机械工程测试技术基础(第三版)试卷及答案集
机械工程测试技术基础(第三版)试题(卷)与答案解析集
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.
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，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（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。
19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；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）
内蒙古科技大学机械工程测试技术基础(第三版)试卷集--good
内蒙古科技大学机械工程测试基础出卷人张玉宝
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连续的。
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¢x2=H x2+óx2。
３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路。
４、测试系统的静态特性指标有非线性度、灵敏度、回程误差。
５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的斜率。
６、传感器按信号变换特性可分为组合型、一体化型。
７、当Δó〈〈ó0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趋于定位。
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相邻相反、相对相同的变化，才能使输出有最大值。
９、信号分析的过程主要包括：信号分析、信号处理。
10、系统动态特性在时域可用传递函数来描述，在复数域可用频率函数来描述，在频域可用脉冲响应函数来描述。
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，对差模信号有放大作用。
12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在分布电容。
13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其频率与输入的控制电压成线性关系。
14、调频波的解调又称鉴频，其解调电路称为鉴频器。
15、滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系。
16、滤波器的频率分辨力主要由其宽带b决定。
17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝1。
18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1）。
19、测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是
1机械工程测试技术基础第三版试卷试题集(附答案)
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.
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Ψ
x 2表示的是信号的强度，它与均值μ
x
、方差σ
x
2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，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（2）和高通滤波器（1）而成（2> 1）。
19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；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）
《机械工程测试技术基础》(第三版,熊诗波等主编)课后答案
机械工程测试技术基础第三版课后题答案
1.1求周期方波（图1-4）的傅立叶级数（复指数函数形式）。画出频谱图|C n |—ω ；φn —ω 图并与表1-1对比。
解：傅立叶级数的复指数形式表达式：⋅⋅⋅±±±==
∑+∞
-∞
=,3,2,1,0;)(0n e
C t x n t
jn n
ω
式中：
所以：
幅值频谱：
相位频谱：
傅立叶级数的复指数形式的幅值频谱图和相位频谱都是双边频谱图。 1.2求正弦信号 x (t )=x 0sin ωt 的绝对均值μ|x |和均方根值x rms
解：
1.3求指数函数 的频谱。 解：
[]
()⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅±±±=⋅
⋅⋅±±±=-=--=+⨯+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦
⎤+⎢⎣⎡-==---------⎰
⎰⎰,6,4,2;
0,5,3,1;2cos 12111)(1)(12
0000
2
00200202200
0000
000000n n n A j n n A j e e n jA n jA e jn A T e jn A T dt Ae dt e A T dt e t x T C jn jn T t jn T t jn T t jn T t jn T T t jn n πππ
ππωωπ
πωωωωω⋅⋅⋅±±±±=⎪⎭⎫ ⎝⎛
-=∑
+∞
-∞=,7,5,3,1;2)(0n e
n A j t x t jn n ωπ⋅⋅⋅±±±==+=,5,3,1;22
2n n A C C C nI nR n π
⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅---=⋅⋅⋅=-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-==,5,3,1;2,5,3,1;202n n n A arctg C C arctg nR nI n ππ
机械工程测试技术基础第三版课后习题答案解析
机械工程测试技术基础习题解答
教材：机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷。
绪 论
0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答：教材P4~5，二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值的准确和一致？ 解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定） 1、对计量单位做出严格的定义；
2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备；
3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。
3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。
0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差）
0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。 ①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g
③(5.482±0.026)g/cm 2
解答： ①-6
6
7.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈±
②6
0.00003/25.04894 1.197655/10±≈±
③0.026/5.482 4.743±≈‰
0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么？ 解答：
(1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 (2)要点：见教材P11。
0-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V 的0.5级电压表和量程为30V 的1.5级电压表分别测量25V 电压，请问哪一个测量准确度高？ 解答：
机械工程测试技术基础第三版课后答案全集
机械工程测试技术基础习题解答
第一章 信号的分类与描述
1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–
ω和φn –ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为
00 (0)2() (0)
2
T A t x t T A t ⎧
--≤<⎪⎪=⎨
⎪≤<⎪⎩. 积分区间取（-T/2，T/2）
所以复指数函数形式的傅里叶级数为
001()(1cos )jn t
jn t
n n n A
x t c e
j
n e n
∞
∞
=-∞
=-∞=
=--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±±L 。 没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
图1-4 周期方波信号波形
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解
答
：
000
2200000
224211()d sin d sin d cos T
T
T T
x x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T
T ωT ωπ
====-==⎰⎰⎰
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
解答：
1-4 求符号函数(见图1-25a)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。
|c n
|
φn
π/
2
-π
/2
ω
ω ω0 ω0 3ω0 5ω0 3ω
5
ω0
2A/π 2A/3π 2A/5π 幅频图
相频图 周期方波复指数函数形式频谱图
2A/5
π 2A/3π 2A/π -ω0 -3
ω0
-5ω0
-ω0 -3ω0 -5
ω0 单边指数衰减信号频谱图
f
|X (f )|
A /
φ(f ) f
机械工程测试技术基础试卷及答案
机械工程测试技术基础
试卷及答案
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.
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连续的。
２、均方值Ψ
x 2表示的是信号的强度，它与均值μ
x
、方差σ
x
2的关系是￠
x
2=H
x
2+ó
x
2。
３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路。
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，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（f
c2）和高通滤波器（f
c1
）而成（f
c2
> f
c1
）。
19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是由误差引起的。
二、问答题（共30分）
机械工程测试技术基础(第三版)试卷及答案集
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.
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 连续 的。
２、均方值Ψx 2表示的是信号的强度，它与均值μx 、方差ζx 2的关系是 ¢x 2=H x 2+óx 2
。 ３、测试信号调理电路主要有 电桥 、 放大 、 调制解调电路 。
４、测试系统的静态特性指标有 非线性度 、 灵敏度 、 回程误差 。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的 斜率 。 ６、传感器按信号变换特性可分为 组合型 、 一体型 。 ７、当 Δó〈〈ó0 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 定值 。
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 相邻相反 、 相对相同 的变化，才能使输出有最大值。 10、系统动态特性在时域可用 传递函数 来描述，在复数域可用 频率函数 来描述，在频域可用 脉冲响应 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 差模 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 分布电容 。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其 频率 与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称 鉴频 ，其解调电路称为 鉴频器 。 15、滤波器的通频带宽和响应时间成 反比 关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其 带宽 决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝ 1 。
18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）串联 而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由 系统 误差引起的；而重复性误差是 由 随机 误差引起的。
机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集(1)
第二章
测试装置的基本特性
2-1 进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为 90.9nC/MPa，将它与增益为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大 器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这 个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的 偏移量是多少？ 解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵 敏度相乘，即 S=90.9(nC/MPa)0.005(V/nC)20(mm/V)=9.09mm/MPa。 偏移量：y=S3.5=9.093.5=31.815mm。 2-2 用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s和 5s的正弦信号，问稳态响应幅值误差将是多少？ 解：设一阶系统， ，T是输入的正弦信号的周期 稳态响应相对幅值误差，将已知周期代入得 2-3 求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t−45)通过传递函数 为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得到的稳态响应。 解：，， 该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y(t)，根据线性定常系统 的频率保持性、比例性和叠加性得到 y(t)=y01cos(10t+1)+y02cos(100t−45+2) 其中， ， 所以稳态响应为 2-4 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？ 解：该温度计为一阶系统，其传递函数设为。温度随高度线性变 化，对温度计来说相当于输入了一个斜坡信号，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=3000-515=2925m 2-5 想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误 差在5%以内，那么时间常数应取多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，
第三版-工程测试3-考试及答案
6．绘制周期信号 x(t) 的单边频谱图，依据的数学表达式是 _____，而双边频谱
图的依据数学表达式是 _____。 7．信号的有效值又称为_____，有效值的平方称为_____，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_____，后者 频谱特点是_____。 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_____。
R1 R2 电桥的平衡条件是：
jwL
1 jwC
L C
（2’）
4.有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻 应变片数以提高灵敏度。试问，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵 敏度？为什么？（5 分） 答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：
3
uo
1 2
ui
R R
（2’）
2R R 当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为 2R R （2’）
即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连
接。这时 uo
ui
R R
。（1’）
5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5 分） 答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号） 的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。（2’）解调，就是从已调 制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检 测变换后，常常是一些缓变的电信号。（1’）经过调制后，采用交流放大，比直 接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。（2’） 6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5 分） 答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量； 扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测 量；压力的测量等。（每一种 0.5 分） 四、计算题（共 20 分，每小题 10 分） 1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。 解：一个周期内的表达式为：
机械工程测试技术基础第三版课后答案全集
机械工程测试技术基础习题解答
第一章 信号的分类与描述
1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为
00 (0)2() (0)
2
T A t x t T A t ⎧
--≤<⎪⎪=⎨
⎪≤<⎪⎩. 积分区间取（-T/2，T/2） 所以复指数函数形式的傅里叶级数为
001
()(1cos )jn t
jn t
n
n n A
x t c e
j
n e
n ∞
∞
=-∞
=-∞
=
=--∑∑ωωππ
，=0, 1, 2, 3, n ±±±L 。
没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
图1-4 周期方波信号波
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答：0
000
2200000
224211()d sin d sin d cos T
T
T T
x x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T
T ωT ωπ
====-==⎰⎰⎰
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。 解答：
1-4 求符号函数(见图1-25a)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。
单边指数衰减信号频谱图 f
|X (f )|
A /
φ
(f ) f
π/2 -π
/2
|c n
|
φ
n
π
/2 -π
/2 ω
ω ω0 ω 3ω 5ω
3ω0 5ω0 2A/π 2A/3π 2A/5π 幅频
图
相频图
周期方波复指数函数形式
频谱图
2A/5
π 2A/3π 2A/π -ω0
-3ω0 -5ω0 -ω0
机械工程测试技术基础第三版课后答案全集
机械工程测试技术基础习题解答
第一章 信号的分类与描述
1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–
ω和φn –ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为
00 (0)2() (0)
2
T A t x t T A t ⎧
--≤<⎪⎪=⎨
⎪≤<⎪⎩. 积分区间取（-T/2，T/2）
所以复指数函数形式的傅里叶级数为
001
()(1cos )jn t
jn t n n n A
x t c e
j
n e n
∞
∞
=-∞
=-∞=
=--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±±。
没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
图1-4 周期方波信号波形
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解
答
：
000
2200000
224211()d sin d sin d cos T
T
T T
x x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T
T ωT ωπ
====-==⎰⎰⎰
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
解答：
1-4 求符号函数(见图1-25a)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。
单边指数衰减信号频谱图
f
|X (f )|
A /
φ(f ) f
π/2
-π
/2 |c n
|
φn
π/
2
-π
/2
ωω ω0 ω 3ω 5ω 3ω
5
ω0
2A/π 2A/3π 2A/5π 幅频图
相频图 周期方波复指数函数形式频谱图
2A/5
π
2A/3π 2A/π -ω -3ω0
-5ω0
-ω0 -3ω0 -5
机械工程测试技术基础（第三版）课后习题答案
机械⼯程测试技术基础（第三版）课后习题答案第⼀章信号及其描述
1-1 求周期⽅波（见图1-4）的傅⾥叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对⽐。解答：在⼀个周期的表达式为
00 (0)2
() (0)2
T A t x t T A t ?
--≤
积分区间取（-T/2，T/2）
000000
00
220
20
00
2
1
1
1()d =
d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )
T T jn t jn t
jn t T T n c x t e t Ae t Ae t
T T T A
j n n n ωωωππ
-----=
-±±±?
所以复指数函数形式的傅⾥叶级数为
001
()(1cos )jn t
jn t
n
n n A
x t c e
=-∞
=
=--∑∑ωωππ
，=0, 1, 2, 3, n ±±±。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0
nI nR A c n n n c ?
=-
-?±±±?
=ππ
22
21,3,,(1cos )00,2,4,6,
n nR nI A
n A c c c n n n n ?=±±±?
=+=-=??=±±±
πππ
1,3,5,2arctan
1,3,5,200,2,4,6,
nI n nR
πn c πφn c n ?-=+++===---??=±±±??
图1-4 周期⽅波信号波形图
0 t
x (t ) T 0
2
-T 02
0T -
没有偶次谐波。其频谱图如下图所⽰。
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。解答：(2)220
机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集
1机械工程测试技术基础习题解答
1-1 求周期方波（见图
1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φ
n
–ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为
00 (0)2
() (0)
2
T A t x t T A t ⎧
--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩.
积分区间取（-T/2，T/2）
0000000
220
2
00
2
111()d =
d +
d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )
T T jn t
jn t
jn t T T n c x t e
t Ae
t Ae t
T T T A
j
n n n ωωωππ
-----=
-±±±⎰
⎰
⎰
所以复指数函数形式的傅里叶级数为
001
()(1cos )jn t
jn t n n n A
x t c e
j
n e n
∞
∞
=-∞
=-∞=
=--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±±。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0
nI
nR A c n n n c ⎧
=--⎪±±±⎨
⎪=⎩ππ
22
21,3,,(1cos )00,2,4,6,
n nR nI A
n A c c c n n n n ⎧=±±±⎪
=+=-=⎨⎪=±±±
⎩
πππ 图1-4 周期方波信号波形图
0 t
x (t ) T 0
2
-
T 0
2
0T -
…
…
A
-A
T 0
1,3,5,2arctan
1,3,5,200,2,4,6,nI n nR
π
n c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪
=±±±⎪⎪
⎩
没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集
1 1 a j ( 0 ) a j ( 0 ) X 1 ( 0 ) X 1 ( 0 ) 2 2j 2 j a ( 0 ) 2 a 2 ( 0 ) 2 0 [a 2 ( 2 0 2 )] 2a0 2 j 2 2 2 2 [a ( 0 ) ][a ( 0 ) ] [a ( 0 ) 2 ][a 2 ( 0 ) 2 ]
X (f ) T
-f0 被截断的余弦函数频谱 1-6 求指数衰减信号 x(t ) e at sin ω0t 的频谱 x(t)
f0
f
指数衰减信号 解答：
sin(0t )
1 j0t j0t e e 2j
at
所以 x(t ) e at
1 j0t j0t e e 2j
φn arctan
cnI cnR
π 2 n 1, 3, 5, π n 1, 3, 5, 2 n 0, 2, 4, 6, 0
没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。 |cn | 2A/π 2A/3π -3ω0 - ω0 ω0 2A/π 2A/3π 3ω0 φn π/ 2 ω0 -5ω0 ω -3ω0 - ω0 - π/ 2 相频图 周期方波复指数函数形式频谱图 1-2 求正弦信号 x(t ) x0 sin ωt 的绝对均值 μ x 和均方根值 xrms 。 解 答 ：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.
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，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（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。
19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；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、—
３、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）
４、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R x (τ) 。（15分）
２、二阶系统的阻尼比ξ=，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 = ×10-12 F/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、¢x 2=H x 2+óx 2
3、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B 17、1 18、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
（2）
） （3） 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。
（4） 中间转换电路（信号调理电路）：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。
（5） 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）
（6） 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+λE ε,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，λE ε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压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=λE ε，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=δ∆∆c =-20
0δεεA =×10-9F/m
∴当δ∆=±2Hm 时，
c ∆=S •δ∆=×10-9F/m ×（±2×10-6m ）
=-+×10-15F
（2）读取仪表的变化格数为：
×10-15×1012S 1•S 2=×10-3×100×5
=（格）
4.解：∵低通滤波器的截止频率W c2=2πf c2=2π•Hz RC
91011
21-===τπτ 而输入信号H x =100sin100t 的频率Wx=1000Hz ≥W c2 ，
所以低通滤波器相当于积分器，H y =
⎰Hxdt RC
1=10-9⎰tdt 1000sin 100 . =10-10sin （1000t-900）
5．解：见课本101页，图3-19 动态应变仪方框图，以及各波形图。
一、填空题（每空分，共15分）