機械工程測試技術基礎試題(卷)與答案解析

-.z.一、選擇題1、差動式變極距式電容傳感器的靈敏度是變極距式傳感器的___A___倍.A、2B、3C、4D、52、信號有多種類型，從分析域上看，經(jīng)典的分析方法有___D___

和

__D____。A、時域法，相頻法B、時域法，幅頻法

C、相頻法，幅頻法D、時域法，頻域法3、壓電式傳感器的轉換原理是利用晶體材料的___B___。A、電阻應變效應B、壓電效應

C、電磁感應D、霍爾效應4、傳感器的靜態(tài)特性中，輸出量的變化量與引起此變化的輸入量的變化量之比稱為___B___。A、線性度B、靈敏度C、穩(wěn)定性D、回程誤差6、信息與信號二者間關系是__C____。A、信息與信號一樣B、信息包含信號

C、信息在信號之中D、信息與信號無關7、當兩信號的互相關函數(shù)在t0有峰值，說明其中一個信號和另一個信號時移t0時，相關程度__B____。A、最低B、最高C、適中D、一般8、傳感器的靈敏度越高，意味著傳感器所能感知的___A__越小。A、被測量B、輸出量C、頻率特性D、顯示值9、測試工作的任務主要是要從復雜的信號中提取()

A、干擾噪聲信號B、正弦信號

C、有用信號D、頻域信號

10、時域信號的時移，則頻譜變化為〔〕

A、擴展B、壓縮

C、不變D、相移

11、記錄磁帶快錄慢放，放演信號的頻譜帶寬()

A、變窄，幅值壓低B、擴展，幅值壓低

C、擴展，幅值增高D、變窄，幅值增高

12、用二階系統(tǒng)作測量裝置時，為獲得較寬的工作頻率范圍，則系統(tǒng)的阻尼比應()

A、愈大愈好B、愈小愈好

C、接近1/2D、接近13、對二階系統(tǒng)輸入信號*(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,則系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出方程的通式為()

A、A1sin(w1t+φ1〕+A2sin(w2t+φ2〕

B、A1A2sinw1tsinw2t

C、A1＇sinw1t+A2＇sinw2t

D、A1＇sin〔w1t+φ＇１〕+A2＇sin〔w2t+φ２＇〕

15、在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，而且不受油污等介質影響的是()

A、電容式B、壓電式

C、電阻式D、電渦流式

16、只使在fe1～fe2間頻率的信號通過，應采用〔〕濾波器

A、帶阻B、帶通

C、高通D、低通

17、在選用振子時，除了使阻尼比接近０.７外，應使被測正弦信號的最高頻率fm()振動子的固有頻率fn

A、等于B、>2倍

C、≤〔０.５-０.６〕D、<０.1倍

18、為使電纜的長度不影響壓電式傳感器的靈敏度，應選用〔〕放大器。

A、電壓B、電荷

C、微分D、積分19、當τ→∞時,信號*〔t〕的自相關函數(shù)R*〔τ〕呈周期性變化,說明該信號()。

A、為周期信號

B、含有周期成份

C、為離散信號

D、為非周期信號20、正弦信號的自相關函數(shù)，使原有的相位信息()

A、不變

B、喪失

C、移相

D、一定變?yōu)?0°21、不能用確定的數(shù)學公式表達的信號是〔〕信號。

A、復雜周期

B、瞬態(tài)

C、非周期

D、隨機22、非線性度是表示定度曲線〔〕的程度。

A、接近真值

B、偏離其擬合直線

C、正反行程不重合

D、滯后現(xiàn)象23、自相關函數(shù)一定是〔〕函數(shù)。

A、奇

B、偶

C、周期

D、非周期24、為了能從調幅波中很好地恢復出原被測信號，通常用〔〕做為解調器。

A、鑒頻器

B、整流器

C、鑒相器

D、相敏檢波器

25、采樣時為了不產生頻譜混疊，采樣頻率必須大于信號最高頻率的〔〕倍

A、4

B、2

C、10

D、526、壓電式傳感器前置放大器的主要作用是〔〕。

A、把傳感器的低阻抗輸出變換為高阻抗輸出

B、把傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出

C、調制傳感器的輸出信號

D、對傳感器的輸出信號盡行檢波27、在電橋測量電路中，由于電橋接法不同，輸出的電壓靈敏度也不同，___D____

接法可以獲得最大的輸出。

A、單臂電橋B、差動半橋

C、補償電橋D、全橋28、壓電傳感器所使用的前置放大器在電路中起著很重要的作用，以下說法錯誤的選項是___B___。

A、將傳感器的高阻抗輸入變成低阻抗輸出。

B、將傳感器的底阻抗輸入變成高阻抗輸出。

C、將壓電傳感器的微弱信號放大。

D、電壓放大器和電荷放大器的區(qū)別在于電荷放大器帶有一個深度負反應。29、幅值調制裝置實質是一個CＡ、低通濾波器Ｂ、高通濾波器Ｃ、乘法器Ｄ、振蕩器30、理想濾波器在通帶內的幅頻特性為

AＡ、常數(shù)Ｂ、零Ｃ、零或常數(shù)Ｄ、無法確定31．變極距型電容傳感器的輸出與輸入，成〔A〕關系。A.非線性B.線性C.反比D.平方32．如果窗函數(shù)頻譜的主瓣峰值相對于左右旁瓣峰值越大，則該窗函數(shù)的泄漏誤差〔A〕。A.越小B.越大C.不定D.不確定33．不能用渦流式傳感器進展測量的是(D)。A.位移B.材質鑒別C.探傷D.非金屬材料34．設時域信號*(t)的頻譜為*(f)，則時域信號〔C〕的頻譜為*(f＋f0〕。

A.B.

C.

D.35．壓電式傳感器后面的放大器的主要功能為〔C〕。A.阻抗變換B.信號放大C.阻抗變換和信號放大D.不確定36．一個相鄰雙臂工作的測力電橋，如果將兩工作臂的一個應變片均改為兩個應變片串聯(lián)，則電橋的輸出電壓〔D〕A.加大一倍B.減小一倍C.不變D.加大兩倍37．一個相鄰雙臂工作的測力電橋，如果將兩工作臂的一個應變片均改為兩個應變片串聯(lián)，則電橋的輸出電壓〔〕A.加大一倍B.減小一倍C.不變D.加大兩倍二、判斷題1、測試工作的任務主要是要從復雜的信號中提取有用信息。T2、周期信號各次諧波的頻率只能是基波頻率的整數(shù)倍。T3、一般把控制高頻震蕩波的緩變信號稱為調制波，載送緩變信號的高頻震蕩稱為載波，調制后的震蕩波稱為已調波。T4、測量環(huán)節(jié)作為被測量環(huán)節(jié)的負載,兩環(huán)節(jié)將保持原來的傳遞函數(shù)。F5、一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應具有線性關系為最正確。T6、壓電傳感器的前置放大器的主要作用是對傳感器輸出信號進展解調。F7、周期信號的頻譜是由無限多條離散譜線組成，每一條譜線代表一個諧波分量。T8、當τ＝0時，自相關函數(shù)值最小值。F9、濾波器中，一般規(guī)定幅頻特性值等于1.414A時所對應的頻率稱為截止頻率。F10、用二階系統(tǒng)作測量裝置時，為獲得較寬的工作頻率范圍，則系統(tǒng)的阻尼比應接近0.707。T11、信噪比越大則有用信號的成分越大,噪聲影響也大。T12、用二階系統(tǒng)作測量裝置時，影響幅值測量誤差大小的參數(shù)有靈敏度。T13、在電橋測量電路中，由于電橋接法不同，輸出的電壓靈敏度也不同，差動半橋接法可以獲得最大的輸出。F14、周期信號頻譜具有發(fā)散性、諧波性、離散性。T15、對于電壓放大器來說，當改變電纜的型號尺寸，輸出電壓將不改變。F16、前置放大器在電路中起到了放大傳感器微弱信號和將傳感器的低阻抗輸出變換為高阻抗輸出的作用。F17、霍爾式傳感器是目前國內外應用最廣的一種磁敏傳感器之一，其工作原理為霍爾效應。T18、差動半橋接法的靈敏度是單臂電橋靈敏度的3倍。F19、任意函數(shù)和δ函數(shù)的卷積，就是將該函數(shù)在自己的橫軸上平移到δ函數(shù)所對應的位置。F20、調制是指利用被測緩變信號來控制或改變高頻震蕩波的*個參數(shù)。使其按被測信號的規(guī)律變化，以利于信號的放大與傳輸。T21．非周期信號的頻譜都是連續(xù)的?！睺〕22．隨機信號是確定性信號?！睩〕23．傳遞函數(shù)不僅反映了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)過程，還反映了系統(tǒng)響應的過渡過程。〔T〕24．變間隙式差動變壓器是一種電容式傳感器?！睩〕25．選擇好的窗函數(shù)對信號進展截斷，可以減少能量泄漏?！睺〕26．非周期信號的頻譜一定是離散的?！睩〕27．瞬態(tài)信號是能量有限信號?！睺〕28．變面積型電容傳感器的靈敏度不為常數(shù)。〔F〕29．在直流電橋中，只要滿足任意兩相鄰橋臂的阻值之乘積等于另外兩相鄰橋臂阻值的乘積，則電橋一定處于平衡?！睩〕30．測試系統(tǒng)的靈敏度越高測量性能越好?！睩〕三、填空題1、假設*(t)的傅立葉變換是*(f),則*(kt)的傅立葉變換是〔1/k***(f/k)〕2、測試裝置輸出波形無失真但有時間延遲的不失真測試條件是：裝置的幅頻特性為〔常熟〕，相頻特性為〔〕。3、*(t)的頻譜是*〔f〕,y(t)的頻譜是Y(f),假設在頻域內*(f)與Y(f)作相乘運算，則對應在時域內*(t)與y(t)應作__卷積_____4、一個理想的測試裝置，其輸入和輸出之間應該具有〔線性〕關系最正確。5、壓電式傳感器是利用*些物質的__壓電效應_____而工作的6、調幅波可以看作是載波與調制波的乘積。7、為了提高便極距型電容傳感器的靈敏度,線形度及減小外部條件對測量精度的影響，實際應用時常常采用___差動式____工作方式8、頻率不同的兩個正弦信號,其互相關函數(shù)R*y(τ)=(0)9、濾波器別離信號中相鄰頻率成份的能力稱為〔分辨能力〕，它取決于濾波器的〔帶寬〕。10、壓電式傳感器在使用電壓前置放大器時，連接電纜長度改變，測量系統(tǒng)的___靈敏度_____也發(fā)生變化11、測試系統(tǒng)通常由〔傳感器〕，〔信號的調理與轉換〕及〔信號處理〕所組成。12、對連續(xù)時域信號作加窗截斷處理，必然會引起頻譜的〔泄漏〕現(xiàn)象。13、能用確切數(shù)學式表達的信號稱為_確定性____信號，不能用確切數(shù)學式表達的信號稱為___隨機_信號。14、選擇窗函數(shù)對信號進展截斷時，應力求其頻譜的主瓣寬度窄些，旁瓣幅度小些。15、根據(jù)濾波器的選頻作用分，濾波器可分為低通錄波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。16、由δ函數(shù)卷積特性，任一函數(shù)*(t)與具有時移to的單位脈沖函數(shù)δ(t±to)的卷積為*=(t±to)，δ(t)函數(shù)的頻譜密度函數(shù)為。四、簡答題1、差動型變磁阻式電感傳感器在使用時常把兩個線圈接在電橋的兩個相鄰橋臂中，試問：〔1〕此電橋需接入何種鼓勵電壓？〔2〕該電橋的輸出電壓是何波形〔3〕輸出電壓的幅值與傳感器的什么量有關？〔4〕輸出電壓大小能否反映被測量的方向？欲知被測量的方向，測量電路中應帶有什么環(huán)節(jié)"〔1〕高頻正弦電壓〔2〕高頻正弦電壓的幅值隨傳感器輸出波的變化而變化〔3〕靈敏度〔4〕不能，在測試電路接入差動相敏檢波電路2、在用應變儀測量機構的應力，應變時，如何消除由于溫度變化所產生的影響？利用電橋的和差特性，將兩片應變片分別接到測量機構的相對面，并接入電橋中相鄰的橋臂上，使得由于溫度變化而導致的輸出電壓的無用值相互抵銷。3、把一個變阻器式傳感器按如圖接線，它的輸入量是什么？輸出量是什么？在什么條件下，它的輸出量與輸入量之間有較好的線性關系？4、金屬電阻絲應變片與半導體應變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何特點？5、簡述壓電效應現(xiàn)象；石英晶體所產生的縱向和橫向壓電效應產生的電荷聚集在哪里？其大小分別如何計算？假設沿電軸*軸方向施加外力時，會產生縱向壓電效應。假設沿機械軸(Y)方向施加外力時，會產生橫向壓電效應6、什么是調制，調制的目的是什么，如何實現(xiàn)對信號進展調幅和解調？7、試用方框圖描述測試系統(tǒng)的組成，并簡述測試工作的全過程。8、什么是負載效應？對于電壓輸出的環(huán)節(jié)，減輕負載效應的措施有哪些？9、試說明二階測試系統(tǒng)的阻尼度大多采用的原因。10、簡述渦流式傳感器的工作原理，它有哪些特點"11、何謂壓電效應"壓電式傳感器對測量電路有何特殊要求"為什么"12、試述霍爾效應及其用來測量位移的原理。五、計算分析題s為兩傳感器的中點至漏損處的距離1、試用相關分析的知識說明如何確定深埋在地下的輸油管裂損的位置。2、簡述霍爾效應現(xiàn)象，并說明如下圖利用霍爾傳感器是如何測位移的？將霍爾元件置于磁場中，左半部磁場方向向上，右半部磁場方向向下，從a端通人電流I，根據(jù)霍爾效應，左半部產生霍爾電勢VH1，右半部產生露爾電勢VH2，其方向相反。因此，c、d兩端電勢為VH1－VH2。如果霍爾元件在初始位置時VH1=VH2，則輸出為零；當改變磁極系統(tǒng)與霍爾元件的相對位置時，即可得到輸出電壓，其大小正比于位移量。3、求周期信號*(t)=0.6cos(10t+30o)+0.3cos(100t-60o)通過傳遞函數(shù)為H(s)=1/(0.005s+1)的裝置后所得到的穩(wěn)態(tài)響應。〔10分〕4、以阻值R=120Ω、靈敏度S=3的電阻絲應變片與阻值為120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為6V，并假定負載電阻為無窮大，當應變片的應變?yōu)?με和求出半橋雙臂、全橋式電橋的輸出電壓，并比擬兩種情況下的靈敏度。5、有人在使用電阻應變儀時，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應變片數(shù)以提高靈敏度。試問，在以下情況下，是否可提高靈敏度？說明為什么？(11分)半橋相鄰雙臂各串聯(lián)一片；2〕半橋相鄰雙臂各并聯(lián)一片。6、試用相關分析的知識說明如何測量熱軋鋼帶的運動速度。〔10分〕7、用一個時間常數(shù)為0.35s的一階測試系統(tǒng)，測量周期分別為5s、1s、2s的