工程测试考试题有答案.docx

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工程测试考试题有答案

试题

1、求传递函数为H（S）=的系统对正弦输入x（t）=10sin（62.8t）的稳态响应y（t）,并求出幅值误差和相位误差。

答：

由频率保持性知

y（t）=10|H（ω）|sin（62.8t+φ（ω））

且｜H（ω）｜=

φ（w）=-arctg（τω）=-tg-1（0.01×62.8）=-32°

∴y（t）=42.3sin（62.8t-32°）

∴幅值误差为5×10-42.3=7.7，相位误差为32°

2、实现不失真测试的条件是什么?

分别叙述一、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（ω）=A0=常数

φ（ω）=-t0ω

为能满足上述条件，对于一阶装置，时间常数τ原则上越小越好，对于二阶装置一般选取ξ=0.6～0.8，ω=0～0.58ωn。

3、用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在5%以内，则该量仪的时间常数应设计成多大？

答：

一阶量仪的频率响应函数①②幅频特性，

③欲误差小于5%，应大于0.95,已知

④故:

应大于0.95,⑤解得:

4、某光线示波器的振动子输入i（t）为单位阶跃，输出如下图所示的衰减振动，试根据图中数据确定该振动子的固有频率及阻尼比。

答：

①由图可见衰减振动的周期为6.28ms=s

即衰减振动的频率，相应

②阻尼比与振幅衰减的关系为，图中注明

③故有，解得

④衰减振动与无阻尼振动的关系为

⑤代入值，得

5、一磁电式速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中为该传感器的固有角频率，为被测角频率，其阻尼比为0.7，为了尽量减小测量时的幅值和相位误差，

（1）该传感器应工作在什么条件下？

（2）f0=10Hz时，其工作最低频率（f）范围应为多少？

答：

（1）应工作在的条件下。

（2），即。

此时幅值误差很小，相位差接近，成为一个反相器。

6、用时间常数为0.001秒的一阶装置对正弦信号进行测量，要求振幅误差在5/100以内，求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。

6、2、用传递函数为的一阶测量装置进行周期信号测量。

若将幅度误差限制在5%以下，试求所能测量的最高频率成分。

此时的相位差是多少？

 解：

（1）已知一阶系统误差公式。

（2）解得w=131.47

7、用一个时间常数为0.35秒的一阶装置去测量周期分别为１秒，２秒和５秒的正弦信号，问幅值误差分别为多少？

8、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。

已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比为ξ=0.7。

用该传感器作频率为400Hz正弦力测试时，其幅值比A（ω）和相角差φ（ω）各为多少？

若用其测量频率为400Hz的方波信号，输出信号是否失真？

为什么？

作出输出信号的波形图。

9、液体温度传感器是一阶传感器，现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为4dy/dx+2y=2×103x。

y:

水银柱高（m），x:

被测温度（°）

   求：

（1）水银温度计的传递函数；

（2）温度计的时间常数及静态灵敏度；

      （3）若被测水温是频率为0.5Hz的正弦信号，求此时的振幅误差和相角误差。

10、一滤波器电路如图所示，R=0.5KΩ，C=2uF，1）该滤波器是低通、高通还是带通滤波器？

2）确定频率响应函数H（ω）以及滤波器的截止频率;3）当输入信号ux=100cos（1000t-45˚）时，求输出信号uy,并比较其幅值及相位关系。

11、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的电荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为Sp=5pc/Pa，该测试系统的总灵敏度为S=0.5mm/Pa，试问：

（1）电荷放大器的灵敏度Sv应调为何值（v/Pc）?

（2）用该测试系统测40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少？

12、想用一个时间常数τ=0.0005秒为一阶装置作正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，试问：

（1）该装置所能测量的正弦信号的最高频率f为何值？

（2）利用该装置测量周期为0.02秒的正弦信号，其幅值误差将为多少？

13、一测试装置如图所示，R为电阻，C为电容，均为定值，输入X，输出为y。

（1）试求该装置的频响函数H（ω）。

（2）该装置是什么类型的滤波器？

如R=350KΩ，C=1000μF，求它的截止频率f?

14、一潜水器携带一种时间常数为２０秒和压力计，并以每秒５米的速度下潜，假设水深每增加１米，潜水器所受压力增加１０公斤，当压力计指示为１０００公斤时，则实际该潜水器受压多少公斤？

（要求有详细计算过程）

15、用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问仪器的时间常数T的取值范围。

若用该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？

（10分）

答：

一阶装置,仍有

同一,越大,越小.今=100Hz,测量误差小于5%，即,求出秒用该仪器测50Hz的正弦信号,有,

即振幅误差是1.32%,相位滞后是

16、用时间常数为0.5s的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于5%，问被测参数变化的最高频率是多少？

如果被测参数的周期是2s和5s，问幅值误差是多少？

（10分）

答：

对一阶装置,有

　今，有

幅值误差小于5%,应，求出。

（4分）

对被测信号：

周期是2s,,，幅值误差为46.3%（3分）

周期是5s,,，幅值误差为15.3%（3分）

17、已知一阶低通滤波器的频率特性为，式中=0.05s，当输入信号

时，求其输出并比较与的幅值与相位有何区别。

（10分）

解：

信号x（t）的频率构成为：

（2分）

对f1:

（3分）

对f2:

（3分）

（2分）

18、析周期信号x（t）=0.5sin10t+0.2cos（100t-π/4）通过一个传递函数为H（s）=1/（0.005s+1）的系统后所得的稳态响应。

（12分）

18、2、求输入信号）通过装置后得到的稳态响应。

19、待测压缩机转速为1000r/min，现有1.0级精度，量程为1000r/min及2.0级精度，量程为3000r/min的两个转速，请问使用哪一个转速表较好，并说明原因。

20、已知一个二阶测量装置，阻尼比ζ=0.65，fn=1200Hz,问：

输入240Hz和480Hz的信号时A（ω）和φ（ω）是多少？

若阻尼比ζ变为0.5和0.707，A（ω）和φ（ω）又各是多少？

21、已知某一测力传感器为二阶测量装置，其动态参数为固有频率fn=1200Hz,ζ=0.707。

试求当测量信号χ（t）=sin2πft+sin6πft+sin10πft时其幅值、相位变化，其中f=600Hz。

最后请用幅频、相频图作出定性解释。

22、对某量进行了8次测量，测得值为：

802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43,求测量量的最佳估计值和测量不确定度。

23、试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

24、已知RC低通滤波器的传递函数为H（s）=，其中，求A（ω）和。

输入一信号求幅值误差和相角误差

25、已知RC高通滤波器的传递函数为H（s）=，其中，求A（ω）和。

输入一信号求幅值误差和相角误差频率远高于固有频率，幅值相角如何变化？

26、某一压电式压力传感器的灵敏度已调到S1=90pC/Mpa，把它和一台灵敏度S2调到0.005V/pC的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一灵敏度S3已调到20mm/V的光线示波器上记录，试绘出这个测试系统的框图，并计算其总的灵敏度。

答：

传感器

--------------------

电荷放大器

---------------------

光线示波器

绘图正确5分

S=S1*S2*S3=90*0.005*20=9（mm）（5分）

27、某压电式传感器的灵敏度为99.9nC/MPa,将它与增益为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。

试计算这个测量系统的总灵敏度。

又当压力变化为3.5MPa时，记录笔在纸上的偏移量是多少？

答：

设S1=99.9nC/MPa，S2=0.005V/nC，S3=20mm/V

则=9.99（mm/MPa）（5分）

当压力3.5MPa时：

=（mm）（5分）

28、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。

已知传感器的固有频率为，阻尼比为ξ，问使用该传感器作频率为的正弦力测试时，其幅值比A（ω）和相位角差φ（ω）各为多少？

。

答：

得（2分）

（4分）（4分）

29、用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期为1s的正弦信号，问幅值误差将是多少？

（10分）

答：

由系统为一阶系统可知：

H（s）=

其中，

由信号周期为1S可知rad/s（1分）

可知H（ω）=

则（1分）

（4分）

=0.586=58.6%（1分）

30、已知二阶的力传感器，固有频率为800HZ，阻尼比为0.14，用此传感器来测量400HZ的正弦变化力时，求：

（1）:

A（ω）和Φ（ω）;

（2）:

若该装置的阻尼比为0.7，求此时的A（ω）和Φ（ω）。

31、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的电荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为Sp=5pc/Pa，该测试系统的总灵敏度为S=0.5mm/Pa，试问：

（1）电荷放大器的灵敏度Sv应调为何值（v/Pc）?

（2）用该测试系统测40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少？

答：

.⑤

2.

32、在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将他与增益为5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。

当记录仪的输出变化30mm时，压力变化为多少？

答：

（1）求解串联系统的灵敏度。

（2）求压力值。

33、用一时间常数为2s的温度计测量炉温时，当炉温在200℃—400℃之间，以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？

答：

（1）已知条件。

（2）温度计为一阶系统，其幅频特性为

（3）输入为200℃、400℃时，其输出为：

y=A（w）×200=200.7（℃）y=A（w）×400=401.4（℃）

34、对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量的数值为1.5，同时测得其周期为6.28s。

设已知装置的静态增益为3，试求该装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。

解：

（1）求解阻尼比、固有频率。

（2）求解传递函数。

传递函数为：

将，，

将，和代，可得该装置在无阻尼固有频率处的频率响应

35、    图所示的磁电指示机构和内阻的信号源相连，其转角和信号源电压的关系可用二阶微分方程来描述，

即

设其中动圈部件的转动惯量为，弹簧刚度为，线圈匝数为，线圈横截面积为，线圈内阻为，磁通密度为和信号内阻为。

1）试求该系统的静态灵敏度。

2）为了得到0.7的阻尼比，必须把多大的电阻附加在电路中？

改进后系统的灵敏度为多少？

动圈式磁电指示机构

答：

1）因为信号静态时

所以

因此信号的静态灵敏度

2）

所以=6781.2

改进后的灵敏度