机械工程测试技术复习题(有答案)

一，简答题

1. 什么叫测试系统的频率响应函数它和系统的传递函数有何关系答：测试

装置输出信号的傅里叶变换和输入信号的傅里叶变换之比称为装置的频率响应函数，若在系统中的传递函数H(s)已知的情况下，令H(s)中的s=jw 便可求得频率响应函数。

2. 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些答：静态特性：（1）线性度，

（2）灵敏度，（3）回程误差，（4）分辨率，（5）零点漂移和灵敏度漂移。动

态特性：（1）传递函数，（2）频率响应函数，（3）脉冲响应函数，（4）环节的串

联和并联。

3. 在什么信号作用下，系统输出的拉斯变换就是系统的传递函数。答：在

单位脉冲信号作用下，（单位脉冲函数δ（t ）=1)。

4. 为什么电感式传感器一般都采用差动形式答：差动式电感器具有高精度、

线性范围大、稳定性好和使用方便的特点。

5. 测试装置实现不失真测试的条件是什么答：幅频和相频分别满足

A(w)=A 0=常数，Φ（w ）=-t 0w ;

6. 对于有时延t 0的δ函数）（0t -t =δ ，它与连续函数f （t ）乘积的积分

dt )(0⎰∞

∞--t f t t ）（δ将是什么答： 对于有时延t 0的δ函数）（0

t -t =δ ，它与连续函数f （t ）乘积只有在t=t 0时刻不等于零，而等于强度为f （t 0）的δ函数，在（-∞，+∞）区间中积分则dt )(0⎰∞∞--t f t t ）（δ=dt )(0

⎰∞

∞--t f t t ）（δ=f （t 0） 8. 巴塞伐尔定即 的物理意义是什么在时域中计算总的信息量等于在频域中计算总的信息量。

：

9. 试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需电容平衡的原因答：由于

纯电阻交流电桥即使各桥臂均为电阻，但由于导线间存在分布电容，相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了有电阻平衡外，必须有电容平衡。

10.说明测量装置的幅频特性A(ω)和相频特性φ(ω)的物理意义。答：测量

装置的幅频特性A(ω)是指定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出信号和输入信号的幅值比。相频特性是指稳态输出对输入的相位差。11.差动型变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在一个电桥中，这样做有什么优点 答：这样做使得灵敏度和线性度都提高。

12.用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，对其时间常数τ应

提出什么要求指出一种测量一阶系统的时间常数τ的方式。答：时间常数τ应越小越好，测量方法：频率响应法、阶跃响应法。

13. 线性系统有哪些主要特性（最少指出3个）答：（1）叠加性，（2）比例

性，（3）微分性，（4）积分性，（5）频率保持性。

14. 对于有时延t 0的δ函数）

（0t t +=δ ，它与连续函数f （t ）乘积的积分dt )(0⎰∞∞-+t f t t ）（δ将是什么答：对于有时延t 0的δ函数）（0

t t +=

δ，它与连续函数f （t ）的积分只有在t=-t 0 时不等于零，而等于强度f （-t 0）的函数，在（-∞，+∞）区间内，

15.一阶、二阶测试系统的动态特性是什么答：一阶系统特性：（1）当激励频率ω﹥﹥1/τ时，Αω≈1,输出输入几乎相等。（2）时间常数τ是反映一阶系统

特性的重要参数，实 际上决定了该装置适用的频率范围。（3）一阶系统的伯德图可以用一条折线来近似描述。 二阶系统的特性：（1）当ω﹤﹤ωn 时，H(ω)≈1,当ω﹥﹥ωn 时，H(ω)→0，

（2）影响二阶系统动态特性的参数是固有频率和阻尼比。（3）二阶系统的伯德图可用折线来近似描述，（4）在ω﹤﹤ωn 段，φ(ω)很小，且和频率近似成正比增加。（5）二阶系统是一个振荡环节。

二、填空题 @

1.带通滤波器中心频率f 0=500Hz ，其-3dB 带宽B=10Hz ，该滤波器的品质因

数Q= 50 。

2. 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y 2/2 ，相位=φ -45º 。

3. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该

系统能实现 测量不失真的频率特性 测试。此时，系统的频率特性为

=)(ωj H Ａ０ｅ

－ｊｗ0τ 。 4. 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。

5. 测试系统的幅频特性是指 线性定常系统在简谐信号的激励下，其稳态输出信号和输入信号的幅值比 的关系。

6. 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 变化量 越小。

7.若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生 混叠 现象。

8. 将被测物理量转换成与之相对应的、容易传输和处理的信号的装置称之

为 传感器 。。

9.半导体应变片工作原理是基于 半导体材料的压阻 效应，它的灵敏系数

比金属应变片的灵敏系数 高 。

$

10. 一个灵敏度为k 的测试装置，若其输出y(t) =A 0sin （ωt-φ）,则输入信

号x （t ）= 。。

11. 极距变化型电容式传感器，极距越小，灵敏度越 高 。。

12. 确定测试装置动态特性的测量方法有 频率响应法 和 阶跃响

应法 。。

13.光波沿光纤传播是以_全反射 方式进行的。

14.周期性信号的幅值频率谱是 离散 的。

15.获得非周期时域信号的频谱用 傅里叶变换 数学工具。

16. 。

17.能用非接触方式测量位移的传感器有① 极距变化型电容传感器 ；②

光电传感器 等。