机械工程测试技术基础试卷及答案集

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1、机械工程测试技术基础(第三版)试卷以及答案一、填空题1、周期信号的频谱是离散的,而非周期信号的频谱是的。2、均方值Ψx2表示的是信号的强度,它与均值μx、方差σx2的关系是。3、测试信号调理电路主要有、、。4、测试系统的静态特性指标有、、。5、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值,是定度曲线的。6、传感器按信号变换特性可分为、。7、当时,可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系,其灵敏度S趋于。8、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化,才能使输出有最大值。9、信号分析的过程主要包括:、。10、系统动态特性在时域可用来描述,在复数域可用来描述

2、,在频域可用来描述。11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比,即对共模信号有抑制作用,对      信号有放大作用。12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮,原因是导线间存在  。13、压控振荡器的输出电压是方波信号,其与输入的控制电压成线性关系。14、调频波的解调又称    ,其解调电路称为    。15、滤波器的通频带宽和响应时间成    关系。16、滤波器的频率分辨力主要由其    决定。17、对于理想滤波器,滤波器因数λ=  。18、带通滤波器可由低通滤波器(fc2)和高通滤波器(fc1) 而成(fc2>fc1)。19、测试系统的线性度和滞后度是由 

3、  误差引起的;而重复性误差是由   误差引起的。二、问答题(共30分)1、什么是测试?说明测试系统的构成及各组成部分的作用。(10分)2、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点,各有何优点?(10分)3、选用传感器的原则是什么?(10分)三、计算题(共55分)1、已知信号x(t)=e-t(t≥0),(1)求x(t)的频谱函数X(f),并绘制幅频谱、相频谱。(2)求x(t)的自相关函数Rx(τ)。(15分)2、二阶系统的阻尼比ξ=0.2,求ω=ωn时的幅值误差和相位误差,如果使幅值误差不大于10%,应取多大阻尼比?。(10分)3、一电容传感器,其圆形极板r=4mm,工

4、作初始间隙δ0=0.3mm,(1)工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm,求电容的变化量。(2)如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF,读数仪表灵敏度S2=5格/mv,在Δδ=±2μm时,读数仪表的指示值变化多少格?(ε0=8.85×10-12F/m)(8分)4、已知RC低通滤波器的R=1KΩ,C=1MF,当输入信号μx=100sin1000t时,求输出信号μy。(7分)5、(1)在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。(2)如被测量x(t)=sinωt,载波y(t)=sin6ωt,画出各环节信号的波形图。(15分一、填空题:1、连续2、¢x2=Hx2+ó

5、x23、电桥、放大、调制解调电路4、非线性度、灵敏度、回程误差5、斜率6、组合型、一体化型7、Δó〈〈ó0定位8、相邻相反相对相同9、信号分析、信号处理10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容13、频率14、鉴频、鉴频器15、反比16、带宽B17、118、串联19、系统、随机一、问答题1、答:测试是测量和试验的综合,是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程,也是获取信息的过程。(1)测量对象(1)传感器:在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系,它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。(2)中间转换电路(信号调理电路):

6、作用是将传感器的输出信号进行传输、放大和转换,使其适合显示、纪录、数据处理。(3)信号处理单衣:它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理(如:计算、频谱分析、数据储存等)(4)显示、记录部分:作用是输出测试结果。2、答:相同之处在于:都是将被测量的变化转换为电阻的变化,且dR/R=(1+2H)ε+λEε,其中H为材料的泊桑比,E为材料的弹性模量,(1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化,λEε是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是,电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化,所以dR/R≈(1+2H)ε,S≈1+2H;而半导体应变片是利用半导体材料的

7、压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=λEε,S≈λE。各自的优点分别为:电阻丝应变片具有相当高的适应性;半导体应变片的灵敏度高,一般为电阻丝应变片的50-70倍。3、基本原则是:选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。(1)静态特性方面:a、应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内,并保证线性误差在允许范围内;b、传感器的分辨率(力)从数据上应小于测量要求的分辨率(力)c、满足实际要求的条件下,精度不宜过高。3.解:(1)∵S==-=-4.94×10-9F/m∴当=2Hm时,=S•=-4.94×10-9F/m×(2×10-6m

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