機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)考試題匯總(全面)(適于考前突擊的修訂版)

機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)考

試題匯總（全面）（適于考前突擊

的修訂版）

第一章信號(hào)及其描述

（一）填空題

1、測(cè)試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信

息總是蘊(yùn)涵在某些物理量之中，并依靠它們

來(lái)傳輸?shù)?。這些物理量就是ffl

號(hào)_______，其中目前應(yīng)用最廣泛的是電信

號(hào)。

2、信號(hào)的時(shí)域描述，以時(shí)間⑴為獨(dú)

立變量；而信號(hào)的頻域描述，以—頻率（f）

為獨(dú)立變量。

3、周期信號(hào)的頻譜具有三個(gè)特點(diǎn)：離散

14，諧波

ft,收斂性。

4、非周期信號(hào)包括準(zhǔn)周期

信號(hào)和瞬態(tài)非周期信號(hào)。

5、描述隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)有

均值4,均方值“J,方差

6、對(duì)信號(hào)的雙邊譜而言，實(shí)原譜（幅頻譜）

總是—對(duì)稱,虛頻譜（相頻譜）總是一奇

對(duì)稱。

（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或義表示）

1、各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程一定是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。

(V)

2、信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含相同的

信息量。(，)

3、非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)的。

(X)

4、非周期信號(hào)幅頻譜與周期信號(hào)幅值譜的

量綱一樣。(X)

5、隨機(jī)信號(hào)的頻域描述為功率譜。(V)

(三)簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、求正弦信號(hào)x(/)=x0sincot的絕對(duì)均值Uk|和均

方根值Xrmso

%=7[3⑺"=7J：k。sin祝比=?sincotdt=一關(guān)

"j：x：sin%d=4?T'l-cos_%o

X”啟[2⑺d”'

02'一行

2、求正弦信號(hào)x(t)=x0sin3+(p)的均值4,均方值

I，和概率密度函數(shù)p(x)。

[T]TI2

2

,\(r)dz=l：與2sin2(ft>/+°)d/=^-.'Tn1-cos2(①/+0)d,_

此=懇,o2‘一2

勾

&_2加

P[x<x(t)<x+Ax]=lim—

TtbT

(0=+加2=2△/

P[x<%。)<x+Ar]1

〃(％)=lim=lim工生_工史

Axf0△A->0

AxT。kTodr7rd%(/_%2

3、求指數(shù)函數(shù)x(f)=Ae"(a>O,fNO)的頻譜。

X“匚京言#=、=篝等

|x(/)|=k

擊2+(2萬(wàn)/)2

(p(f)=arctan--------=一arctan2兀f

ReX(/)

f

單邊指數(shù)衰減信號(hào)頻譜圖

/2

4、求被截?cái)嗟挠嘞液瘮?shù)M，）=片如叱；的

傅立葉變換?！?/p>

1

2萬(wàn)1丁2

=J_j7/3+叱）4+J_[7小3-叼）4

J-r

4^4萬(wàn)J_7

T7

=—sine（（D+G）QH---sinc（G—G）Q

27r2打

5、求指數(shù)衰減振蕩信號(hào)x（Z）=e~atsinco^t（a>0,/>0）的

圖1.23題1-5圖

方法一，直接根據(jù)傅里葉變換定義來(lái)求。

fOO..

X(M=「x(t)e-JMtdt

J—00

00

廣a，,J?,

=￡e~sinco0t-e~dt

-(a+j(o)t,J_

ee兩'）力

.I

-(a+j(o-ja))t

J-("+/。+陽(yáng))”Q

2JoL)dt

~(a+ja)+j(o0)t-(a+j(o-jcoa)t

」[*-]--------------------------------

2~(a+ja)+jco0)(a+jco-ja)0)

2Cl+J(69+69Q)Cl+j^CO—69Q)

g

〃~+69Q—CO+j2cle0

第一章信號(hào)及其描述

(一)1、信號(hào)；2、時(shí)間(t),頻率(f)；3、

離散性，諧波性，收斂性；4、準(zhǔn)周期,

瞬態(tài)非周期；5、均值小均方值

方差a」；6、偶，奇；

(二)1、J；2、V；3>X;4、X;5、V；

(三)1、/，窄；2、0,左，——一；3、

71V2271X()cos(cot+(P)

；4、Tsinc((24+4)T)+Tsinc((2科—4)T)；

a+J27rf

5、_____,:

a2-4/r2f2-co^+j47ifa,

第二章測(cè)試裝置的基本特性

(一)填空題

1、某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為小加)=占，

2ja>+1

輸入信號(hào)x(7)=sin；,則輸出信號(hào)y⑺的頻率為

CD-_1/2_幅值y=1/V2—，相位作

-450______o

2、為亍袤落測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分

析方法有傅里葉變換法

和濾波器法O

3、當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的輸出網(wǎng)與輸入初之間的關(guān)

系為y（t）=Aox（t-to）時(shí)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)

測(cè)試。此時(shí)，系統(tǒng)的頻率特性為“小

2刖。O

4、傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所

感知的被測(cè)量越小。

5、一個(gè)理想的測(cè)試裝置，其輸入和輸出之間

應(yīng)該具有線性關(guān)系為最佳。

（二）選擇題

1、不屬于測(cè)試系統(tǒng)的靜特性。

（1）靈敏度（2）線性度（3）回程誤

差（4）阻尼系數(shù)

2、從時(shí)域上看，系統(tǒng)的輸出是輸入與該系統(tǒng)

響應(yīng)的卷積。

（1）正弦（2）階躍（3）脈沖

（4）斜坡

3、兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為0⑼和°,㈤，則兩環(huán)

節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系統(tǒng)，其相頻特性

為________O

（1%30式⑼（2%⑷+Q⑷⑶就合

(4)Q](⑼-。2(⑼

4、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)

量O

(1)存在，但＜5%(2)存在,

但vl

(3)在時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在(4)不存

在

5、忽略質(zhì)量的單自由度振動(dòng)系統(tǒng)是

系統(tǒng)。

(1)零階(2)一階(3)二階(4)

高階

6、一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是o

(1)固有頻率(2)線性度(3)時(shí)間常

數(shù)(4)阻尼比

7、用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)態(tài)特性參

數(shù)，可取輸出值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值倍所

經(jīng)過(guò)的時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。

(1)0.632(2)0.865(3)0.950(4)

0.982

(三)判斷對(duì)錯(cuò)題(用J或義表示)

1、一線性系統(tǒng)不滿足“不失真測(cè)試”條件，

若用它傳輸一個(gè)1000Hz的正弦信號(hào)，則必

然導(dǎo)致輸出波形失真。（義）

2、在線性時(shí)不變系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零

時(shí)，系統(tǒng)的輸出量與輸入量的拉氏變換之比

稱為傳遞函數(shù)。（V）

3、當(dāng)輸入信號(hào)加一定時(shí)，系統(tǒng)的輸出y⑺將完

全取決于傳遞函數(shù)”⑸，而與該系統(tǒng)的物理模

型無(wú)關(guān)。（V）

4、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)態(tài)特性均

相同。（J）

5、測(cè)量裝置的靈敏度越高，其測(cè)量范圍就越

大。（X）

6、幅頻特性是指響應(yīng)與激勵(lì)信號(hào)的振幅比

與頻率的關(guān)系。（X）

（四）簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、什么叫系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)

的傳遞函數(shù)有何關(guān)系？

2、測(cè)試裝置的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性各包括

那些？

3、測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什

么？

4、某測(cè)試裝置為一線性時(shí)不變系統(tǒng)，其傳遞

函數(shù)為。求其對(duì)周期信號(hào)

0.005s+1

x(t)=0.5COS10T+0.2cos(l00-45°)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y(t)o

5、將信號(hào)COS〃輸入一個(gè)傳遞函數(shù)為“($)=；

1+TS

的一階裝置，試求其包括瞬態(tài)過(guò)程在內(nèi)的輸

出y⑺的表達(dá)式。

答案：(一)1、1/2,I/正，一45。；2、123；3、傅

立葉變換法，濾波器法；4、A)e"；5、

被測(cè)量；6、線性；

(二)(4)(3)(2)(4)(2)(3)(1)

(三)XVVVXX

(四)略

第三章常用傳感器

(一)填空題

1、屬于能量控制型的傳感器有電阻、電

感、電容、渦流

等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有壓電、

磁電等(每個(gè)至少

舉例兩個(gè))。

2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理

基礎(chǔ)的區(qū)別在于:前者利用金屬絲的幾何變

娶_______引起的電阻變化，后者利用_坐

導(dǎo)體材料的電阻率變

化引起的電阻變化。

3、為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、

線性度及減小外部條件變化對(duì)測(cè)量精度的影

響,實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用差動(dòng)工作

方式。

4、壓電式傳感器的測(cè)量電路（即前置放大

器）有兩種形式：電荷放大器和電

壓_______放大器,后接電荷放大器

時(shí)，可不受連接電纜長(zhǎng)度的限制。

5、渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬

導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的渦電流效應(yīng)o

6、磁電式速度計(jì)的靈敏度單位

是。

7、壓電式傳感器屋利用某些物質(zhì)的壓電

效應(yīng)而工作的。

（二）選擇題

1、電阻應(yīng)變片的輸入為o

（1）力（2）應(yīng)變（3）速度（4）加

速度

2、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠的變化實(shí)現(xiàn)

信號(hào)變換的。

（1）本身物理性質(zhì)（2）體積大?。?）

結(jié)構(gòu)參數(shù)（4）電阻值

3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的

是o

（1）位移（2）材質(zhì)鑒別（3）探傷（4）

非金屬材料

4、變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，

成關(guān)系。

（1）非線性（2）線性（3）反比（4）

平方

5、半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電

阻變化的因素主要是O

（1）長(zhǎng)度（2）截面積（3）電阻率（4）

6、壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變化，將會(huì)

引起傳感器的產(chǎn)生變化。

（1）固有頻率（2）阻尼比（3）靈敏度（4）

壓電常數(shù)

7、在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)

量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是傳

感器。

（1）電容式（2）壓電式（3）電阻式

（4）電渦流式

8、自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙6變化

時(shí)，其靈敏度s與b之間的關(guān)系是：5

⑴4（2）妨（3）底（4）M

9、光電倍增管是利用效應(yīng)制成的

器件。

（1）內(nèi)光電（2）外光電（3）光生伏特（4）

阻擋層

（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量

測(cè)量。（V）

2、渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器

（V）

3、壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率

越寬。（X）

4、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決

于其固有頻率。（X）

（四）簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、哪些傳感器可選作小位移傳感器？

2、渦流傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器

比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能

否測(cè)量大位移量？為什么？

3、電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)

量哪些非電量？

4、電渦流傳感器能否測(cè)量塑料物體移動(dòng)的

位移？若能測(cè)量理由是什么？不能測(cè)量理由

是什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電

渦流傳感器測(cè)量了。

5、壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器

在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？

6、試用雙螺管線圈差動(dòng)型電感傳感器做成

一個(gè)測(cè)力傳感器。

（1）用簡(jiǎn)圖說(shuō)明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡(jiǎn)要

說(shuō)明其作用原理；

（2）兩個(gè)線圈通常應(yīng)該接在什么電路

中？用圖說(shuō)明如何接法。

7、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形

極板半徑-4（所），工作初始極板間距離

=0.3（加陶,介質(zhì)為空氣。問(wèn)：

（1）如果極板間距離變化量△b=±l（/zm）9電

容的變化量AC是多少？

（2）如果測(cè)量電路的靈敏度k、=10（XmV/pF）f

讀數(shù)儀表的靈敏度25（格/mV）在卜3=±l（//m）

時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？

第三章

（一）1、電阻、電感、電容、渦流；壓電、磁

電；2、金屬絲的幾何變形，半導(dǎo)體材

料的電阻率變化；3、差動(dòng)；4、電荷，

電壓,電荷；5、渦電流；6、mv/（m/s）；

7、壓電效應(yīng)。

（二）⑵（3）（4）⑵（3）,（3）（4）（4）（2）

（三）JVXX

（四）略

第四章信號(hào)調(diào)理、記錄和顯示

（一）填空題

1、電橋的作用是把電感、電阻、電容的變化

轉(zhuǎn)化為電壓或電流輸出的裝置。

2、在橋式測(cè)量電路中，按照激勵(lì)電壓

的性質(zhì)，電橋可分為直流和交流電橋。

3、在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)工作時(shí)阻抗參與

變化的橋臂數(shù)可將其分為半橋

與全橋測(cè)量電路。

4、調(diào)幅是指一個(gè)高頻的正（余）弦信號(hào)與被

測(cè)信號(hào)相乘，使高頻信號(hào)的幅值隨被

測(cè)信號(hào)的變化而變化。信號(hào)調(diào)幅波可

以看作是載波與調(diào)制波的—相

乘O

5、調(diào)頻波的解調(diào)又稱為鑒頻。

6、調(diào)頻是利用信號(hào)電壓的幅值控

制一個(gè)振蕩器，使其輸出為等幅波，而頻率

與信號(hào)電壓成正比。

7、常用濾波器的上、下截止頻率（、%的定

義為幅頻特性曲線降為最大值的%上倍時(shí)

對(duì)應(yīng)的頻率為截止頻率

其帶寬3=3=%-幾，若為倍頻程濾

=2/o

波器/與fc2的關(guān)系為_fc2rl

8、RC低通濾波器中RC值愈一大，

則上截止頻率愈低。

（二）選擇題

1、設(shè)有一電路，飛是工作橋臂，R29%，氏是

固定電阻，且R、=R?=&=&。工作時(shí)+2A/?|f

則電橋輸出電壓一（）。/為電橋的電源

電壓。

（1）組e。（2）也e。（3）/。（4）

4凡°2/？,°%°

2A/?.

k

2、調(diào)幅過(guò)程相當(dāng)于在時(shí)域中將調(diào)制信號(hào)與載波

信號(hào)o

（1）相乘（2）相除（3）相加

（4）相減

3、電路中鑒頻器的作用是o

（1）使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓（2）

使電感量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫?/p>

（3）使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?）

使頻率轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?/p>

4、一選頻裝置，其幅一頻特性在了「8區(qū)間近

于平直，在力-。區(qū)間急劇衰減，這叫

濾波器。

（1）低通（2）高通（3）帶通（4）

帶阻

5、一帶通濾波器，其中心頻率是布-3dB帶

寬是B,則濾波器的品質(zhì)因數(shù)。等

于o

⑶⑷

（1）fo+B（2）f0-Bf°Bf0/B

（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、平衡純電阻交流電橋須同時(shí)調(diào)整電阻平

衡與電容平衡。（V）

2、調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。

（X）

3、帶通濾波器的波形因數(shù)2值越大，其頻率

選擇性越好。（X）

4、將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或

帶阻濾波器。（V）

（四）簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、何謂電橋平衡？要使直流電橋平衡，橋臂

參數(shù)應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么

條件？

2、,調(diào)幅波的解調(diào)方法有哪幾種？

3、抗混濾波器的作用是什么？它選用何種

濾波器？其截止頻率如何確定？

4、相關(guān)濾波器的的基本原理是什么？舉例

說(shuō)明其工程應(yīng)用。

5、以阻值R=I20Q,靈敏度s=2的電阻絲應(yīng)變片

與阻值為⑵。的固定電阻組成電橋，供橋電壓

%=3V,若其負(fù)載電阻為無(wú)窮大，應(yīng)變片的應(yīng)

變￡=200Q6/6,O

(1)求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。

(2)求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度

6、若x?)為調(diào)制信號(hào),y(/)=cos2G為載波，/?)為

調(diào)幅波(如圖所示)

(1)利用傅里葉變換性質(zhì)說(shuō)明調(diào)幅過(guò)程的

原理。

(2)畫出載波與調(diào)幅波的雙邊頻譜圖。

第四章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄

(一)1、電壓或電流；2、激勵(lì)電壓；3、橋臂

數(shù)；4、相乘，相乘；5、鑒頻；6、幅

值，頻率；7、幅頻特性曲線降為最大

值的兄倍時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為截止頻率；

B=fc2~fci；fc2=2fcl,8、大；

(二)(1)(1)(3)(2)(4)

(H)VXXV

(四)略

第五章信號(hào)處理初步

(一)填空題

1、為了識(shí)別信號(hào)類型，常用的信號(hào)分析方法

有概率密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)。

2、為了獲得測(cè)試信號(hào)的頻譜，常用的信號(hào)分

析方法有帶通濾波法、

和傅立葉變換法。

3、在數(shù)字信號(hào)處理中，為避免頻率混疊，應(yīng)

使被采樣的模擬信號(hào)成為有限帶

寬__，還應(yīng)使采樣頻率滿足采樣定理即

A>2,/；O

4、如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz,為了

防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣

頻率應(yīng)該大于100Hzo

5、若x(t)是均值為a為零的寬帶隨機(jī)信號(hào)

其自相關(guān)函數(shù)1=0時(shí)Rx(T)

d，Tf8時(shí)Rx(T)

0o

6、―相干函數(shù)—用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信

號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。

7、若某一信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為Acos即），則該

信號(hào)的均方值為，均方根值

8、最常用的功率譜估計(jì)方法為周期圖

9、工荔信號(hào)的—功率密度—沿頻率軸的

分布，|x（川稱為—能譜。

10、巴塞伐爾定理表示在一時(shí)域_中計(jì)算的

信號(hào)總能量，等于在—頻域—中計(jì)算的信號(hào)

總能量。

（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。

（X）

2、A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，則量化誤差越小。

3、對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全

避免柵欄效應(yīng)。（V）

4、窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度

越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。

(V)

5、互相關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。(XX)

6、利用系統(tǒng)輸入x(t)與輸出y(t)的自功率

譜密度函數(shù)，可求該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。

(X)

7、若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入-輸出的相

干函數(shù)一定為10(X)

(三)簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、已知信號(hào)x(f)cos(69/+/)+&sin(6y2r+/,求信

號(hào)的自相關(guān)函數(shù)&⑺,并畫出自功率譜邑⑻

(雙邊幅值譜)。

2、求頻率相同的單位方波和正弦波的互相

關(guān)函數(shù)。

3、相關(guān)濾波器的基本原理是什么？舉例說(shuō)

明其工程應(yīng)用。

4、試根據(jù)一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖形，討論

如何確定該信號(hào)中的常值分量和周期成分。

5、某一系統(tǒng)的輸入信號(hào)為x(t),若輸出y(t)

與輸入x(t)相同，輸入的自相關(guān)函數(shù)&⑺和輸

入一輸出的互相關(guān)函數(shù)勺⑺之間的關(guān)系為

&(r)=K(7+T)，試說(shuō)明該系統(tǒng)起什么作用？

6、應(yīng)用巴塞伐爾定理求匚si+(皿的積分值。

第五章信號(hào)處理初步

（一）1、概率密度函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)；2、帶

通濾波法，傅立葉變換法；3、有限帶

寬，x>2//,；4、100；5、小0；6、相

干函數(shù)；7、A8、周期圖法；9、

功率密度，能譜；10、時(shí)域，頻域；

（二）1、X；2、3、4、J；5、X;

6、X;7、X;

(三)1、R"）=+?-COS助T+g-COS02T,

Sv(co)=A2++^)]+\S(ct)-co2)+S((v+a)2)]

/、7?（r）=—siller；

tv71

3、同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)；

4、信號(hào)的常值分量為其自相關(guān)函數(shù)均

值的開方，周期成分與其自相關(guān)函數(shù)周

期成分的頻率相同、幅值成比例關(guān)系；

5、該系統(tǒng)的作用是使信號(hào)幅值不變、

相位提前T；

6、[sinc2(t)dt=7i~['T\df-TT\

J-oo

第六章振動(dòng)測(cè)試

(一)填空題

1、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫

振動(dòng)，位移共振頻率小于系統(tǒng)固有頻

率,速度共振頻率等于系統(tǒng)固有頻率,

加速度共振頻率大于系統(tǒng)固有頻率。

2、單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受迫

振動(dòng)，在相位共振處位移始終落后于激振力

度。

3、單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振

動(dòng)，當(dāng)激振頻率遠(yuǎn)大于固有頻率時(shí),

質(zhì)量塊和殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和基礎(chǔ)振動(dòng)近

于相等。

4、激勵(lì)方式分為穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)

激振，瞬態(tài)激振。

5、按所測(cè)的振動(dòng)性質(zhì)可將拾振器分為

相對(duì)式和絕對(duì)式。

6、阻抗頭的前端是—力傳感器后面是

測(cè)量激振點(diǎn)響應(yīng)的—加速度計(jì)o

7、壓電式傳感器的測(cè)量電路（即前置放大

器）有兩種形式：電荷放大器和電壓放大器

8、機(jī)械系統(tǒng)的主要振動(dòng)參數(shù)是—固有頻

率，阻尼比，振型。

9、相對(duì)法校準(zhǔn)傳感器時(shí)，經(jīng)國(guó)家計(jì)量等部門

嚴(yán)格校準(zhǔn)過(guò)的傳感器起著“振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳遞”

的作用，稱為參考傳感器。

（二）判斷對(duì)錯(cuò)題（用J或X表示）

1、壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻

率越寬。（X）

2、磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決

于其固有頻率。（X）

3、壓電式加速度計(jì)手持探針?lè)y(cè)振時(shí)，加速

度計(jì)的使用上限頻率最低。（V）

4、壓電式加速度計(jì)的重量越輕，使用上限頻

率越高，靈敏度越低。（V）

5、渦流位移傳感器屬于絕對(duì)式拾振器。

（X）

6、低頻激振時(shí)，激振器的安裝固有頻率應(yīng)比

激振頻率高3倍以上。（V）

7、快速正弦掃描激振屬于寬帶激振法。

(V)

8、脈沖錘的錘頭越軟，則激勵(lì)的頻率范圍越

大。(X)

9、在振動(dòng)測(cè)試中，測(cè)得的激勵(lì)和響應(yīng)之間的

相位差包括了測(cè)試系統(tǒng)中所有儀器的相移。

(V)

(三)簡(jiǎn)答和計(jì)算題

1、對(duì)單自由度系統(tǒng)質(zhì)量塊受力所引起的受

迫振動(dòng)，分別寫出其位移頻響函數(shù)、速度頻

響函數(shù)、加速度頻響函數(shù)。

2、對(duì)單自由度系統(tǒng)基礎(chǔ)位移所引起的受迫

振動(dòng)，分別寫出其相對(duì)位移頻響函數(shù)、絕對(duì)

位移頻響函數(shù)。

3、對(duì)于壓電式加速度計(jì)，畫出其工作原理

圖，并說(shuō)明為什么其上限頻率取決于固有頻

率？

4、對(duì)于磁電式絕對(duì)速度計(jì)，畫出其工作原理

圖，并說(shuō)明為什么其下限頻率取決于固有頻

率？

5、如何用實(shí)頻曲線估計(jì)系統(tǒng)的固有頻率和

阻尼比？畫圖說(shuō)明。

第六章振動(dòng)的測(cè)試

（一）1、小于，等于，大于；2、90；3、遠(yuǎn)大

于；4、穩(wěn)態(tài)正弦激振，隨機(jī)激振，瞬

態(tài)激振；5、相對(duì)式，絕對(duì)式；6、力傳

感器，加速度計(jì)；7、電荷放大器，電

壓放大器；8、固有頻率，阻尼比，振

型；9、參考。

二）1、X;2、X；3、4、V；5、X；6、

7、J；8、X;9、V；

一、填空（每空1份，共20分）

1.測(cè)試技術(shù)的基本任務(wù)是獲取

有用的信

Mo

2.從時(shí)域看，系統(tǒng)的輸出是其輸入與該系統(tǒng)

脈沖響應(yīng)函數(shù)的卷積。

3.信號(hào)的時(shí)域描述，以時(shí)間（t）為

獨(dú)立變量；而信號(hào)的頻域描述，以頻率（f

或w）為獨(dú)立變量。

4.如果一個(gè)信號(hào)的最高頻率為50Hz,為了

防止在時(shí)域采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，采樣

頻率應(yīng)該大于100Hzo

5.在橋式測(cè)量電路中，根據(jù)其激勵(lì)電壓

的性質(zhì)，可將其分為直流電橋與交流電橋。

6.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主

要區(qū)別在于：前者利用導(dǎo)體機(jī)械變形

引起的電阻變化，后者利用半導(dǎo)體電

阻^^_變化引起的電阻變化。

7.壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的壓電

效應(yīng)而工作的。

8.帶通濾波器的上下限截止頻率為丘2、fcp

其帶寬B=_/c2-/cl__;若其帶寬為1/3倍頻

程則fc2=_V2_fclo

9.屬于能量控制型的傳感器

有、等。

10根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為

調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相。

11相關(guān)濾波的工作原理是一同頻相關(guān)不同頻

不相關(guān)/同頻檢測(cè)原理。

12測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性可以用傳遞

函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)和脈沖響

應(yīng)—函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。

二、選擇題（把正確答案前的字母填在空格上,

每題1分，共10分）

1.不能用確定的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的信號(hào)是

D信號(hào)。

A復(fù)雜周期B非周期C瞬

態(tài)D隨機(jī)

2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程必須

Bo

A連續(xù)B統(tǒng)計(jì)特征與時(shí)間無(wú)關(guān)C各

態(tài)歷經(jīng)D統(tǒng)計(jì)特征等于時(shí)間平均

3.一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是

CO

A固有頻率B阻尼比C

時(shí)間常數(shù)D靈敏度

4.系統(tǒng)在全量程內(nèi)，輸入量由小到大及由大

到小時(shí)，對(duì)于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)數(shù)

值不同的輸出量之間的最大差值稱為

Ao

A回程誤差B絕對(duì)誤差C相

對(duì)誤差D非線性誤差

5.電阻應(yīng)變片的輸入為Bo

A力B應(yīng)變C速度

D加速度

6.D用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的輸出信

號(hào)和輸入信號(hào)之間的因果性。

A傳遞函數(shù)B互相關(guān)函數(shù)C互譜

密度函數(shù)D相干函數(shù)

7.為使電纜的長(zhǎng)短不影響壓電式傳感器的

靈敏度,應(yīng)選用B放大器。

A電壓B電荷C微分

D積分

8.在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量

而且不受油污等介質(zhì)影響的D是

傳感器。

A電容式B壓電式C電

阻式D電渦流式

9.信號(hào)分析設(shè)備可分析的頻率低于磁帶記

錄儀記錄信號(hào)的頻率，可將磁帶

B,也可達(dá)到分析的目的。

A重放速度放快B重放速度放慢

C重放速度不變D多放幾次

10.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)中，超調(diào)量

Do

A存在，但＜5%B存在，但vlC在

時(shí)間常數(shù)很小時(shí)存在D不存在

三、判斷題(用J或X表示，在正確的題目對(duì)

應(yīng)的括號(hào)里填J,反之填義，每題1分，共

10分)

1.(F)非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。

2.(T)傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其動(dòng)

態(tài)特性均相同。

3.(F)調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊

加。

4.(T)渦流傳感器屬于有源傳感器。

5.(T)滑線變阻器式傳感器不適于微小

位移量的測(cè)量。

6.(T)窗函數(shù)頻譜的主峰瓣越窄，旁瓣

幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。

7.(F)恒帶寬濾波器的中心頻率越高，

其帶寬越寬。

8.(T)隨機(jī)激振屬于寬帶激振法。

9.(F)壓電式加速度計(jì)的靈敏度越高，

其工作頻率越寬。

10.(T)若系統(tǒng)是完全線性的，則輸入輸出

的相干函數(shù)一定為1。

四、簡(jiǎn)答題(每題5分，共30分)

1.已知周期方波的傅立葉級(jí)數(shù)展開式為

sincoGt+-sin3a)ot+-sin5co0t+???

試?yán)L出該周期方波的單邊幅值譜，并說(shuō)明

其頻譜特點(diǎn)。

8A

3兀8A

55

頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性、遞減

2.二階測(cè)試裝置的兩個(gè)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是什

么？為了實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試，如何確定其取值

范圍？

固有頻率金,）和阻尼比（D為了實(shí)現(xiàn)不

失真,阻尼比（。取值0.6~0.8;工作頻率

取值小于等于0.58%

3.何謂不失真測(cè)試？實(shí)現(xiàn)測(cè)試不失真的測(cè)

試裝置的幅頻和相頻特性應(yīng)如何？

輸出y（t）與輸入x（t）滿足關(guān)系

y（t）=Aox（t-to）,其中Ao和to為常數(shù)，

則為不失真測(cè)試。

實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的測(cè)試裝置的

幅頻特性為人（幻）=距=常數(shù)

相頻特性為6

4.信號(hào)的預(yù)處理包括那些環(huán)節(jié)？

（1）電壓幅值調(diào)理（或者放大）

（2）濾波（或者濾去高頻）

（3）隔離直流分量（或者隔直）

（4）如原信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，則應(yīng)先進(jìn)行解調(diào)

（或者解調(diào)）

5.為什么在動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上除了設(shè)有電

阻平衡旋鈕外，還設(shè)有電容平衡旋鈕？

動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采用的是純電阻交流電橋,

即使各橋臂均為電阻，由于導(dǎo)線間存在分布電

容，相當(dāng)于在各橋臂上并聯(lián)了一個(gè)電容，因此,

除了電阻平衡外，還須有電容平衡。

6.測(cè)得兩個(gè)同頻正弦信號(hào)的相關(guān)函數(shù)波形

如圖1,問(wèn)：

圖1

(1)這一波形是自相關(guān)函數(shù)還是互相

關(guān)函數(shù)？為什么？

(2)從波形中可以獲得信號(hào)的哪些信

息？

(1)互相關(guān)函數(shù)，因?yàn)槭欠瞧娣桥己瘮?shù)。

(2)頻率信息：正弦波形的頻率與此波形

頻率相同

相位信息：兩正弦波形之間的相位差

就是此波形中的初相位

幅值信息：此波形的振幅是兩個(gè)正弦

波振幅乘積的一半

五、計(jì)算題(共14分)

1.(6分)已知低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)

為

1

“⑼=,式中T=0.05s

1+jCDT

當(dāng)輸入信號(hào)為x(t)=0.6cos(60r)+0.5cos(l00-45°),

求濾波器的穩(wěn)態(tài)輸出y⑺o

解：x(f)=0.6cos(60f)+0.5cos(l00-45°)

xQ)=0.6cos(60f)fx2(t)-0.5cos(l00-45°)

根據(jù)線性系統(tǒng)頻率保持性和幅頻相頻

特性

A(cy)=VI----，0(。)=-tan(r&))

/弋1+?助-

由例=60,可以得到：

4⑷)=/11=0.316

{1+(0.05x60)2

叭co、)=-arctg(ra))=-arctg(0.05x60)=-71.565°

必(/)=0.6x0.316cos(6。-71.5653)=0.1896cos(6。-71.565°)

由02=1。。，可以得到：

A(a)2)=i1==0.196

71+(0.05x100)2

江牡)=-arctg(va>)=-arctg(0.05x10Q)=-78.69P

%⑺=0.196x0.5cos(l0(1-45°-78.69°)=0.098cos(lOO-123.69°)

由線性系統(tǒng)的疊加性可得

3

y(t)=必(f)+y2(t)=0.1896cos(68-71.565)+0.098cosQOO-123690)

2.(4分)有一^信號(hào)x(r)=Acos(〃+0),初始相角

9為一隨機(jī)變量；

試求1)求其自相關(guān)函數(shù)；2)確定其均

值和方差。

解：自相關(guān)函數(shù)：Rx(r)=lim^￡x(r)-x(t+r)dt

_1rT

-lim—J。Acos(cotAcos[a)(t+r)+(p)\dt

___A?

=——cos(67r)

均2值：

=JJ點(diǎn)M，)"kJJ%Acos(初+夕)勿=0

"'2-T

)::4,12oA2

萬(wàn)差：^,v2=—J7i[XO-^.v^dt=-r

7o—2

3.（4分）以阻值R=120Q,靈敏度S=2.5的電阻

絲應(yīng)變片與阻值為⑵Q的固定電阻組成電橋，

供橋電壓為4V,并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大，當(dāng)

應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000座時(shí)，分別求出單臂、

雙臂電橋的輸出電壓

單臂：

6-3

u--w0=-^--u0=—Ssua=—x2.5x1000x10x4=2.5xl0

y4Ra4R0404

V2分

雙臂：

u〃（）=-=—x2.5x1000x10-6x4=5xlO"3V

）2H°2A°202

應(yīng)用題（共16分）

1.（6分）轉(zhuǎn)動(dòng)軸I的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：

2000/60=33.3HZ；

轉(zhuǎn)動(dòng)軸II的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：

1500/60=25HZ；

轉(zhuǎn)動(dòng)軸HI的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為：600/60=10HZ；

與實(shí)驗(yàn)測(cè)得振紋的頻譜圖比較可知軸II

上的齒輪不平衡量對(duì)加工表面的振紋影響

最大。

2.（10分）

（1）（6分）

測(cè)試系統(tǒng)組成框圖：（4分）

壓電力速度傳感勢(shì)

壓電力傳愚舞

測(cè)試過(guò)程（2分）：信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)由功

率放大器放大后傳送給激振器，激振器通過(guò)壓

電式力傳感器對(duì)簡(jiǎn)支梁激振；壓電力傳感器拾

取激振力信號(hào)，壓電加速度傳感器拾取振動(dòng)信

號(hào)，分別經(jīng)電荷放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集系

統(tǒng)，最后由顯示設(shè)備顯示頻率響應(yīng)函數(shù)。

(2)(4分)幅頻特性峰值4對(duì)應(yīng)的頻率為簡(jiǎn)支梁的固

有頻率q；2分

%,2分

圖3(b)

簡(jiǎn)答題

1.什么叫測(cè)試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)？它和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有何關(guān)系?

答：測(cè)試裝置輸出信號(hào)的傅里葉變換和輸入信號(hào)的傅里葉變換之比稱為裝置

的頻率響應(yīng)函數(shù)，若在系統(tǒng)中的傳遞函數(shù)H（s）已知的情況下，令H⑸中的s=jw

便可求得頻率響應(yīng)函數(shù)。

2.測(cè)試裝置的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性各包括那些?

答：靜態(tài)特性：（D線性度，（2）靈敏度，（3）回程誤差，（4）分辨率，（5）

零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移。動(dòng)態(tài)特性：（1）傳遞函數(shù)（2）頻率響應(yīng)函數(shù)，（3）

脈沖響應(yīng)函數(shù)，（4）環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián)。

3.在什么信號(hào)作用下，系統(tǒng)輸出的拉斯變換就是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

答：在單位脈沖信號(hào)作用下，（單位脈沖函數(shù)6（t）=1）＜,

4.為什么電感式傳感器一般都采用差動(dòng)形式?

答：差動(dòng)式電感傳感器具有高精度、線性范圍大、穩(wěn)定性好和使用方便的特

點(diǎn)°

6.對(duì)于有時(shí)延t。的6函數(shù)人a?,它與連續(xù)函數(shù)f（t）乘積的積分

「6”一。）人沖將是什么?

答：對(duì)于有時(shí)延t。的6函數(shù)》=（…。），它與連續(xù)函數(shù)f（t）乘積只有在

t=t。時(shí)刻不等于零，而等于強(qiáng)度為f（t。）的6函數(shù)，在（-8,+8）區(qū)間中

積分則「6%勸=[/<to）

8.巴塞伐爾定理的物理意義是什

么？

在時(shí)域中計(jì)算總的信息量等于在頻

域中計(jì)算總的信息量。

10.說(shuō)明測(cè)量裝置的幅頻特性A（3）和相頻特性力（3）的物理意義。

答：測(cè)量裝置的幅頻特性A（3）是指定常線性系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)的激勵(lì)下，

其穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的幅值比。相頻特性是指穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸入的相位

差。

11.差動(dòng)型變磁阻式電感傳感器在使用時(shí)，常把兩個(gè)線圈接在一個(gè)電橋中，

這樣做有什么優(yōu)點(diǎn)？

答：這樣做使得靈敏度和線性度都提高。

12.用一階系統(tǒng)作測(cè)量裝置，為了獲得較佳的工作性能，對(duì)其時(shí)間常數(shù)T

應(yīng)提出什么要求？指出一種測(cè)量一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T的方式。

答：時(shí)間常數(shù)丁應(yīng)越小越好，測(cè)量方法：頻率響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法。

13.線性系統(tǒng)有哪些主要特性（最少指出3個(gè)）？

答：（1）疊加性，（2）比例性，（3）微分性，（4）積分性，（5）頻率保持

性。

15.一階、二階測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是什么？

答：一階系統(tǒng)特性：（D當(dāng)激勵(lì)頻率3<<1/T時(shí)，A341,輸出輸入幾乎

相等。（2）時(shí)間常數(shù)T是反映一階系統(tǒng)特性的重要參數(shù)，實(shí)際上決定了該裝

置適用的頻率范圍。（3）一階系統(tǒng)的伯德圖可以用一條折線來(lái)近似描述。

二階系統(tǒng)的特性：（D當(dāng)3<<3"時(shí)，H（3）比1,當(dāng)3>>3n時(shí)，H（3）

-0,（2）影響二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)是固有頻率和阻尼比。（3）二階系統(tǒng)

的伯德圖可用折線來(lái)近似描述，（4）在3<<3n段，。（3）很小，且和頻率

近似成正比增加。（5）二階系統(tǒng)是一個(gè)振蕩環(huán)節(jié)。

二、填空題

1.帶通濾波器中心頻率fo=500Hz,其-3dB帶寬B=10Hz,該濾波器的品質(zhì)

因數(shù)Q=50o

2.某一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為=—L,輸入信號(hào)x0）=sin;，

J69+12

則輸出信號(hào)yQ）的頻率為沖=1/2,幅值y=_后/2,相位。=

-450o

3.當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的輸出）0與輸入x（/）之間的關(guān)系為y（f）=-/（））時(shí)，

該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)測(cè)量不失真的頻率特性測(cè)試。此時(shí)，系統(tǒng)的頻率特

性為〃（%）=A。o

4.一個(gè)理想的測(cè)試裝置，其輸入和輸出之間應(yīng)該具有線性關(guān)系為最

佳。

5.測(cè)試系統(tǒng)的幅頻特性是指線性定常系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)的激勵(lì)下，其穩(wěn)態(tài)

輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的幅值比的關(guān)系。

6.傳感器的靈敏度越高，就意味著傳感器所感知的變化量越小。

7.若采樣頻率過(guò)低，不滿足采樣定理，則采樣離散信號(hào)的頻譜會(huì)發(fā)生逸

疊現(xiàn)象。

8.將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成與之相對(duì)應(yīng)的、容易傳輸和處理的信號(hào)的裝置稱

之為傳感器

9.半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng),它的靈敏系

數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)

10.一個(gè)靈敏度為k的測(cè)試裝置，若其輸出y（t）=Aosin（①廿?。?，則輸

入信號(hào)X（t）=OO

11.極距變化型電容式傳感器，極距越小，靈敏度越高。。

12.確定測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量方法有頻率響應(yīng)法和階躍響應(yīng)

―13°光波沿光纖傳播是以—全反射方式進(jìn)行的。

14.周期性信號(hào)的幅值頻率譜是的。

15.獲得非周期時(shí)域信號(hào)的頻譜用傅里葉變換數(shù)學(xué)工具。

19.在測(cè)量扭矩時(shí)，為防止橫向力干擾，貼在軸上的四個(gè)應(yīng)變片必須與軸

線成45度,且四個(gè)片沿圓周呈90角度分布。

21.光電效應(yīng)有三類，即外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)。

22.接在電路中的光敏二極管，在不受光照射時(shí)，處于截止?fàn)顟B(tài);受光

照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。

24.工程中常見(jiàn)的周期信號(hào)，其諧波幅值是隨諧波次數(shù)的增高而逾如

的。

25.在進(jìn)行四臂交流電橋設(shè)計(jì)時(shí)，若某兩個(gè)相對(duì)臂接入電阻，為滿足電橋

平衡條件，另兩相對(duì)臂中一個(gè)用容抗，另一個(gè)用容抗.

26.6函數(shù)的頻譜是均勻譜。

29.用于靜態(tài)測(cè)試的裝置，理想條件下其輸入和輸出之間應(yīng)該具有的

關(guān)系是線性關(guān)系。

31.而域?yàn)槌Ｑb1而信號(hào)，其頻譜是一f=0處有脈沖譜線。

32.某線性系統(tǒng)，設(shè)靈敏度為S,輸入信號(hào)為x(f)=x0sin；,則輸出信號(hào)

>(/)=

SXpsint/2,

33.頻率不同的兩個(gè)正弦信號(hào),其互相關(guān)函數(shù)Rxy(D=0o

四、單項(xiàng)選擇題

1.數(shù)字信號(hào)處理中，采樣頻率fa與被測(cè)信號(hào)中最高頻率fc的關(guān)系應(yīng)為(B)

fa^2fc)o

2.低通濾波器的作用是(B)濾除高頻信號(hào))?

3..用階躍響應(yīng)法求一階裝置的動(dòng)態(tài)

特性參數(shù)時(shí)，可取輸出值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值

的(A)63.2%所經(jīng)過(guò)的時(shí)間

作為時(shí)間常數(shù)。

4.從時(shí)域上看，系統(tǒng)的輸出是輸

入與該系統(tǒng)—(C)脈沖響應(yīng)

的卷積。

5.兩環(huán)節(jié)的相頻特性各為21初和

則兩環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的測(cè)試系

統(tǒng)，其相頻特性為(B)

Qi(M+Q,(⑼o

6.窗函數(shù)在時(shí)域變窄，則其頻域的頻

帶((C)不變)。

7.一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是—(C)

時(shí)間常數(shù)—o

五、設(shè)計(jì)題

1.利用互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，來(lái)測(cè)量輸送帶的運(yùn)動(dòng)速度，

要求按非接觸測(cè)量。畫出系統(tǒng)工作原理圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明系統(tǒng)工作原理。

答：帶表面的反射光經(jīng)透鏡聚焦在相距為d的兩光電池上，當(dāng)帶上某一不

反射點(diǎn)處經(jīng)過(guò)透鏡時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致反射光強(qiáng)度的波動(dòng)，再經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換為電信

號(hào)在進(jìn)行相關(guān)處理。由于兩光電池有間距，故反射光強(qiáng)度的波動(dòng)有時(shí)差，由

互相關(guān)圖上可得處有最大值，這個(gè)‘，”就是時(shí)差，則該鋼帶的運(yùn)動(dòng)

速度

4.利用霍爾元件設(shè)計(jì)一種轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置,畫出設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖并說(shuō)明其工作原

理。

答：將霍爾光元件置于磁場(chǎng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí)，霍爾元件的磁場(chǎng)感應(yīng)

強(qiáng)度也隨之改變，從而改變霍爾元件的電動(dòng)勢(shì)。

5.指出一種測(cè)量圓軸兩端受扭力后的相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形角的方法，畫出示意圖

并說(shuō)明其工作原理。

解：用光電式扭距傳感器，示意圖如下。光電傳感器是轉(zhuǎn)軸上固定的兩圓

盤光柵，如圖所示在未承受扭矩時(shí)兩光柵的明暗處正好互相遮擋，沒(méi)有光線

透過(guò)光柵照到光敏元件，也沒(méi)輸出。當(dāng)轉(zhuǎn)軸受扭矩后，扭矩變形將兩光柵相

對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)一角度，使部分光線透過(guò)光柵照到光敏元件上而產(chǎn)生輸出，扭矩越大

扭轉(zhuǎn)角越大，穿過(guò)光閃的光量越多，輸出越大，從而可測(cè)得扭矩。

六、分析'計(jì)算題

1.x?)為調(diào)制信號(hào)，y?)=cos2"為載波，七“⑺為調(diào)幅波。試畫出載波

與調(diào)幅波(設(shè)調(diào)幅波的頻譜為一關(guān)于縱軸對(duì)稱的三角波)的雙邊頻譜圖。

2.用K型熱電偶測(cè)量溫度時(shí)，已知冷端溫度為20℃,熱電偶的輸出電壓為

14.8mV,試求所測(cè)溫度值。K型熱電偶的分度表如下。

解：設(shè)熱電偶AB的熱電動(dòng)勢(shì)為E?,其導(dǎo)體材料AB的中間溫度為則由

中間溫度定律：EAB(T,To)=EAc(T,Tn)+EcB(Tn,To)

由熱電偶分度表可知：ECB(Tn,To)=ECB(20,0)=0.8niv

而由題意知：輸出電壓EAC(T,Tn)=14.8mv,則E*B(T,TO)=EAC(T,Tn)+ECB(Tn,

To)=O.8+14.8=15.6mv?查熱電偶分度表：所測(cè)溫度值T=380°C。

3..已知某測(cè)試系統(tǒng)傳遞函數(shù)為輸入信號(hào)為x=sin2R時(shí)，

求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出y(t)o

解：利用頻率保持特性：A(3)=1/4l+(T3)2==l/?1+(0.5X231)2

=0.30

力(3)=-acrtg(T<o)=-acrtg(0.5X2n)=-72.34°。則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出:

y(t)=0.3sin(2itt-72.340)

4.用四片靈敏度系數(shù)s=2的應(yīng)變片組成全橋去測(cè)量圖示懸臂梁在力F作用

下截面B出的應(yīng)變，設(shè)四片應(yīng)變片的原始阻值均為120Q,供橋電壓為6V,

電橋輸出電壓為3mV,求截面B處的應(yīng)變值。

解：電橋電壓(輸出)：UKV4(△R7R-△R2/R+AR3/R-△R/R)

當(dāng)各臂應(yīng)變片的靈敏度s相同時(shí)，Uo=￡/4s(e-e2+e