机械工程测试技术基础期末试题及答案Word文档格式.docx

1、（2）存在，但1（4）不存在（1）存在，但5%（3）在时间常数很小时存在5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。（1）零阶 （2） 一阶 （3） 二阶 （4）高阶6、 一阶系统的动态特性参数是 。（1）固有频率 （2）线性度 （3）时间常数 （4）阻尼比7、用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数， 可取输出值达到稳态值 倍所经过的时间作为时间常数。（1）0.632 （ 2）0.865 （ 3）0.950 （ 4）0.982（3）判断对错题（用或x表示）1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个 1000Hz的正弦信号，则必然 导致输出波形失真。（X ）2、 在线性时不变系统中，当

2、初始条件为零时，系统的输出量与输入量的拉氏变换之比称为 传递函数。（V ）3、 当输入信号x（t） 定时，系统的输出 y（t）将完全取决于传递函数 H（s），而与该系统 的物理模型无关。4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（4）简答和计算题1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？2、3、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？4、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？第三章常用传感器（1）填空题1、 属于能量控制型的传感器有 电阻、电感、电容、涡流 等,属于能量

3、转换型的传感器有 _ 压电、磁电 等（每个至少举例两个）。2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 金属丝的几何变形引起的电阻变化，后者利用半导体材料的电阻率 变化引起的电阻变化。3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用 差动 工作方式。4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电荷 放大器和_电压放大器，后接 电荷 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 _涡电流 效应。6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。7、 压电式传感器是利用某些物

4、质的 压电效应 而工作的。（2）选择题1、 电阻应变片的输入为 。（1 ）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。（1）本身物理性质 （2 ）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。（1）位移 （2 ）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。（1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。（1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生

5、变化。（1 ）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数7、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 传感器。（1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙 、:变化时，其灵敏度 S与、：之间的关系是： S1 2 2（1） k （2） k： （3） k： 一 （4） - k69、光电倍增管是利用 效应制成的器件。（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（V ）3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。 （x

6、）4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。1、 哪些传感器可选作小位移传感器？2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较， 其主要优点是什么？涡流式传感器能否测 量大位移量？为什么？3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是 什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。第四章 信号调理、记录和显示若为倍频程滤波器 仁1与f c2的关系为 fRC低通滤波器中 RC值愈 大 ，则上截止频率愈低。（二）选择题1、 设有一电路， 作时R1 R1也R1（1） 14R1 e0R1是工作桥

7、臂，-2 R1，则电桥输出电压eyR1 R1（2）云 （3）百即R2 , R3, R4是固定电阻，且 R1二R2二R3二R4。工（ ）。eo为电桥的电源电压。2 R1（4） 一调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 （2）相除 （3）相加3、 电路中鉴频器的作用是（1）使高频电压转变成直流电压（3）使频率变化转变为电压变化4、 一选频装置，其幅一频特性在滤波器。（1）低通 （2）高通（1）相乘 o（4）相减（2）使电感量转变为电压量（4）使频率转变为电流2：区间近于平直，在 f20区间急剧衰减，这叫（3）带通（4）带阻品质因数Q等5、 一带通滤波器，其中心频率是 fo , -3dB带宽是

8、B，则滤波器的于 。（1）fo B （2） f。一 B （3） foB （4） fB（三）判断对错题（用1、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。（V）调幅波是载波与调制信号的叠加。x3、带通滤波器的波形因数，值越大，其频率选择性越好。4、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。第五章信号处理初步（-）填空题为了识别信号类型，常用的信号分析方法有、和 。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有和。在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为5还应使采样频率满足采样定理即如果一个信号的最高频率为50Hz,为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 H

9、z。5、若x（t）是均值为 u为零的宽带随机信号其自相关函数T =0时R（ T ）,T T 8时 RV; 2.V; 3、X； 4、X； 5Tsin c（2二f o）T T sinc（2:f- o）T ；们o a2 _4二2 f2 r.y：/ j4 fa（一） 1、1/2，1/ 2， - 45 ； 2、123 ； 3、傅立叶变换法，滤波器法； 4、A）eto ； 5、被测量；6、线性；（二） （ 4）（ 3）（ 2）（ 4）（ 2）（ 3）（ 1）（三） X V V V X X（四） 略（一） 1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电； 2、金属丝的几何变形，半导体材料的电阻率变化；3、差动；4、

10、电荷，电压，电荷；5、涡电流；6、mv / （m/s） ； 7、压电 效应。（二） （2） （3） （4） （2） （ 3）, （3） （4） （4） （2）（三） V V X X第四章信号调理、处理和记录（一） 1、电压或电流；2、激励电压；3、桥臂数；4、相乘，相乘；5、鉴频；6、幅值，频率；7、幅频特性曲线降为最大值的1 倍时对应的频率为截止频率；B = fc2 - fc1 ； fc2 = 2fc1 , 8、大；（二） （1） （1） （ 3） （2） （ 4）（三） V XXV（一）1、概率密度函数，自相关函数；2、带通滤波法，傅立叶变换法；3、有限带宽，fs . 2fh ；4、100

11、； 5、匚x2，0； 6、相干函数；7、AA ； 8、周期图法；9、功率密度，能谱；10、时域，频域；（二） 1、X； 2、2; 3、“； 4、2; 5、X； 6、X； 7、X；2、 Rxy （.） sin .；Tt3、 同频相关、不同频不相关；周期成分与其自相关函数周期成分T ；4、 信号的常值分量为其自相关函数均值的开方,的频率相同、幅值成比例关系；5、 该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前:2 2 112：-6、 sinc （t）dt = : 1df 二二；/；河北科技大学200X 200X学年第一学期传感器与测试技术期末考试试卷学院 班级 姓名 学号 题号 二 三四五六总分得分一、填

12、空（每空1份，共20分）I测试技术的基本任务是 。2. 从时域看，系统的输出是其输入与该系统 的卷积。3. 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。4. 如果一个信号的最高频率为 50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频5. 在桥式测量电路中，根据其 的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。6.金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。7. 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。 & 带通滤波器的上下限截止频率为 fC2、fC1,其带宽B = ；若其带宽为1/3倍频程则fc2 = fc19.属于能量

13、控制型的传感器有 、 等。10 根据载波受调制的参数不同，调制可分为 、 、 。II相关滤波的工作原理是 。12测试装置的动态特性可以用 函数、 函数和函数进行数学描述。二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题 1分，共10分）1. 不能用确定的数学公式表达的信号是 信号。A 复杂周期 B非周期 C瞬态 D随机2. 平稳随机过程必须 。A连续 B统计特征与时间无关 C各态历经 D统计特征等于时间平均3. 一阶系统的动态特性参数是 。A固有频率 B 阻尼比 C时间常数 D灵敏度4.系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为 。

14、A 回程误差 B绝对误差 C相对误差 D非线性误差5. 电阻应变片的输入为 。A力 B 应变 C速度 D加速度6. 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。A传递函数 B互相关函数 C互谱密度函数 D相干函数7. 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用 放大器。A 电压 B电荷 C微分 D积分 在测量位移的传感器中，符合非接触测量而且不受油污等介质影响的 是传感器。A电容式 B压电式 C电阻式 D电涡流式9. 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带 ,也可达到分析的目的。A 重放速度放快 B重放速度放慢 C重放速度不变 D多放几次10.一阶系统的阶跃响应

15、中，超调量 。A存在，但5% B存在，但1 C在时间常数很小时存在 D不存在周 期 方 波 的 傅立 叶 级数 展 开 式 为（ 1 1 、 sin 0t + _sin 30t +_sin 5叫t + 3 5 丿试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范 围？当输入信号为x（t） =0.6cos（60t） 0.5cos（100t _45 ）时，求滤波器的稳态输出 y（t）2. （4分）有一信号x（t） = Acos（t ），初始相角为一随机变量;试求1）求其自相关函数；2）确定其均值和方差。3. （4分）以阻值R=

16、120，灵敏度S = 2.5的电阻丝应变片与阻值为 1201的固定电阻 组成电桥，供桥电压为 4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为 1000 -时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压图 3 （b）河北科技大学200X 200X学年第一学期传感器与测试技术期末考试试卷参考答案学院年级 考试班级填空（每空1分，答对得分，答错不得分，共 20分）1.获取有用的信息2.脉冲响应函数3.时间（t）、频率f或（）4.100Hz5.激励电压（或工作电压或桥压或电源）6.导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应）7.压电效应8.fc2 fd、V2 （或 1.26）9.电阻式传感器、涡电流传感器、电

17、容式传感器、电感式传感器等，答对任何两 个均得2分10.调幅、调频、调相11.同频相关不同频不相关/同频检测原理12.传递、频率响应、脉冲响应二、 选择题（每题1分，答对得分，答错不得分，共 10分）1 5 D B C A B6 10 D B D B D三、 判断题（每题1分，答对得分，答错不得分，共 10分）1 5 xVxW6 10 VxVxV四、 简答题（每题5分，共30分）1 . （5 分）8A2 8A0 如 3叫 552分（每答对一个得1分）3. （5 分）输出y（t）与输入x（t）满足关系y（t）=A ox（t-t 0）, 其中A和to为常数, 则为不失真测试。 2 分或者用文字描述

18、上述关系，描述正确 2分，不完整1分，错误不得分。实现不失真测试的测试装置的幅频特性为A（ co ）= A 0 =常数1.5分相频特性为0 （ o ）= -t0 -或者用文字表述，表述正确同样得分。4. （5 分）（1）电压幅值调理（或者放大） 1（2）滤波（或者滤去高频） 2（3）隔离直流分量（或者隔直） 1（4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调）5.（5 分）动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（ 1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1分），相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平 衡外，还须有电容平衡（3分）。 5 分其它的表述酌情给分。6.（ 5 分）

19、（1） 互相关函数，因为是非奇非偶函数。（2） 频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同 1 分相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 1分幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1 分五、计算题（共14分）1. （ 6 分） x（t） =0.6cos（60t） 0.5cos（100t 45 ）令 X1 （t） 0.6cos（60t），X2 （t） 0.5cos（100t-45 ）根据线性系统频率保持性和幅频相频特性A（ ）二 1 2， C-tan（. J由=60，可以得到：1A（；.-;”） 0.316 1 分J1 +（0.05x60）2（ J arctg C J 二

20、-arctg （0.05 60） =-71.565 1 分y1（t） =0.6 0.316cos（60t -71.565 ）= 0.1896 cos（60t - 71.565 ）由=10，可以得到：AC 2） 0.196 1 分J1 +（0.0500）2（2）一 -arctg C ） -arctg （0.05 100） - -78.69 1 分y2（t） = 0.196 0.5cos（100t -45 -78.69 ）= 0.098cos（100t - 123.69 ） 由线性系统的叠加性可得y（t） y1（t） y2（t） 0.1896cos（60t -71.565 ） 0.098cos（100t - 123.69 ）2分1 T自相关函数：Rx（ ） = lim x（t） x（t ）dtlim Acos（ t ） Acos （t ） ）dt双臂:测试过程（2分）：信号发生器产生的信号由功率放大器放大后传送给激振器，激振器通过 压电式力传感器对简支梁激振； 压电力传感器拾取激振力信号， 压电加速度传感器拾取振动信号，分别经电荷放大器放大后送入数据采集系统，最后由显示设备显示频率响应函数。要求能在图中正确表示，否则酌情扣分。