机械工程测试技术期末考试题.docx

1、机械工程测试技术期末考试题B. 准周期信号D. 连续信号B ）。B.频带变宽、幅值压低D.频带变宽、幅值增高 D ）。B.灵敏度D.分辨力）。B.信号频率的函数D.周期函数B.相敏检波电路D.滤波电路B.介质变化型D.介质变化型和极距变化型B ）。B.电压量D.电感量机 密启用前大连理工大学网络教育学院2019年秋机械工程测试技术期末考试复习题 注意事项：本复习题满分共： 400 分。一、单项选择题1、（ A ）是一种不能准确预测其未来瞬时值，也无法用数学关系式来描述的信号。A.随机信号C. 瞬变非周期信号2、时域信号的时间尺度压缩时，其频谱的变化为（A.频带变窄、幅值增高C.频带变窄、幅值压

2、低3、测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（A. 精度C.精密度4、滤波器的带宽 B和建立时间 Te 的乘积是（ BA. 常数C.随机变量5、调频式电涡流传感器的解调电路是（ C ）。A. 整流电路C.鉴频器6、电容式传感器中，灵敏度最高的是（ C ）。A. 面积变化型C.极距变化型7、在动态测试中，电桥的输出量通常采用（A. 电阻量C.电流量8、正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息（10、已知信号的自相关函数为 3cos ，则该信号的均方根值为（ C ）。A. 扩展C. 不变D.仅有相移13、时间常数为的一阶装置，输入频率为的正弦信号，则其输出与输入间的相位差是（A ）。D.-60B

3、.A.-45-90C.-180B.越窄D.不定16、电涡流式传感器是利用（ A ）材料的电涡流效应工作的。17、要使 RC低通滤波器的通带加宽，则 RC值应（ B ）。A. 越宽C. 不变20、自相关函数是一个（ B ）函数。23、对电阻应变式传感器， （ A ）会影响其零漂。D. 电场C. 长期使用24、控制高频振荡的低频信号为（ C ）。B. 1D. 3A. 0C. 227、下列与磁电式传感器的磁通变化率无关的是（A ）。A. 线圈的表面积B. 磁路磁阻C. 线圈的运动速度D. 磁场强度28、（ B ）表示滤波器的分辨能力。A. 截止频率B. 带宽电压表的示值 Vi 为 24V，而电压实际

4、值 Vt 为 23.5V ，则电压表的示值误差等于（ A ）。A. 0.5VB. -0.5VC. 0.25VD. -0.25V在一阶系统的伯德图中，所谓的“ -20dB/10 倍频”是指频率每增加 10倍， A（）（ D ）dB。A. 上升 20C. 下降 10B. 上升 10D. 下降 20二阶系统在单位阶跃激励下，阻尼比为 0 时超调最大，为（ C ）。A60%C100%在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是A. 恢复载波信号C. 恢复已调制波描述非周期信号的数学工具是（A.三角函数C.傅氏变换BD）。B.D.80%70%恢复调制信号的幅值和极性恢复调制信号的幅值C ）。D.B.拉氏变换

5、傅氏级数输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是A. 幅频特性C.传递函数D.B.B ）。相频特性频率响应函数两个同频正弦信号的互相关函数（A. 保留两信号的幅值、频率信息C.保留两信号的幅值、频率、相位差信息以下不属于供电系统的抗干扰措施的是（A.交流稳压器C.隔离稳压器）。B.B.D.以下与磁电式传感器的磁通变化率无关的是（A. 磁场强度C.线圈的运动速度B.D.极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为D.）。）。只保留幅值信息只保留两信号的频率信息高通滤波器独立功能块单独供电磁路磁阻线圈的截面积B ）。29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、A.电容量微小

6、影响灵敏度B.灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线性误差 第4页 共 11页C.非接触测量D.A ）之间。接触测量39、二阶系统测量装置阻尼比的选择范围一般在（A.0.6-0.8 B.0.6-0.7C.0.5-0.6 D.0.5-0.7二、判断题1、分辨力是指测量装置的输出零点偏离原始零点的距离。 （ ）2、光敏晶体管只有 NPN型一种。 （ ）3、同步解调要求有性能良好的线性乘法器件，否则将引起信号失真。 （ ）4、周期图法适用于短记录数据或瞬变信号的场合。 （ ）5、两个非同频的周期信号是不相关的。 （ ）6、一阶装置的时间常数越大越好。 （ ）7、某装置由于后接另一装置而产生的

7、种种现象，称为负载效应。 （ ）8、一阶 RC滤波器在过渡带内的衰减速率非常快。 （ ）9、低通滤波器能把高频噪声完全衰减干净。 （ ）10、截断就是将信号乘以时域的有限宽矩形窗函数。 （ ）三、填空题1、调幅波的解调器是 ，调频波的解调器是 。1相敏检波器、鉴频器2、光电传感器按其输出性质可分为 和 两类。2模拟量光电传感器、开关量光电传感器3、热电式传感器是把被测量转换为 的一种装置，其变换是基于金属的3电量变化、热电效应4、调幅过程在频域相当于 过程，调幅装置实际上是一个 。4频率搬移、乘法器5、调幅波的解调器是 ，调频波的解调器是 。5相敏检波器、鉴频器6、电容式传感器有 、 和介质三

8、种类型。6. 面积、极距7、影响二阶系统动态特性的参数是 和 。7固有频率、阻尼比8、 RC微分电路实际上是一种 滤波器，而 RC积分电路实际上是一种 滤波器。8. 高通、低通9、为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 和 。9阶跃响应法、频率响应法10、调幅波经过相敏检波后，既能恢复信号电压的 ，又能反映其 。10. 幅值、极性11、二阶系统的主要特征参数有 、 和 。11静态灵敏度、固有频率、阻尼比12、具有 的材料称为压电材料，常用的压电材料有 、 和有机压电薄膜。12.压电效应、压电单晶、压电陶瓷13、信号当时间尺度在压缩时，则其频带 其幅值 。例如将磁带记录仪 即是例证。1

9、3.展宽、降低、慢录快放14、测试装置的特性可分为 特性和 特性。14.静态、动态15、当测量较小应变值时应选用 效应工作的应变片，而测量大应变值时应选用 效应工作的应变片。15.压阻、应变四、名词解释1、调制1.使一个信号（高频交流信号（载波） ）的某些参数（幅值、频率、相位）在另一信号（被测缓变信号（调 制信号）的控制下发生变化的过程。2、解调2.从已调制波中恢复原缓变信号（即调制信号）的过程。五、简答题1、什么是窗函数？描述窗函数的各项频域指标能说明什么问题？1.答： （1） 窗函数就是时域有限宽的信号。其在时域有限区间内有值，频谱延伸至无限频率。第6页 共 11页10 倍频程衰减率、主

10、瓣宽（2） 描述窗函数的频域指标主要有最大旁瓣峰值与主瓣峰值之比、最大旁瓣 度。（3） 主瓣宽度窄可以提高频率分辨力，小的旁瓣可以减少泄漏。2、周期信号频谱与非周期信号频谱的各自特点是什么？2答：（ 1）周期信号频谱的特点是： a）周期信号的频谱是离散的； b）周期信号的谱线仅出现在基波和 各次谐波频率处。 c）周期信号的幅值谱中各频率分量与幅值随频率的升高而减小，频率越高，幅值越小。（ 2）非周期信号频谱的特点是： a）非周期信号的频谱是连续谱； b）非周期信号的幅值中各频率分量 与幅值随着周期趋向于无穷大，而相应地趋向无穷大，但这些分量间仍保持着一定的比例关系。3、为什么进行体温测量时，需

11、要将体温计与身体保持接触一段时间？t3.答：温度计是一阶惯性系统；其阶跃响应为 y 1 e ，系统达到稳态的时间与系统的时间常数有 关，当 t=4 时，系统的输出值与稳态响应值仅相差 2%，当 t 越大，系统的输出值与稳态响应值的误差就越小。六、问答题1、光纤传感器与常规传感器相比，有哪些优点？1. 答 : （1） 抗电磁干扰能力强。光纤主要由电绝缘材料做成，工作时利用光子传输信息，因而不怕电磁 场干扰；此外，光波易于屏蔽，外界光的干扰也很难进入光纤。（2） 光纤直径只有几微米到几百微米。而且光纤柔软性好，可深入到机器内部或人体弯曲的内脏等常规传 感器不宜到达的部位进行检测。（3） 光纤集传感

12、与信号传输于一体，利用它很容易构成分布式传感测量。2、什么是调制？调制的目的是什么？如何实现对信号进行调幅和解调？2.答：调制是指利用某种低频信号来控制或改变一高频振荡信号的某个参数的过程。信号调理的目的是： （1）实现缓变信号的传输，特别是远距离传输； （2）提高信号传输中的抗干扰能 力和信噪比。对信号进行调幅是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使得高频信号的幅值随被测信号的变化而变 化。可使用同步解调、相敏检波的方式来实现对信号进行解调。3、什么是负载效应？对于电压输出的环节，减轻负载效应的措施有哪些？3.答：当一个装置联接到另一装置上时，由于发生能量交换而使前装置的联接处甚至整个装置的状

13、态和输 出都将发生变化的现象称为负载效应。对于电压输出的环节，减轻负载效应的办法有 :（1） 提高后续环节 （ 负载 ） 的输入阻抗； （2） 在原来两个 相联接的环节之中，插入高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，以便一方面减小从前环节吸取能量，另一方 面在承受后一环节（负载）后又能减小电压输出的变化，从而减轻负载效应； （3） 使用反馈或零点测量原 理，使后面环节几乎不从前环节吸取能量。4、试述机械式传感器做成的机械式指示仪表的特点及用途。4. 答： 机械式传感器做成的机械式指示仪表具有结构简单、 可靠、 使用方便、 价格低廉、 读数直观等优点。但弹性变形不宜大，以减小线性误差。此外，由于放大和

14、指示环节多为机械传动，不仅受间隙影响，而且 惯性大，固有频率低，只宜用于检测缓变成静态被测量。5、试述热电阻材料的特点。5. 答：热电阻材料必须具有以下特点：(1) 高温度系数、高电阻率。这样在同样条件下可加快反应速度，提高灵敏度，减小体积和重量。(2) 化学、物理性能稳定。以保证在使用温度范围内热电阻的测量准确性。(3) 良好的输出特性。即必须有线性的或者接近线性的输出。(4) 良好的工艺性，以便于批量生产、降低成本。七、计算题1、已知某信号的自相关函数 Rx( ) 100cos100 ，试求：(1)该信号的均值 x ；(2)均方值 x2 ；(3)功率谱 Sx(f )。1. 解：(1)由于

15、Rx( ) 100cos100 为周期不衰减的函数，则原信号 x(t) 应为同频率的正弦信号，即x(t ) Asin100 t 。根据信号均值的定义得：1 A sin100 tdt 0T02)根据自相关函数的性质可知所以：2x2 Rx (0) 100cos(100 t 0) 100Rx(0)2x3)自相关函数与自谱是一对傅立叶变换对关系，并且式中：F(cos2 fot) 2 (f fo) ( ffo)fo 50Sx(f)F Rx( ) F 100cos100 ff12、有一钢板，原长 l1m ，钢板弹性模量 E112 1011 Pa ，使用 BP-3 箔式应变片 R=120，灵敏度系数S=2，

16、测出的拉伸应变值为 300。求：钢板伸长量 l ，应力R/ R及 R 。如果要测出 1应变值则相应的 R/ R是多少？( 10 6 )300 10 6 2 1011 61 300 10 6 3 10 4 m 0.3(mm)107 ( Pa)2 300 10 6 6 10数 o ，求传感器的总电容量 C=？(圆形极板直径 D，两云母片间距离 o )3. 解：加入云母片后，相当于介质为空气的电容器和介质为云母片的电容器串联，则电容器串联后的电容 量为:于是：12d ？ (空气介电常数 8.85 10 12F /m)变化多少格？1解：设该一阶系统的频响函数为H(1） 1 ， 是时间常数1j则：A(

17、) 1 21 ( )2令 5%， f=100Hz ，解得 523 s。如果 f=50Hz ，则 振幅误差：相角差： ( ) arctan(2 f ) arctan(2 523 10 6 50) 9.332、气象气球携带一种时间常数为 15s的一阶温度计， 以 5m/s的上升速度通过大气层。 设温度按每升高 30m 下降 0.15的规律而变化， 气球将温度和高度的数据用无线电送回地面。 在 3000m 处所记录的温度为 -l。 试问实际出现 - l的真实高度是多少？12. 解：该温度计为一阶系统，其传递函数设为 H（s） 1 。温度随高度线性变化，对温度计来说相15s 1 当于输入了一个斜坡信号

18、， 而这样的一阶系统对斜坡信号的稳态响应滞后时间为时间常数 =15s，如果不计无线电波传送时间，则温度计的输出实际上是 15s以前的温度，所以实际出现 - l的真实高度是：Hz=H-V =3000-5 15=2925m九、论述题1、试述传递函数的特点。1.答：（1）传递函数与具体的输入及输出无关，它只表达了系统的传输特性。 （ 2）传递函数只反映系统传输特性而不拘泥于系统的物理结构。 （ 3）传递函数分母中最高幂次代表系统微分方程的阶数。 2、试述鉴频器的组成及主要优缺点。2. 答：鉴频器通常由线性变换电路与幅值检波电路组成。优点：抗干扰能力强。因为调频信号所携带 的信息包含在频率变化之中，并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之中，这种由干扰引 起的幅值变化，可以通过限幅器有效消除掉。缺点：占频带宽度大，系统复杂。调频波通常要求很宽的频 带，甚至为调幅所要求带宽的 20 倍；因为频率调制是一种非线性调制，不能运用叠加原理，因此，调频 系统较之调幅系统复杂。