四川农业大学远程教育现代机械测试技术复习题.docx
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四川农业大学远程教育现代机械测试技术复习题
四川农业大学远程教育现代机械测试技术复习题
（含答案）
课程代码352294）
一、单项选择题
1带通滤波器所起的作用是只允许（）通过。
a.低频信号b.高频信号c.某一频带的信号d.所有频率分量信号
2要测量x（t）=50Sin40πt+10Sin200的0振π动t位移信号，为了尽量减少失真，应采用（）
的惯性加速度计。
b.采样、量化、计算
c.平移、反褶、相乘
d.编码、传输、解码
将被测机械量转换成。
（）
b.压电效应，电压变化
d.热阻效应，电阻变化
7电阻应变式传感器是利用金属的
a.电阻应变效应，电阻变化c.热电效应，电流变化
8在下列传感器中，将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是（）。
a.压电式传感器
b.电容式传感器
c.自感式传感器
d.电阻式传感器
9若瞬变信号xt
的傅立叶变换为Xf
，则信号yt
t
x
3
的频谱为（）。
1
f
b.Yf
f
a.YfX
3Xf
3
3
3
1
c.YfX
3
3f
d.Yf
3X3f
10调制可以看成是调制信号与载波信号
（）。
a.相乘
b.相加
c.相减
d.相除
11数字信号的特征是（）。
a.时间上连续幅值上离散b.时间上离散幅值上连续
c.时间上和幅值上都连续d.时间上和幅值上都离散
12（）一起构成现代信息的3大支柱。
）。
反映测试系统的传输和响应特性只反映测试系统的特性
关于传递函数的特点，下列叙述不正确的是（
a.与具体的物理结构无关b.
c.
d.
与输入有关线性系统的迭加原理表明（）。
a.加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响
b.系统输出响应的频率等于输入激励的频率
c.一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数
d.以上都不对
付氏级数中各系数表示各谐波分量的（）。
在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是（）。
14
15
16
为
17
18
19
20
21
22
23
24
任意函数和δ函数的卷积，就是（a.将该函数在自己的横轴上分散到
）。
δ函数所对应的位置
27把连续时间信号进行离散化时产生混叠的重要原因是（）。
a.记录时间太长
c.记录时间太短
28在一测试系统中，被测信号频率为1000Hz，幅值为4V，另有两干扰信号分别为2000Hz、
8V和500Hz、2V，则利用（）提取有用信号
、简答题
1轿车中需要用到许多传感器，试写出其中用到的八种传感器？
2什么叫调制？
什么叫解调？
在测量中为何要将信号先调制然后解调？
3采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前，必须对所获取的模拟信号进行哪些预处理工作？
4测试信号数字化处理的基本步骤是什么？
5实现不失真的条件是什么？
试分别叙述一阶、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试？
6试述传感器选用的一般原则。
7简述采样定理是什么？
8说明在应变测量技术中信号的转变历程包括哪些？
9传感器采用差动形式有什么优点？
试举例说明。
10
根据滤波器的选频作用，一般讲滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。
并列出实际滤波器的基本参数。
11试说明：
有效地完成一项工程测试（测动态量）一般要进行哪些工作
12调幅时，载波、调制信号及已调制波的关系如下图所示，请完成波形。
时域频域
1
ym（t）x（t）cos2f0tYm（f）X（ff0）X（ff0）
2
频域谱图
时域波形
调幅过程示意
并求出幅值误差和相位误差。
2.有一薄壁圆管式拉力传感器如下图所示。
已知其弹性元件材料的泊松比为0.3，电阻应变
片R1、R2、R3和R4阻值相同，且灵敏系数均为2，应变片贴片位置如图所示，若受拉力P作用，问：
（1）欲测量拉力P的大小，应如何正确组成电桥？
请画出相应电桥。
（2）当拱桥电压ei2V，12300时，输出电压eo是多少？
（1110）
3
图2为动态电阻应变仪的原理框图，请分析并解释说明其原理。
4
复习题答案
一、单项选择题
1.c
2.b
3.a
4.b
5.b
6.a
7.a
8.b
9.d
10.a
11.d
12.c
13.bd
14.a
15.c
16.a
17.c
18.a
19.c
20.b
21.d
22.b
23.b
24.b
25.d
26.d
27.b
28.c
29.a
30.a
、简答题
1轿车中需要用到许多传感器，试写出其中用到的八种传感器？
答：
速度传感器，转速传感器，加速度传感器，温度传感器，距离传感器，湿度传感器，振动传感器，接近传感器，车高位传感器，安全带控制水银开关，碰撞传感器，液位传感器，车灯磁簧开关等等
2什么叫调制？
什么叫解调？
其目的是什么？
答：
把缓慢变化的信号变为频率适当的交流信号的过程称为信号调制；把调制过的交流信号还原到原来的信号的过程称为解调。
调制的目的是为了实现缓变信号的传输，特别是远距离传输；提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比。
解调的目的是恢复所需要的缓变信号。
3采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前，必须对所获取的模拟信号进行哪些预处理工作？
答：
①如果处理前为调制信号首先要进行解调，如果不是调制信号则不需要解调；②抗混滤波；③消除直流分量（当测试信号中不应有直流分量时）；④电压幅值处理，使幅值适应于A/D转换器的动态范围。
4测试信号数字化处理的基本步骤是什么？
（可用框图表示）
5实现不失真的条件是什么？
试分别叙述一阶、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试？
答：
测试装置实现不失真测试的条件是：
A（）A0常数，（）t0。
为能满足上述条件，对于一阶装置，时间常数原则上越小越好；对于二阶装置，一
般选取0.60.8,00.58n。
6试述传感器选用的一般原则。
答:
①与测量条件有关的因素：
测量的目的；被测量的选择；测量范围；被测量的幅值和频率；精度要求；时间要求。
2与传感器有关的指标：
选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式6个方面的问题。
3与使用环境有关的因素：
安装现场条件；环境条件；信号传输距离；测试现场的功率容量等。
4与采购和维修有关的因素：
价格；零配件的储备；售后服务；交货日期等。
7简述采样定理是什么？
。
答：
为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。
这是采样的基本法则，称为采样定理。
需要注意的是，在对信号进行采样时，满足了采样定理，只能保证不发生频率混叠，只能保证对信号的频谱作逆傅立叶变换时，可以完全变换为原时域采样信号xs（t），而不能保
证此时的采样信号能真实地反映原信号x（t）。
工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率
成分的3到5倍。
8说明在应变测量技术中信号的转变历程包括哪些？
答：
历程：
压力（力、位移、加速度⋯⋯）信号→弹性敏感元件→应变信号→应变片→电阻（变化）信号→电桥电路→电压（电流）信号→放大电路→便于记录（采集）的电压（电流）信号→记录（采集）设备。
9传感器采用差动形式有什么优点？
试举例说明。
采用差动式结构可以改善非线性、提高灵敏度，对电源电压、频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用。
如作用在衔铁上的电磁力，由于是两个线圈磁通产生的电磁力之差，所以对电磁吸力有一定的补偿作用，从而提高了测量的准确性。
例如，差动变间隙式电感传感器、差动变面积式电感传感器等。
10根据滤波器的选频作用，一般讲滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。
并列出实际滤波器的基本参数。
主要特征参数：
（1）截止频率
（2）带宽（3）中心频率（4）品质因子（5）纹波幅度
（6）倍频程选择性（7）滤波器因数
11试说明：
有效地完成一项工程测试（测动态量）一般要进行哪些工作?
答：
有效完成一项工程测试要进行的工作包括以下几个方面。
①了解被测对象：
被测信号的幅度大致变化范围、被测信号的大致有效频带、对测量传感器的工作环境要求。
②制定测试方案、组建测试系统。
③对测试系统实施必要的标定（确认系统的灵敏度及动、静态特性）。
④实施测试，监视测试工况并如实记录测试中出现的问题。
5测试数据分析、测试结果报告。
12调幅时，载波、调制信号及已调制波的关系如下图所示，请完成波形。
时域频域
1
ym（t）x（t）cos2f0tYm（f）2X（ff0）X（ff0）
解：
调幅过程示意
调幅过程示意
三、计算分析题
5
1求传递函数为H（s）的系统对正弦输入x（t）10sin62.8t的稳态响应y（t），
10.01s
并求出幅值误差和相位误差。
解：
由频率保持性知：
y（t）10H（）sin[62.8t（）]
（）arctan（）arctan（0.0162.8）32
所以y（t）42.3sin（62.8t32），
幅值误差为51042.37.7，相位误差为32°。
2.有一薄壁圆管式拉力传感器如下图所示。
已知其弹性元件材料的泊松比为0.3，电阻应变
片R1、R2、R3和R4阻值相同，且灵敏系数均为2，应变片贴片位置如图所示，若受拉力P作用，问：
（1）欲测量拉力P的大小，应如何正确组成电桥？
请画出相应电桥。
6
（2）当拱桥电压ei2V，12300时，输出电压eo是多少？
（1110）
解：
（1）为了测量力P大小，测试电桥应如下图所示连接：
2）设R1、R2、R3和R4应变分别为1，2，3，4
因为泊松比
0.3，故R3、R4的应变34-1-0.3300-90
1R1
R2
R3
R4
1
eo1
ei
1234Kei
o4R1
R2
R3
R4
4
1
300300
（90）
（
90）2
2
0.78mV
4
3．图2为动态电阻应变仪的原理框图，请分析并解释说明其原理。
解：
交流电桥由振荡器供给高频等幅正弦激励电压源作为载波y（t），贴在试件上的应变片受力F（）等作用，其电阻变化RR反映试件的应变的变化。
由于电阻R为交流电桥的一桥臂，则电桥有电压输出x（t）。
作为原信号的x（t）（电阻变化RR），其与高频载波y（t）作幅值调制后的调幅波xm（t），经放大器后幅值将放大为u1（t）。
u1（t）送入相敏检波器后被解调为原信号波形包络线的高频信号波形u2（t），u2（t）进入低通滤波器后，高频分量被滤
掉，则恢复为原来被放大的信号u3（t）。
最后记录器将u3（t）的波形记录下来，u3（t）反映了试件应变变化情况，其应变大小及正负都能准确地显示出来。
4画出x3（t）=10Sin（2π·3·t+πSi/n6（）2+π5·2·t的+频π谱/3图）
5如图1所示为一直流应变电桥
R1R2R3R4350,
求①R1为应变片其余为外接电阻
R13.5时输出U0=？
②R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同，其余为电阻，电压输出U0?
③R1、R2感受应变极性相反，输出U0?
④R1、R2、R3、R4都是应变片，
对臂同性，邻臂异性，电压输出U0
解：
①
U0
4
R
4
②U0
0
③U0
E
R
4
3.5
2
R
2
350
④U0
E
R
4
3.5
3.5
0.01（V）
350
0.02（V）
0.04（V）
为某一测试装置的幅频、
相频特性如图2所示，当输入信号分别为
A1sin1tA4sin4t时，问哪个输入信号，测试
2
x1（t）A1sin1tA2sin2t和x2（t）
解：
根据测试系统实现不失真测试的条件，
失真，则装置的幅频、相频特性应分别满足
若要输出波形精确地与输入波形一致而没有
A（）A0
）t0
由图2可看出，当输入信号频率
2时，装置的幅频特性A（）A0（为常数），且
相频曲线为线性，而当
3时，幅频曲线下跌且相频曲线呈非线性。
因此在输入信号频
率2范围内，能保证输出不失真。
而在x2（t）中，有4，所以，当输入信号为x1（t）
时，输出信号不失真；当输入信号为
x2（t）时，输出信号失真。
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