機械工程測試技術(shù)期末考試試題A

1、機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程試題 A一、填空題(20分，每空1分)1 .測試技術(shù)是測量和實驗技術(shù)的統(tǒng)稱。工程測量可分為 ? 口 。2 .測量結(jié)果與 之差稱為。3 .將電橋接成差動方式習(xí)以提高 ，改善非線性，進行 補償。4 .為了 溫度變化給應(yīng)變測量帶來的誤差，工作應(yīng)變片與溫度補償應(yīng)變片應(yīng)接在05 .調(diào)幅信號由載波的 攜帶信號的信息，而調(diào)頻信號則由載波的 攜帶信號的信息。6 .繪制周期信號x的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達式是 ,而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達式是。7 .信號的有效值又稱為,有效值的平方稱為,它描述測試信號的強度(信號的 平均功率)。8 .確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特

2、點是 ,后者頻譜特點是 09 .為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是 ?口。10 .連續(xù)信號x與(t t0)進行卷積其結(jié)果是：x(t to) 。其幾何意義是0二、選才¥題(20分，每題2分)1 .直流電橋同一橋臂增加應(yīng)變片數(shù)時，電橋靈敏度將()。A.增大 B .減少 C.不變D.變化不定2 .調(diào)制可以看成是調(diào)制信號與載波信號()。A相乘 B .相加 C .相減 D.相除3 .描述周期信號的數(shù)學(xué)工具是()oA.相關(guān)函數(shù) B .拉氏變換 C .傅氏變換 D.傅氏級數(shù)4 .下列函數(shù)表達式中，()是周期信號。5cos10 t當(dāng)t 0x(t)0當(dāng)t 0!x(t) 20e at|co

3、s20 t ( t )BC x(t) 5sin20 t 10cos10 t ( t )5 .時域信號的時間尺度壓縮時，則其頻帶的變化為 ()。A.頻帶變窄、幅值增高 B .頻帶變寬、幅值壓低C頻帶變窄、幅值壓低 D .頻帶變寬、幅值增高6 .非線性度是表示定度曲線()的程度。A.偏離其擬合直線 B .接近真值 C .正反行程的不重合7 . 一般來說，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測量范圍()oA,越寬 B .越窄 C .不變8 .下列哪一種敏感元件不屬于彈性式壓力敏感元件（）A.波登管B .膜片 C .波紋管 D .電阻應(yīng)變片9 .對于單向應(yīng)力狀態(tài)的測量，貼應(yīng)變片時，應(yīng)變片的方向與主應(yīng)力方向應(yīng)該相

4、交成（A.00 B . 45° C . 90°D . 30°10 .二階裝置引入合適阻尼的目的是（）。A.使系統(tǒng)不發(fā)生共振B .使得讀數(shù)穩(wěn)定C.獲得較好的幅頻、相頻特性三、簡答題（共30分）1 .信號分析和處理必需遵循的原則有哪幾點？ （4分）2 .周期信號的頻譜具有哪幾個特點？ （ 6分）3 .現(xiàn)有電阻R1和R2,電感L和電容C,連結(jié)成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件。（設(shè)激勵為 ui ,輸出為uo）。4 .在使用電阻應(yīng)變片時，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，若在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片的數(shù)量以提高靈敏度。試問在半橋上各串聯(lián)一片的情況下，

5、是否可以提高靈敏度？為什么？ （5分）5 .什么是調(diào)制和解調(diào)？為什么要調(diào)制？ （ 5分）6 .在機械工程中常見的有哪些參數(shù)的測量？ （5分）四、計算題（共20分，每小題10分）1 .求如圖所示三角脈沖信號的頻譜。2 .用電阻應(yīng)變片及雙臂電橋懸臂梁的應(yīng)變。具貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中R1 R1 R2 R2 120 ,上下貼片位置對稱，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)k 20應(yīng)變值10 10 3 ,電橋供橋電壓ui 3V 0試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓 uo ?五、綜合設(shè)計題（共10分）請選擇以下兩種測量要求其中的一種，設(shè)計實驗過程（包括傳感器的選用，傳感器的安裝，信號的傳輸，信號的分析和處理等內(nèi)容

6、），并簡述其過程。（1）針對載重卡車載物量進行過磅測量，試設(shè)計一測試裝置并說明其工作原理；（2）大功率傳動軸在長時間的帶載運轉(zhuǎn)下可能發(fā)生疲勞損壞，為了保證整機安全，防止事 故的發(fā)生，對軸的扭振進行測量和監(jiān)控，試設(shè)計一測試裝置并說明其工作原理。機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程 A答案1.靜態(tài)測量；動態(tài)測量2.被測真值；測量誤差3.靈敏度；溫度4.補償；相鄰5.幅值；頻率6 .傅氏三角級數(shù)中的各項系數(shù)；傅氏復(fù)指數(shù)級數(shù)中的各項系數(shù)。7.均方2根值；均方值 8.離散的；連續(xù)的 9. 頻率響應(yīng)法；階躍響應(yīng)法10. x（t t0）;把原函數(shù)圖像平移至t0位置處題號12345678910答案CADCBABDAC1

7、.信號分析和處理必需遵循的原則有哪幾點？ （4分）答：各環(huán)節(jié)的輸入量與輸出量之間應(yīng)保持一一對應(yīng)的關(guān)系，并盡量不失真； 盡可能 減小或消除各種干擾。（2'）2 .周期信號的頻譜具有哪幾個特點？ （ 6分）3 ： 周期信號的頻譜是離散的。（2'） 每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，基波頻率是各分量頻率的公約數(shù)。各頻率分量的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角。工程中常見的周期信號，其諧波幅值總的趨 勢是隨諧波次數(shù)的增高而減小的。 因此，在頻譜分析中沒必要取那些次數(shù)過高的諧波分量。（2,）3 .現(xiàn)有電阻R1和R2,電感L和電容C,連結(jié)成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正 確接橋方法

8、，并寫出該電橋的平衡條件。（設(shè)激勵為 ui ,輸出為uo） o答：正確的接橋方法如圖所示：（3'）R R2 jwL電橋的平衡條件是:1jwCLC (24 .有人在使用電阻應(yīng)變片時，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問，在半橋上各串聯(lián)一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？ （5分）答：不能提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為：uo1 R二 ui2 R(2)2 R R當(dāng)量橋臂各用聯(lián)電阻應(yīng)變片時，其電阻的相對變化量為2R R （2'）即仍然沒有發(fā)生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接。這時R uo uiR。（ 1 ）5

9、.什么是調(diào)制和解調(diào)？為什么要調(diào)制？ （ 5分）答：所謂調(diào)制，就是在調(diào)制信號（測試信號）的控制下，使載波信號（工作信號）的某些 參數(shù)（如幅值、頻率、相位）發(fā)生變化的過程。（2'）解調(diào)，就是從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號的過程一般的被測量，如力、位移、應(yīng)變等，經(jīng)傳感器檢測變換后，常常是一些緩 變的電信號。（1'）經(jīng)過調(diào)制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調(diào)制波抗干擾能力強，也便于傳輸。（2'）6 .在機械工程中常見的有哪些參數(shù)的測量？ （5分）答：在機械工程的測試過程中，常見的參數(shù)測量有：應(yīng)力的測量；應(yīng)變的測量；扭矩的測 量、振動信號的測量；聲強測量；聲發(fā)射測量

10、；位移的測量；流量的測量；壓力的測量等。（每一種0.5分）四、計算題（共20分，每小題10分）1.求如圖所示三角脈沖信號的頻譜。解：一個周期內(nèi)的表達式為：空tx(t) T2A0(2因為x為偶函數(shù)，所以bn0n 1,2,3L (1,)a。an1 T2TT /2T/2X(t)dt2 T/2均dt4A1* - tT2T /2T/2x(t)cosn °tdtTT/22Atcosn T°tdt8A 1T2 (n 0)2 (cosn 1)2A(ny4A(1)n 1 (n )201,3,5L2,4,6L(2')出此得x（t）的三角函數(shù)形式傅里葉級數(shù)展開為x(t) a0(an co

11、sn 0t bn sin n 0t)n 1A 4A2 212n2 cos1n 1,3,5L nT( 1，)n次諧波分量的幅值A(chǔ)n,aF 也n (1')n次諧波分量的相位n arctan 與 an畫出x（t）的頻譜如圖所/J o(j<3 a *±A玄（2'）2.用電阻應(yīng)變tT片及雙臂電橋懸臂梁的應(yīng)變。具貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中''R1 R1 R2 R2 120 ,上下貼片位置對稱，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)k 20應(yīng)變值10 10 3,電橋供橋電壓ui 3V 0試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓 uo解：如圖（b）組橋時的輸出電壓為（5')R R2R2-R-)ui R RR1RRR21 Rui 二 uiui2 2R1-k ui0.03(V)2如圖(c)組橋