機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)_習(xí)題訓(xùn)練

1、緒論1-1.機(jī)械工程測(cè)量系統(tǒng)在機(jī)械工程中有哪些應(yīng)用？為什么它受到機(jī)械工程中各個(gè)行業(yè)的普遍重視？1-2.敘述測(cè)量系統(tǒng)在自動(dòng)控制中的地位和作用。1-3.測(cè)量系統(tǒng)有那些環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)有什么功能？1-4.舉例說(shuō)明接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量的優(yōu)缺點(diǎn)。1-5.什么叫智能傳感器？1-6.計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？1-7.虛似儀器的含義是什么？1-8.測(cè)量、測(cè)試、計(jì)量的概念有什么區(qū)別？第二章 信號(hào)分析與處理2-1.信號(hào)一般有哪幾種分類(lèi)方法？各分為哪幾類(lèi)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明。2-2.請(qǐng)簡(jiǎn)述信號(hào)的幾種描述方法。2-3.寫(xiě)出周期信號(hào)兩種展開(kāi)式的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說(shuō)明系數(shù)的物理意義。2-4.周期信號(hào)和非周期信號(hào)的頻譜圖各有什么特點(diǎn)？

2、它們的物理意義有何異同？2-5.求出如圖2-11所示的周期性鋸齒波、半波整流波形、全波整流波形的傅立葉展開(kāi)式，并畫(huà)出其頻圖。2-6.有周期性方波、三角波、全波整流三個(gè)周期信號(hào)，設(shè)它們的頻率均為1000Hz。對(duì)這幾個(gè)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，后續(xù)設(shè)備通頻帶的截止頻率上限各應(yīng)是多少？（設(shè)某次諧波的幅值降低到基波的1/10以下，則可以不考慮）2-7.求出下列非周期信號(hào)的頻譜圖(見(jiàn)圖2-12）（1）被截?cái)嗟挠嘞倚盘?hào)（t)=（2）單一三角波（3）單一半個(gè)正弦波（4）衰減的正弦振蕩tt)=Aesinwt (a>0,t>=0)2-8.已知正弦信號(hào)(t)=Asin(wt+¢)，求其自相關(guān)函數(shù)和功率

3、譜密度函數(shù)。2-9.簡(jiǎn)要說(shuō)明模擬信號(hào)離散化過(guò)程中需要考慮的幾個(gè)方面。第三章 測(cè)量裝置的基本特性3-1.線性定常系統(tǒng)有那些基本特性？簡(jiǎn)述同頻性在動(dòng)態(tài)測(cè)量中的重要意義。3-2.測(cè)量裝置有哪些靜態(tài)特性指標(biāo)？3-3.待測(cè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為1000 r/min，現(xiàn)有1.0級(jí)精度，量程為1000 r/min及2.0級(jí)精度，量程為3000 r/min的兩個(gè)轉(zhuǎn)速，請(qǐng)問(wèn)使用哪一個(gè)轉(zhuǎn)速表較好，并說(shuō)明原因。3-4.說(shuō)明測(cè)量裝置的幅頻特性A()和相頻特性()的物理意義。為什么A()=k(常數(shù)）和()=-t。時(shí)，可以作到理想的不失真測(cè)量？3-5.用時(shí)間常數(shù)為0.5秒的一階測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量，若被測(cè)參數(shù)按正弦規(guī)律變化，如果要求儀

4、表指示值的幅值誤差小于2%，問(wèn)：被測(cè)參數(shù)變化的最高頻率是多少？如果被測(cè)參數(shù)的周期是2秒和5秒，幅值誤差是多少？3-6.求周期信號(hào)(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45°)通過(guò)頻率響應(yīng)為（j)=1/(1+0.005j)的測(cè)量裝置后得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。3-7.用一個(gè)一階測(cè)量裝置測(cè)量100Hz的正弦信號(hào)，如果要求振幅的測(cè)量誤差小于5%，問(wèn)：此儀器的時(shí)間常數(shù)應(yīng)不大于多少？若用具有該時(shí)間常數(shù)的測(cè)量?jī)x器測(cè)量50Hz的正弦信號(hào)，相應(yīng)的振幅誤差和相位滯后是多少？3-8.試說(shuō)明二階測(cè)量裝置的阻尼比的值多采用0.60.7的原因。3-9.已知一個(gè)二階測(cè)量裝置，阻尼比=0.65，fn=1200

5、Hz,問(wèn)：輸入240Hz和480Hz的信號(hào)時(shí)A（）和()是多少？若阻尼比變?yōu)?.5和0.707，A（）和()又各是多少？3-10.已知某一測(cè)力傳感器為二階測(cè)量裝置，其動(dòng)態(tài)參數(shù)為固有頻率fn=1200Hz,=0.707。試求當(dāng)測(cè)量信號(hào)(t)=sin2ft+sin6ft+sin10ft時(shí)其幅值、相位變化，其中f=600Hz。最后請(qǐng)用幅頻、相頻圖作出定性解釋。第四章 測(cè)量誤差分析4-1.什么是測(cè)量準(zhǔn)確度？什么是測(cè)量不確定度？它們的作用如何？4-2.量程為10A的0.5級(jí)電流表經(jīng)檢定在示值5A外的示值誤差最大，其值為15mA，問(wèn)該表是否合格？4-3.對(duì)約為70V的電壓進(jìn)行測(cè)量，現(xiàn)有兩只電壓表可供選擇；

6、一只的量程為100V，級(jí)別為1.0級(jí)；另一只量程為200V，級(jí)別為0.5級(jí)。問(wèn)用哪一只電壓表測(cè)量合適？4-4.對(duì)某量進(jìn)行了8次測(cè)量，測(cè)得值為：802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43,求測(cè)量量的最佳估計(jì)值和測(cè)量不確定度。4-5.按公式V=rrh計(jì)算圓柱體積，若已知r約為2cm，要使體積的相對(duì)誤差等于1%，試問(wèn)r和h測(cè)量時(shí)誤差應(yīng)為多少？4-6.測(cè)量某電路的電流I=22.5mA，電壓V=12.6，I和U的標(biāo)準(zhǔn)偏差為SI=0.5mA,SV=0.1V，求所耗功率及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度。（I和V互不相關(guān)）4-7.設(shè)間接測(cè)量量z=x+y，在測(cè)

7、量時(shí)，x和y是同時(shí)讀數(shù)的。試求z及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度。序號(hào)12345678910x1001041029810310199101105102y515154505152505053104-8.某電子測(cè)量設(shè)備的技術(shù)說(shuō)明書(shū)指出：當(dāng)輸入信號(hào)的頻率在200kHz時(shí)，其誤差不大于±2.5%；環(huán)境溫度在（20±10） 1/°C；電源電壓變化±10%時(shí)，附加誤差不大于±2%；更換晶體管時(shí)附加誤差不大于±1%；假設(shè)在環(huán)境溫度時(shí)使用該設(shè)備，使用前更換了一個(gè)晶體管，電源電壓220V，被測(cè)信號(hào)為0.5V、220kHz的交流信號(hào)，量程為1V，試估算測(cè)量不確定度。4-

8、9.對(duì)某測(cè)量重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)如下：25.6,25.2,25.9,25.3,25.7,26.8,25.5,25.4,25.5,25.6試判斷該緩數(shù)據(jù)中是否含有粗大誤差。第五章 信號(hào)的獲取與調(diào)理5-1.參數(shù)式傳感器與發(fā)電式傳感器有何主要不同試各舉一例。5-2.電阻絲式應(yīng)變片與半導(dǎo)體式應(yīng)變片在工作原理上有何不同？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？5-3.一個(gè)電容測(cè)微儀，其傳感器的圓形極板的半徑r=4mm，工作初始間隙d0=0.3mm空氣介質(zhì)。問(wèn)：（1）通過(guò)測(cè)量得到電容變化量為±3×0.001PF。，則傳感器與工作之間由初始間隙變化的距離d=?；（2）如果測(cè)量電路的放大系數(shù)K1=100mV/PF,讀數(shù)儀表

9、靈敏度K2=5格/mV,則此時(shí)儀表指示值變化多少格？5-4.差動(dòng)式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是什么？5-5.一個(gè)直流應(yīng)變電橋如圖5-38。已知：R1=R2=R3=R4=R=120，E=4V，電阻應(yīng)變片靈敏度S=2。求：（1）當(dāng)R1為工作應(yīng)變片，其余為外接電阻，R1受力后變化R1/R=1/100時(shí)，輸出電壓為多少？（2）當(dāng)R2也改為工作應(yīng)變片，若R2的電阻變化為1/100時(shí)，問(wèn)R1和R2是否能感受同樣極性的應(yīng)變，為什么？5-6.調(diào)幅波是否可以看成是載波與調(diào)制信號(hào)的迭加？為什么？5-7.霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是什么？用霍爾元件可測(cè)哪些物理量？請(qǐng)舉三個(gè)例子說(shuō)明。5-8.已知調(diào)幅波（t)=(100+30cost+20cos

10、t)(cost),其中fc=10kHZ,f=500Hz,=2fc。試求：（1）（t)所包含的各分量的頻率及幅值；（2）繪出調(diào)制信號(hào)與調(diào)幅波的頻譜。5-9.熱電偶是如何實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的？影響熱電勢(shì)與溫度之間關(guān)系的因素是什么？5-10.設(shè)計(jì)利用霍爾元件測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置，并說(shuō)明其原理。5-11.試選擇適當(dāng)?shù)闹虚g轉(zhuǎn)換器補(bǔ)充完整題圖5-39中動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀方框圖。5-12.設(shè)計(jì)用電渦流傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)扎制鋁板厚度的裝置，試畫(huà)出裝置的框圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明工作原理。5-13.用應(yīng)變片搭成電橋測(cè)量題圖5-40所示兩種情況的力，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）兩種情況下，應(yīng)變片應(yīng)接在電橋哪兩用個(gè)臂上？ （2）兩種情況下，應(yīng)分別采取什

11、么措施來(lái)抵消溫度變化引起的電阻值變化？第六章 計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)6-1.自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)主要由哪些部分組成？各部分的作用是什么？6-2.在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，選擇模擬多路開(kāi)關(guān)要考慮的主要因素是什么？6-3.測(cè)量信號(hào)輸入A/D轉(zhuǎn)換器前是否一定要加采樣保持電路？為什么？6-4.在選擇采樣保持器時(shí)，要考慮的主要因素是什么？6-5.一個(gè)計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試對(duì)象是溫室大棚的溫度和濕度，要求測(cè)量精度分別是+1°C和+3%RH，每10min采集一次數(shù)據(jù)，應(yīng)選擇何種類(lèi)型的A/D轉(zhuǎn)換器和通道方案？6-6.如果一個(gè)計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，要求有1%級(jí)精度性能指標(biāo)，在設(shè)計(jì)該計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，怎樣選擇系統(tǒng)的各個(gè)器件？6-7.一個(gè)帶有采樣保持器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是否其采樣頻率可以不受限制？為什么？6-8.一個(gè)帶有采樣保持器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其采樣頻率fs=100kHz,FSR=10V,tap=3ns,n=8,試問(wèn)系統(tǒng)的采樣頻率fs是否太高？6-9.什么叫智能儀表？它有什么特點(diǎn)？6-10.智能儀表有哪些基本組成部分？同