机械工程测试技术基础答案
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)。
机械工程测试技术基础课后习题答案
第一章习题一、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. 傅氏变换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.复杂的信号的周期频谱是（ ）。
A ．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数4.如果一个信号的频谱是离散的。
则该信号的频率成分是（ ）。
A.有限的B.无限的C.可能是有限的，也可能是无限的5.下列函数表达式中，（ ）是周期信号。
A. 5cos10()0x t ππ ≥⎧= ⎨≤⎩当t 0当t 0 B.()5sin2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞ C.()20cos20()at x t e t t π-= -∞<<+∞6.多种信号之和的频谱是（ ）。
A. 离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的７.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８.下列信号中，（ ）信号的频谱是连续的。
A.12()sin()sin(3)x t A t B t ωϕωϕ=+++B.()5sin 303sin 50x t t t =+ C.0()sin at x t e t ω-=⋅９.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10.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的高频成分（ ）。
A.不变B.增加C.减少D.变化不定11.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.仅有移项12.已知 ()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数，则积分()()2x t t dt πδω∞-∞⋅-⎰的函数值为（ ）。
A ．6 B.0 C.12 D.任意值13.如果信号分析设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄，将磁带记录仪的重放速度（ ），则也可以满足分析要求。
机械工程测试技术基础书后习题答案(史上最全)··机械工业出版社··熊诗波··黄长艺
机械工程测试技术基础习题解答（超全）机械工业出版社 熊诗波 黄长艺第一章 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)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩积分区间取（-T/2，T/2）000000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n ∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3,n ±±±。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nInR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6,n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ图1-4 周期方波信号波形图1,3,5,2arctan 1,3,5,200,2,4,6,nI n nR πn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt=的绝对均值xμ和均方根值rmsx 。
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====-==⎰⎰⎰rmsx ====1-3 求指数函数()(0,0)atx t Ae a t -=>≥的频谱。
机械工程测试技术_课后习题与答案
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，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)g③(5.482±0.026)g/cm 2解答： ①-667.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈±②60.00003/25.04894 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：(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而 引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。
机械工程测试技术基础习题及答案_V1[1].2.3修正补充版
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机械⼯程测试技术基础习题及答案_V1[1].2.3修正补充版第⼀章习题⼀、选择题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. 傅⽒变换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（ C ）。
A.相位 B.周期 C.振幅 D.频率 3.复杂的信号的周期频谱是（ A ）。
A ．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数 4.下列函数表达式中，（B ）是周期信号。
A. 5cos10()0x t ππ ≥?= ?≤?当t 0当t 0B.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞C.()20cos 20()atx t et t π-= -∞<<+∞D.0()sin a tx t etω-=?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.描述⾮周期信号的数学⼯具是（ C ）。
A.三⾓函数B.拉⽒变换C.傅⽒变换D.傅⽒级数 7.下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。
A.12()sin()sin(3)x t A t B t ω?ω?=+++B.()5sin 303sin x t t =+C.0()sin a tx t et ω-=?D.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞8.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的⾼频成分（ C ）。
A.不变B.增加C.减少D.变化不定9.已知()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数，则积分()()2x t t d tπδω∞-∞-的函数值为（ C ）。
A ．6 B.0 C.12 D.任意值10.如果1)(??t δ，根据傅⽒变换的（ A ）性质，则有0)(0t j et t ωδ-?-。
A.时移B.频移C.相似D.对称 11.不能⽤确定函数关系描述的信号是（ C ）。
《机械工程测试技术基础》熊诗波课后习题答案
《 机械工程测试技术基础 》-第三版- 熊诗波等 著绪 论0-1 叙述我国法定计量单位得基本内容。
解答：教材P4~5，二、法定计量单位。
0-2 如何保证量值得准确与一致？ 解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值得传递与计量器具检定） 1、对计量单位做出严格得定义； 2、有保存、复现与传递单位得一整套制度与设备； 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，将国家级准所复现得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？通常测量误差就是如何分类表示得？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差）0-4 请将下列诸测量结果中得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： ①-667.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈±②60.00003/25.04894 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年提出得建议《实验不确定度得规定建议书INC-1(1980)》得要点就是什么？ 解答： (1)测量不确定度就是表征被测量值得真值在所处量值范围得一个估计，亦即由于测量误差得存在而对被测量值不能肯定得程度。
(2)要点：见教材P11。
0-6为什么选用电表时，不但要考虑它得准确度，而且要考虑它得量程？为什么就是用电表时应尽可能地在电表量程上限得三分之二以上使用？用量程为150V 得0、5级电压表与量程为30V 得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： (1)因为多数得电工仪表、热工仪表与部分无线电测量仪器就是按引用误差分级得（例如，精度等级为0、2级得电表，其引用误差为0、2%），而 引用误差=绝对误差/引用值其中得引用值一般就是仪表得满度值(或量程)，所以用电表测量得结果得绝对误差大小与量程有关。
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》熊诗波 课后习题 答案
《 机械工程测试技术基础 》-第三版- 熊诗波等 著绪 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：①-667.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈± ②60.00003/25.04894 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：(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。
机械工程测试技术基础课后习题答案
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 ，5s 的正弦信号，问幅值误差将是多少？解：()()()ωωωτωωX Y j j H =+=+=135.0111 ()()2277.01135.011⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=πωωA当T=1s 时，()41.01=ωA ，即x Y A A 41.0=，误差为59% 当T=2s 时，()67.02=ωA ，误差为33% 当T=5s 时，()90.03=ωA ，误差为8%2.3求周期信号()()45100cos 2.010cos 5.0-+=t t t x ，通过传递函数为()105.01+=s s H 的装置后所得到的稳态响应。
解： 利用叠加原理及频率保持性解题 ()()()45100sin 2.09010sin 5.0+++=t t t x()()()22005.01111ωτωω+=+=A ，()()ωωφ005.0arctg -=101=ω，()11=ωA ，() 86.21-ωφ()()86.29010sin 15.01-+⋅⨯=t t x ，1002=ω，()89.02=ωA ，()57.262-=ωφ()()4557.26100sin 89.02.02+-⋅⨯=t t y()()()43.18100sin )178.0(14.8710sin 5.0+-++=∴t t t y2.7将信号t ωcos 输入一个传递函数为()121+=s s H 的一阶装置后，试求其包括瞬态过程在内的输出()t y 的表达式。
解： ()()()90sin cos +==t t t x ωω()11+=s s H τ，()()211τωω+=A ，()τωφarctg -=()()()()τωωτωarctg t t y -++=90sin 112=()()τωωτωarctg t -+cos 1122.8求频率响应函数()()2176157753601.013155072ωωω-++j j 的系统对正弦输入()()t t x 8.62sin 10=的稳态响应的均值显示。
机械工程测试技术基础答案(前五章)
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)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩. 积分区间取（-T/2，T/2） 0000000022020002111()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, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ππ 2221,3,,(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 0t x (t )T 02 -T 020T -… … A-A T 01,3,5,2arctan 1,3,5,200,2,4,6,nIn nR πn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
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 。
机械工程测试技术基础试题及答案
一、选择题1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的___A___倍.A、2B、3C、4D、52、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有___D___ 和__D____。
A、时域法，相频法B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法D、时域法，频域法3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的___B___。
A、电阻应变效应B、压电效应C、电磁感应D、霍尔效应4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___B___。
A、线性度B、灵敏度C、稳定性D、回程误差6、信息与信号二者间关系是__C____.A、信息与信号相同B、信息包含信号C、信息在信号之中D、信息与信号无关7、当两信号的互相关函数在t0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t时,相关程度__B____。
A、最低B、最高C、适中D、一般8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___A__越小.A、被测量B、输出量C、频率特性D、显示值9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取（）A、干扰噪声信号B、正弦信号C、有用信号D、频域信号10、时域信号的时移，则频谱变化为( ）A、扩展B、压缩C、不变D、相移11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽（ )A、变窄,幅值压低B、扩展,幅值压低C、扩展,幅值增高D、变窄，幅值增高12、用二阶系统作测量装置时,为获得较宽的工作频率范围,则系统的阻尼比应（ )A、愈大愈好B、愈小愈好C、接近1/2D、接近13、对二阶系统输入信号x（t）=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为（) A、A1sin(w1t+φ1)+A2sin（w2t+φ2）B、A1A2sinw1tsinw2t C、A1＇sinw1t+A2＇sinw2t D、A1＇sin（w1t+φ＇１）+A2＇sin(w2t+φ２＇)15、在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是( ）A、电容式B、压电式C、电阻式D、电涡流式16、只使在fe1～fe2间频率的信号通过，应采用( ）滤波器A、带阻B、带通C、高通D、低通17、在选用振子时，除了使阻尼比接近０.７外,应使被测正弦信号的最高频率fm( ）振动子的固有频率fn A、等于B、〉2倍C、≤(０.５-０。
机械工程测试技术基础试题答案
（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。
（ ）（二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。
（ ）2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。
（ ）3、 当输入信号)(t x 一定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，而与该系统的物理模型无关。
（ ）4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。
（ ）5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。
（ ）6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
（ ）（三）╳ √ √ √ ╳ ╳（三）判断对错题（用√或×表示）1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。
（ ）2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ）3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。
（ ）4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。
（ ）（三）√ √ ╳ ╳（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)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 。
（1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）)()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。
（1）存在，但<5％ （2）存在，但<1（3）在时间常数很小时存在 （4）不存在5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。
机械工程测试技术基础课后答案全集
第二章 测试装置的基本特性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，问此时的振幅误差和相角差是多少？ 解：设该一阶系统的频响函数为1()1H j ωτω=+，τ是时间常数则 21()1()A ωτω=+稳态响应相对幅值误差21()1100%1100%1(2)A f δωπτ⎛⎫⎪=-⨯=-⨯ ⎪+⎝⎭令δ≤5%，f =100Hz ，解得τ≤523μs 。
如果f =50Hz ，则 相对幅值误差：262111100%1100% 1.3%1(2)1(25231050)f δπτπ-⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=-⨯=-⨯≈ ⎪ ⎪++⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭相角差：6()arctan(2)arctan(25231050)9.33f ϕωπτπ-=-=-⨯⨯⨯≈-︒2-6 试说明二阶装置阻尼比ζ多采用0.6~0.8的原因。
解答：从不失真条件出发分析。
ζ在0.707左右时，幅频特性近似常数的频率范围最宽，而相频特性曲线最接近直线。
2-9 试求传递函数分别为1.5/(3.5s + 0.5)和41ωn 2/(s 2 + 1.4ωn s + ωn 2)的两环节串联后组成的系统的总灵敏度（不考虑负载效应）。
解：11 1.53() 3.50.57171K H s s s s ===+++，即静态灵敏度K 1=32222222241() 1.4 1.4n n n n n nK H s s s s s ωωωωωω==++++，即静态灵敏度K 2=41 因为两者串联无负载效应，所以总静态灵敏度K = K 1 ⨯ K 2 = 3 ⨯ 41 = 1232-10 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。
已知传感器的固有频率为800Hz ，阻尼比ζ=0.14，问使用该传感器作频率为400Hz 的正弦力测试时，其幅值比A (ω)和相角差ϕ(ω)各为多少？若该装置的阻尼比改为ζ=0.7，问A (ω)和ϕ(ω)又将如何变化？解：设222()2n n nH s s ωωζωω=++，则2221()12n n A ωωωζωω=⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦，22()arctan1nn ωζωϕωωω=-⎛⎫- ⎪⎝⎭，即2221()12n n A f f f f f ζ=⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦，22()arctan1nn f f f f f ζϕ=-⎛⎫- ⎪⎝⎭将f n = 800Hz ，ζ = 0.14，f = 400Hz ，代入上面的式子得到A (400) ≈ 1.31，ϕ(400) ≈ −10.57︒如果ζ = 0.7，则A (400) ≈ 0.975，ϕ(400) ≈ −43.03︒第三章 常用传感器与敏感元件3-3 电阻丝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来选用？解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。
《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 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 非周期瞬态 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值x μ，均方值2x ψ，方差2x σ6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 ｙ轴 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 e t x at ω的频谱。
第一章 信号及其描述(一）1、信号；2、时间(t ）,频率（f ）;３、离散性，谐波性,收敛性;４、准周期,非周期瞬态;５、均值x μ，均方值2x ψ，方差2x σ；６、偶,奇;（二）1、√;2、√；3、╳;4、╳；5、√；（三）1、π02x ,20x ;２、０,220x ，)cos(10ϕωπ+t x ；３f j a A π2+、；4、()()T f c T T f c T )2(sin )2(sin 00ωπωπ-++； 5、fa j f a πωπω44202220+--；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 。
机械工程测试技术基础课后答案全集
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xx 级数（复指数函数形式），划出|cn|–ω和φn–ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为 .积分区间取（-T/2，T/2）000000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的xx 级数为 ，。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nInR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ππ图1-4 周期方波信号波形图21,3,,(1cos)00,2,4,6,nAnAc n nnn⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan1,3,5,200,2,4,6,nInnRπncπφncn⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。
解答：rmsx====1-3 求指数函数的频谱。
解答：(2)22022(2) ()()(2)2(2)a j f tj f t at j f te A A a jf X f x t e dt Ae e dt Aa j f a j f a f-+∞∞---∞-∞-=====-+++⎰⎰πππππππ幅频图相频图周期方波复指数函数形式频谱图22()(2)k X f a f π=+Im ()2()arctanarctan Re ()X f ff X f a==-πϕ1-4 求符号函数(见图1)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。
(完整版)《机械工程测试技术基础》熊诗波课后习题答案
其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大，引起的绝对误差越大，所以在选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程。
(2)从(1)中可知，电表测量所带来的绝对误差=精度等级×量程/100，即电表所带来的绝对误差是一定的，这样，当被测量值越大，测量结果的相对误差就越小，测量准确度就越高，所以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。
(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：
(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而
《机械工程测试技术基础》
-第三版-
熊诗波等著
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；
解答：
(1)测量结果=样本平均值±不确定度
或
(2)
所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%，求其体积的相对标准差为多少？
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试题及答案一、选择题1.机械工程测试技术是指通过什么手段对机械产品进行测试和评估？A. 理论研究B. 实验分析C. 数值仿真D. 生产制造答案：B. 实验分析2.机械工程测试技术的主要目的是什么？A. 验证理论模型B. 确保产品性能C. 降低成本D. 提高效率答案：B. 确保产品性能3.下列哪项不属于机械产品测试的主要指标？A. 功能性能B. 可靠性C. 经济性D. 操作性答案：C. 经济性4.机械工程测试技术中常用的测试方法有哪些？A. 静态测试和动态测试B. 理论模拟和数值分析C. 试验台架和原型测试D. 外部观察和内部检测答案：C. 试验台架和原型测试5.以下哪种测试技术可以模拟真实工作条件下的力学载荷？A. 外场测试B. 加速试验C. 静态测试D. 动态测试答案：D. 动态测试二、判断题1.模型试验是机械工程测试技术中常用的测试方法之一。
答案：正确2.机械工程测试技术只涉及实物试验，不包括数值评估。
答案：错误3.机械产品测试的主要指标包括功能性能、可靠性和经济性。
答案：正确4.机械工程测试技术可以通过外部观察和内部检测来进行。
答案：正确5.动态测试可以模拟真实工作条件下的力学载荷。
答案：正确三、简答题1.请简述机械产品功能性能测试的方法和步骤。
答：机械产品功能性能测试是对产品设计和制造过程中的关键性能进行验证的一项测试。
常用的方法包括静态测试和动态测试。
静态测试通过对机械产品进行外部观察、内部检测和可靠性分析来评估其功能性能；动态测试则通过在试验台架上对机械产品进行模拟工作条件下的运行，测量其参数并分析其响应来判断功能性能是否满足要求。
步骤包括确定测试目标和指标、选择合适的测试方法和工具、准备测试样机、执行测试并记录数据、分析测试结果并给出评估。
2.什么是机械产品可靠性测试？可靠性测试的目的是什么？答：机械产品可靠性测试是通过模拟实际工作环境和使用条件，对产品的性能进行定性和定量评估的一种测试方法。
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|U(f)|
φ(f) π/2
0
f
(1/2)
-π/2
0
f
单位阶跃信号频谱
解法 2�利用冲激函数
ò u(t) =
t
d (t )dt
-¥
=
ì1 íî0
t > 0时 t < 0时
根据傅里叶变换的积分特性
ò U ( f ) = F
é êë
t -¥
d
(t
)dt
ù úû
=
1 j2p
f
D(
f
)
+
1 2
D(0)d
(
f
-T
0
Tt
( ) cos(2p
f0t)
=
1 2
e + e j2p f0t
- j 2p f0t
所以 x(t) = 1 w(t)e j2p f0t + 1 w(t)e- j2p f0t
2
2
根据频移特性和叠加性得�
-1 w(t)
1
X(f
)
=
1W( 2
f
-
f0) +
1W( f 2
+
f0 )
= T sinc[2pT ( f - f0 )] + T sinc[2pT ( f + f0 )]
)
=
1 2
éêëd
(
f
)
-
1 j pf
ù úû
1-5 求被截断的余弦函数 cos ω0t (见图 1-26)的傅里叶变换。
x(t) = ìïíïîc0os ω0t
t <T t ³T
x(t) 1
解� x(t) = w(t) cos(2p f0t)
w(t)为矩形脉冲信号
W ( f ) = 2T sinc(2pTf )
解答�
ò ò X ( f ) =
¥ x(t )e- j 2p f tdt =
-¥
¥ Ae-ate- j 2p f t dt
0
=
e-(a+ j2p f )t A
-(a + j2p f )
¥ 0
=
a+
A j 2p
f
=
A(a - j2p a2 + (2p f
f) )2
X(f) =
k
a2 + (2p f )2
x(t) = ïïíì- A
ï ïî
A
(- T0 £ t < 0) 2
(0 £ t < T0 ) 2
积分区间取�-T/2�T/2�
ò ò ò cn
=
1 T0
T0
2
-
T0 2
x(t )e- jnw0tdt =
1 T0
0 -T0
2
- Ae-
jnw0tdt +
1 T0
T0
2 Ae- jnw0t dt
0
=
-
ö ÷ø
=
4(0.5%)2 + (0.5%)2 = 1.1%
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|cn|– ω 和 φn– ω 图�并与表 1-1 对比。
x(t)
A
…
- T0
2
T0
2
…
-T0
0
t
T0
-A
图 1-4 周期方波信号波形图 解答�在一个周期的表达式为
图 1-25 题 1-4 图
x(t)
=
sgn(t
)
=
ì+1 îí-1
t>0 t<0
t=0 处可不予定义�或规定 sgn(0)=0。 该信号不满足绝对可积条件�不能直接求解�但傅里叶变换存在。 可以借助于双边指数衰减信号与符号函数相乘�这样便满足傅里叶变换的条件。先求此乘积信号 x1(t) 的频谱�然后取极限得出符号函数 x(t)的频谱。
(1- cos np )
îïcnR = 0
(n=0, ±1, ± 2, ± 3, L)
ì 2A
cn =
cnR 2
+ cnI 2
=
A np
(1- cos np )
=
ï í
np
îï0
n = ±1, ±3, ±,L n = 0, ±2, ±4, ±6, L
φn
=
arctan
cnI cnR
=
ïì-
íïï ï
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/cm2 解答�
-5ω0 -3ω0 -ω0 -π/2
5ω0 ω
幅频图
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 。
ò ò ò 1
解答� μ x
= T
T x(t) dt = 1
0
T
T 0
x0 sin ωt dt
=
2 x0 T
T
2 0
sin
ωtdt
=
- 2x0 Tω
cos ωt
T 2 0
=
4x0 Tω
=
2x0 π
ò ò ò xrms =
1 T x2 (t)dt = T0
1 T
T 0
x02
sin 2
ωtdt
=
x02 T
T 1- cos 2ωt
0
2
dt
=
x0 2
1-3 求指数函数 x(t) = Ae-at (a > 0, t ³ 0) 的频谱。
π 2
π 2
ï0
ïî
n = +1, +3, +5,L
n = -1, -3, -5,L n = 0, ±2, ±4, ±6,L
没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
|cn| 2A/π 2A/π
2A/3π 2A/5π -5ω0 -3ω0 -ω0
2A/3π 2A/5π ω0 3ω0 5ω0 ω
φn
π/2 ω0 3ω0
8
å (xi - x )2
s = i=1
= 0.040356
8 -1
σˆx =
s = 0.014268 8
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)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� (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的�例如�精度等级为 0.2 级的电表�其引用误差为 0.2%��而 引用误差=绝对误差/引用值 其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)�所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越 大�引起的绝对误差越大�所以在选用电表时�不但要考虑它的准确度�而且要考虑它的量程。 (2)从(1)中可知�电表测量所带来的绝对误差=精度等级×量程/100�即电表所带来的绝对误差是一定的� 这样�当被测量值越大�测量结果的相对误差就越小�测量准确度就越高�所以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。 (3)150V 的 0.5 级电压表所带来的绝对误差=0.5×150/100=0.75V�30V 的 1.5 级电压表所带来的绝对误 差=1.5×30/100=0.45V。所以 30V 的 1.5 级电压表测量精度高。
j(
f
)
=
arctan
Im Re
X X
( (
f f
) )
=
-
arctan
2p a
f
|X(f)| A/a
φ(f) π/2
0
f
0
f
-π/2
单边指数衰减信号频谱图
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。
sgn(t)
u(t)
1
1
0
t
-1
0
t
a)符号函数
b)阶跃函数
a)符号函数的频谱
0-7 如何表达测量结果�对某量进行 8 次测量�测得值分别为�802.40�802.50�802.38�802.48�802.42� 802.46�802.45�802.43。求其测量结果。