（4）多种信号之和的频谱是。
C
A、离散的B、连续的C、随机性的D、
周期性的
（5）描述非周期信号的数学工具是。
C
A、三角函数B、拉氏变换C、傅氏变换D、
傅氏级数
、+省）+召&口（3戲+冯）
Bxp）=5sin30/4-3sin^501
（7）连续非周期信号的频谱是。
C
A、离散、周期的B、离散、非周期的C、连续非周期
的D、连续、周期的
（8）时域信号，当持续时间延长时，则频域中的高频成分。
C
A、不变B、增加C、减少D、
变化不定
（10）非线性度是表示定度曲线（
B）的程度。
A.接近真值B、偏离拟合直线C、正反行程的不重合
（11）测试装置的频响函数H（j®）是装置动态特性在（C）中的描
述。
A、幅值域B、时域C、频率域D、复数域
（12）用常系数微分方程描述的系统称为（D）系统。
（13）
C.务”5
（14）线性系统的叠加原理表明。
A
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、系统的输出响应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
（15）测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为。
D
A、精度B、灵敏度C、精密度D、分辨率
（16）—般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围。
B
A、越宽B、越窄C、不变
（17）线性装置的灵敏度是。
B
A、随机变量B、常数C、时间的线性函数
（18）
电涡流传感器是利用（A）材料的电涡流效应，工作的。
（19）磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是一个。
B
A、一阶环节B、二阶环节C、比便环节
（20）磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应（A）其固有频率。
A、远高于B、远低于C、等于
（21）随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将。
C
A、相应减小B、比便增加C保持不变
（22）压电式加速度计，其压电片并联时可提高。
B
A、电压灵敏度忆B、电荷灵敏度C、鉴频器
（23）调频式电涡流传感器的解调电路是。
C
A、整流电路B、相敏栓波电路C、鉴频器
（24）压电式加速度传感受器的工作频率应该（C）其固有频
率。
A、远高于B、等于C、远低于
•••
（25）下列传感器中（B）是基于压阻效应的。
A、金属应变片B、半导体应变片C、压敏电阻
（26）压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（B）成正比。
A、位移B、速度C、加速度
二、填空題
（1）信号可分为（确定性）和（随机）两大
类。
（3）信号的有效值又称为（均方根），有效值的平方称为
（均方值），它描述测试信号的强度（强度或功
率）。
（4）绘制周期的信号x（t）的单边频谱图，依据的数学表达式是（）,而双边频谱图的依据数学表达式是
（）0
+）展
）展开的。
（5）周期信号的傅氏三角级数中的n是从（0）到（
开的。
傅氏复指数级数中的n是（-）到（
（6）周期信号x（t）的傅氏三角级数展开式中：
乙表示（余弦分量幅值），乞表示（正弦分量幅值），％表示
（直流分量），4表示（n次谐波分量的幅
值），臥表示（n次谐波分量的相位角），曲。
表示（n次谐波分量的角频率）o
（7）工程中常见的周期信号，其谐波分量的幅值总是随谐波次数n的增加而（衰减）的，因此，没有必要取那些高次的谐波分量。
2/1
加（f）=+——（cos则2+_cos3则+・•・）
（8）周期方波的傅氏级数:
1°3旷，周期三角波的
傅氏级数:
/、A1o1_、
它们的直流分量分别是
x2（i）=—+—y（cos阳+-cos+—cos+・•・）
）和（）。
信号的收敛速度上，方波信号比三角波信号
（更慢）。
达到同样的测试精度要求时，方波信号比三角波信
号对测试装置要求有更宽的（工作频段）。
（9）窗函数①⑵的频谱是则延时后的窗函数
的频谱应是
（）0
（10）信号当时间尺度在压缩时，则其频带（（）。
例如将磁带记录仪（
）其幅值
）即是例证。
（11）一个理想的测试装置应具有单值的、确定的（
）0
（12）测试装置的特性可分为（静态）特性和（动态）特性。
（13）测试装置的静态特性指标有（灵敏度）、（非线性
度）和（回程误差）。
（14）某位移传感器测量的最小位移为，最大位移为1mm,其动态线性范围是
（40）dBo
（15）描述测试装置支态特性的数学模型有（频率响应函
数）、（传递函数）、（脉冲响应函
数）等。
（16）测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为（定常（时不
变））系统。
若其输入、输出呈线性关系时，则称为（线性）
系统。
（17）线性系统中的两个最重要的特性是指（线性叠和（频率保持）。
（18）测试装置在稳态下，其输出信号的变化量®与其输入信号的变化量△汇之
仃9）测试装置对单位脉冲函数&（◎的响应，称为（脉冲响应函
数）记为h（t）,h（t）的傅氏变换就是装置的（频率响应函数）。
电涡流式
（20）可用于实现非接触式测量的传感器有（（电容式）等。
⑵）电阻应变片的灵敏度表达式为#箸斗履妞，对于金属应变片—
说:
S=（
（
l+2v
rE）o
）,而对于半导体应变片来说S二
（22）具有（
压电效应
）的材料称为压电材料，常用的压
电材料有（
石英晶体
）和（压电陶
瓷
）0
）效应工作的
）效应工作的应
（23）当测量较小应变值时应选用（压阻应变片，而测量大应变值时应选用（形变变片。
（24）电容器的电容量一丁，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为:
（25）极距变化型的电容传感器存在着非线性度，为了改善非线性度及提高传感
器的灵敏度，通常采用（差动连接）的型式。
（26）差动变压器式传感器的两个次级线圈在联接时应（反串连
接）。
（27）差动变压器传感器工作时，如果铁芯做一定频率的往复运动时，其输出电
压是（调幅）波。
（28）光电元件中常用的有（光敏电阻）、（
体管）和（光电池）。
（29）不同的光电元件对于不同波长的光源，其灵敏度是（不相同的
三、计算题
（1）三角波脉冲信号如图所示。
其函数及频谱表达式为
光电晶
）0
当*当口誇当咲
求：
当砒2竽时，求血及益⑴的表达式。
三角脉冲
答案
（1）C
（2）A（3）B（4）C（5）C（6）C（7）C（8）C（9）C（10）B（11）C（12）D（13）B（14）A（15）D（16）B（17）B（18）A（19）B（20）A（21）C（22）B（23）C（24）C（25）B（26）B
（1）确定性信号；随机信号
（2）周期信号；非周期信号；离散的；连续的
（3）均方根值；均方值0
（4）傅氏三角级数中的各项系数（血等）傅氏复指数级数中的各项系
⑸0；-KO;-W;-KO⑹外余弦分量的幅值;
亠正弦分量的幅值；%直流分量；
-——n次谐波分量的角频率;
A
⑺衰减（8）A；刁；更漫；工作频带⑼航曲“叱兀戸
（10）展宽；降低;慢录快放（11）输出一一输入关系
（12）静态特性；动态特性（13）灵敏度；非线性度；回程误差
（16）定常（时不变）；线性（17）线性叠加性；频率保持性
（18）灵敏度;放大倍数
（19）脉冲响应函数；频率晌应函数
（20）涡流式；电容式
（21）S==1+2v；S=AE
（22）压电效应；石英晶体；压电陶瓷（23）压阻效应；应变效应
（27）调幅波（28）光敏电阻；光敏晶体管；光电池
（29）不相同的
—N
当予丸
枫）2A
—,
dtr
0
[5分]⑴
函数图形所示.
鬲⑺心M如）
=丿2花/・号绅疋（竽）
华南理工大学《机械工程渕试技术基础》课程试題
一、填空题（20分，每空I分）
1.测试技术是测量和实验技术的统称。
工程测量可分为静态测量和动态测量。
2.测量结果与被测真值之差称为测虽误差。
3•将电桥接成差动方式习以提高灵敏度，改善非线性，进行温度补偿。
4.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差,工作应变片与温度补偿应变片应接在
相邻桥臂上。
5.调幅信号由载波的幅值携带信号的信息,而调频信号则由载波的携
带信号的信息。
6.變制周期信号X（t）的单边频谱图，依据的数学表达式是傅氏三角级数中的各项系数，
而双边频谱图的依据数学表达式長傅氏复指数级数白的各项系数。
7.信号的有效值又称为,有效值的平方称为,它描述测试信号的强
度（信号的平均功率）。
8.确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是，后者频谱
特点是。
9.为了求取测试装置本身的动态待性，常用的实验方法是和。
io•连续信号双f）与J（r-r0）进行卷积其结果是：
双0*》（—4）=。
其几何意
义是。
二、选择题（20分，每题2分）
1.直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将（0。
A.增大B.减少C.不变D•变化不定
2.调制可以看成是调制信号与载波信号（2。
八相乘B.相加C.相减D.相除
3.描述周期信号的数学工具是（D）。
A.相关函数B.拉氏变换C.傅氏变换D•傅氏级数
4.下列函数表达式中，（B）是周期信号。
5cosl0/rf当f>0
A.x（t）=<
o当r<0
B・x（t）=20古旳cos20加（-oc
C.x（r）=5sin20^7+lOcos10^/（^o5.时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为（B）。
A.频带变窄、幅值增高B.频带变宽、幅值压低
■X
C.频带变窄、幅值压低D.频带变宽、幅值増高
6.非线性度是表示定度曲线（A）的程度。
A.偏离其拟合直线B.接近真值C.正反行程的不重合
7.一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围（B）。
A.越宽B.越窄C.不变
8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D〉
A.波登管B.膜片
C.波纹管D.电阻应变片
9.对于单向应力状态的测虽，姑应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A）
°B.45°
C.90°D.30°
10.二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。
A.使系统不发生共振B.使得读数稳定
C.获得较好的幅频、相频特性
三、筒答题（共30分）
1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点（4分）
2.周期信号的频谱具有哪几个特点（6分）
3.现有电阻&和电感L和电容C,连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。
（设激励为你，输出为叫）。
（5分）
4.在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，若在工作电桥上增加电阻应变片的数虽以提高灵
敏度。
试问在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度为什么（5分）
5.什么是调制和解调为什么要调制（5分）
6.在机械工程中常见的有哪些参数的测虽（5分）
四、计算题（共20分，每小題10分）
1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。
解：
2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变0。
其贴片及组桥方法如图所示。
已知图中
&=R、=R’=用=120。
，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数k=2。
应变值
解：
五、综合设计题（共10分）
请选择以下两种测虽要求其中的一种，设计实验过程（包括传感器的选用，传感器的安装，信号的传输，信号的分析和处理等内容），并简述其过程。
（1）针对载重卡车载物虽进行过磅测虽，试设计一测试装置并说明其工作原理;
（2）大功率传动轴在长时间的带载运转下可能发生疲劳损坏，为了保证整机安全，防止事故
的发生，对轴的扭振进行测量和监控，试设计一测试装置并说明其工作原理。
《机械工程测试技术基础》课程试题
一、填空题（20分，每空1分）
K由信息与信号的关系可知，信号是信息的（）。
2、数字信号是指时间和幅值都具有（〉特性的信号。
3、为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是（）
和（）。
4.模似信号是指时间和幅值都具有（
）特性的信号。
5、正弦信号的自相关函数是一个同频的（〉函数。
6、直流电桥的平衡条件是（）。
7、滤波器的分辨率越高，则测虽信号时其响应速度（）。
9、单位频宽上的幅值表示的是（〉函数。
L.将电桥接成差动方式习以提高,改善非线性，进行补偿。
2.调幅信号由载波的携带信号的信息，而调频信号则由载波的携带信号的信息。
3.调幅过程在频域相当于过程，调幅装置实质上是一个o
4.测试技术是测量和实验技术的统称。
工程测量可分为和。
测虽结果与被测真值之差称为测虽误差。
5.确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是,后者频谱特点是。
6.绘制周期信号x（r）的单边频谱图，依据的数学表达式是,而双边頻谱图的依据数学表达式
是•：
，
7.周期信号的傅氏三角级数中的口是从0到+00展开的。
傅氏复指数级数中的川是从
到展开的。
&周期信号兀⑴的傅氏三角级数展开式中：
4”表示,化表示,4°表示直流分量。
9.余弦函数只有谱图，正弦函数只有谱图。
10.单位脉冲函数与在G点连续的模拟信号/⑴的下列积分：
。
这一性
质称为。
得分
二.选择题（20分，每题2分）
1.为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作，传感器的两个电容应当连接成（）o
A.并联电路B.串联电路C.电桥电路
2.要使RC低通滤波器的通带加宽，则RC值应（）0
A.増加B•减少C.不变
3.描述非周期信号的数学工具是。
八三角函数B.拉氏变换C.傅氏变换D.傅氏级数
4.下列信号中.信号的频谱是连续的。
八・x（r）=Asin（iW+（p}）+Bsin（3vvr+（p2）
B.应）=5sin30/+3sin>/50r
C.x（t）=sinco^t
5.数字信号的特征是。
A.时间上离散、幅值上连续B.肘间、幅值上均离散
C.时间、幅值上都连续D.时间上连续、幅值上虽化
6.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（）。
A.精度B.灵敏度C.精密度D.分辨率
7.测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是（）。
A.卷积B.傅氏变换对C.拉氏变换对D.微分
8.多种信号之和的频谱是_o
离散的B.连续的C.随机的D.周期的
9.二阶装置，用相频特性中（p（w）=-90°时所对应的频率w作为系统的固有频率的估计值，该值与系统阻尼率的大小（）。
A.有关B.无关C.略有关系D.有很大关系
10.滤波器的上、下截止频率为fe2.fe}.中心频率人；则它们的关系是（）o
A.f十4mB.人产耳加c.人产耳虫
1・测虽按测览值获得的方法进行分类有哪些（6'）
答：
2•重复性误差和迟滞误差有何区别（6‘）
答：
3.什么是不失真测试，不是真测试的条件是什么（4'）
答：
4•下面四个图分别是哪一种滤波器的幅頻曲线特性图，并说明各自的工作特征。
（4‘）
答：
5.试叙述信号的采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何（5‘）
答
6•电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何（5‘）
答
得分
四.计算题（共20分，每小题10分）
1•对称方波的波形图如图所示。
求傅里叶级数的三角形式展开，并画出頻谱。
解：
2•如图所示为两直流电桥，其中图称为卧式桥，图（b）称为立式桥，且&=心=&=心=瓦,R"$为应变片，Rf他为固定电阻。
试求在电阻应变片阻值变化为皿时，两电桥的输出电压表达式并加以比较。
解：
五、分析题（io分）
在输油管道上，常装有监测装置用以监测管道的裂损或泄漏，并能确定损伤位置，如图5-21所示。
图5—21确定输油管裂损位置
《机械工程测试技术基础》课程
试題答案及评分标准
试题编号：
A
课程代号：
课程学时：
32
一、填空题（20分，每空1分）
1.静态测量；动态测虽2.被测真值；测量误差
3.灵敏度；温度4•补偿；相邻
5.幅值；频率6.傅氏三角级数中的各项系数；傅氏复指数级数中的各项系数。
7.均方根值；均方值肖$8.离散的；连续的
9.频率响应法；阶跃响应法10.x（f-/o）；把原函数图像平移至心位置处
二、选择题（20分，每小题2分）
题号
1
2
3
5
6
7
8
9
答案
C
A
D
C
B
A
B
D
A
C
三、简答题（共30分）
1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点（4分）
答：
①各环节的输入虽与输出虽之间应保持一一对应的关系，并尽虽不失真；（2'）
②尽可能减小或消除各种干扰。
（2'）
2.周期信号的频谱具有哪几个特点（6分）
答：
①周期信号的頻谱是离散的。
（2'）
2每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波頻率是各分虽頻率的公约数。
（2'）
3各頻率分疑的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。
工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趙势是随谐波次数的增高而减小的。
因此，在頻谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分虽。
（2'）
3.现有电阻&和A.电感L和电容C,连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确
接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。
（设激励为％,输出为叫）。
（5分）
答：
正确的接桥方法如图所示：
（3‘）
电桥的平衡条件是：
K尼==⑵）
jwCC
4.有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。
试问，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度为什么（5分）
答：
不能提高灵敏度。
因为半桥双臂时，其输出电压为：
1A/?
II..=_it.（29）
2R
当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为空=兰（2’）
2RR
即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。
要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接。
这时
\R,
llo=lli。
（1）
K
5.什么是调制和解调为什么要调制（5分）
答：
所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、頻率、相位）发生变化的过程。
（2'）解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。
（1'）经过调制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。
（2'）
6•在机械工程中常见的有哪些参数的测虽（5分）
答：
在机械工程的测试过程中，常见的参数测虽有：
应力的测虽；应变的测虽；扭矩的测量、振动信号的测虽：
声强测虽；声发射测虽；位移的测量；流虽的测虽；压力的测量等。
（每一
种分）
四、计算题（共20分，每小题10分）
1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。
解：
一个周期内的表达式为：
2A
Tf
2A
cT
02
T
—2
（2‘）
因为x（f）为偶函数，所以叽=0,
n=l,2,3…（T）
勺=丄「2空曲
TJ-r/2tJ。
T12
2严24rr/22A.8A1z、
—x（t）cosncoJdt=———/cosncodat（cosn7r-\）
（2）
T^/20T0T2（na）{））2
—4A
-1]=仙）'
0
n=1,3,5…
n=2,4,6・•・
出此得x（f）的三角函数形式傅里叶级数展开为
X
双/）=4+工（勺
/?
■】
f.、A4Al12/?
tt
cosnco{）t+bnsinnco^t）=—-—->—cos1（r）
2矿"■隹•”T
n次谐波分董的幅值
A”=J"；+b；=-^2（1>）
n次谐波分莹的相位
（pn=-arctan—=（1'）
画出x（/）的频谱如图所示。
分别求出如图组成桥路时的输出电压匕=?
（a>
解：
如图（b）组桥时的输出电压为（5‘）
/?
]+A/?
“；__
°/?
+^R+R2-^R2R+R1&+R]'
篇"冷5=0.03（"）
如图（c）组桥时的输出电压为
R、+A/?
j+R、+A/?
〕
r「・一•「「・一・|R、
R、+A/?
|+尽+A7?
j+R2+7?
2——^^2R+R
2R+2SR11A/?
““八
=u.一一比=m.=0.03（V）
4R'212R1
五、分析题（10分）
因题型范围较宽，无确定的参考答案，视学生具体答题情况给分。
《机械工程测试技术基础》课程
试题答案及评分标准
试題编号：
B
课程代号：
课程学时：
32
一、填空題（20分，
1.灵敏度；温度
3.频率搬移乘法器
5.离散的、连续的
7.—oo;+co；
毎空1分）
2.幅值；頻率
4.静态测量、动态测量
6.傅氏三角级数中的各项系数、傅氏复指数级数中的各项系数。
&余弦分虽的幅值；正弦分量的幅值
9•实频；虚频io./（r0）；脉冲采样
二、选择題（20分，每小题2分）
题号
1
2
3
1
5
i；
7
■
10
答案
A
B
C
C
B
D
B
C
B
A
三、简答題（共30分，每小题5分）
1•测量按测虽值获得的方法进行分类有哪些（6'）
答：
直接测虽——指无需经过函数关系的计算，直接通过测虽仪器得到被测值得测量。
（等精度直接测虽和不等梢度直接测虽）；（2'）间接测量一一指在直接测量值的基础上，根据巳知函数关
升级会员 