機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)試卷及問(wèn)題詳解

1、標(biāo)準(zhǔn)文案大全1、 填空題(20分，每空1分)1 .測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱。工程測(cè)量可分為靜態(tài)測(cè)量 和動(dòng)態(tài)測(cè)量 。2 .測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值之差稱為測(cè)量誤差。3 .將電橋接成差動(dòng)方式習(xí)以提高靈敏度，改善非線性，進(jìn)行溫度 補(bǔ)償。4 .為了 補(bǔ)償溫度變化給應(yīng)變測(cè)量帶來(lái)的誤差,工作應(yīng)變片與溫度補(bǔ)償應(yīng)變片應(yīng)接在 相鄰 橋臂上。5 .調(diào)幅信號(hào)由載波的幅值攜帶信號(hào)的信息,而調(diào)頻信號(hào)則由載波的頻率 攜帶信號(hào)的信息。6 .繪制周期信號(hào)x(t)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是傅氏三角級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)，而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)。7 .信號(hào)的有效值又稱為均方根值，有效值的平方稱為

2、均方值甲2,它描述測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度(信號(hào)的平均功率)。8 .確定性信號(hào)可分為周期信號(hào)和非周期信號(hào)兩類，前者頻譜特點(diǎn)是離散的，后者頻譜特點(diǎn)是連續(xù)一的。9 .為了求取測(cè)試裝置本身的動(dòng)態(tài)特性，常用的實(shí)驗(yàn)方法是頻率響應(yīng)法和階躍響應(yīng)法。10 .連續(xù)信號(hào) x(t)與6(tto)進(jìn)行卷積其結(jié)果是：x(t)*6(tt0)=_x(tto)。其幾何意義是把原函數(shù)圖彳t平移至 t0位置處。2、 選擇題(20分；每題2分)1 .直流電橋同一橋臂增加應(yīng)變片數(shù)時(shí)，電橋靈敏度將 (C)。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(hào)與載波信號(hào)(A) oA相乘 B .相加 C .相減 D.相除3 .描

3、述周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是(D)。A.相關(guān)函數(shù) B .拉氏變換C .傅氏變換D.傅氏級(jí)數(shù)4 .下列函數(shù)表達(dá)式中，(B)是周期信號(hào)。A.5cos10二t x(t)=0B. x（t） = 203回 cos20二 t （一二：t ：二）C. x（t） =5sin20二t 10cos10二t （一二：t ：二）5 .時(shí)域信號(hào)的時(shí)間尺度壓縮時(shí)，則其頻帶的變化為（B）。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 （A）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(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測(cè)量范圍（B

4、）。A.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（D）A.波登管 B .膜片C.波紋管D .電阻應(yīng)變片9 .對(duì)于單向應(yīng)力狀態(tài)的測(cè)量，貼應(yīng)變片時(shí)，應(yīng)變片的方向與主應(yīng)力方向應(yīng)該相交成（A）A.0° B . 45° C. 90° D .30°10 .二階裝置引入合適阻尼的目的是（C）。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(jiǎn)答題（共30分）1.信號(hào)分析和處理必需遵循白原則有哪幾點(diǎn)？ （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(duì)應(yīng)的關(guān)系，并盡量不失真；（2'） 盡可能減小或

5、消除各種干擾。（2'）2.周期信號(hào)的頻譜具有哪幾個(gè)特點(diǎn)？ （6分）答： 周期信號(hào)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)。（2'） 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(hào)，其諧波幅值 總的趨勢(shì)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(guò)高的諧波分量。（2，）3.現(xiàn)有電阻R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(lì)為口，輸出為uo）。（5分）答：正確的接橋方法如圖所示：（3'）電橋的平衡條件是：1

6、LR1R2 = jwL Tc = c（2）4.有人在使用電阻應(yīng)變片時(shí)，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(wèn)，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?yàn)榘霕螂p臂時(shí)，其輸出電壓為：1 R -，、Uo =Ui - （2 ）2 R2 R R當(dāng)量橋臂各串聯(lián)電阻應(yīng)變片時(shí)，其電阻的相對(duì)變化量為2_R = R（2，）2R R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(shí)Ruo = ui 。（ 1 ） R5 .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(hào)（測(cè)試信號(hào)）的控制下

7、，使載波信號(hào)（工作信號(hào)）的某些參數(shù)（如幅值、頻率、相位）發(fā)生變化的過(guò)程。（2'）解調(diào)，就是從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程一般的被測(cè)量，如力、位移、應(yīng)變等，經(jīng)傳感器檢測(cè)變換后，常常是一些緩變的電信號(hào)。（1'）經(jīng)過(guò)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(qiáng)， 也便于傳輸。（2'）6 .在機(jī)械工程中常見的有哪些參數(shù)的測(cè)量？ （5分）答：在機(jī)械工程的測(cè)試過(guò)程中，常見的參數(shù)測(cè)量有：應(yīng)力的測(cè)量；應(yīng)變的測(cè)量；扭矩的測(cè)量、振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量；聲強(qiáng)測(cè)量；聲發(fā)射測(cè)量；位移的測(cè)量；流量的測(cè)量；壓力的測(cè)量等。（每一種0.5分）四、計(jì)算題（共20分，每小題10分）1

8、 .求如圖所示三角脈沖信號(hào)的頻譜。解：1.求如圖所示三角脈沖信號(hào)的頻譜。解：一個(gè)周期內(nèi)的表達(dá)式為：大全2A, Tt x,2AtT t0 .t .T2 (2，)-T < t < 02因?yàn)閤(t)為偶函數(shù)，所以bn=0,n=1,2,3| (1')T1T/22 ,T/22A , 4A 1 2 訝% = f x(t)dt = 1 tdt =-2tT 52T T T2 202 T/24 T/22A8A 1.an = -x(t)cosno0tdt =tcosn»0tdt (cosnn -1) (2 )T 力2T 0 TT2 (n 0)22A(n 二)2-4An2(-1)n-1

9、= (n7:) on =1,3,5|n =2,4,6|出此得x(t)的三角函數(shù)形式傅里葉級(jí)數(shù)展開為,、一 、Ax(t) =a0(an cosn 0tbn sin n -0t)二nd24A 12n .22 cos nd,3,5,nTt (1')n次諧波分量的幅值A(chǔ)n = Ja； *b； =2 2( 1，)n 二n次諧波分量的相位Q = -arctan - = (T)an標(biāo)準(zhǔn)文案畫出x（t）的頻譜如圖所示。（2，）2.用電阻應(yīng)變片及雙臂電橋懸臂梁的應(yīng)變S。其貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中_, _ _ ' _ _ _ _ 一、R1 =R1 =R2 =R2 =120C,上下貼片位置對(duì)

10、稱，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)k=2。應(yīng)變值&=10父10工，電橋供橋電壓ui =3V。試分別求出如圖組成橋路時(shí)的輸出電壓uo =大全解：如圖（b）組橋時(shí)的輸出電壓為（5'）Uo=(R1R R2 - R2)UiR R 1 R 1 .= ui - ui = ,ui = -kui =0.03(V) 如 圖R1R22 2R 2（c）組橋時(shí)的輸出電壓為u。=(R1 +AR1 +R1 +ARR1R1 R R R2 R2 - R2 - R2 R R)ui(5')2R 2 R4R1ui -ui2ui =0.03(V)一、填空題（20分，每空1分）8、帶通濾波器的中心頻率F=500HZ；負(fù)3分

11、貝點(diǎn)的帶寬 B=10HZ則該濾波器白品質(zhì)因數(shù)Q二（50）。1 .將電橋接成差動(dòng)方式習(xí)以提高靈敏度 ，改善非線性，進(jìn)行 溫度 補(bǔ)償。2 .調(diào)幅信號(hào)由載波的幅值 攜帶信號(hào)的信息,而調(diào)頻信號(hào)則由載波的 頻率攜帶信號(hào)的信息。3 .調(diào)幅過(guò)程在頻域相當(dāng)于頻率搬移過(guò)程,調(diào)幅裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)乘法器。4 .測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱。工程測(cè)量可分為靜態(tài)測(cè)量和 動(dòng)態(tài)測(cè)量測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值之差稱為測(cè)量誤差。5 .確定性信號(hào)可分為周期信號(hào)和非周期信號(hào)兩類，前者頻譜特點(diǎn)是 _ 離散的 ,后者頻譜特點(diǎn)是連續(xù)的6 .繪制周期信號(hào)x(t)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是傅氏三角級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)，而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)

12、式是傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)。7 .周期信號(hào)的傅氏三角級(jí)數(shù)中的n是從。到展開的。傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的 n是從 8 到.匕_展開的。8 .周期信號(hào)x(t)的傅氏三角級(jí)數(shù)展開式中：an表示 余弦分量的幅值，bn表示 正弦分量的幅值, aO表示直流分量。9 .余弦函數(shù)只有 實(shí)頻 譜圖,正弦函數(shù)只有虛頻譜圖。10 .單位脈沖函數(shù)S(t -10)與在t0點(diǎn)連續(xù)的模擬信號(hào)f(t)的下列積分：qQf( f國(guó)t -to)dt = f (to)。這一性質(zhì)稱為脈沖采樣得分二、選擇題(20分，每題2分）1 .為了保證實(shí)現(xiàn)極距變化型差動(dòng)電容傳感器的差動(dòng)工作，傳感器的兩個(gè)電容應(yīng)當(dāng)連接成(a )A.并聯(lián)電路B .串聯(lián)電路

13、C .電橋電路2 .要使RC低通濾波器的通帶加寬，則RC值應(yīng)(b )。A.增加 B ,減少 C .不變3 .描述非周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是c。A三角函數(shù) B .拉氏變換 C.傅氏變換 D. 傅氏級(jí)數(shù)4 .下列信號(hào)中.c信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。A. x(t) = Asin(wt 十?)十Bsin(3wt 十%) B . x(t) = 5sin 30t+3sin 癡tC. x(t) =e h sin，0t5 .數(shù)字信號(hào)的特征是 b。A.時(shí)間上離散、幅值上連續(xù)B .時(shí)間、幅值上均離散C.時(shí)間、幅值上都連續(xù)D.時(shí)間上連續(xù)、幅值上量化6 .測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)的最小變化能力，稱為 (d )。A.精度 B .靈

14、敏度 C .精密度 D.分辨率7 .測(cè)試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)與它的頻率響應(yīng)函數(shù)間的關(guān)系是（ b ）。A.卷積 B .傅氏變換對(duì) C .拉氏變換對(duì) D .微分8 .多種信號(hào)之和的頻譜是 c 。A.離散的 B.連續(xù)的 C.隨機(jī)的D.周期的9 .二階裝置，用相頻特性中9（w） = -900時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率 w作為系統(tǒng)的固有頻率的估計(jì)值，該值與系統(tǒng)阻尼率的大?。╞ ）。A.有關(guān) B .無(wú)關(guān) C .略有關(guān)系D .有很大關(guān)系10 .濾波器的上、下截止頻率為fc2,fci,中心頻率fo；則它們的關(guān)系是（a ）。f 1-7-fc2 fcl 八 r fc2- fclA f0 = Jfc2 fc1B - f0=&qu

15、ot; C.f0="22三、簡(jiǎn)答題（共30分）1 .測(cè)量按測(cè)量值獲得的方法進(jìn)行分類有哪些？ （6'）答：直接測(cè)量一一指無(wú)需經(jīng)過(guò)函數(shù)關(guān)系的計(jì)算，直接通過(guò)測(cè)量?jī)x器得到被測(cè)值得測(cè)量。（等精度直接測(cè)量和不等精度直接測(cè)量）；（2'）間接測(cè)量一一指在直接測(cè)量值的基礎(chǔ)上，根據(jù)已知函數(shù)關(guān)系，計(jì)算被測(cè)量的量值的測(cè)量；（2'）組合測(cè)量一一指將直接測(cè)量或間接測(cè)量與被測(cè)量值之間按已知關(guān)系組合成一組方程（函數(shù)關(guān)系），通過(guò)解方程組得到被測(cè)值得方法。（2'）2 .重復(fù)性誤差和遲滯誤差有何區(qū)別？ （ 6'）答：重復(fù)性是指測(cè)試裝置在輸入按同一方向做全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)，所得特性

16、曲線不一致的程度。一般來(lái)說(shuō)正行程的最大重復(fù)性偏差為ARmaxi ,反行程的最大重復(fù)性偏差為iRmax2 ,重復(fù)性誤差取這兩個(gè)最大偏差中的較大者，再以滿量程輸出yfs的百分?jǐn)?shù)表示。即二 RrR =一聯(lián)父100% （3'）yfs遲滯是測(cè)試裝置在正反行程中輸入輸出曲線的不重合程度。即：HmarHmax 100%yfs式中，&Hmax是正反行程間，對(duì)于同一輸入雖的最大差值。（3'）3 .什么是不失真測(cè)試，不失真測(cè)試的條件是什么？ (47)答：若Ao,to都是常數(shù)，如果一個(gè)測(cè)試裝置，則有 y(t) = AoX(t -to),即認(rèn)為該測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)了 不失真測(cè)量。(2')這表

17、明，輸出信號(hào)較輸入信號(hào)，幅值放大了A0倍，時(shí)間上滯后了 t0,波形一致。對(duì)上式作傅里口t變換，有丫(3=Aoe't0®X國(guó))。所以，若要實(shí)現(xiàn)輸出波形不失真，其幅頻、相頻特性應(yīng)滿足如下條件A題=A。=常數(shù)；螭)=t/。(2')4.下面四個(gè)圖分別是哪一種濾波器的幅頻曲線特性圖，并說(shuō)明各自的工作特征。(4')口)仃答：低通濾波器0 < f < f2之間為通頻帶，f > f2的頻率成分極大地衰減；(1')高通濾波器f1 < f <七之間為通頻帶，f < f1的頻率成分極大地衰減；(1')帶通濾波器fl M f <

18、; f2之間為通頻帶，其它的頻率成分極大地衰減；(1')帶阻濾波器f1 < f < f2之間為阻帶頻率，其它的頻率成分通頻帶。(1')5 .試敘述信號(hào)的采樣和截?cái)嗟倪^(guò)程是怎樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)果如何？ (5')答：采樣就是時(shí)間歷程X(t)進(jìn)行等時(shí)間距離的信號(hào)“摘取”，以便于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和計(jì)算分析。(2')而由因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能對(duì)有限長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)行處理，所以，必須截?cái)噙^(guò)長(zhǎng)的信號(hào)時(shí)間歷程x(t)進(jìn)行截?cái)?，即?duì)信號(hào)加窗。所加窗寬為T的矩形窗函數(shù) w(t),其傅里葉變換 W(f)是一個(gè)無(wú)限帶寬的sinc函數(shù)。(2')采用矩形窗函數(shù) w(t)截?cái)嗖蓸有盘?hào)，就是將采樣

19、信號(hào)x(t)s(t),乘以時(shí)域有限寬矩形窗函數(shù)w(t)；其時(shí)域和頻域數(shù)學(xué)描述為x(t)s(t)w(t)X(f)*S(f)*W(f) (D6 .電器式傳感器包括哪幾種，各自的工作原理如何？ （5'）答：包括電阻式、電感式、電容式三種。電阻式傳感器工作原理：把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種裝置；（2'）電感式傳感器工作原理：把被測(cè)量如位移轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置；（2'）電容式傳感器工作原理：把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置。（1'）四、計(jì)算題（共20分，每小題10分）1.對(duì)稱方波的波形圖如圖所示。求傅里葉級(jí)數(shù)的三角形式展開，并畫出頻譜。解：由圖可知，它是正負(fù)交替的周期信號(hào)。其直流分量為：a0=0 （1'）,其脈寬等于周期的一半,n2E n 二n萬(wàn)；即七=工，（1'）將此代入式可得 2(3')因此，對(duì)稱方波的傅立葉級(jí)數(shù)三角函數(shù)形式為:2Ef(t)=一）1n二2E11- sin- cosnwit = (coswit - wtw1t -