机械工程测试习题

判断题
1.信息的载体就是信号。

[ ]
2.频率保持性是指任何测试装置的输出信号频率总等于输入信号频率。

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3.当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关。

[ ]
4.传递函数仅表征系统的传递特性，并不表示其物理结构，因此，不同物理结构的系统就必然要用不同的传递函数来描述。

[ ]
5.传递函数表征系统的传递特性，并反映了物理结构，因此，凡传递函数相同的系统其物理结构必然相同。

[ ]
6. 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

[ ]
各系统串联时，总传递函数等于各组成系统传递函数之积。

[ ]
7. 由于，即将减小时，将增大，因此和输出有关。

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8. 同一个传递函数可表征多个完全不同的物理系统，因此不同的物理系统具有相同的传递特性。

[ ]
9. 传统函数反映了系统的输出与输入之间的关系，因此必然和系统的输入有关。

[ ]
10. 灵敏度是指输出量与输入量的比值，又称放大倍数。

[ ]
11. 测量装置的灵敏度越高，其测量范围越大。

[ ]
12. 在输入量不变的条件下，经过一段时间后测试装置输出量的细微变化称为零漂。

[ ]
13.应当用线性好的及量程尽可能大的装置来测试被测信号。

[ ] x t ()y t ()H s ()H s Y s X s ()()/() X s ()H s ()H s ()
14.动态特性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性。

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15.幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。

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16.时间常数表征一阶系统的惯性，是过渡过程长短的量度。

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17.若施加于某一线性装置的激振力为120Hz 的正弦波，则测得的系统响应一定是120Hz 的正弦波与若干个谐波。

[ ]
18.一阶系统的时间常数越小越好。

[ ]
19. 建立时间是一阶系统在阶跃输入后达到并保持最终数值所需要的时间。

[ ]
20. 二阶系统的动态特性参数中的固有频率表征系统惯性的大小，.其值将直接影响响应速度的大小。

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21. 二阶系统的固有频率是表征动态响应时间长短的指标。

[ ]
22. 二阶系统固有频率越小越好。

[ ]
23. 二阶测试装置的固有频率越大可测量的信号频率范围就越小。

[ ]
24.任何一个二阶装置都可采用阶跃响应法求其固有频率和阻尼率。

[ ]
25.测试装置能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。

[ ]
τωn ωn ωn ξ
选择题
1.不能用确定的函数关系描述的信号是____。

A. 复杂周期信号
B. 瞬态信号
C. 随机信号
2. 能使被测对象处于预期的人为状态下进行测量的装置称为______装置。

A. 试验
B. 测试
C. 数据处理
D. 显示和记录
3. 用常系数微分方程描述的系统称为______系统。

A. 相似
B. 物理
C. 力学
D. 线性
4. 在非电量的电测法中，总是将被测量转换为______信号。

A. 光
B. 电
C. 磁
D. 力
5. 任何一个线性测试系统总可以看成是若干个一阶和二阶系统的______。

A. 串联
B. 并联
C. 混联
D. 反馈联接
6.测试装置所能检测输入信号的最小变化的能力，称为______。

A. 精度
B. 灵敏度
C. 精密度
D. 分辨力
7.一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围_______。

A. 越宽
B. 越窄
C. 不变
8.在测试过程中量值随时间变化的量为_______。

A. 静态量
B. 准静态量
C. 动态量
D. 随机变量
9. 线性装置的灵敏度是______。

A. 随机变量
B. 常数
C. 时间的线性函数
10. 描述测试装置静态特性的主要指标是______。

A. 灵敏度
B. 非线性度
C.
D. 滞后量
E.
11.若测试系统由两个环节串联而成，且各环节的传递函数分别为和，则该系统的传递函数为______；若两个环节并联，则为______。

A.
B. C. D.
12. 输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称为______。

A. 幅值特性
B. 相频特性
C. 传递函数
D. 权函数
13. 某测试装置的频率响应函数为，则该装置______。

A. 是一阶装置
B. 静态灵敏度为1
C. 越大，可实现的不失真测试范围越宽
D. 是二阶装置
14.用频率响应函数表示的系统，按付氏变换求得的响应为______。

A. 稳态响应
B. 瞬态响应
C. 暂态响应
15.对某二阶系统输入周期信号，则其输出信号将保持
______。

A. 幅值、频率、相位不变
B. 频率改变，幅值、相位不变 ϕω()A ()ωH s 1()H s 2()H s H s 12()()+H s H s 12()()⋅H s H s 12()()-H s H s 12()/()H j j ()ωωτ=+1
1τx t A t ()sin =
0ω
C. 幅值、相位改变
D. 相位不变，幅值、频率改变
16.对于二阶装置，可直接用相频特性中所对应的频率作为系统的固有频率的估计值，该值与系统阻尼比的大小______。

A. 有关
B. 无关
C. 略有关系，可忽略不计
17.二阶系统的阻尼比越小，则其对阶跃响应的超调量_______。

A. 越大
B. 越小
C. 不存在
18.不失真测试条件除了要求测试装置的幅频特性是常值外，其相频特性要求满足______。

A. 相移与频率成正比
B. 常值相移
C. 任意相移
19.测量等速变化的温度时，为了减少测量误差，希望测温传感器的时间常数_______。

A. 大些好
B. 小些好
C. 要适中
D. 可不予考虑
20.用频率法测定测试系统的频率特性时，使用的激励信号是______信号，可测定系统的_______特性。

A. 静态
B. 稳态
C. 动态
三填空题
1. 典型的测试系统由______装置、______装置和_______装置所组成，其中_______装置又由_______、________、________三部分组成。

2.测试装置的静态特性主要以_______、_______和______表征。

ϕω()=-90 ωωn ξ
3.选用仪器时应注意：灵敏度越高，仪器的测量范围越_______，其稳定性越_______。

4.线性系统最重要的两个特性是______和______。

5.对于线性系统，最常用的动态分析方法是______和______。

6.一阶系统的主要特征参数是______和______；二阶系统的主要特征参数是______、______、和______。

7.一阶系统是含有一个______元件的线性系统，它的数学模型为______方程，其结构参数是______。

8.要使一阶测试装置的动态响应快，就应该______。

9.要使一阶系统接近于理想系统，则要求其频率响应的______和______，要满足此条件，必须使______。

10.已知信号输入的一阶装置，则该装置的稳态输出______。

11.二阶系统是指含有两个______元件的线性系统，它的数学模型为______方程，其结构参数为______和______。

12.影响一阶测试装置动态特性的参数为______，原则上希望它______。

13.实现不失真测试的条件是：该系统装置的幅频率特性______、相频特性______。

14.某线性系统的频率特性为，当输入信号为、输出信号为时，三者之间应有如下关系______。

简答题
x t t ()cos()=+3030ω A ().().ωϕω==-087217、 y t ()=H j ()ωx t ()y t ()
1.解释下列名词：
①灵敏度②非线性度③线性系统④传递函数
2.试说明用实验的方法确定装置和的原理及方法。

3.什么是线性系统的频率保持性？试举例说明在测试中如何运用这一特性。

4.试述测试装置实现不失真测试的条件（包括时域、频域），并说明如何根据这一条件正确选择一阶、二阶测试装置的动特性参数。

计算题
1. 若压电式传感器灵敏度为90pC/MPa ，电荷放大器的灵敏度为0.05V/pC ，若压力变化25MPa ，为使记录笔在记录纸上的位移不大于50mm ，则笔式记录仪的灵敏度应选多大？
2. 用时间常数为2s 的一阶装置测量周期为2s 、4s 的正弦信号，试求周期为4s 时装置产生的幅值误差和相位滞后量是周期为2s 时的几倍？
3. 设用时间常数为0.2s 的一阶装置测量正弦输入，装置的静态灵敏度为1，试求其输出信号的表达式。

4. 给某一阶线性测试装置输入一个阶跃信号，其输出在2s 内达到输入信号最大值的20%。

试求：①装置的时间常数；②经过20s 后输出的幅值达到多少？
5. 试证明在阶跃信号输入到静态灵敏度为1的一阶装置上以后，经
过一个时间常数，系统输出将达到阶跃值的63%（注：）。

6. 某二阶系统的固有频率=12Hz ，阻尼比=0.6，若要使幅值误差
ωn ξx t t t ()sin .sin =+40440τe -≈1037.ωn ξ
不大于20%，所测的信号频率应限制在什么范围？此时相位滞后在什么范围之间？
7. 试证明：二阶系统当=0.7时，输入信号在0～0.58的频率范围内，幅频特性的变化不超过5%。

8. 某测量装置的频率响应函数为，试问：①该系统是
什么系统（一阶还是二阶）？②若输入周期信号，试求其稳态响应。

ξωn A ()ωH j j ().ωω=+1
1005x t t t ()cos .cos()=+-2100810030 y t ()。