機械工程測試技術(shù)試卷六答案

山東理工大學《機械工程測試技術(shù)》試卷紙〔〕卷學年第學期班級：姓名：學號：…………………裝……………訂…………線………適用專業(yè)考核性質(zhì)閉卷命題教師考試時間100分鐘題號一二三四總分得分評閱人復核人填空題(每空2分，共40分)周期信號的譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整數(shù)倍上。周期信號復指數(shù)函數(shù)形式的幅值譜譜線高度是三角函數(shù)形式幅值譜譜線高度的一般〔或1/2〕。瞬變非周期信號的幅值譜具有密度的量綱。兩個信號卷積以后的頻譜是這兩個信號頻譜的乘積。測量裝置的靜態(tài)特性在實測中是通過靜態(tài)標定過程得到。測量裝置對簡諧信號的穩(wěn)態(tài)響應特性叫做頻率響應特性。假設(shè)給一定常線性系統(tǒng)輸入某一頻率的簡諧信號，那么該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出是一和輸入信號頻率相同的簡諧信號。在采用頻率響應法測量測試裝置的動態(tài)特性時，其輸入信號為簡諧信號。半導體電阻應變片的工作原理主要是利用半導體材料的壓阻效應。極距變化型電容式傳感器適用于較小位移的測量。渦流式傳感器的工作原理是利用金屬導體在交變磁場中的渦電流效應。壓電式傳感器使用電荷放大器時，放大器的輸出電壓幾乎不受連接電纜長度變化的影響。磁阻式磁電傳感器的感應電動勢是由于運動著的物體改變磁路的磁阻而引起。直流電橋適用于電阻式傳感器。調(diào)幅在頻域上是調(diào)制信號頻譜與載波信號頻譜的卷積運算。調(diào)頻是使載波信號的頻率隨調(diào)制信號的大小變化而變化。濾波器按照其工作頻帶可以分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器。假設(shè)采樣頻率過低，不滿足采樣定理，那么采樣離散信號的頻譜會發(fā)生混疊現(xiàn)象。在數(shù)字信號處理中，減小量化誤差的方法是選用輸出位數(shù)足夠的A/D轉(zhuǎn)換器。在數(shù)字信號處理中，對周期信號進行整周期截取，可有效地抑制柵欄效應。單項選擇題〔從每題的4個備選答案中選出1個正確答案或最適宜的答案，將其代碼填在題干中的括號內(nèi)。每題2分，共20分〕1．信號屬于〔C〕信號。 A．非確定性B．周期C．確定性D．數(shù)字2．周期信號的頻譜是離散的；頻譜離散的信號〔D〕。 A．一定是周期信號B．各諧波分量的頻率比一定是有理數(shù) C．各諧波分量的頻率一定是基頻的整數(shù)倍D．不一定是周期信號3．瞬變非周期信號的頻譜是〔A〕。 A．連續(xù)的B．離散的C．基頻的整數(shù)倍D．前述答案都不對4．頻率響應函數(shù)是描述系統(tǒng)的〔A〕和其穩(wěn)態(tài)輸出的關(guān)系。 A．簡諧輸入B．階躍輸入C．脈沖輸入D．任意輸入5．對二階系統(tǒng)，為得到最寬的不失真工作頻段，其阻尼比應選在〔B〕左右。 A．0.1B．0.7C．1D．6．以下傳感器屬于結(jié)構(gòu)型傳感器的是〔D〕。 A．熱電偶B．霍爾式傳感器C．光敏電阻D．面積變化型電容式傳感器7．壓電式傳感器不能用于〔C〕。 A．測力B．測加速度C．秤人體重量D．聲發(fā)射測量8．電橋電路適合于〔C〕傳感器。 A．壓電式B．磁電式C．電容式D．熱電偶式9．調(diào)幅是使載波信號的〔〕隨調(diào)制信號的大小變化而變化。 A．相位B．頻率C．幅值D．脈寬10．數(shù)字信號處理中，在對時域信號進行截斷時，會產(chǎn)生〔B〕現(xiàn)象。 A．量化誤差B．泄漏C．頻譜帶寬減小D．柵欄效應三、問答題〔每題5分，共20分〕 1．某周期信號的頻譜圖如題3-1圖所示，請根據(jù)該頻譜圖寫出信號的時域表達式。解答：或AAn(f)0f(Hz)10203010.50.3幅頻圖題3-1圖2030-30o-45o相頻圖φn(f)010f(Hz) 2．某測試裝置的輸出y(t)與輸入x(t)之間的關(guān)系為y(t)=A0x(t)〔其中A0為常數(shù)〕，問該測試裝置是否滿足不失真條件？為什么？ 解答：滿足不失真測試條件。 因為輸出波形與輸入波形完全一樣且無延遲，只是幅度放大到A0倍。 3．壓電式傳感器的測量電路有哪幾種？它們的主要作用是什么？ 解答：測量電路有電壓放大器和電荷放大器兩種； 主要作用：1〕放大壓電傳感器輸出的微弱信號；2〕將壓電傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出。 4．什么是數(shù)字信號處理？簡述數(shù)字信號處理的一般步驟。 解答：數(shù)字信號處理使用數(shù)字方法處理信號，它既可以在通用計算機上借助程序來實現(xiàn)，也可以用專用信號處理機來完成。 步驟：預處理A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號處理器或計算機分析處理輸出結(jié)果。四、計算題〔每題5分，共20分〕 1．假設(shè)某周期信號由頻率分別為40Hz、60Hz、80Hz、100Hz的同相正弦信號疊加而成，求該周期信號的周期。 解：周期信號的頻率是各次諧波頻率的最大公約數(shù)，所以 f0=20Hz〔3分〕 所以周期信號的周期為 T0=1/f0=1/20=0.05s〔2分〕 答：該周期信號的周期為0.05s。 2、設(shè)某一階測量裝置的傳遞函數(shù)為，假設(shè)輸入信號為，求該測量裝置的穩(wěn)態(tài)響應。 解：，，〔1分〕 ，〔2分〕所以穩(wěn)態(tài)響應為 〔2分〕 答： 3．有一鋼板原長為L=1m，其彈性模量E=211010Pa。用BP-3型金屬箔式應變片(原始阻值R=120Ω，靈敏系數(shù)Sg=2)測出鋼板在力F作用下的拉伸應變?yōu)?000。求鋼板的伸長量ΔL、應力σ和應變片的電阻變化值ΔR。 解：，〔1分〕 〔1分〕 〔3分〕 答： 4．載波y(t)＝cos20000t，調(diào)制信號x(t)＝100+80cos1000t+40cos3000t。試求： 1〕調(diào)幅波xm(t)所包含的各諧波分量的頻率及幅值； 2〕繪出調(diào)制信號與調(diào)幅波的頻譜。 解： 1〕xm(t)=100cos20000t+40cos9500t+40cos10500t+20cos8500t+20cos11500t〔1分〕 各頻率分量的頻率/幅值分別為：10000Hz/100，9500Hz/40，10500Hz/40，8500Hz/20，11500Hz/20?！?分〕 2〕調(diào)制信號x(t)=100+80cos1000t+40cos3000t，各分量頻率/幅值分別為：0Hz/100，500Hz/80，1500Hz/40。調(diào)制信號與調(diào)幅波的頻譜如下圖?！?分〕ff0An(