机械工程测试技术基础-简答题.docx

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1、一、信号及其描述1、周期信号频谱的特点：①离散性——周期信号的频谱是离散的；②谐波性——每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数；③收敛性——谐波分量的幅值按各自不同的规律收敛。2、傅里叶变换的性质：奇偶虚实性、对称性、线性叠加性、时间尺度改变特性、时移和频移特性、卷积特性、积分和微分特性。3、非周期信号频谱的特点：①非周期信号可分解成许多不同频率的正弦、余弦分量之和，包含了从零到无穷大的所有频率分量；②非周期信号的频谱是连续的；③非周期信号的频谱由频谱密度函数来描述，表示单位频宽上的幅值和相位；④非周期信

2、号频域描述的数学基础是傅里叶变换。二、测试装置的基本特性1、测量装置的静态特性是在静态测量情况下描述实际测量装置与理想时不变线性系统的接近程度。线性度——测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系的偏离程度。灵敏度——单位输入变化所引起的输出变化。回程误差——描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性，在整个测量范围内，最大的差值称为回程误差。分辨力——能引起输出量发生变化的最小输入量。零点漂移——测量装置的输出零点偏离原始零点的距离，它是可以随时间缓慢变化的量。灵敏度漂移——由于材料性质的变化所引起的输入与输出关系的变化。2、传递

3、函数的特点：①与输入及系统的初始状态无关，它只表达系统的传输特性；②是对物理系统的微分描述，只反映系统传输特性而不拘泥于系统的物理结构；③对于实际的物理系统，输入和输出都具备各自的量纲；④中的分母取决于系统的结构。3、一阶测试系统和二阶测试系统主要涉及哪些动态特性参数，动态特性参数的取值对系统性能有何影响？一般采用怎样的取值原则？答：测试系统的动态性能指标：一阶系统的参数是时间常数；二阶系统的参数是固有频率和阻尼比。对系统的影响：一阶系统的时间常数值越小，系统的工作频率范围越大，响应速度越快。二阶系统的阻尼比一定时，越高，系统的工

4、作频率范围越大，响应速度越快；阻尼比的取值与给定的误差范围大小和输入信号的形式有关。取值原则：一阶系统的时间常数愈小愈好；二阶系统的固有频率越大越好，阻尼比取。4、试说明测试系统的阻尼比大多采用的原因。答：对于二阶系统应使，这样能减小动态误差，系统能以较短的时间进入偏离稳态不到2％5％的范围内，使系统的动态响应好。当系统的阻尼比在0.7左右时，幅频特性近似常数的频率范围最宽，而相频特性曲线也最接近直线。因而取可获得较小的误差和较宽的工作频率范围，相位失真也很小。5、什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？答：若都是常数，如果一个

5、测试装置满足关系，则认为该测试装置实现了不失真测量。这表明，输出信号较输入信号，幅值放大了倍，时间上滞后了，波形一致。对上式作傅里叶变换，有，所以若要实现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下条件=常数、。三、常用传感器与敏感元件1、电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况来选用？答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。优缺点：电阻丝应变片主要优点是性能稳定，线性较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺

6、点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。2、电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样后果？答：由式可见，灵敏度与磁路横截面积A0、线圈匝数N、磁导率m0、气隙d有关。如果加大磁路横截面积A0、线圈匝数N、磁导率m0，减小气隙d，都可提高灵敏度。加大磁路横截面积A0、线圈匝数N会增大传感器尺寸，重量增加，并影响到动态特性；减小气隙d会增大非线性。3、光电传感器包含哪儿种类型？各有何特点？用光电式传感器可以测量哪些物理量

7、？答：包括利用外光电效应工作的光电传感器、利用内光电效应工作的光电传感器、利用光生伏特效应工作的光电传感器三种。外光电效应——光线照射物体，使物体的电子逸出表面的现象，包括光电管和光电倍增管。内光电效应——物体受到光线照射时，物体的电子吸收光能使其导电性增加，电阻率下降的现象，有光敏电阻和光导管。光生伏特效应——光线使物体产生一定方向的电动势。在CCD图象传感器、红外成像仪、光纤传感器、激光传感器等中都得到了广泛应用。4、何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？答：霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流

8、过薄片时，则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差，这种现象称为霍尔效应，产生的电位差称为霍尔电势。霍尔效应产生的物理本质：在磁场中运动的电荷受到磁场力作用，而向垂直于磁场和运动方向的方向移动，在两侧面产生正、负电荷积累。可用于测量的物理量：