工程测试技术基础
工程测试技术基础复习题
工程测试技术基础复习题选择题：1、以下哪项不属于常用的弹性元件（D）A、弹簧管B、薄膜式弹性元件C、波纹管C、悬臂梁2、滤波器对不同频率的信号有不同的作用，下列说法错误的是（A）A、在通带使信号受到很大的衰减而不通过。
B、在通带与阻带之间的一段过滤带使信号受到不同程度的衰减。
C、在阻带使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。
D、在通带使信号受到很小的衰减而通过。
3、以下哪项指标不属于滤波器的特征频率（D）A、通带截止频率B、阻带截止频率C、转折频率D、载波频率4、关于传感器，下列说法不正确的是（B）A、传感器一般由敏感元件、转换元件以及其他辅助元件构成。
B、电容式传感器有变面积型和变极距型两种。
C、应变片式传感器是利用应变片电阻的应变效应制成的。
D、有些传感器中的敏感元件既是敏感元件又起转换元件的作用。
5、对测量控制电路的主要要求，一下说法不正确的是（C）A、测控电路应具有较高的精度。
B、测控电路应具有较好的动态性能。
C、测控电路只要能够保证“精、快、灵”就可以了。
D、测控电路应具有合适的输入与输出阻抗。
6、下列指标中，哪项不是滤波器的主要特性指标（C）A、特征频率B、群时延函数C、线性度D、阻尼系数与品质因数7、下列哪项不正确（B）A、有些半导体材料也可以制成电阻式应变片。
B、只有金属导体才能制成电阻式应变片。
C、当金属电阻丝受拉时，其长度和截面积都要发生变化，其阻值也发生变化D、当金属电阻丝受拉时，其电阻率要发生变化，阻值也要发生变化。
8、单臂电桥的灵敏度为（D ）A、UB、U/2C、U/3D、U/49、下面属于光生伏特效应的光电元件是（A ）Ａ、光敏晶体管Ｂ、光敏电阻Ｃ、光电管Ｄ、光电倍增器10、以下关于温度测量的说法中不正确的是（A）Ａ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于中低温度区测量，而热电阻用于高温度区测量。
Ｂ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于高温度区测量，而热电阻用于中低温度区测量。
机械工程测试技术基础复习提纲
Chapter 11、信号的三种分类方法及其定义（1）确定性信号与随机信号。
若信号可表示为一个确定的时间函数，因而可确定其任何时刻的量值，这种信号称为确定性信号（分为周期信号，非周期信号）；随机信号是一种不能准确预测未来瞬时值，也无法用数学关系式来描述的信号。
（2）连续信号和离散信号。
若信号数学表示式中的独立变量取值是连续的，为连续信号；若独立变量取离散值，为离散信号。
（3）能量信号和功率信号。
电压信号x（t）加到电阻R上，其瞬时功率P（t）=x2（t）/R。
把信号x（t）的平方x2（t）及其对时间的积分分别称为信号的功率和能量。
2、周期信号频谱的三个特点（1）周期信号的频谱是离散的（2）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）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。
3、傅里叶变换的性质（P30 表1-3）时域频域δ（t）⇔1（单位瞬时脉冲）（均匀频谱密度函数）1 ⇔δ（f）（幅值为1的直流量）在（f=0处有脉冲谱线）δ（t-t0）⇔e-j2πftoδ函数时移t0 （各频率成分分别相移2πfto 角）ej2πfot ⇔δ（f-f0）（复指数函数）（将δ（f）频移到f0）正、余弦函数的频谱密度函数：由sin2πf0t=j（e-j2πfot-ej2πfot）/2，cos2πf0t=（e-j2πfot+ej2πfot）/2，变换为sin2πf0t⇔j[δ（f+f0）-δ（f-f0）]/2,cos2πf0t⇔ [δ（f+f0）+δ（f-f0）]/2第 2 页 共 7 页5、各态历经平稳随机过程定义及其性质定义：平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间而变化的随机过程。
性质：当取样在时间轴上作任意平移时，随即过程的所有有限维分布函数是不变的。
6、随机信号的主要特征参数及其含义 参数：（1）均值、方差和均方值（2）概率密度函数（3）自相关函数（4）功率谱密度函数。
含义：均值μx 表示信号的常值分量，方差σx2描述随机信号的波动分量，均方值φ2描述随机信号的强度。
工程测试技术基础
工程测试技术基础摘要：1.工程测试技术概述2.工程测试技术的基本原理3.工程测试技术的分类与应用4.工程测试技术的发展趋势正文：一、工程测试技术概述工程测试技术，顾名思义，是指在工程领域中对产品、设备、系统进行检测与测试的一门技术。
其目的是为了确保这些产品、设备、系统在实际应用中能够达到预期的性能、安全和可靠性要求。
工程测试技术在我国各个领域的工程项目中扮演着举足轻重的角色，如航空航天、电子信息、机械制造、能源化工等。
二、工程测试技术的基本原理工程测试技术的基本原理主要包括以下几个方面：1.测试信号与被测对象的相互作用原理：通过测试信号与被测对象之间的相互作用，获取被测对象的响应信息，从而分析和评估被测对象的性能和状态。
2.测试数据的采集与处理原理：测试数据的采集是指通过传感器、仪器等工具将被测对象的响应信息转换为可处理的电信号或其他形式的信息。
测试数据的处理是指对采集到的数据进行分析、处理和解释，以便得到有关被测对象的性能和状态的有用信息。
3.测试结果的评价与分析原理：通过对测试数据的分析和评价，判断被测对象是否满足预期的性能、安全和可靠性要求。
如果被测对象存在问题，还需要分析问题原因，并提出改进措施。
三、工程测试技术的分类与应用根据被测对象和测试目的的不同，工程测试技术可分为以下几类：1.性能测试：主要用于检测产品、设备、系统的性能指标，如速度、精度、稳定性等。
例如，电子产品的性能测试、汽车发动机的性能测试等。
2.安全测试：主要用于评估产品、设备、系统的安全性能，如防爆、防火、防辐射等。
例如，压力容器的安全测试、电梯的安全测试等。
3.可靠性测试：主要用于评估产品、设备、系统的可靠性能，如耐久性、稳定性、抗干扰性等。
例如，电子产品的可靠性测试、飞机发动机的可靠性测试等。
4.环境测试：主要用于检测产品、设备、系统在不同环境条件下的性能和状态。
例如，高温、低温、湿度、盐雾等环境条件下的测试。
四、工程测试技术的发展趋势随着科技的进步和工程领域的不断拓展，工程测试技术呈现出以下发展趋势：1.测试技术与计算机技术的融合：现代测试技术越来越多地依赖于计算机技术，如数据采集、数据处理、结果分析等，计算机技术为工程测试技术提供了更为强大的支持。
机械工程测试技术基础
全性测试等。
测试技术的应用： 广泛应用于汽车、 航空、航天、机 械制造等领域。
古代：手工测量经验判断 近代：仪器测量数据记录 现代：计算机辅助测试自动化测试 未来：智能化测试远程测试大数据分析
传感器：用于采集 被测对象的物理量
数据采集系统：用 于将传感器采集到 的信号转换为数字 信号
温度传感器：通过热敏电阻或热电 偶等元件测量温度变化广泛应用于 工业、医疗等领域。
流量传感器：通过电磁感应或超声 波等原理测量流体流量广泛应用于 供水、供气等领域。
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压力传感器：通过压敏电阻或压电 晶体等元件测量压力变化广泛应用 于液压、气动等领域。
加速度传感器：通过压电晶体或电容 式等元件测量加速度变化广泛应用于 汽车安全、航空航天等领域。
数据处理系统：用 于对采集到的数据 进行处理和分析
显示系统：用于显 示测试结果和图表
信号及其描述
信号的定义：信号是信息的载体是物理量随时 间变化的过程
信号的分类：根据信号的性质和特点可以分为 连续信号和离散信号
连续信号：信号的取值是连续的如正弦波、三 角波等
离散信号：信号的取值是离散的如数字信号、 脉冲信号等
实时化：测试技 术将更加实时化 能够实时监测和 预警设备状态
绿色化：测试技 术将更加绿色化 减少对环境的影 响提高能源利用 效率
智能化：测试技术将更加智能化能够自动识别和诊断机械故障 集成化：测试技术与其他技术如物联网、大数据等更加紧密地集成提高测试效率和准确性 实时化：测试技术将更加实时化能够实时监测和预警机械设备的运行状态 绿色化：测试技术将更加注重环保和节能降低机械设备的能耗和污染排放
工程测试技术基础复习题答案
工程测试技术基础复习题答案TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1．信息与信号之间的关系是 （ D ）。
A ．信息与信号并列B ．信息与信号无关C ．信息包含信号D ．信息在信号之中2．描述周期信号的数学工具是（ B ）。
A ．相关函数B ．傅氏级数C ． 傅氏变换D ．拉氏变换3． 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ C ）。
A ．相位B ．周期C ．振幅D ．频率4．关于信息和信号，下面的说法正确的是（ C ）。
A ．信息包含信号B ．信息与信号无关C ．信号是信息的载体D ．信息描述了事物某物理量的变化过程5．多种信号之和的频谱是（ C ）。
A ． 离散的B ．连续的C ．随机性的D ．周期性的6．下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。
A ．12()sin()sin(3)x t A tB t ωϕωϕ=+++B ．()5sin 303sinx t t =+ C ．0()sin at x t e tω-=⋅ 7．不能用确定函数关系描述的信号是（ C ）。
A ．复杂的周期信号B ．瞬变信号C ．随机信号8．复杂的周期信号的频谱是（ A ）。
A ．离散的B ．连续的C ．δ函数D ．sinc 函数9．数字信号的特性是（ B ）。
A ．时间上离散、幅值上连续B ．时间、幅值上均离散C ．时间、幅值上都连续D ．时间上连续、幅值上量化10．下列函数表达式中，（ B ）是周期信号。
A ．5cos10()0x t ππ ≥⎧= ⎨ ≤⎩当t 0当t 0 B ．()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞ C ．()20cos 20()at x t e t t π-= -∞<<+∞ D ．()1tx t eτ-=-11．下列信号属周期信号的有（ A ）。
工程测试技术基础 第二部分 信号分析基础
为能量信号，满足条件：
x2 (t)dt
一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。
瞬态信号
2.1 信号的分类与描述
b)功率信号 在所分析的区间（-∞，∞），能量不是有限值．此时，
研究信号的平均功率更为合适。
T
lim
数学期望，称为相关性，表征了x、y之间其的中一关个联可程以度测。量的量
cxy xy x y
E[(xx )( y的 的y )变变] 化化来。表示另一个量
E[(xx )2 ]E[( y y )2 ]1/ 2
y
y
y
y
x
x
xy 1
xy 1
x
0 xy 1
b) sinc 函数
sin c(t) sin t , or, sint , ( t )
t
t
性质：
波形
偶函数；
闸门(或抽样)函数；
滤波函数；
内插函数。
2.1 信号的分类与描述
c) 复指数函数
est et e jt
t
et cost et sint ; s j
瞬态信号
瞬态信号:持续时间有限的信号，如 x(t)= e-Bt . Asin(2*pi*f*t)
2.1 信号的分类与描述
c)非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化 不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。
噪声信号(平稳)
噪声信号(非平稳)
统计特性变异
2.1 信号的分类与描述 2 能量信号与功率信号
（3）卷积特性
f (t) * (t) f ( ) (t )d f (t)
机械工程测试技术基础知识点总结
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 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号.2、 信号的时域描述,以 时间t 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率f 为独立变量。
3、 周期信号的频谱具有三个特点: 离散性 ， 谐波性 , 收敛性 。
4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、 均方值 、 方差 。
6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 偶 对称，虚频谱（相频谱）总是 奇对称。
（二)判断对错题(用√或×表示）1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
（ Y )2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
（ Y ）3、 非周期信号的频谱一定是连续的。
（ X ）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
（ X )5、 随机信号的频域描述为功率谱。
（ Y ）（三）简答和计算题1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms .2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ,和概率密度函数p(x)。
3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。
4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=T t T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。
5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t et x at ω的频谱. 第二章 测试装置的基本特性 (一)填空题1、 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 ，幅值=y ，相位=φ 。
2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。
工程测试技术 信号分析基础 掌握信号时域波形分析方法
2.2 信号的时域波形分析
实验：
12
2.2 信号的时域波形分析
5、波形分析的应用
信号类型识别
信号基本参数识别
Pp-p
超门限报警
2.2 信号的时域波形分析
案例：汽车速度测量:
T
14
2.2 信号的时域波形分析
案例：旅游索道钢缆检测
超门限报警
15
2.2 信号的时域波形分析 实验：声音信号有效值报警：
应用： （1）信号中的直流分量消除 （2）仪器的智能调零
2.3 信号的时域统计分析
2、均方值
信号的均方值E[x2(t)]，表达了信号的强度；其正平 方根值，又称为有效值(RMS)，也是信号平均能量的一种 表达。
2 x
E[x2 (t)]
lim
1 T
T x 2 (t)dt
0
T
工程测量中仪器的表头示值就是信号的有效值。 应用：局部异常信号识别（钢丝绳断丝检测）
2.4 信号的时差域相关分析
发火周期
1
0.5
Healthy #1 Misfire #1&2 Misfire
Correlation
0
-0.5
自相关分析的主要应用：
用来检测混肴在干扰信号中的确定 性周期信号成分。
-1
0
120
240
360
480
600
720
Crank Angle (degCA)
作一个循环内转速信号的的自相关函数，其周期为发火周期。
16
第二章、信号分析基础 2.3 信号的时域统计分析
1. 均值 2. 均方值 3. 方差 4. 概率密度函数 5. 概率分布函数 6. 直方图
工程测试技术基础考试试题集
3、若用光线示波器来记录图一所示的方波信号，可否选用FC6-400型振动子?
并说明理由。(注：该振动子的固有频率为400Hz)（10分）
答：不能选用。因该方波信号是一个由多频率成分叠加而成的复杂周期信号，周期为10ms，则其基频为： ，要较完整地记录该信号，必须保证其前十次谐波的幅值误差小于5％，即需满足： ，得 。
所以信号的平均功率为100。（5分）
又因为信号的平均值等于0，所以标准差
σx=√100 =10。（5分）
2、用一个固有频率为1200HZ和阻尼比为0.7的振动子去测量幅值为1、频率为600HZ均值为0的偶函数方波信号，试分析测量结果，并计算输出信号的一次谐波分量。（注：二阶系统的传递函数为
ωn2/S2+2ξωnS+ωn2，频率响应函数为
5．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作幅值范围。（×）
6．变间隙式差动变压器是一种电容式传感器。（×）
7．金属丝应变片在测某一构件的应变时，其电阻的相对变化率主要由电阻材料的电阻率的变化决定。（×）
8．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的直流测量用桥的输出是调幅波。（×）
7．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的交流测量用桥的输出是调幅波。（√）
8．选择好的窗函数对信号进行截取，可以达到能量不泄漏的目的。（×）
9．设信号x(t)的自功率谱密度函数为常数，则x(t)的自相关函数为常数。（×）
10．同频、同相位的正弦信号与方波信号作互相关其结果为同频余弦信号。（√）
一、填空题（每空2分，共50分）
1、周期信号的频谱是连续频谱，各频率成分是基频的频宽倍。信号越光滑，高次谐波的幅值衰减无穷小，双边谱的幅值为单边谱幅值的压缩。
机械工程测试技术基础习题及答案
机械工程测试技术基础习题及答案第一章一、选择题1．描述周期信号的数学工具是。
A ．相关函数B ．傅氏级数C ．博氏变换D 拉氏变换2．傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的。
A ．相位B ．周期 C.振幅 D.频率3．复杂周期信号的频谱是。
A.离散的B.连续的C. δ函数函数４．下列函数表达式中，是周期信号。
A.=)(t x <≥00010cos 5t t t当当πB.)(10cos 1020sin 5)(+∞<<-∞+=t tt t x ππ C.)(20cos 20)(+∞<<-∞=-t t et x at π５.描述非周期信号的数学工具是。
A.三角函数 B ．拉氏变换 C.傅氏变换 D.傅氏级数６.下列信号中信号的频谱是连续的。
A.)3sin()sin()(21?ω?ω+++=t B t A t xB.t t t x 50sin 330sin 5)(+=C.t e t x at 0sin )(ω?=-７．连续非周期信号的频谱是。
A.离散、周期的B.离散、非周期的C.连续非周期的 D ．连续、周期的８.将时域信号进行时移,则频域信号将会。
A.扩展B.压缩C.不变D.仅有移相9.已知)(,sin 12)(t t t x δω=为单位脉冲函数，则积分dt t t x )2()(?∞∞--?ωπδ的函数值为。
A ．6 Ｂ. 0 C ．1210．如果1)(?t δ，根据傅氏变换的性质，则有0)(0t j et t ωδ-?-。
A.时移B.频移 C ．相似 D.对称二、填空题l.信号可分为和两大类。
2.确定性信号可分为和两类，前者频谱特点是，后者频谱特点是。
3.周期信号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。
4.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，因此，没有必要取那些高次的谐波分量。
5.周期方波的傅氏级数：）?+++=t t AA t x 0013cos 31(cos 2)(ωωπ周期三角波的傅氏级数：）?++++=t t t A t x 000225cos 2513cos 91(cos 42A )(ωωωπ，它们的直流分量分别是和。
机械工程测试技术基础-简答题
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、传递函数的特点：①()s H 与输入()t x 及系统的初始状态无关，它只表达系统的传输特性；②()s H 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()t x 和输出()t y 都具备各自的量纲；④()s H 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τ；二阶系统的参数是固有频率n ω和阻尼比ξ。
对系统的影响：一阶系统的时间常数τ值越小，系统的工作频率范围越大，响应速度越快。
机械工程测试技术基础习题解答
符号函数 t x1(t) 0 1 -1 符号函数频谱 f φ(f) 0 π/2 0 f |X(f)| -π/2
b)阶跃函数频谱 在跳变点t=0处函数值未定义，或规定u(0)=1/2。 阶跃信号不满足绝对可积条件，但却存在傅里叶变换。由于不满足绝对 可积条件，不能直接求其傅里叶变换，可采用如下方法求解。 解法1：利用符号函数 结果表明，单位阶跃信号u(t)的频谱在f=0处存在一个冲激分量，这是 因为u(t)含有直流分量，在预料之中。同时，由于u(t)不是纯直流信 号，在t=0处有跳变，因此在频谱中还包含其它频率分量。
802.43。求其测量结果。
解答：
(1)测量结果=样本平均值±不确定度
或
(2)
所以 测量结果=802.44+0.014268
0-8
用米尺逐段丈量一段10m的距离，设丈量1m距离的标准差为
0.2mm。如何表示此项间接测量的函数式？求测此10m距离的标准差。
解答：(1)
(2)
0-9 直圆柱体的直径及高的相对标准差均为0.5%，求其体积的相对
不同点：压电式加速度计利用正压电效应，通过惯性质量快将振动 加速度转换成力作用于压电元件，产生电荷。
超声波换能器用于电能和机械能的相互转换。利用正、逆压电效 应。利用逆压电效应可用于清洗、焊接等。
声发射传感器是基于晶体组件的压电效应，将声发射波所引起的被 检件表面振动转换成电压信号的换能设备，所有又常被人们称为声发射 换能器或者声发射探头。
电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；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。 3-4 有一电阻应变片（见图3-84），其灵敏度Sg＝2，R＝120。设工作 时其应变为1000，问R＝？设将此应变片接成如图所示的电路，试求： 1）无应变时电流表示值；2）有应变时电流表示值；3）电流表指示值 相对变化量；4）试分析这个变量能否从表中读出？
机械工程测试技术基础
二、连续信号和离散信号 • 分类依据：
–自变量即时间t是连续的还是离散的 –信号的幅值是连续的还是离散的；
• 连续信号：
–自变量和幅值均为连续的信号称为模拟信号； –自变量是连续、但幅值为离散的信号则称为量化信号
• 离散信号：
–信号的自变量为离散值、但其幅值为连续值时则称该 信号为被采样信号
–信号的自变量及幅值均为离散的则称为数字信号；
Cn
C n
C0
1 2
(an
1 2
(an
a0
jbn ) jbn )
n 1,2,3
则
x (t) C 0 C n e j n 0 t C n ej n 0 t n 1 ,2 ,3
n 1
n 1
或Leabharlann x(t) Cnejn0t n0,1,2,一-一
n
五
这就是傅里叶级数的复指数展开形式
n0td e tj n0t
• 小结： – 从式一－二九可知一个非（ZHOU）期函数可分解成 频率f连续变化的谐波的叠加式中Xfdf的是谐波ej二πf 的系数决定着信号的振幅和相位 – Xf或Xω为xt的连续频谱 – 由于Xf一般为实变量f的复函数故可将其写为
X(f)X(f)ej(f)
将上式中的称X非(（f )ZHOU）期信号xt的连续幅值谱 称(xft)的连续相位谱 例题一－三求矩形窗函数的频谱
二、傅里叶级数的复指数函数展开式
由欧拉公式可知：
ejt cotsjsin t(j1) cso i n tts 1 2j((e e jj tt e ejj tt))
2
代入式一－七有：
x ( 令t) a 0 n 1 1 2 (a n jn b ) e j n 0 t 1 2 (a n jn b ) e j n 0 t
机械工程测试技术基础试题及答案
《机械工程测试技术基础》课后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点：，，。
4、非周期信号包括信号和信号。
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(幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱)总是对称.（二）判断对错题(用√或×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率谱。
（）（三）简答和计算题1、求正弦信号的绝对均值μ|x|和均方根值x rms。
2、求正弦信号的均值,均方值，和概率密度函数p(x）。
3、求指数函数的频谱。
4、求被截断的余弦函数的傅立叶变换。
5、求指数衰减振荡信号的频谱.第二章测试装置的基本特性（一）填空题1、某一阶系统的频率响应函数为，输入信号,则输出信号的频率为，幅值，相位。
2、试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。
3、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。
4、当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现测试。
此时，系统的频率特性为.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2、从时域上看，系统的输出是输入与该系统响应的卷积。
（1）正弦(2）阶跃(3）脉冲（4)斜坡3、两环节的相频特性各为和，则两环节串联组成的测试系统,其相频特性为。
（1) （2）(3）（4）4、一阶系统的阶跃响应中，超调量。
机械工程测试技术基础知识点
机械工程测试技术基础知识点第一章绪论1. 测试技术是测量和试验技术的统称。
2. 工程测量可分为静态测量和动态测量。
3. 测量过程的四要素分别是被测对象、计量单位、测量方法和测量误差。
4. 基准是用来保存、复现计量单位的计量器具5. 基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
6. 测量方法包括直接测量、间接测量、组合测量。
7. 测量结果与被测量真值之差称为测量误差。
8. 误差的分类:系统误差、随机误差、粗大误差。
第二章信号及其描述1. 由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号称为一般周期信号。
2. 周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。
1．信号的时域描述，以时间为独立变量。
4．两个信号在时域中的卷积对应于频域中这两个信号的傅里叶变换的乘积。
5信息传输的载体是信号。
6一个信息，有多个与其对应的信号；一个信号，包含许多信息。
7从信号描述上：确定性信号与非确定性信号。
8从信号幅值和能量：能量信号与功率信号。
9从分析域：时域信号与频域信号。
10从连续性：连续时间信号与离散时间信号。
11从可实现性：物理可实现信号与物理不可实现信号。
12可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。
13不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。
14周期信号。
按一定时间间隔周而复始出现的信号15一般周期信号:由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号。
16准周期信号:由多个简单周期信号合成，但其组成分量间无法找到公共周期。
或多个周期信号中至少有一对频率比不是有理数。
17瞬态信号（瞬变非周期信号）:在一定时间区间内存在，或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号。
18非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。
19一般持续时间无限的信号都属于功率信号。
20一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号（可以理解成能量衰减的过程）。
工程测试技术基础部分课后习题答案
信号及其描述习题1.1求周期方波求周期方波（图（图1-4）的傅立叶级数的傅立叶级数（复指数函数形式）（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。
对比。
解：傅立叶级数的复指数形式表达式：×××±±±==å+¥-¥=,3,2,1,0;)(0n e C t x n t jn n w 式中：所以：幅值频谱：幅值频谱：相位频谱：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。
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：解：1.3求指数函数求指数函数 的频谱。
的频谱。
解：解：1.4求符号函数（题图1-1a ）和单位阶跃函数（题图1-1b ）的频谱. []()ïîíì×××±±±=×××±±±=-=--=+´+-=úûùêëé-+úûùêëé--=úûù+êëé-==---------òòò,6,4,2;0,5,3,1;2cos 12111)(1)(120002002022200000000000n 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 eA T dt et x TC jnjn T t jn T t jn T t jn T tjn T T tjn n p p pp p w w p p w w w w w ×××±±±±=÷øöçèæ-=å+¥-¥=,7,5,3,1;2)(0n e n A j t x t jn n w p ×××±±±==+=,5,3,1;222n n AC C C nI nR n p ïîïíì×××---=×××=-=÷÷÷÷øöççççèæ-==,5,3,1;2,5,3,1;202n n n A arctg C C arctg nR nI n p pp j wp p w m 2;2sin 1)(lim 0000000====òò¥®T x tdt x T dt t x T T Tx 式中：()2sin 1)(1020002000x dt dt x T dt t x T x T T rms ===òòw )0;0(;)(³>=-t Ae t x ta a f j A dt e Ae dt e t x f X ft j t ftj p a p a p 2)()(022+=×==òò¥+--¥+¥--解:1) 符号函数的频谱: 令: 2)单位阶跃函数的频谱: 1.5求被截断的余弦函数cos ω0t （题图1-2）的傅立叶变换。
机械工程测试技术基础
3、 测试系统的组成
• 测试系统是指由相关的器件、仪器和测试 装置有机组合而成的具有获取某种信息之 功能的整体。
测试系统框图
• 传感器：直接用于被测量，并能按一定规律将被测 量转换成同种或别种量值输出。这种输出通常是电 信号。
• 信号调理：把来自传感器的信号转换成更适合于传 输和处理的形式。如幅值放大、阻抗的变化转换成 电压的变化、或阻抗的变化转换成频率的变化。
测量误差=测量值 - 真值
二、测量误差产生的原因
1．测量方法引起的误差 基准误差（基准不统一）方法误差，物理量转换 为电量转换误差，安装操作误差。
2．设备引起的误差 测量器件的误差，如标准法码，量规，刻度尺， 电器电阻误差等。 如设计误差，零件误差，安装误差，系统老化等
3．环境条件引起的误差 如：温度、湿度、气压、光照、电磁场，振动等。
2 视觉测试技术
视觉测试技术是建立在计算机视觉研究 基础上的一门新兴测试技术。与计算机视 觉研究的视觉模式识别、视觉理解等内容 不同，视觉测试技术重点研究物体的几何 尺寸及物体的位置测量，如三维面形的快 速测量、大型工件同轴度测量、共面性测 量等。它可以广泛应用于在线测量、逆向 工程等主动、实时测量过程。
c）准确度
不确定度 ：意味着对测量结果可信性、有效 性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测 量结果的质量的一个参数。
测量不确定度就是说明被测量之值分散性 的参数，它不说明测量结果是否接近真值。
测量不确定度用标准〔偏〕差表示，这时称其 为标准不确定度。
第一章 信号及其描述
• 了解信号的分类 • 掌握对周期性信号及非周期信号的描述 • 了解随机信号
机械工程测试技术基础
绪论
• 了解测试的基本概念 • 理解测试的基本内容与任务 • 掌握信号和信息的关系 • 理解测试系统的组成及各环节功能 • 了解测试信息处理技术的发展方向
工程测试技术基础
1.什么是测试？具有试验性质的测量。
本课程主要研究动态测试。
2.画出测试系统的一般结构组成，并简单说明各部分所起的作用。
被测对象→传感器→信号调理→记录/显示↘信号分析与处理被测对象的信息蕴含在物理量中，这此物理量就是被测量，它们往往是一些非电量。
传感器是指能感受被测量，并按一定的规律将被测量转换成可用于输出信号的器件或装置。
例如:弹簧秤中的弹簧就是一个传感器(或敏感元件)，它将物体受到的作用力转换为弹簧的变形量，即位移量。
信号调理环节对传感器输出的信号进行调理或转换，以便于后续的传输、显示和分析等处理。
例如，信号的幅值调制将低频的测试信号转换为易于在传输通道中传输的高频信号。
记录/显示环节以观察者易于认识的形式来显示测量结果，或将测量结果存储。
要从测量结果中获得有用的信息，还需要信号分析与处理环节，例如相关分析、频谱分析等。
3.工程技术人员对物理量进行测试面对三个任务，分别是：①了解被测信号的特性②选择测试系统③评价和分析测试系统的信号。
4.SI制的七个基本量分别是：米、千克【公斤】、秒、安【培】、开【尔文】、摩【尔】、坎【德拉】，所对应的基本单位分别是：m、kg、s、A、K、mol、cd5.基准分三个等级，分别是：国家基准、副基准、工作基准。
精确度比较：国家基准>副基准>工作基准。
6.写出几种常见的测量方法分类：①直接测量和间接测量；②直接比较测量和间接比较测量；③接触测量和非接触测量；④等精度测量和不等精度测量。
7.什么是示值误差？测量器具的示值与真值之差。
示值误差越小，计量器具的精确度越大。
8.温度计的标尺起点值为-50℃，终点值为+60℃，则其标称范围为-50℃～+60℃，量程为110℃，引用值为60℃。
9.本文研究机械量的测量，写出10种你知道的机械量：力、速度、加速度、位移、振动、表面粗糙度、形位误差、温度、流体参量、声。
通常，我们利用传感器等将这些量转变为电量，该方法称为非电量的电测法。
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工程测试技术基础
工程测试技术基础是现代工程领域非常重要的一个领域，工程测试技术基础包含了一些工程学科基础知识以及测试技术、测试方法和测试设备的知识等。
在工程测试技术的实际应用中，它能够帮助工程设计者和工程师们更好地理解和把握工程运行的状况以及进行问题排除，从而大大提高工程的安全性和可靠性，使得工程的设计和运行更加高效、稳定和安全。
在本文中，将会介绍工程测试技术基础的相关知识。
一、工程测试技术基本概念
工程测试技术是用科学方法和技术手段来对工程进行量化测量、记录和分析的过程，它不仅可以测量各种物理量和电气参数，还可以对物理现象进行分析和解释。
以工程学科为例，工程测试技术包含了诸多测试方法和测试技术，例如：电子数字测量、信号分析、计算机仿真、热工测试、机械振动测试、光学测试、气体测试和电机测试等。
工程测试技术的设计目的是为了得到准确的，可重复的和有意义的测试数据，并且使测试过程不影响工程的正常运行，以及对测试结果进行分析和解释。
根据测试对象的不同，工程测试分为产品测试和系统测试。
产品测试是指对制造的单个产品进行测试。
而系统测试则是对整个系统进行测试，包括硬件和软件。
二、测试方法与分析
在工程测试过程中，测试方法和测试设备非常重要，有多种测试方法可以用于检测工程中的各种参数和变量。
接下来，我们将介绍一些常用的测试方法和测试设备。
1. 机械测试
机械测试主要用于测量物体在机械方面（如力、形变、位移和速度等）的性能和特征。
通常采用传感器和数字多功能测量仪器来进行测量，例如拉伸试验机、压缩试验机、硬度计、扭转试验机、冲击试验机等。
2. 电气测试
电气测试主要用于测量电气参数和电气性能，例如电压、电流、电阻、电势差等。
通常采用万用表、示波器、电源和信号生成器等仪器来进行测量。
3. 光学测试
光学测试主要用于分析光学器件和系统的性能和特点，例如照明系统、视觉系统和光通信系统。
常用的测试仪器包括光谱仪、分光仪、激光测量仪、显微镜等。
4. 热工测试
热工测试主要用于测量和分析温度、热流、热容、导热系数等热学参数。
通常采用热电偶、红外线温度计、热像仪、热电扫描仪等仪器来进行测量。
5. 气体测试
气体测试主要用于测量和分析气体质量、温度、压力、流量和含氧量等气体参数。
通常采用气体分析仪、压力计、流量计等仪器来进行测量。
6. 信号测试
信号测试主要用于测量各种信号参数和性能，例如电信号、声信号和光信号等。
通常采用数字示波器、频谱分析仪、信号发生器等仪器来进行测量。
三、测试设备及相关知识
1. 传感器
传感器是测量技术中最重要的组件之一。
传感器可以将物理量转化为电信号，例如温度传感器、加速度传感器、振动传感器、气压传感器和压力传感器等。
传感器可以将真实世界中的各种物理量转换为数字信号，从而进行处理和分析。
2. 仪器设备
各种试验、测量和分析设备可以大幅度提高工程测试工作的效率和精度。
这些仪器设备包括：示波器、计时器、频谱分析仪、数字多功能测试仪、温度计、单色仪、流量计等。
3. 数据处理
数据记录器和数据处理系统可以帮助测试者记录大量数据和实时分析数据。
例如：计算机、数字记录器、实时控制器等。
数据处理可以将测试数据有效地整合起来，以帮助测试者运用这些数据进行分析、验证以及设计方式的优化。
4. 实验室设备
实验室设备主要用于进行科学研究和测试工作。
实验室设备主要有光学设备、电气设备、机械设备、计算机设备等。
5. 校准设备
校准设备主要用于校准和测试测试设备的精度和准确性。
如果测试仪器的精度不能被完全信任，那么它们就无法提供可靠的测试数据。
校准设备包括标准计量器、校准设备、校准盘等。
四、测试分析与示范实践
在测试过程中，数据的可靠性取决于对其的处理方式。
测试者需要进行分析和解释数据，因此需要一定的方法和知识。
接下来，我们对测试分析和示范实践进行介绍。
1. 数据分析
数字数据处理系统和计算机软件可以用于对大量数据进行处理和分析。
这可以为测试者提供快速、准确的数据分析和趋势分析。
常用的软件包括MATLAB、LabVIEW、Python、Origin和Excel等。
2. 非线性分析
非线性测试是将非线性物理现象作为待测对象，通过识别和监测非线性振动进行分析和解释。
通常使用数学和信号处理技术来进行非线性分析。
3. 模拟仿真
Numerical simulation可以用于模拟不同条件下的工程运行。
这种方法可以帮助工程师研究出仅仅依赖于实验的结果。
通常使用计算机程序进行仿真模拟。
4. 数据库管理
数据中心可以使用数据库管理系统来对测试数据进行分析和存储。
这可以帮助测试者更快、更方便的使用测试结果并减少数据处理的不确定因素。
5. 示范实践
最好的测试方法就是在实验室或现场进行测试。
这有助于测试者对实验环境和物理现象进行直观的分析和实际操作。
在实验过程中，测试者可以根据实际情况进行修正和改进程序。
总体而言，工程测试技术基础可以帮助工程师更全面地理解工程的运行状况、优化工程设计，是一项非常重要的工作，它不仅可以优化工程开发的过程，同时也可以提高安全性和可靠性。
因此，了解工程测试技术基础的相关知识，并且掌握其应用方法和技术，对于工程师们来说，非常重要。