測試技術(shù)試卷及答案

1、機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)試卷一、 選擇填空題（每小題2 分，共 20 分）1. 測試工作的任務(wù)主要是要從復(fù)雜的信號中提?。?）A、干擾噪聲信號B正弦信號C、有用信號D、頻域信號2. 測試裝置靜態(tài)特性的一個基本參數(shù)是（ ）A、阻尼系數(shù)B、靈敏度C單位脈沖響應(yīng)時間D時間常數(shù)3. 概率密度函數(shù)提供了隨即信號（ ）的信息。A、沿概率軸分布B沿幅值域分布C、沿時域分布D沿強(qiáng)度分布4. 反映噪聲強(qiáng)弱程度的是響度，其單位是（ ）A、宋B、方C分貝D瓦5. 由幾個頻率不同的正弦信號合成的周期信號，合成信號的周期是（ ）。A、各信號周期的最小公倍數(shù)B、各信號周期的最大公約數(shù)C各信號周期的平 均值D 各信號周期中的最

2、大值6. 信號的時域與頻域描述方法是依靠（ ）來確立彼此的關(guān)系。A 拉氏變換 B 傅氏變換 C 卷積 D 相乘7. . 極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（ ）A 成正比 B 方成正比 C 成反比 D 平方成反比8. 脈沖函數(shù)的頻譜是（ ）A 均勻譜 B 非均勻譜 C 逐漸增高 D 逐漸降低9. 為了能從調(diào)幅波中很好地恢復(fù)出原被測信號，常用（ ）作為解調(diào)器。A 鑒相器 B 整流器 C 鑒頻器 D 變壓器10. 光線示波器的振子的幅頻特性相當(dāng)于（ ）濾波器的幅頻特性。A 低通 B 高通 C 帶通 D 帶阻二、判斷題（每小題 2 分，共 20 分）1. 凡頻譜是離散的信號必然是周期信號。 （

3、）2. 當(dāng)信號的時間尺寸壓縮時，其頻譜的頻帶加寬，幅值增高。 （ ）3. 二階系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)是阻尼比和固有頻率。 （ ）4. 測量小應(yīng)變時，應(yīng)選用金屬絲應(yīng)變片，測量大應(yīng)變時，應(yīng)選用半導(dǎo)體應(yīng)變片。（）5. A/D 轉(zhuǎn)換就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)的數(shù)字信號。 （ ）6. 一階系統(tǒng)的時間常數(shù)t越小越好。（）7. 頻率不變性原理是指任何測試裝置的輸出信號的頻率總等于輸入信號的頻 率。（）8. 在常系數(shù)的線性系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時，系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為傳遞函數(shù)。（）9. 壓電式傳感器采用電荷放大器或電壓放大器，所構(gòu)成測量系統(tǒng)的特性總是相同的。（）10. 對連續(xù)時間信號進(jìn)行離散

4、采樣時， 只要采樣頻率足夠高，就可以避免頻譜“泄 漏”。（）三、名詞解釋（每小題5分，共20分）1 .調(diào)制2.解調(diào)3.采樣4.壓電效應(yīng)四、簡答題（每小題6分，共30分）2 .傳感器選用應(yīng)考慮的基本原則有哪些。3 .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4 .簡要說明實現(xiàn)不失真測量的基本條件。5 .試說明二階測量裝置的阻尼比的值多采用？的原因。6 .直流電橋平衡條件是什么五、計算題（共10分）at1.求指數(shù)函數(shù)x （t） = Ae （a>o ; t >0 ）的頻譜。HR3FMNH-E7ERHCX-MWWKWHW-7EFEAPRH3FWYWA-NY7NERK-F3HHFWK

5、-HNFK4HPRAW7FW4-XAAYAKW-WPY43RX-NPPHXXM機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程試題試題編號：A課程代號：02020103課程學(xué)時：32總分得分一、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 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(jìn)行 ?卜償。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)接在橋臂上。5 . 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(t)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是 雙雙 邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是 -7 ?信號的

6、有效值又稱為 有效值的平方稱為 它描述測試信號 的強(qiáng)度(信號的平均功率)。&確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是后者頻譜特點是9 .為了求取測試裝置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是 乙10 .連續(xù)信號X(t)與(t to)進(jìn)行卷積其結(jié)果是：X(t) (t t o) J幾何得分八選擇題(20分，每題2分)(C)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) 。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(D) 。A.相關(guān)函數(shù) B .拉氏變換C .傅氏變換D

7、.傅氏級數(shù)4?下列函數(shù)表達(dá)式中，(B)是周期信號。5cos10 t 當(dāng) t 0A. x(t)0當(dāng)t 0B. x(t) 20 刖 cos20 t ( t )C. 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 (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?一般來說，測試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測量范圍（B）。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

8、元件（D）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)該相交成（A）B . 45C.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、相頻特性得分三、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）答2.周期信號的頻譜具有哪幾個特點（6分）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U。）。（5分）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答：4. 在使用電阻應(yīng)

9、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，是否可以提高靈敏度為什么（ 5 分） 答：5. 什么是調(diào)制和解調(diào)為什么要調(diào)制（ 5 分） 答：答:得分四、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:2. 用電阻應(yīng)變片及雙臂電橋懸臂梁的應(yīng)變 。其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 2 。應(yīng)變值3uo10 10 3，電橋供橋電壓 ui 3V 。試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓解：得分五、綜合設(shè)計題(共10分)的安裝,請選擇以

10、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，傳感器信號的傳輸，信號的分析和處理等內(nèi)容)，弁簡述其過程。(1)針對載重卡車載物量進(jìn)行過磅測量，試設(shè)計一測試裝置弁說明其工作原理；(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(jī)安全，防止事故的 發(fā)生，對軸的扭振進(jìn)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(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程試題試題編號：B課程代號：02020103課程學(xué)時：32總分得分、填空題（20分，每空1分）1由信息與信號的關(guān)系可知，信號是信息的（）2、3、置本身的動態(tài)特性，常用的實驗方法是（和（）。4、信號。5、正弦信號的自相關(guān)函數(shù)是一個同頻的（6、

11、直流電橋的平衡條件是（7、信號時其響應(yīng)速度（8、帶通濾波器的中心頻率 F=500HZQ=（）。9、數(shù)字信號是指時間和幅值都具有（）特性的信號 為了求取測試裝 ）模似信號是指時間和幅值都具有（）特性的）函數(shù)。）。濾波器的分辨率越高，則測量）。負(fù)3分貝點的帶寬B=10HZ則該濾波器的品質(zhì) 因數(shù)單位頻寬上的幅值表示的是（）函數(shù)1 ?將電橋接成差動方式習(xí)以提高 改善非線性，進(jìn)行 處償。2 ?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。3 ?調(diào)幅過程在頻域相當(dāng)于 4 .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 測量結(jié)果與被測真值之差稱為測量誤差。5?確定性信號可分為周期

12、信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是后者頻譜特點是6?繪制周期信號x(t)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是 而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是 7?周期信號的傅氏三角級數(shù)中的n是從0到展開的。傅氏復(fù)指數(shù)級數(shù)中的n是從到 展開的。8周期信號x(t)的傅氏三角級數(shù)展開式中：an表示 b n表示 ao表示直流分量。9?余弦函數(shù)只有 譜圖，正弦函數(shù)只有 譜圖。10 ?單位脈沖函數(shù)(t t o)與在to點連續(xù)的模擬信號f(t)的下列積分：f(t)g(t t o)dt O 這一性質(zhì)稱為 O得分二、選擇題(20分，每題2分)1 ?為了保證實現(xiàn)極距變化型差動電容傳感器的差動工作，傳感器的兩個電容應(yīng)當(dāng)連接成()A.

13、弁聯(lián)電路B ?串聯(lián)電路C ?電橋電路RC 值應(yīng) ()2 .要使RC 低通濾波器的通帶加寬，則A. 增加 B .減少 C .不變3 ?描述非周期信號的數(shù)學(xué)工具是。A三角函數(shù)B拉氏變換C.傅氏變換D.傅氏級數(shù)4 ?下列信號中. 信號的頻譜是連續(xù)的。A. x(t) Asin(wt J Bsin(3wt 2)B. x(t) 5sin 30t 3sin 50tC. x(t) e atsin 0t5 ?數(shù)字信號的特征是。_A. 時間上離散、幅值上連續(xù)B ? 時間、幅值上均離散C.時間、幅值上都連續(xù)D ?時間上連續(xù)、幅值上量化6 ?測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為（）。A.精度B ?靈敏度C ?精

14、密度D.分辨率7?測試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)與它的頻率響應(yīng)函數(shù)間的關(guān)系是（）A.卷積B傅氏變換對C .拉氏變換對D .微分&多種信號之和的頻譜是。A.離散的B.連續(xù)的C.隨機(jī)的D.周期的9.系統(tǒng)的固有頻率的估計二階裝置，用相頻特性中（w） 900時所對應(yīng)的頻率 w作為值，該值與系統(tǒng)阻尼率的大小（A.有關(guān)B .無關(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f c2, f cl ,中心頻率f0；則它們的關(guān)系是（）A fo - V fC2fd Bfc2 fcl。二得分三、簡答題（共30分）1.測量按測量值獲得的方法進(jìn)行分類有哪些（6'）答:2. 重復(fù)性誤差和遲滯誤差有何

15、區(qū)別答：答：4')3. 什么是不失真測試，不是真測試的條件是什么（ 4' ）答：4. 下面四個圖分別是哪一種濾波器的幅頻曲線特性圖，并說明各自的工作特征。答：5. 試敘述信號的采樣和截斷的過程是怎樣實現(xiàn)的，結(jié)果如何（6.原理如何（答：電器式傳感器包括哪幾種，各自的工作5'）得分四、計算題（共20分，每小題10分）1. 對稱方波的波形圖如圖所示。求傅里葉級數(shù)的三角形式展開，弁畫出頻譜。解:2. 如 圖 所 示 為 兩直 流 電 橋 ， 其中 圖 (a) 稱 為 臥 式 橋 ， 圖 (b)稱 為 立 式橋 ， 且 R1 R2R3R,R), R、 & 為應(yīng)變片， R3

16、, R4為固定電阻。試求在電阻應(yīng)變片阻值變化為 R 時，兩電橋的輸出電壓表達(dá)式并加以比較。解：并能確定損 傷五、分析題（ 10 分）在輸油管道上，常裝有監(jiān)測裝置用以監(jiān)測管道的裂損或泄漏，位置，如圖 5-21 所示。油管x2(t)S=V Tn/2QXAt)相 關(guān) 分 析傳感77Pz/z/zz處傳感器1Rx1x2(TA圖5 21確定輸油管裂損位置機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程試題答案及評分標(biāo)準(zhǔn)試題編號：A課程代號:02020103課程學(xué)時：321.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；相鄰一、填空題（20分，每空1分）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)

17、中的各項系數(shù)7 ?均方根值；均方值 28.離散的；連續(xù)的9.頻率響應(yīng)法；階躍響應(yīng)法10. X （t to）；把原函數(shù)圖像平移至to位置處、選擇題（20分，每小題2分）題號12345678910答案CADCBABDAC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）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，弁盡量不失真；（2'） 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）答： 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)。（2'） 各頻率分量的譜

18、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，其數(shù)過高的諧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波分量。（ 2 ' ）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U。）。（5分）答：正確的接橋方法如圖所示： （ 3' ）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電橋的平衡條件是1 LRR2 jwL jWC C （ 2' ）4. 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

19、度為什么（ 分） 答：不能 提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為 :U。9 DD當(dāng)量橋臂各串聯(lián)電阻應(yīng)變片時，其電阻的相對變化量為 I （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 Uo Ui八。（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（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 

20、9; ）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(qiáng)，也便于傳輸。 （ 2' ）6. 在機(jī)械工程中常見的有哪些參數(shù)的測量（ 5 分）答：在機(jī)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(qiáng)測量；聲發(fā)射測量；位移的測量；流量的測量；壓力的測 量等。（每一種分）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(dá)式為:2A tx(t)因為x(t)為偶函數(shù)，所以bnn 1,2,3L(T)T /2T/2X(t) dt"%0TT /2T/2 x(t )Cosn 0 tdtT22

21、T2 2A ±tcos n Totdt8A 12T2(n 0)22(cosn 1) (2')2A4 (1)n12A t T4A(n )21,3,5L2,4,6Lx(t) a o(an cos n 0tbn sin nn 1ot)4A2Acos1,3,5L n旦 t( 1 ')T出此得x(t)的三角函數(shù)形式傅里葉級數(shù)展開為4A22n(1)n次諧波分量的幅值n arcta n bn- an(1)n次諧波分量的相位畫出x(t)的頻譜如圖所/J o(2')2. 用電阻應(yīng)變片及雙臂電橋懸臂梁的應(yīng)變其貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中R1 R R2 R2120,上下貼片位置

22、對稱，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)k 2 。應(yīng)變值10 10 3，電橋供橋電壓u 3V 。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'(TRiR2R,UR2i12 Ui2RUi 21k Ui0.03(V)R Ri R2 R 2R2-R-)U iR2R R如圖（c）組橋時的輸出電壓為Ri2R 2 RUi1 Ui21 R2 RUi 0.03(V)4R五、分析題10分)因題型范圍較寬，無確定的參考答案，視學(xué)生具體答題情況給分。機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程試題答案及評分標(biāo)準(zhǔn)試題編號：B課程代號:02020103課程學(xué)時：321 ?靈敏度；溫度3砌率搬移乘法器5?離散的、連續(xù)的

23、7.、填空題（20分，每空1分）2?幅值；頻率4.靜態(tài)測量、動態(tài)測量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)&余弦分量的幅值；正弦分量的幅值9?實頻；虛頻10. f （t。）；脈沖采樣、選擇題（20分，每小題2分）題號12345678910答案ABCCBDBCBA三、簡答題（共30分，每小題5分）1 .測量按測量值獲得的方法進(jìn)行分類有哪些（答：直接測量一一指無需經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計算，直接通過測量儀器得到被測值得測量。（等精度直接測量和不等精度直接測量）；（2 間接測量一一指在直接測量值的基礎(chǔ)上，根 據(jù)已知函數(shù)關(guān)系，計算被測量的量值的測量；（2'組合測量一一指將直接

24、測量或間接測量與被測量值之間按已知關(guān)系組合成一組方程（函數(shù)關(guān)系），通過解方程組得到被測值得方法。（2'2 .重復(fù)性誤差和遲滯誤差有何區(qū)別（6'致的程度。一般來說正行程的最大重復(fù)性偏差為Rmax1 ，反行程的最大重復(fù)性偏差為答：重復(fù)性是指測試裝置在輸入按同一方向做全量程連續(xù)多次變動時，所得特性曲線不Rmax2 ，重復(fù)性誤差取這兩個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rR-Rmax100%( 3'Yfs遲滯是測試裝置在正反行程中輸入輸出曲線的不重合程度。即HS_max100%Yfs式中， H max 是正反行程間，對于同一輸入雖的最大差值。 (3 &#

25、39;3?什么是不失真測試，不失真測試的條件是什么(4'答：若At。都是常數(shù)，如果一個測試裝置，則有 y(t) A x(t t。)，即認(rèn)為該測試裝 置實現(xiàn)了不失真測量。 (2 '這表明，輸出信號較輸入信號，幅值放大了 A0 倍，時間上滯后了 t:波形一致。對上式作傅里葉變換，有 Y( ) A e jt0X()。所以，若要實 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( ) AD 常數(shù)； ) t 0(2'4. 下面四個圖分別是哪一種濾波器的幅頻曲線特性圖，并說明各自的工作特征。 (4'答：低通濾波器0 ff2之間為通頻帶，ff2的頻率成分極大地衰減；(1&

26、#39; 高通濾波器f1f 之間為通頻帶， ff1 的頻率成分極大地衰減；(1' )(1' 帶通濾波器 fl f f2之間為通頻帶，其它的頻率成分極大地衰減; 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. 試敘述信號的采樣和截斷的過程是怎樣實現(xiàn)的，結(jié)果如何 (5'答：采樣就是對時間歷程x(t) 進(jìn)行等時間距離的信號“摘取”，以便于計算機(jī)的存儲和計算分析。(2而由因為計算機(jī)只能對有限長的信號進(jìn)行處理，所以，必須截斷過長的信號時間歷程x(t)進(jìn)行截斷，即對信號加窗。所加窗寬為T的矩形窗函數(shù) w(t),其傅里葉 變換W 是一個無限帶寬的sine函數(shù)。(2采用矩形窗函數(shù) w(t)截斷采樣信號，就 是將采樣信號x(t)s(t),乘以時域有限寬矩形窗函數(shù)w(t)；其時域和頻域數(shù)學(xué)描述為x(t)s(t)w(t)X(f) S(f) W(f) ( 16. 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