一個測量系統(tǒng)，要求系統(tǒng)可以測量三個方向的切削力、能處理數(shù)據(jù)、能進(jìn)行信號分析，并能打印輸出結(jié)果。請畫出該系統(tǒng)的方框圖，并簡要說明各環(huán)節(jié)作用。19、某測溫系統(tǒng)由以下四個環(huán)節(jié)組成，各自的靈敏度如下：鉑電阻溫度傳感器：0.35；電橋：0.01V；放大器：100(放大倍數(shù))；筆式記錄儀：0.1cmV，(1

5、) 畫出整個測溫系統(tǒng)的框圖；(2) 測溫系統(tǒng)的總靈敏度；(3) 記錄儀筆尖位移4cm時，所對應(yīng)的溫度變化值。20、某測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為時，求其穩(wěn)態(tài)輸出yss(t)。 21、某無源網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)=5rad/s時，其頻率響應(yīng)函數(shù)的幅，相角，試求其傳遞函數(shù)的表達(dá)式具體。 22、在使用靈敏度為80nC/MPa的壓電式力傳感器進(jìn)行壓力測量時，首先將它與增益為 5mV/nC的電荷放大器相連，電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上，試求該壓力測試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時，壓力變化為多少？ 23、圖示為熱電阻測溫電路，測溫范圍為0 200 ，其中Rt=10(1+0

6、.02t)k為感溫?zé)犭娮?，為常值電阻，R0=10k，E為工作電壓，M、N兩點間的電位差為輸出電壓。問：(1)如果0 時電路輸出電壓為零，常值電阻取多少？(2)采用上述常值電阻值，如果該測溫電路的平均靈敏度達(dá)到15mV/，其工作電壓E應(yīng)取多少？ 24、壓電式加速度傳感器與電荷放大器聯(lián)接，電荷放大器又與函數(shù)記錄儀聯(lián)接。已知傳感器的電荷靈敏度kq=100(pC/g)，反饋電容Cf=0.01(F),被測加速度a=0.5g。求：(1)電荷放大器的輸出電壓是多少?電荷放大器的靈敏度是多少?(2)若函數(shù)記錄儀的靈敏度kg=2mm/mV，求測量系統(tǒng)總靈敏度k0. 25、一電位計式位移傳感器及接線圖如圖所示，變

7、阻器有效長度為L，總電阻Rt=200(W)，讀數(shù)儀表電阻RL=500(W)，活動觸點位置x=L/5。求(1)讀數(shù)儀表的指示值U0；(2)指示值的非線性誤差；(3)如何減小非線性誤差。 26、已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動勢的頻率f=72Hz，測量齒盤的齒數(shù)Z=36，求：（1）簡述變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理？（2）被測軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？ 27、圖示為熱電阻橋式測溫電路，測溫范圍為0100，其中Rt=10(1+0.04t)k為感溫?zé)犭娮瑁瑸槌Ｖ惦娮?，R0=10k，E=6V為工作電壓，M、N兩點間的電位差為輸出電壓。問：(1)如果0時電路輸出電壓為1V，常值電阻應(yīng)取多少？(2)計算該測溫電路

8、在測溫范圍0100的平均靈敏度。28、一電渦流測振儀測量某主軸的軸向振動。已知，傳感器的靈敏度為15(mV/m m)， 最大線性范圍6(mm)?，F(xiàn)將傳感器安裝在主軸右側(cè)，如圖所示。用記錄儀記錄振動波形，如圖，問：（1）傳感器與被測金屬的安裝距離l為多少毫米時，可得到較好的測量效果？（2）軸向振幅的最大值A(chǔ)為多少？（3）主軸振幅的基頻f是多少？ 29、試用雙螺管線圈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)用圖說明兩個線圈在電橋電路中的接法。 30、用壓電式加速度傳感器與電荷放大器測量某機(jī)器的振動。已知，傳感器的靈敏度為 100（pC/g），

9、電荷放大器的反饋電容C=0.01(mF)，測得輸出電壓的峰值Uom=0.4(V)，振動頻率為100(Hz)。(1)求機(jī)器振動加速度的最大值A(chǔ)(m/s2)；(2)假定振動為正弦波，求振動速度v(t)。31、由RC組成無源低通濾波器，已知R=500()，C=10(F)，試求： （1）求截止頻率，并畫出該濾波器的幅頻示意圖。（2）設(shè)輸入信號，判斷該信號是否在該濾波器的通頻帶內(nèi)。32、如圖(a)所示拉伸試件的受力情況，沿其軸向和橫向粘貼四個規(guī)格相同的應(yīng)變片，其靈敏系數(shù)為K，并按圖(b)所示方式進(jìn)行組橋。試回答： （1）電橋的作用是什么？電橋和差特性有何利用價值？（2）如何將圖中所示四個應(yīng)變片接入橋路才

10、可能得到最大輸出？（請直接在圖b中標(biāo)出）。寫出輸出電壓u(t)與試件軸向應(yīng)變的關(guān)系。 FFR4R1R2R3(a)(b)33、如題圖所示，在一受拉彎綜合作用的構(gòu)件上貼有四個電阻應(yīng)變片。試分析如何組橋（畫出電橋電路圖）才能進(jìn)行下述測試：(1) 只測彎矩，消除拉應(yīng)力的影響；(2) 只測拉力，消除彎矩的影響。 34、已知被測應(yīng)變，電橋輸入電壓為，采用半橋差動工作方式，試求：（1）電橋輸出信號的表達(dá)式，并說明該信號是什么波形；（2）畫出該信號的幅頻圖。 35、根據(jù)圖示電橋，(1)寫出電橋作電壓輸出時的和差特性公式；(2)若R1=R2=R3=R4=120， R1=R3=0.3, R2=R4=0時，輸入電壓

11、為u0(t)=300sin(31416t)，求輸出電壓u(t)。 36、圓柱形彈性元件，在如所示的拉、彎聯(lián)合作用下，應(yīng)變片應(yīng)如何布片和正確接電橋才能測定拉力p和彎矩M，并能消除拉力和彎矩間的相互干擾?請分別畫出這兩種電橋連接電路？ 37、兩個阻值都為100的應(yīng)變片粘貼在圖示鋼制拉伸試件上，其中鋼的彈性模量為E=2×1011N/m2,F=50KN,問兩應(yīng)變片怎樣粘貼在試件上并如何接入電橋才能有最大輸出？（電橋兩臂為固定電阻R=100），請在試件和橋路上標(biāo)出。當(dāng)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為15時，R=？，若要求輸出電壓為50mV,供電電源電壓U為多少？ （尺寸：20mm×25mm） 38、下圖為某測量放大器電路圖。（1）簡述其特點； （2）什么是共模抑制比；（3）如何調(diào)整放大器的增益？ 39、已知某信號的截頻fc125Hz，現(xiàn)要對其作數(shù)字頻譜分析，頻率分辨間隔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)塊點數(shù)N應(yīng)滿足什么條件？3)原模擬信號的記錄長度T?40、已知周期方波的傅里葉級數(shù)求該方波的均值、頻率組成及各頻率的幅值，并畫出