工程测试技术试题及答案讲课稿
工程测试技术答案
第三章测试系统的基本特征例3-1 对量程为10MPa 的压力传感器，其中端点法测得x y 005.5036.0+=，最小二乘拟合x y 005.5707.0+=，求其L ε、H ε的结果。
解：（1）%100max⨯∆=FSL Y L ε Y FS =5.005*(10-0）=50.05mV Y x=2=10.717 ΔL 1=0.674mV Y x=4=20.727 ΔL 2=0.634mV Y x=6=30.737 ΔL 3=0.584mV Y x=8=40.747 ΔL 4=0.619mV Y x=10=50.757 ΔL 5=0.685mV ∴ΔL max =0.685mV%37.1%100%10005.50685.0max =⨯=⨯=∆F S Y L L ε%100max ⨯=∆F SY H H εΔH 1=0.054mV ΔH 2=0.078mV ΔH 3=0.066mV ΔH 4=0.040mV ΔH 5=0 ∴%16.0%10005.50078.0%100max =⨯=⨯∆=FS H Y H ε 2.某测试系统频率响应函数曲线ωωj j H 05.011(+=)，若输入周期信号)30100cos(8.010cos 2)(︒-+=t t t X ，试求其响应y （t ）。
解：从题意知该系统应为一阶线性系统，故可设：)100cos(8.0)10cos(2)()()(2121θθ+++=+=t t t x t x t x)100cos(8.0*)10cos(2*)()()(221121θθ+++=+=t A t A t y t y t y又∵2)(11)(τωω+=A ,∴8944.0)1005.0(11)(21=⨯+=ωA ，1961.0)10005.0(11)(22=⨯+=ωA ； 又)arctan()(τωωφ-=∴︒-=⨯-=56.26)1005.0arctan()(1ωφ，︒-=⨯-=69.78)10005.0arctan()(2ωφ，∴A 1=0.8944 A 2=0.1961 θ1=-26.56° θ2=-78.69°,)30100cos(8.010cos 2)(︒-+=t t t X∴)69.108100cos(16.0)56.2610cos(79.1)(︒-+︒-=t t t y 4.某测量系统为一阶系统，当变阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV ；当t →∞时输出为100mV ，在t=5s 时，输出为50mV ，试求该测量系统的时间常数τ。
工程测试技术试题
工程测试技术试题The saying "the more diligent, the more luckier you are" really should be my charm in2006.1.测试装置的静态特性指标主要有灵敏度、线性度、回差、精确度一阶系统的动态参数是时间常数τ,二阶系统的动态参数是时间常数τ和阻尼比ξ;2测试装置的幅频特性描述的是输出信号与输入信号幅值比随输入信号频率变化的关系, 相频特性描述的是输出信号与输入信号相位差随输入信号频率变化的关;2.表征测试装置动态特性的频率响应特性应包括_幅频特性,和_相频特性;3.将信号xt=6sin2t输入时间常数τ= 的一阶装置,则稳态输出的幅值Y0= ,相位滞后φ0=_____,输出信号yt= ;t︒-︒当测量较小应变值时,应选用根据压阻效应工作的4545)半导体应变片,而测量大应变值时应选用根据电阻应变效应工作的金属电阻应变片;4.常用的应变片有半导体与金属丝两大类;对于金属电阻应变片来说：S=1+2μ ,而对于半导体应变片来说 S＝πLE ;前一种应变片的灵敏度比后一种低5.金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的几何尺寸变化产生的;6.差动变压器式传感器工作时,如果铁芯做一定频率的往复运动,其输出电压是调制波;7.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈_互感_____系数的变化,两个次级线圈要求_反向____串接;11交流电桥的平衡条件为相对桥臂阻抗之模的乘积相等和阻抗角和相等 ,因此,当桥路相邻两臂为电阻时,则另外两个桥臂应接入电阻性质的元件才能平衡;12自感式传感器通过改变气隙、面积和有效线圈匝数从而改变线圈的自感量,可将该类传感器分为变气隙式自感式传感器、变面积式自感传感器和螺管式自感传感器 ;13压电传感器在使用电荷放大器时,其输出电压几乎不受电缆长度变化的影响;14压电传感器中的压电片并联时可提高电荷灵敏度,适用于测量缓变信号和以电荷为输出量的场合;而串联时可提高电压灵敏度,适用于以电压为输出量的场合;15压电传感器在使用前置放大器时,连接电缆长度的改变,测量系统的灵敏度也将发生变化;16压电式传感器是双向可逆型换能器,即可将机械能转换为电能,这是由于压电效应；也可将电能转换为机械能,这是根据逆压电效应;8.压电传感器前置放大器的作用是把传感器输入的高阻抗变为低阻抗输出和把传感器的微弱信号放大9.周期信号的频谱是离散的,非周期信号的频谱是连续的；非周期信号的频谱可以借助于数学工具傅立叶变换而得到;10.在非电量的电测技术中,总是将被测的物理量转换为___电_____信号;11.组成热电偶的条件是两电极材料不同和两电极有温度差 ;12.测试系统的特性可分为静态特性和动态特性;13.能用确切数学表达式表达的信号称为确定性信号,不能用确切数学表达式表达的信号称为随机信号;14.描述测试系统动态特性的数学模型有微分方程和频率响应函数 ;15.附加传感器质量将使原被测系统的固有频率减小增大、减小、不变;16.温度引起电阻应变片阻值变化的原因有两个,其一电阻温度效应 ,其二线膨胀系数不同 ;17.均方差表示信号的波动量 ,方差表示信号的绕均值波动的程度 ;18.测试系统不失真条件是幅频特性为常数、相频特性为过原点的负方向斜线 ;19.常用的温度传感器有热电偶、电阻温度计等;20.利用霍尔元件可以测量位移和转速等运动量;21.单位脉冲的频谱是均匀谱 ,它在整个频率范围内具有幅值相等 ;22.线性系统具有频率保持性,即系统输入一正弦信号,其稳态输出的幅值和相位一般会发生变化;23.差动电桥可提高灵敏度 ,改善非线性 ,进行温度补偿;24.为补偿温度变化给应变测量带来的误差,主应变片与补偿应变片应接相邻桥臂;25.一般将控制高频振荡的缓变信号称为调制信号 ,载送缓变信号的高频振荡信号称为载波 ,经过调制的高频震荡信号称为已调制波 ;判断1. 周期信号的频谱必定是离散的;2. 灵敏度指输出增量与输入增量的比值,又称放大倍数;X3. 传递函数表征系统的传递特性,并反映其物理结构;因此,凡传递函数相同的系统其物理结构亦相同;X4. 变间隙式电感传感器,只要满足δ<<δo的条件,则灵敏度可视为常数;5. 用差动变压器测量位移时,根据其输出特性可辨别被测位移的方向;X6.莫尔条纹的间距B随光栅刻度线夹角θ增大而减小;7. 测量小应变时,应选择灵敏度高的金属丝应变片,测量大应变时,应选用灵敏度低的半导体应变片;X8.霍尔元件包括两个霍尔电极和两个激励电极;9. 在光的照射下材料的电阻率发生改变的现象称为外光电效应;X10. 采用热电偶冷端恒温法进行冷端温度补偿,只能将冷端置于冰水混合的容器中;X11. 非周期信号的频谱是离散谱;X12. 随机信号的概率密度函数是表示信号的幅值落在指定区间的概率;13.为提高测试精度,传感器灵敏度越高越好;X14. 依靠被测对象输入能量使之工作的传感器称为能量转换型传感器;X15. 根据压电效应,在压电材料的任何一个表面的压力均会在相应表面上产生电荷;X16. 由同一种材料构成热电偶即使两端温度不等也不会形成电势;17. 若将四个承受应力的应变片作为全桥四臂,则电桥输出电压一定比仅用一个应变片大四倍;X18. 对某常系数线性系统输入周期信号,则其稳态输出信号将保持频率、幅值和相位不变;X19. 任何周期信号都可以由不同频率的正弦或余弦信号迭加而成;20. 一个信号不能在时域和频域上都是有限的;21. 当信号在时间尺度上压缩时,其频谱频带加宽,幅值增高;X22. 线性定常系统中,当初始条件为零时,系统输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数;X23. 莫尔条纹有位移放大作用,可以通过莫尔条纹进行脉冲计数来测量微小位移;24. 同一个传递函数可表征多个完全不同的物理系统,因此不同物理系统可能会有相似传递特性;X25. 一阶系统时间常数和二阶系统固有频率越小越好;26.调幅波是频率不变而幅值发生变化的已调波;27. 相敏检波器是一种能鉴别信号相位和极性而不能放大信号的检波器;28. 频率保持性是指测试系统的输出信号频率总等于输入信号的频率;X29. 测试装置的灵敏度越高,其测量范围就越大;30. 一阶测试系统的时间常数越小越好;X31. 动态特征好的测试系统应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特征;32.线性定常系统,初始条件为零时,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数;33. 时间常数表征一阶系统的惯性,是过渡过程长短的度量;34. 用常系数微分方程描述的系统为线性系统;00000傅里叶级数中的系数表示谐波分量的振幅_;1.准周期信号的频谱是__.离散的_________;2.如果一个信号的频谱是离散的,则该信号的频率成份是有限的或无限的______;3.时域信号使其变化速度减慢,则低频成分__增加____;概率密度函数是_.幅值_____域上来描述随机信号的;4.二阶系统的阻尼比越小,则阶跃响应的超调量__越大_________;5.幅值解调过程中,相敏检波器的作用是__判断极性和提取已调波的幅值信息_________;6.在非电量的电测技术中,总是将被测的物理量转换为__电 ______信号;7.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称___相频特征_____;测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数的关系为__.傅氏变换对______;8.9.10.11.高频反射式涡流传感器是基于涡电流和集肤受和变换的;12.,13.,14.;15.,这;16.17.18.缆长度变化的影响19.,21.;,则应该增大加速度计固有频率,则应减小加速度计固有频率,可以增大质量块的质量或者减小弹簧的刚度,此时灵敏度 ;23.测量应变所用电桥特性是电桥的和差特性 ;为提高电桥灵敏度,极性相同极性向反的应变片应接于相邻臂; 24.25.,28.低29.半30.压31.,则电桥的测量32.用yt=Ccos4000pt,33.灵敏度始终是常数的传感器是变面积式自感传感器和电阻应变片 ; 计量光栅测量位移时,34.描述周期信号的数学工具是傅立叶级数,傅立叶变换 ;35.将信号在时域平移,;●为什么通常二阶系统的阻尼比ζ≈左右频域：在一定误差范围下,ζ≈时系统可测频带范围宽;时域：ζ≈时,当ω0越大,响应时间越短;●何为调制、解调调制与解调的目的是什么调制就是用调制信号控制载波信号,让后者的某一特征参数按前者变化;解调就是从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号;调制的目的是使缓变信号便于放大和传输;解调的目的是恢复原信号;●简述系统不失真测试的条件时域和频域及其物理意义;时域：yt=kxt-t0;物理意义：系统的输出波形与输入信号的波形完全相似,保留了原信号的全部特征信息；输出波形与输入信号的波形只是幅值放大了k倍,在时间上延迟了t0;频域：Aω=k=常数,φω=-ωt0;物理意义：幅频特性在xt频谱范围内恒为常数,即输入信号各频率成分幅值通过此系统所乘系数相同,幅频特性\有无限宽通频带；相频特性是通过原点向负方向发展并与ω成线性关系的直线,即输入信号中各频率成分相位角通过此系统时成与频率ω成正比的滞后移动,滞后时间都相同;●试说明为什么不能用压电式传感器测量变化比较缓慢的信号由于传感器的内阻及后续测量电路输入电阻Ri 非无限大,电路将按指数规律放电,造成测量误差,电荷泄漏使得利用压电传感器测量静态或准静态量非常困难;通常压电传感器适宜作动态测量,动态测量时电荷量可以不断得到补充;●简述测试系统的静态特性指标;a灵敏度：若系统的输入x增量△x,引起输出y发生变化△y时,定义灵敏度S为: S=△y/△xb线性度：对测试系统输入输出线性关系的一种度量;c回程误差：描述系统的输出与输入变化方向有关的特性;d重复性：衡量测量结果分散性的指标,即随机误差大小的指标;e精度：评定测试系统产生的测量误差大小的指标;f 稳定性和漂移：系统在一定工作条件下,当输入量不变时,输出量随时间变化的程度;g 分辨力率：测试装置分辨输入量微小变化的能力;h 可靠性：评定测试装置无故障工作时间长短的指标;●分别列举位移、温度、转速测量传感器各一种并简述其原理;位移传感器：变气隙式自感传感器——电磁感应原理;温度传感器：热电偶——热电效应;转速测量传感器：霍尔式转速测量传感器——霍尔效应;●测试系统的基本特性是什么静态特性：灵敏度、线性度、回程误差、重复性、精度、稳定性和漂移、分辨力率、可靠性等;动态特性负载特性抗干扰特性●简述常用温度测试方法及相应传感器原理;接触式测温法：膨胀式：根据热胀冷缩原理设计,如液体、气体和金属膨胀式温度计；电阻式：根据电阻温度效应设计,如电阻式、半导体温度计；热电偶：根据热电效应设计;非接触式测温法：基于热辐射效应,如红外式温度计;●一阶系统和二阶系统主要涉及哪些动态特性参数这些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一阶系统：时间常数τ;时间常数τ决定着一阶系统适用的频率范围,τ越小测试系统的动态范围越宽,反之,τ越大则系统的动态范围就越小;为了减小一阶系统的稳态响应动态误差,增大工作频率范围,应尽可能采用时间常数τ小的测试系统;二阶系统：阻尼比ξ、固有频率ω0;二阶系统幅频特性曲线是否出现峰值取决于系统的阻尼比ξ的大小；当二阶系统的阻尼比ξ不变时,系统固有频率越大,保持动态误差在一定范围内的工作频率范围越宽,反之,工作频率范围越窄;对二阶系统通常推荐采用阻尼比ξ＝左右,且可用频率在 0~ 范围内变化,测试系统可获得较好的动态特性,其幅值误差不超过 5％,同时相频特性接近于直线,即测试系统的动态特性误差较小;●传感器采用差动形式有什么优点试举例;1改善非线性;2提高灵敏度;3对电源电压、频率的波动及温度变化等外界影响有补偿作用;4对电磁吸力有一定的补偿作用,从而提高测量的准确性;●若调制信号的最高频率为fm,载波频率为f0,那么fm与f0应满足什么关系原因何在若调制信号为瞬态信号连续谱,信号最高频率fm,则调幅波的频谱也是连续谱,位于f0± fm之间;只有f0>>fm,频谱不会产生交叠现象;为了正确进行信号调制,调幅信号的频宽2fm相对于中心频率载波频率f0应越小越好,实际载波频率通常f0≥10fm;●测量、测试、计量的概念有什么区别测量：以确定被测对象属性和量值为目的的全部操作;测试：意义更为广泛的测量——具有试验性质的测量;计量：实现单位统一和量值准确可靠的测量;●何谓测量误差通常测量误差是如何分类、表示的说明各类误差的性质、特点及其对测量结果的影响;测量误差：测量结果与被测量真值之差;误差分类：随机误差由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律产生,再现性、系统误差因许多不确定性因素而随机产生、偶然性、粗大误差系统各组成环节发生异常和故障等引起;误差表示：绝对误差、相对误差真值相对误差、示值相对误差、引用误差;●准周期信号与周期信号有何异同之处与非周期信号有何异同之处满足什么要求简谐信号才能叠加成周期信号该信号的周期如何确定准周期信号: 由多个周期信号合成,各信号周期没有最小公倍数;频谱离散;周期信号：按一定时间间隔重复出现的信号,由多个周期信号合成,各信号周期有最小公倍数;频谱离散;非周期信号：不会重复出现的信号,包括准周期信号、瞬态信号;其中准周期信号频谱离散,瞬态信号频谱连续;各简谐信号周期有最小公倍数才能叠加成周期信号;该信号周期为各信号周期的最小公倍数;●金属电阻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选用金属电阻应变片的工作原理基于其敏感栅发生几何尺寸改变,使金属丝的电阻值随其变形而改变,即电阻应变效应,产生1＋2μεx项;而半导体应变片的工作原理是利用半导体材料沿某一方向受到外加载荷作用时,由应力引起电阻率的变化,即压阻效应,产生πL Eεx 项;两种应变片相比,半导体应变片最突出的优点是灵敏度高,另外,由于机械滞后小、横向效应小及本身的体积小等特点,扩大了半导体应变片的使用范围,最大缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大,在较大应变作用下,非线性误差大等,给使用带来困难;当测量较小应变值时,应选用根据压阻效应工作的半导体应变片,而测量大应变值时应选用根据应变效应工作的金属电阻应变片;●电阻应变片产生温度误差的原因有哪些怎样消除误差由温度引起应变片电阻变化的原因主要有两个：一是敏感栅的电阻值随温度的变化而改变,即电阻温度效应；二是由于敏感栅和试件线膨胀系数不同而产生的电阻变化;进行温度补偿,消除误差的方式主要有三种：温度自补偿法、桥路补偿法和热敏电阻补偿法;温度自补偿法是通过精心选配敏感栅材料与结构参数来实现温度补偿；桥路补偿法是利用电桥的和差特性来达到补偿的目的；热敏电阻补偿法是使电桥的输入电压随温度升高而增加,从而提高电桥的输出电压;●涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关被测体对涡流传感器的灵敏度有何影响涡流形成范围:径向为线圈外径的～倍,且分布不均匀,与线圈外径D有关；涡流贯穿深度有限,深度一般可用经验公式求得,与导体电阻率、相对导磁率和激励频率有关;涡流效应与被测导体电阻率、导磁率、几何形状与表面状况有关,因此涡流传感器的灵敏度也与上述被测体的因素有关;●涡流式传感器的主要优点是什么电涡流式传感器能对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等进行非接触式连续测量,另外还具有体积小,灵敏度高,频率响应宽等特点;非接触测量,抗干扰能力强；灵敏度高；分辨力高,位移检测范围：±1mm～±10mm,最高分辨率可达%；结构简单,使用方便,不受油液等介质影响●压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器电荷放大器有何特点压电式传感器的前置放大器有两个作用：一是阻抗变换把压电式传感器输出的高阻抗变换成低阻抗输出；二是放大压电式传感器输出的微弱信号;电荷放大器的输出电压与外力成正比,与反馈电容Cf成反比,而与Ca、Cc和Ci无关,当制作线路时使Cf成为一个非常稳定的数值,则输出电压唯一的取决于电荷量,与外力成反比;电缆分布电容变化不会影响传感器灵敏度及测量结果是电荷放大器的突出优点,但电路复杂,造价较高;●采取何种措施可以提高压电式加速度传感器的灵敏度选用压电系数大的压电材料做压电元件；增加压电晶片数目；合理的连接方法;●如何减小电缆噪声对测量信号的影响使用特制的低噪声电缆；输出电缆应予以固紧,用夹子、胶布、腊等固定电缆以避免振摇；电缆离开试件的点应选在震动最小处;●什么是霍尔效应为什么半导体材料适合于作霍尔元件霍尔效应：置于磁场中的通电半导体,在垂直于电场和磁场的方向产生电动势的现象;根据霍尔效应,霍尔元件的材料应该具有高的电阻率和载流子迁移率;一般金属的载流子迁移率很高,但其电阻率很小；绝缘体电阻率很高,但其载流子迁移率很低；只有半导体材料最适合做霍尔元件;●霍尔元件的不等位电势的概念是什么产生不等位电势的主要原因有哪些如何进行补偿不等位电势：当磁感应强度B为零、激励电流为额定值IH时,霍尔电极间的空载电势;产生不等位电势的原因主要有：霍尔电极安装位置不正确不对称或不在同一等电位面上；半导体材料的不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀；激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等;补偿电路见P173;●简述霍尔位移传感器的工作原理;当改变磁极系统与霍尔元件的相对位置时,即可得到输出电压,其大小正比于位移量;保持霍尔元件的控制电流I一定,使其在一个有均匀梯度的磁场中移动,则霍尔电势与位移量成正比;●简述热电偶产生热电势的条件是什么热电偶的两个电极材料不同,两个接点的温度不同;●简述热电偶冷端温度补偿的各种方法的特点0℃恒温法：将热电偶冷端放在冰和水混合的容器中,保持冷端为0℃不变;这种方法精度高,但在工程中应用很不方便,一般在实验室用于校正标准热电偶等高精度温度测量;修正法：实际使用中,设法使冷端温度保持不变放置在恒温器中,然后采用冷端温度修正的方法,可得到冷端为0℃时的热电势;根据中间温度定律,EABT,T0＝ EABT,Tn＋EABTn,T ,因为保持温度Tn不变,因而EABTn,0 ＝常值,该值可以从热电偶分度表中查出;测量的热电势与查表得到的相加,就可得到冷端为0℃时的热电势,然后再查热电偶分度表,便可得到被测温度T;补偿导线法：将热电偶的自由端引至显示仪表,而显示仪表放在恒温或温度波动较小的地方;采用某两种导线组成的热电偶补偿导线,在一定温度范围内0～100℃具有与所连接的热电偶相同的热电性能;不同的热电偶要配不同的导线,极性也不能接错;补偿电桥法：利用不平衡电桥又称冷端补偿器产生不平衡电压来自动补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化;。
(完整版)工程测试技术试题及答案
复习总结一、概念题1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态测试。
如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。
2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。
3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。
4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。
5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及补偿与修正技术。
6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性度。
7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。
8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。
9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输出。
10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。
11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。
（因为：△R=KεR，K 为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量）12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。
13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。
14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。
15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。
16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以及水的液位的检测。
17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象，该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。
18.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感系数的变化，两个次级线圈要求反向串接。
机械工程测试技术基础试题及答案
1、什么是测试装置的静态特性？常用哪几个特性参数来描述？答：测试装置的静态特性就是指在静态测量情况下描述实际测试装置及理想定常线性系统的接近程度。
常用的特性参数有灵敏度、线性度和回程误差等。
2、实现不失真测试的条件是什么？分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试。
答：测试装置实现不失真测试的条件是A（ω）=A0=常数φ（ω）=-t0ω为满足上述条件，对于一阶装置，时间常数τ原则上越小越好，对于二阶装置一般选取ξ=0.6~0.8，ω=0~0.58ωn.3、调制波有哪几种？分别说明其含义，并指出常用的有哪两种。
答：调制波有调幅波、调频波和调相波三种。
载波信号的幅值受调制信号控制时，输出的已调波称为调幅波；载波信号的频率受调制信号控制时，输出的已调波称为调频波；载波信号的相位受调制信号控制时，输出的已调波称为调相波；常用的调制波有调幅波和调频波两种。
4、选用传感器时应考虑到哪些原则？答： 选用传感器时应考虑到以下原则：（1）灵敏度 （2）响应特性 （3）线性范围 （4）可靠性（5）精确度 （6）测量方法 （7）稳定性及其他5、电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？ 答：包括电阻式、电感式、电容式三种。
电阻式传感器工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种装置；电感式传感器工作原理：把被测量如位移转换为电感量变化的一种装置；电容式传感器工作原理：把被测物理量转换为电容量变化的一种装置。
一、计算题1、求图中周期性三角波的傅里叶级数。
解：在x(t)的一个周期中可表示为x(t)={A +2A T 0t − T 02≤t ≤0 A −2A T 0t 0≤ t ≤T 02常值分量a 0=1T 0∫x (t )dt T 02−T 02 = 2T 0∫(A −2A T 0t )dt T020 = A 2 余弦分量的幅值a n =2T 0∫x (t )cosnω0tdt T 02−T 02 = 4T 0∫(A −2A T 0t )cosnω0tdt T020=4An2π2sin2nπ2= {4An2π2n=1,3,5,0n=2,4,6,正弦分量的幅值b n = 2T0∫x(t)sinnω0tdtT02−T02= 02、求传递函数为H（s）=51+0.001S的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应y(t)。
工程测试技术答案
1、 用一个可调信号源、标准表做被测表做鉴定测试，结果如下： （1） 标准表示值fa ，被测表fo,问示值误差dx 。
（2） 标准表示值fo ，被测表fa ，问示值误差dx 。
（3） 这两个误差是否相同? 解:(1)0a dx f f =- (2）0a dx f f =-（3）两个误差不相同。
1' 什么是系统误差、它与随机误差有什么不同；答:系统误差即测量次数为无限多次时的算术均值与真值之差。
不具有抵偿性随机误差又叫偶然误差,当在同一的条件下对同一对象反复进行测量时，在消除了系统误差的影响后，每次测量的结果还会出现差异.有抵偿性.2’ 随机误差的特征是什么?怎样估算随机误差；答:随机误差的特点是，有时大，有时小，有时正，有时负,其数值和方向（正负)均无定势。
随机误差产生的原因是多方面的,往往又是不知道的和无法控制的.但是，如果用同一台仪器,在同样的条件下,对同一个物理量作了多次的测量,当测量次数足够多时,则可以发现随机误差完全服从统计性的规律,出现误差的正负和大小完全由概率来决定,当测量次数无限增大时，随机误差的算术平均值将趋于零。
3’ 误差的基本形式有哪些？他们是怎样演变的; 答：4’ 误差的分类有哪些？答：可以按误差的绝对值和相对值，分为绝对误差和相对误差。
根据误差的性质及其产生的原因把误差分为三大类：系统误差,随机误差（又称偶然误差）和过失误差（又称粗大误差）。
误差按其产生的原因可以分为:仪表误差、操作误差、人身误差、环境误差、方法误差。
5' 基本误差是什么。
怎样用基本误差估计测量仪表精度?答：基本误差表示指示值与被测量的真值之间可能最大差别，一般用相对百分误差表示,即： maxmax min100%A X A A δ∆=⨯-将基本误差中的百分号去掉,剩下的数字称为准确度等级。
6' 误差传播公式是什么形式,怎样用来合成系统误差和随机误差？ 答：系统误差的合成：在间接测量中，y 是直接测量量 的函数，是测量 的误差。
工程测试技术+习题问题详解
第一章三、计算题1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。
解答：0002200000224211()d sin d sin d cos T TT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰222200rms000111cos 2()d sin d d 22T T Tx x ωtx x t t x ωt t t T T T-====⎰⎰⎰1-3求指数函数的频谱。
解答：(2)22022(2)()()(2)2(2)a j f t j f tat j f te A A a jf X f x t edt Ae edt A a j f a j f a f -+∞∞---∞-∞-=====-+++⎰⎰πππππππ22()(2)k X f a f π=+Im ()2()arctanarctanRe ()X f ff X f a==-πϕ1-5求被截断的余弦函数(见图1-26)的傅里叶变换。
单边指数衰减信号频谱图f|X (f )A /φ(f) f0 π/-π/20cos ()0ωt t T x t t T⎧<⎪=⎨≥⎪⎩解：0()()cos(2)x t w t f t =πw(t)为矩形脉冲信号()2sinc(2)W f T Tf =π()002201cos(2)2j f t j f tf t e eπππ-=+ 所以002211()()()22j f tj f t x t w t e w t e -=+ππ根据频移特性和叠加性得：000011()()()22sinc[2()]sinc[2()]X f W f f W f f T T f f T T f f =-++=-++ππ可见被截断余弦函数的频谱等于将矩形脉冲的频谱一分为二，各向左右移动f 0，同时谱线高度减小一半。
也说明，单一频率的简谐信号由于截断导致频谱变得无限宽。
1-6 求指数衰减信号0()sin atx t eωt -=的频谱fX (f )Tf-f 0 被截断的余弦函数频谱解答：()0001sin()2j t j tt e e j-=-ωωω所以()001()2j t j tatx t e e e j--=-ωω单边指数衰减信号1()(0,0)atx t ea t -=>≥的频谱密度函数为11221()()j t at j t a j X f x t e dt e e dt a j a ∞∞----∞-====++⎰⎰ωωωωω根据频移特性和叠加性得：[]001010222200222000222222220000()()11()()()22()()[()]2[()][()][()][()]a j a j X X X j j a a a a ja a a a ⎡⎤---+=--+=-⎢⎥+-++⎣⎦--=-+-+++-++ωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωω指数衰减信号指数衰减信号的频谱图1-7 设有一时间函数f (t )及其频谱如图1-27所示。
工程测试题及答案
工程测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 工程测试中常用的信号类型不包括以下哪一项？A. 正弦波B. 方波C. 锯齿波D. 随机波2. 在工程测试中，信噪比（SNR）的单位是：A. dBB. HzC. mVD. W3. 以下哪一项不是工程测试的目的？A. 性能评估B. 故障诊断C. 安全性验证D. 艺术创作4. 工程测试中，频率响应分析通常用于：A. 确定系统的动态特性B. 确定系统的静态特性C. 确定系统的稳定性D. 确定系统的可靠性5. 以下哪种传感器不适用于测量温度？A. 热电偶B. 电阻温度探测器（RTD）C. 电容式传感器D. 红外传感器6. 在进行振动测试时，通常使用以下哪种仪器？A. 频谱分析仪B. 示波器C. 万用表D. 电流表7. 工程测试中，数据采集系统的主要功能是：A. 产生测试信号B. 测量测试信号C. 存储测试数据D. 显示测试结果8. 以下哪一项不是工程测试中常用的数据分析方法？A. 时域分析B. 频域分析C. 空间域分析D. 幅度分析9. 在工程测试中，为了减少测量误差，通常采用以下哪种方法？A. 增加测量次数B. 减小测量范围C. 增加测量设备D. 减少测量人员10. 工程测试中，以下哪种误差属于系统误差？A. 随机误差B. 仪器误差C. 人为误差D. 环境误差答案：1. D2. A3. D4. A5. C6. A7. C8. C9. A 10. B二、填空题（每空1分，共10分）1. 工程测试中的_信号通常具有单一频率。
2. 信噪比（SNR）是衡量信号与噪声强度比的一个重要指标，其值越高，表示信号质量越好。
3. 工程测试的目的是确保产品或系统满足_和性能要求。
4. 频率响应分析可以用于评估系统的_和稳定性。
5. 热电偶是一种常用的温度测量传感器，它通过测量两个不同金属接头之间的_来确定温度。
6. 振动测试通常使用_来测量物体的振动幅度和频率。
7. 数据采集系统可以实时采集测试信号，并将其转换为数字信号进行存储和分析。
工程测试技术答案
第三章测试系统的基本特征例3-1 对量程为10MPa 的压力传感器，其中端点法测得x y 005.5036.0+=，最小二乘拟合x y 005.5707.0+=，求其L ε、H ε的结果。
解：（1）%100max⨯∆=FSL Y L ε Y FS =5.005*(10-0）=50.05mV Y x=2=10.717 ΔL 1=0.674mV Y x=4=20.727 ΔL 2=0.634mV Y x=6=30.737 ΔL 3=0.584mV Y x=8=40.747 ΔL 4=0.619mV Y x=10=50.757 ΔL 5=0.685mV ∴ΔL max =0.685mV%37.1%100%10005.50685.0max =⨯=⨯=∆F S Y L L ε%100max ⨯=∆F SY H H εΔH 1=0.054mV ΔH 2=0.078mV ΔH 3=0.066mV ΔH 4=0.040mV ΔH 5=0 ∴%16.0%10005.50078.0%100max =⨯=⨯∆=FS H Y H ε 2.某测试系统频率响应函数曲线ωωj j H 05.011(+=)，若输入周期信号)30100cos(8.010cos 2)(︒-+=t t t X ，试求其响应y （t ）。
解：从题意知该系统应为一阶线性系统，故可设：)100cos(8.0)10cos(2)()()(2121θθ+++=+=t t t x t x t x)100cos(8.0*)10cos(2*)()()(221121θθ+++=+=t A t A t y t y t y又∵2)(11)(τωω+=A ,∴8944.0)1005.0(11)(21=⨯+=ωA ，1961.0)10005.0(11)(22=⨯+=ωA ； 又)arctan()(τωωφ-=∴︒-=⨯-=56.26)1005.0arctan()(1ωφ，︒-=⨯-=69.78)10005.0arctan()(2ωφ，∴A 1=0.8944 A 2=0.1961 θ1=-26.56° θ2=-78.69°,)30100cos(8.010cos 2)(︒-+=t t t X∴)69.108100cos(16.0)56.2610cos(79.1)(︒-+︒-=t t t y 4.某测量系统为一阶系统，当变阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV ；当t →∞时输出为100mV ，在t=5s 时，输出为50mV ，试求该测量系统的时间常数τ。
工程测试考试题(有答案)要点
试题1、求传递函数为H(S)=51001.S的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应y(t),并求出幅值误差和相位误差。
答：由频率保持性知y(t)=10|H(ω)|sin(62.8t+φ(ω)) 且｜H(ω)｜=S 15100162842322()(..).φ(w)=-arctg(τω)=-tg -1(0.01×62.8)=-32°∴y(t)=42.3sin(62.8t-32°) ∴幅值误差为5×10-42.3=7.7，相位误差为32°2、实现不失真测试的条件是什么?分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试。
答：.测试装置实现不失真测试的条件是A(ω)=A 0=常数φ(ω)=-t 0ω为能满足上述条件，对于一阶装置，时间常数τ原则上越小越好，对于二阶装置一般选取ξ=0.6～0.8，ω=0～0.58ωn 。
3、用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在5%以内，则该量仪的时间常数应设计成多大？答：一阶量仪的频率响应函数①,j11)j (H ②幅频特性2)(1/1)(H ，③欲误差小于5%，)(H 应大于0.95,已知200f2④故: 2)200(1/1应大于0.95,⑤解得:000523.04、某光线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出()t 如下图所示的衰减振动，试根据图中数据确定该振动子的固有频率n及阻尼比。
答：①由图可见衰减振动的周期为6.28ms=31028.6s即衰减振动的频率28.61000f d，相应s/r 1000f 2dd②阻尼比与振幅衰减的关系为2211/2M M ln，图中注明2M M ln21③故有11/2，解得707.021④衰减振动d与无阻尼振动n的关系为2nd1⑤代入值，得s/r 14102dn5、一磁电式速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中0为该传感器的固有角频率，为被测角频率，其阻尼比为0.7，为了尽量减小测量时的幅值和相位误差，（1）该传感器应工作在什么条件下？（2）f0=10Hz 时，其工作最低频率(f)范围应为多少？答：（1）应工作在的条件下。
工程检测考试试题及答案
工程检测考试试题及答案工程检测考试试题及答案工程检测是工程建设过程中非常重要的一环，它能够确保工程的质量和安全性。
为了评估工程检测人员的专业知识和技能，工程检测考试成为了必不可少的一部分。
本文将介绍一些常见的工程检测考试试题及答案，希望对考生们有所帮助。
一、试题一：请简述工程检测的意义和目的。
答案：工程检测是指通过一系列的测试和测量手段，对工程建设过程中的材料、结构和设备进行评估和监测，以确保工程的质量和安全性。
它的主要目的是发现和解决工程中存在的问题，提供科学依据和技术支持，保证工程的顺利进行和合格交付。
二、试题二：请简要介绍一下常见的工程检测方法。
答案：常见的工程检测方法包括非破坏检测和破坏性检测两种。
非破坏检测是指在不破坏材料或结构完整性的情况下，通过测试和观测手段获取相关信息。
它可以分为物理检测、化学检测、声学检测、电磁检测等多种方法。
破坏性检测则是指通过对材料或结构进行破坏性试验，获取其破坏特征和性能参数。
三、试题三：请列举一些常见的工程检测设备和仪器。
答案：常见的工程检测设备和仪器有很多种，以下是其中的一些代表性设备：1. 压力传感器：用于测量材料或结构的压力变化，常用于管道、容器等工程中。
2. 声速仪：用于测量材料的声速，可以判断材料的质量和完整性。
3. 振动测量仪：用于测量材料或结构的振动频率和振幅，可以评估其稳定性和安全性。
4. 电阻率仪：用于测量材料的电阻率，可以判断材料的导电性和质量。
5. 红外热像仪：用于测量材料或结构的温度分布，可以发现隐蔽的缺陷和问题。
四、试题四：请简述一下工程检测中的质量控制措施。
答案：工程检测中的质量控制措施主要包括以下几个方面：1. 严格遵守相关标准和规范：工程检测必须按照国家和行业的相关标准和规范进行，确保检测结果的准确性和可靠性。
2. 使用合适的检测设备和仪器：选择适合的检测设备和仪器，确保其精度和可靠性，避免因设备问题导致的误差和偏差。
3. 严格的数据记录和报告编制：对于每一次检测，都应该进行详细的数据记录和报告编制，包括检测方法、仪器参数、测试结果等，以备后续分析和评估。
工程测试技术试题及答案
章节测试题 第一章信号及其描述（一）填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息， 而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。
这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。
2、 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。
3、 周 期 信号 的 频谱 具有 三个特占：八、、 :, 。
4、 非周期信号包括信号和 PPPPPPPPP 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、。
6、对信号的双边谱而言，实频谱称。
（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对（二）判断对错题（用"或X 表示）1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
（）2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
（）3、 非周期信号的频谱一定是连续的。
（）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
（）5、 随机信号的频域描述为功在 sdfs 率谱。
（）第二章测试装置的基本特性（一）填空题的总灵敏度。
为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 _____________________________________ 和 __________________________ 。
4、 当测试系统的输出 y （t ）与输入x （t ）之间的关系为y （t ） A o x （t t 。
）时，该系统能实现测试。
此时，系统的频率特性为 H （j ）__________ 。
5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 ____________ 越小。
6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 ____________ 关系为最佳。
（二）选择题1、 ________ 不属于测试系统的静特性。
（1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差（4 ）阻尼系数1、 求正弦信号 x(t) x 0si n t 的绝对均值卩|x| 和均方根值x rms 。
2、 求正弦信号 x(t) x 0s in( t ）的均值 2x ，均方值 x ，和概率密度函数3、 求指数函数 x(t)Ae at (a0,t0）的频谱。
工程测试技术复习讲解
二．填空题（1.5×10分）1．若要信号在传输过程中不失真，测试系统的输出和输入必须满足（表达式，时、频）__________________。
2．满足测试装置不失真测试的频域条件是____________和____________。
3. 线性系统中的两个最重要的特性是指_______和____________。
4．测试系统的静态特性指标主要有灵敏度、、回程误差、_____________、漂移和_____________。
5. 调幅过程在频域相当于____________过程，调幅装置实际上是一个____________,典型的调幅装置是____________。
6．利用缓变信号控制高频振荡信号，使其随着缓变信号的变化规律而变化的过程称为_________，这个高频振荡信号称为__________，控制高频信号的缓变信号称为。
7. 周期信号x(t)的傅氏三角级数中的n是从_____到_____展开的，傅氏复指数级数中的n 是从_____到_____展开的。
8. 周期信号x(t)的傅氏三角级数展开式中，a n表示_____，b n表示_____，a0表示_____，A n表示_____，фn表示_____ ，nω0表示_____。
9.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_____的，所以没有必要取那些高次的谐波分量。
10.测试装置的动态特性在时域中用_____描述，在频域中用_____描述。
11.影响一阶装置动态特性参数是_____，原则上希望他_____。
12.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的________相等，且相对桥臂阻抗的相角________相等。
13.温度误差的线路补偿法是利用电桥的________实现的。
14.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持______条件。
15. 图所示电桥的输出为_________。
08.求下图所示周期锯齿波的傅立叶级数展开式。
最新整理机械工程测试技术试卷及答案上课讲义
填空题（20分，每空1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（测量误差）。
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 (频率 )携带信号的信息。
6．绘制周期信号()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是(傅氏复指数级数中的各项系数)。
7．信号的有效值又称为均(方根值)，有效值的平方称为(均方值2ψ)，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(离散的)，后者频谱特点是(连续的)。
9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是（频率响应法）和（阶跃响应法）。
10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= （0()x t t -）。
其几何意义是把原函数图像平移至(0t )位置处 。
11、带通滤波器的中心频率F=500HZ ，负3分贝点的带宽B=10HZ ，则该滤波器的品质因数Q=（50）。
12．调幅过程在频域相当于(频率搬移)过程，调幅装置实质上是一个(乘法器)。
13．周期信号的傅氏三角级数中的n 是从（0到+∞）展开的。
傅氏复指数级数中的n 是从(－∞)到(＋∞)展开的。
14．周期信号x （t ）的傅氏三角级数展开式中：a n 表示(余弦分量的幅值)，b n 表示（正弦分量的幅值），a 0表示（直流分量）。
15．余弦函数只有（实频）谱图，正弦函数只有（虚频）谱图。
16．单位脉冲函数0()t t δ-与在0t 点连续的模拟信号()f t 的下列积分：0()()f t t t dt δ∞-∞-=⎰g 0()f t 。
《工程测试技术基础》课程总复习分析
程误差,(4)分辨率,(5)零点漂移和灵敏度漂移
第3章 习 题
一、填空题
1、传感器的工作原理中，金属电阻应变片是基于 应变效。应 半导体应变片的是基于 压阻效。应 电感式传感器是基于 电磁感。应原理 磁电式传感器是基于 电磁感应。原理 压电式传感器是基于 压电。效应 光电式传感器是基于 光电。效应 热电式传感器是基于 热电。效应
5、频率保持特性指的是任何测试装置输出信号的频率总等 于输入信号的频率。（ ）
6、一阶系统时间常数τ越小越好。（ ）
7、二阶系统阻尼比 越小越好。（ ）
8、测试装置进行不失真测试的条件是其幅频特性为常数， 相频特性为零（ ）
三、单项选择题
1、传感器的静态特性中，单位输出所需要的输入量，称为 （C ）
工程测试技术基础 课程总复习
考试题型
一.填空题，每空1分，共15分（10题）； 二.选择题，每题2分，共20分（10题）； 三.判断题，每题3分，共15分（5题）； 四.简答题，每题6分，共30分（5题）； 五.计算题，每题10分，共20分(2题）；
考试范围
第一章 1-3节 第二章 1-6节 第三章 1-6节 第四章 1-4节（第4节考了一小部分内容） 第五章 1-3节
5、若 x(t) 的频谱为X ( f ) ，则 X (t) 的频谱为 X ( f ) 。（ ）
三、单选题
第1章 习 题
1、描述周期信号的数学工具是（ B ）
A.相关函数 B.傅氏级数 C.拉氏级数 D.傅氏变化
2、已知 x(t) 10sint, (t)为单位冲击函数，则积分
x(t) (t
工程测试技术答案
1、 用一个可调信号源、标准表做被测表做鉴定测试，结果如下： （1） 标准表示值fa ，被测表fo ，问示值误差dx 。
（2） 标准表示值fo ，被测表fa ，问示值误差dx 。
（3） 这两个误差是否相同？ 解：（1）0a dx f f =- （2）0a dx f f =- （3）两个误差不相同。
1’ 什么是系统误差、它与随机误差有什么不同；答：系统误差即测量次数为无限多次时的算术均值与真值之差。
不具有抵偿性随机误差又叫偶然误差，当在同一的条件下对同一对象反复进行测量时，在消除了系统误差的影响后，每次测量的结果还会出现差异。
有抵偿性。
2’ 随机误差的特征是什么？怎样估算随机误差；答：随机误差的特点是，有时大，有时小，有时正，有时负，其数值和方向(正负)均无定势。
随机误差产生的原因是多方面的，往往又是不知道的和无法控制的。
但是，如果用同一台仪器，在同样的条件下，对同一个物理量作了多次的测量，当测量次数足够多时，则可以发现随机误差完全服从统计性的规律，出现误差的正负和大小完全由概率来决定，当测量次数无限增大时，随机误差的算术平均值将趋于零。
3’ 误差的基本形式有哪些？他们是怎样演变的； 答：4’ 误差的分类有哪些？答：可以按误差的绝对值和相对值，分为绝对误差和相对误差。
根据误差的性质及其产生的原因把误差分为三大类:系统误差，随机误差(又称偶然误差)和过失误差(又称粗大误差)。
误差按其产生的原因可以分为：仪表误差、操作误差、人身误差、环境误差、方法误差。
5’ 基本误差是什么。
怎样用基本误差估计测量仪表精度？ 答：基本误差表示指示值与被测量的真值之间可能最大差别，一般用相对百分误差表示，即： maxmax min100%A X A A δ∆=⨯-将基本误差中的百分号去掉，剩下的数字称为准确度等级。
6’ 误差传播公式是什么形式，怎样用来合成系统误差和随机误差？ 答：系统误差的合成：在间接测量中，y 是直接测量量 的函数， 是测量 的误差。
工程测试技术习题及答案
第2章 信号分析基础习题1． 求信号)()(2cos2∞<<-∞=t e t x tπ的周期，并绘出时域图形。
解：根据三角函数的和差公式：αα2cos 1cos 22+=，有：24cos 2124cos 12cos2)(ttteeeet x πππ⋅===+21e 212)t (X 2124cos -=∴幅值的周期函数，周期为，也是一频率为的周期函数周期为，是一频率为t π解：离散时间正弦序列的表达式为：)cos()(ϕω+=n A n f式中n 为无量纲的整数，ω和φ以弧度为单位，ω称为离散正弦序列的数字角频率，φ为初相位。
需要注意的是，并非所有的离散时间正弦序列都是周期的。
这是因为离散时间信号的自变量和周期序列的周期都必须是整数，在正弦序列中并非对任意ω都能找到正整数的周期N 。
现在我们就来讨论正弦序列为周期序列的条件。
设n n f ωcos )(=是周期序列，且周期为N ，则有：)cos()(cos cos N n N n n ωωωω+=+=要使上式对所有的ω成立，则ωN 必须为2π的整数倍，即： ωN ＝2πm ，或mN =ωπ2，m 为整数。
可见只有当2π/ω为一有理数时，cos ωn 才具有周期性，且周期为2πm/ω。
对于本题有：ω=3π/7，2π/3π/7=14/3为一有理数，其周期为14。
对于x(n)=cos2n 有：ω=2，2π/2=π为一无理数，故不是周期性的。
3． 已知余弦信号)cos()(01ϕω+=t t x ，)cos()(02ϕω-=t t x ，试给出其幅值谱与相位谱，并作比较。
解：1．ϕωϕωϕωsin sin cos cos )cos()(0001t t t x -=+=幅值与相位谱：ϕϕϕφϕϕ=--==+=cos sin arctan;1sincos 22n n Aϕωϕωϕωsin sin cos cos )cos()(0002t t t x +=-=幅值与相位谱：ϕϕϕφϕϕ-=-==+=cos sin arctan;1sincos22n n Ax 1(t)与x 2(t)幅值相等，相位相反。
工程测试技术面试题及答案
工程测试技术面试题及答案一、选择题1. 工程测试的主要目的是什么？- A. 确保工程安全- B. 降低成本- C. 提高工程效率- D. 所有以上选项答案：D2. 在进行结构测试时，以下哪项不是必要的？- A. 测试计划- B. 安全协议- C. 测试设备- D. 市场调研答案：D3. 哪种类型的测试通常用于评估材料的疲劳寿命？- A. 静态测试- B. 动态测试- C. 视觉检查- D. 化学分析答案：B二、简答题1. 简述工程测试中非破坏性测试（NDT）的重要性。
答案：非破坏性测试（NDT）允许在不损害或不影响被测试材料或结构完整性的情况下对其进行评估。
这对于检测内部缺陷、裂纹、腐蚀和其他不可见的损伤至关重要。
NDT技术如超声波检测、射线检测和磁粉检测等，对于确保工程结构的安全性和可靠性发挥着重要作用。
2. 描述一下在进行振动测试时需要注意的关键因素。
答案：在进行振动测试时，需要注意的关键因素包括：- 测试频率的选择，以模拟实际工作环境。
- 振幅的设置，应与预期的工作环境相匹配。
- 测试持续时间，以确保能够观察到材料或结构的疲劳行为。
- 环境条件，如温度和湿度，它们可能会影响材料的性能。
- 数据采集和分析，以确保准确评估振动对工程结构的影响。
三、计算题1. 如果一个结构在静态载荷下的最大允许应力为500 MPa，并且我们知道该结构在疲劳测试中的应力比R=0.1，请计算其疲劳极限。
答案：疲劳极限通常低于最大允许应力，并且可以通过Morrow's fatigue curve计算得出。
根据Morrow's curve，疲劳极限（σe）可以通过以下公式计算：\[\sigma_e = \frac{\sigma_u}{2^{\frac{R}{1-R}}}\]其中，σu是最大允许应力，R是应力比。
将给定的值代入公式中： \[\sigma_e = \frac{500}{2^{\frac{0.1}{1-0.1}}} \approx 230.2 \text{ MPa}\]因此，该结构的疲劳极限大约为230.2 MPa。
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工程测试技术试题及答案复习总结一、概念题1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态测试。
如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。
2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。
3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。
4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。
5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及补偿与修正技术。
6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性度。
7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。
8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。
9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输出。
10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。
11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。
（因为：△R=KεR，K为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量）12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。
13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。
14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。
15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。
16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以及水的液位的检测。
17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象，该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。
18.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感系数的变化，两个次级线圈要求反向串接。
19.电容传感器的转换电路包括：交流电桥、变压器电桥、调频电路、运算放大器电路。
20.压电式传感器是一种可逆型传感器，即可将机械能转换为电能。
也可反之实现逆向变换。
21.压电传感器中压电晶片的等效电路，可以看作是一个电荷源与一个电容器的并联。
22.压电传感器测量电路常接电压或电荷放大器。
其中若传感器输出接电荷放大器，则其输出基本不受连接电缆长度的影响。
23.压电式传感器的测量电路中，前置放大器的作用是阻抗变换和信号放大。
24.目前，用压电陶瓷制作的力传感器一般不能用于测量静态力，而只能用来测量动态力。
25.热电偶热电动势的形成是由于接触电动势和温差电动势共同作用的结果。
26.若组成热电偶的两导体材料相同，当参比端温度为20℃、工作端温度为100℃时，则其输出热电势为零。
27.热敏电阻的阻值与温度之间的关系称热敏电阻的热电特性。
它是热敏电阻测温的基础。
28.热敏电阻其温度与阻值之间一般呈非线性关系，且一般不具有互换性。
29.请写出你所知的几种常见光电检测器件的名称：光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管（还有光电管、光电池、电荷耦合器件CCD）等。
30.隔离放大器有变压器耦合式、光电耦合式和电容耦合式三种，它们都起到隔离无用信号和放大有用信号的作用。
31.抗干扰是测试系统必须采用的技术。
常用抗干扰技术包括：隔离技术、滤波技术、屏蔽技术和接地技术二、简答题（4小题，合计40分）1.传感器的静态特性以及描述静态特性的主要技术指标？2. 传感器的动态特性以及描述动态特性主要技术指标？3. 金属电阻应变片半导应变片的工作原理有何区别？各有何优缺点？4. 应变片测量时为什么要进行温度补偿？常用温补方法有哪些？5. 电容式传感器的变换原理和结构型式？举例说明其应用。
6. 压电传感器的特点及应用。
7. 热电偶冷端补偿的必要性？常用冷端补偿有几种方法？8. 压阻效应和压电效应的区别？举例说明应用。
9. 虚拟仪表组成？与传统的仪表相比，虚拟仪器优点？10. 虚拟仪器的主要组成（构成）？三、计算与分析题 (3小题，共36分)例1 一台精度为0.5级、量程范围600～1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是４℃，问此表是否合格？ 解： 根据精度定义表达式100.⨯∆=SF Y A A %，并由题意已知 Ａ＝0.5％，ＹＦ．Ｓ＝（1200-600）℃，得最多允许误差△ Ａ＝Ａ·ＹＦ．Ｓ＝0.5％×（1200-600）＝３℃此温度传感器最大允许误差位３℃。
检验某点的最大绝对误差为４℃，大于３℃，故此传感器不合格。
例2 变间距形平板电容传感器，当mm d 10=时，若要求测量线性度为0.1%。
求：允许间距测量最大变化是多少？解： 当变间距平板型电容传感器的dd ∆<<1时，其线性度表达式为 %100)(0⨯∆=d d L δ 由题意故得%100)1(%1.0⨯∆=d ，即测量允许变化量mm d 001.0=∆。
例3 单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板相互覆盖的宽度为6mm ，两极板的间隙为0.5mm ，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度?若极板相对移动2mm ，求其电容变化量？（已知：真空中的介电常数为ε0=8.85×10－12 F/m ）解：单组式变面积型平板线位移电容传感器，其电容量的计算式为：δεεδεεblSC rr00==，本题中b=6mm，δ=0.5mm，故静态灵敏度为：δεεδεεbdlblddldCk rr0)/(===＝3312105.010611085.8---⨯⨯⨯⨯⨯＝1.06×10－10( F/m ) 极板相对移动2mm，其电容变化量：133101012.21021006.1---⨯=⨯⨯⨯=∆⨯=∆lkC（F）例4压电式压力传感器灵敏度S1= 9 pC / Pa，将它和一台灵敏度为S2=0.005V/ pC的电荷放大器连接，其后再接入灵敏度为S3=25mm / V 的光线示波器，试绘出这个测试系统的框图，并计算其总灵敏度？解：测试系统框图如下：根据灵敏度的定义，总灵敏度为：)/(125.1)/(25)/(005.0)/(9321PammVmmpCVPapCSSSXQQVVXPXS=⨯⨯==∆∆⋅∆∆⋅∆∆=∆∆=例5进行某次动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度K1为50.0 pc/MPa，把它和一台灵敏度K2可调的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一台灵敏度为K3=10mm/V的笔式记录仪上。
试：①绘出该测试系统的框图；②若当压力变化为2.0MPa时，为使记录笔在记录纸上的位移不大于50mm，则电荷放大器的灵敏度K2应调至多大？解：计算方法同例3相似，省略详细解。
例6一应变片的电阻R0=120Ω，K=2.05，用作应变为800μm/m的传感元件。
(1) 求△R与R/R△；(2)若电源电压Ui=3V，求其惠斯通测量电桥的非平衡输出电压U0。
例7 以若干阻值R=100Ω，灵敏度k =2的电阻应变片与阻值R=100Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V 。
当工作应变为ε=1×10－3时，若要使输出电压大于12mV ，问：① 可采用何种接桥方式？② 计算当输出阻抗为无穷大时，电桥的输出电压值？解：当灵敏度k =2、阻值R=120Ω的应变片受到工作应变为ε=1×10－3时的电阻改变量为：Ω=⨯⨯⨯==∆-2.010010123R k R ε计算当输出阻抗为无穷大时，我们分别以半桥单臂、半桥双臂和全桥计算电桥的输出：半桥单臂时：)(5)(005.01010042.041mV V E R R U ==⨯⨯=∆=半桥双臂时：)(10)(010.01010022.022mV V E R R U ==⨯⨯=∆=全桥时：)(20)(020.0101002.03mV V E R R U ==⨯=∆= 显然，①只能采用全桥电路；②此时全桥电路输出为20mV.例8 有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片以提高灵敏度。
试问，在下列情况下：①半桥双臂各串联一片。
②半桥双臂各并联一片。
是否可提高灵敏度？说明为什么？例9 如果将100Ω的应变片贴在柱形弹性试件上，该试件的截面积S=0.5×10-4m 2，材料弹性模量E=2×101l N/m 2。
若由5×104N 的拉力引起应变片电阻变化为1Ω，求该应变片的灵敏系数K 。
解：试件在拉力F=5×104N 作用下，其横截面受到的正应力σ为：)/(101105.01052944m N S F ⨯=⨯⨯==-σ 在此应力作用下，相应的应变ε为：3119105102101-⨯=⨯⨯==E σε 在此应变下， 100Ω的电阻应变片电阻变化为１Ω，即：)( 1)105(1003Ω=⨯⨯⨯==∆-k kR R ε故可求得应变片的灵敏度系数 k 为：2 )105(10013=⨯⨯=-k 例10 将一只灵敏度0.08mV/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线处温度为50℃。
电压表上读数为60mV ，求热电偶热端温度。
解法1： 根据题意，电压表上的毫伏数是由热端温度t ，冷端温度为50℃产生的，即：E （t ，50）=60mV又因为： E （t ，50）= E （t ，0）－E （50，0） 则：E （t ，0）= E （t ，50）+E （50，0）＝60+50×0.08＝64 mV所以热端温度ｔ＝64/0.08=800℃。
解法2：已知热电偶灵敏度为常数0.08mV/℃，说明所测温度与热电偶输出成线性关系，可设： E(T)=kT+A= 0.08T+A（其中：T为工作端温度，A是待定常数。
）因电压表接线端为50 ℃。
则当测端温度也为50 ℃时，有：E（50）= 0 推出： A=－4mV，故： E(T) = 0.08T －4当电压表测得数值为60mV时，即：60 =0.08T－4T = 800 ℃。