2014机械工程测试技术成人习题(新)
机械工程测试技术试题(卷)与答案解析
一、 填空题（20分，每空1分）1.测试技术是测量和实验技术的统称。
工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。
2.测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差 。
3.将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。
4.为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻 桥臂上。
5．调幅信号由载波的 幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。
6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。
7．信号的有效值又称为 均方根值 ，有效值的平方称为 均方值2ψ ，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 离散的 ，后者频谱特点是 连续的 。
9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 频率响应法 和 阶跃响应法 。
10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= 0()x t t - 。
其几何意义是 把原函数图像平移至0t 位置处 。
二、 选择题（20分，每题2分）1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。
A ．增大B ．减少 C.不变 D.变化不定2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。
A 相乘B ．相加C ．相减 D.相除3．描述周期信号的数学工具是(D)。
A ．相关函数B ．拉氏变换C ．傅氏变换 D.傅氏级数4．下列函数表达式中，(B)是周期信号。
A ．5cos100()00t t x t t π⎧≥⎪=⎨⎪<⎩当当B ．()20cos20()at x t e t t π-=-∞<<+∞C ．()5sin 2010cos10()x t t t t ππ=+-∞<<+∞5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。
机械工程测试技术习题课后题解答
1 求周期方波的傅立叶级数（复指数函数形式），画出|cn|-ω和ϕ-ω图。
(1)方波的时域描述为：(2) 从而：2 . 求正弦信号的绝对均值和均方根值。
(1)(2)3.求符号函数和单位阶跃函数的频谱解：(1)因为不满足绝对可积条件，因此，可以把符合函数看作为双边指数衰减函数：其傅里叶变换为：(2)阶跃函数：4. 求被截断的余弦函数的傅里叶变换。
解：(1)被截断的余弦函数可以看成为：余弦函数与矩形窗的点积，即：(2)根据卷积定理，其傅里叶变换为：5.设有一时间函数f(t)及其频谱如图所示。
现乘以余弦函数cosω0t（ω0>ωm）。
在这个关系中函数f(t)称为调制信号，余弦函数cosω0t称为载波。
试求调幅信号的f(t)cosω0t傅氏变换，并绘制其频谱示意图。
又：若ω0<ωm将会出现什么情况？解：(1)令(2) 根据傅氏变换的频移性质，有：频谱示意图如下：(3) 当ω0<ωm时，由图可见，出现混叠，不能通过滤波的方法提取出原信号f(t)的频谱。
6.求被截断的余弦函数的傅立叶变换。
解：方法一：方法二：(1)其中为矩形窗函数，其频谱为：(2)根据傅氏变换的频移性质，有：第二章4. 求指数衰减函数的频谱函数，（）。
并定性画出信号及其频谱图形。
解：（1）求单边指数函数的傅里叶变换及频谱（2）求余弦振荡信号的频谱。
利用函数的卷积特性,可求出信号的频谱为其幅值频谱为a a`b b`c c`题图信号及其频谱图注：本题可以用定义求，也可以用傅立叶变换的频移特性求解。
5 一线性系统，其传递函数为，当输入信号为时，求：（1）；（2）；（3）；（4）。
解：(1) 线性系统的输入、输出关系为：已知，则由此可得：(2) 求有两种方法。
其一是利用的傅立叶逆变换；其二是先求出，再求，其三是直接利用公式求。
下面用第一种方法。
（3）由可得：(4) 可以由的傅立叶逆变换求得，也可以直接由、积分求得：第三章1.说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。
机械工程测试技术习题训练
绪论1-1.机械工程测量系统在机械工程中有哪些应用？为什么它受到机械工程中各个行业地普遍重视？1-2.叙述测量系统在自动控制中地地位和作用.1-3.测量系统有那些环节,各个环节有什么功能？1-4.举例说明接触测量与非接触测量地优缺点.1-5.什么叫智能传感器？1-6.计算机测试系统地特点是什么？1-7.虚似仪器地含义是什么？1-8.测量、测试、计量地概念有什么区别？第二章信号分析与处理2-1.信号一般有哪几种分类方法？各分为哪几类？请简要说明.2-2.请简述信号地几种描述方法.2-3.写出周期信号两种展开式地数学表达式,并说明系数地物理意义.2-4.周期信号和非周期信号地频谱图各有什么特点？它们地物理意义有何异同？2-5.求出如图2-11所示地周期性锯齿波、半波整流波形、全波整流波形地傅立叶展开式,并画出其频图.2-6.有周期性方波、三角波、全波整流三个周期信号,设它们地频率均为1000Hz.对这几个信号进行测量时,后续设备通频带地截止频率上限各应是多少？（设某次谐波地幅值降低到基波地1/10以下,则可以不考虑）2-7.求出下列非周期信号地频谱图(见图2-12）（1）被截断地余弦信号ƒ（t)=（2）单一三角波（3）单一半个正弦波（4）衰减地正弦振荡ƒtt)=Aesinwt (a>0,t>=0)2-8.已知正弦信号ƒ(t)=Asin(w t+¢),求其自相关函数和功率谱密度函数.2-9.简要说明模拟信号离散化过程中需要考虑地几个方面.第三章测量装置地基本特性3-1.线性定常系统有那些基本特性？简述同频性在动态测量中地重要意义.3-2.测量装置有哪些静态特性指标？3-3.待测压缩机转速为1000 r/min,现有1.0级精度,量程为1000 r/min及2.0级精度,量程为3000 r/min地两个转速,请问使用哪一个转速表较好,并说明原因.3-4.说明测量装置地幅频特性A(ω)和相频特性φ(ω)地物理意义.为什么A(ω)=k(常数）和φ(ω)=-ωt.时,可以作到理想地不失真测量？3-5.用时间常数为0.5秒地一阶测量装置进行测量,若被测参数按正弦规律变化,如果要求仪表指示值地幅值误差小于2%,问：被测参数变化地最高频率是多少？如果被测参数地周期是2秒和5秒,幅值误差是多少？3-6.求周期信号χ(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45°)通过频率响应为Η（jω)=1/(1+0.005jω)地测量装置后得到地稳态响应.3-7.用一个一阶测量装置测量100Hz地正弦信号,如果要求振幅地测量误差小于5%,问：此仪器地时间常数应不大于多少？若用具有该时间常数地测量仪器测量50Hz地正弦信号,相应地振幅误差和相位滞后是多少？3-8.试说明二阶测量装置地阻尼比地值多采用0.6～0.7地原因.3-9.已知一个二阶测量装置,阻尼比ζ=0.65,fn=1200Hz,问：输入240Hz和480Hz地信号时A （ω）和φ(ω)是多少？若阻尼比ζ变为0.5和0.707,A（ω）和φ(ω)又各是多少？3-10.已知某一测力传感器为二阶测量装置,其动态参数为固有频率fn=1200Hz,ζ=0.707.试求当测量信号χ(t)=sin2πft+sin6πft+sin10πft时其幅值、相位变化,其中f=600Hz.最后请用幅频、相频图作出定性解释.第四章测量误差分析4-1.什么是测量准确度？什么是测量不确定度？它们地作用如何？4-2.量程为10A地0.5级电流表经检定在示值5A外地示值误差最大,其值为15mA,问该表是否合格？4-3.对约为70V地电压进行测量,现有两只电压表可供选择；一只地量程为100V,级别为1.0级；另一只量程为200V,级别为0.5级.问用哪一只电压表测量合适？4-4.对某量进行了8次测量,测得值为：802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43,求测量量地最佳估计值和测量不确定度. 4-5.按公式V=πrrh计算圆柱体积,若已知r约为2cm,要使体积地相对误差等于1%,试问r和h 测量时误差应为多少？4-6.测量某电路地电流I=22.5mA,电压V=12.6,I和U地标准偏差为SI=0.5mA,SV=0.1V,求所耗功率及其标准不确定度.（I和V互不相关）4-7.设间接测量量z=x+y,在测量时,x和y是同时读数地.试求z及其标准不确定度.4-8.某电子测量设备地技术说明书指出：当输入信号地频率在200kHz时,其误差不大于±2.5%；环境温度在（20±10） 1/°C；电源电压变化±10%时,附加误差不大于±2%；更换晶体管时附加误差不大于±1%；假设在环境温度时使用该设备,使用前更换了一个晶体管,电源电压220V,被测信号为0.5V、220kHz地交流信号,量程为1V,试估算测量不确定度.4-9.对某测量重复测量数据如下：25.6,25.2,25.9,25.3,25.7,26.8,25.5,25.4,25.5,25.6试判断该缓数据中是否含有粗大误差.第五章信号地获取与调理5-1.参数式传感器与发电式传感器有何主要不同》试各举一例.5-2.电阻丝式应变片与半导体式应变片在工作原理上有何不同？各有何优缺点？5-3.一个电容测微仪,其传感器地圆形极板地半径r=4mm,工作初始间隙d0=0.3mm空气介质.问：（1）通过测量得到电容变化量为±3×0.001PF.,则传感器与工作之间由初始间隙变化地距离△d=?；（2）如果测量电路地放大系数K1=100mV/PF,读数仪表灵敏度K2=5格/mV,则此时仪表指示值变化多少格？5-4.差动式传感器地优点是什么？5-5.一个直流应变电桥如图5-38.已知：R1=R2=R3=R4=R=120Ω,E=4V,电阻应变片灵敏度S=2.求：（1）当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化R1/R=1/100时,输出电压为多少？（2）当R2也改为工作应变片,若R2地电阻变化为1/100时,问R1和R2是否能感受同样极性地应变,为什么？5-6.调幅波是否可以看成是载波与调制信号地迭加？为什么？5-7.霍尔效应地本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举三个例子说明.5-8.已知调幅波χ（t)=(100+30cosΩt+20cosΩt)(cosωt),其中fc=10kHZ,fΩ=500Hz,ω=2πfc.试求：（1）χ（t)所包含地各分量地频率及幅值；（2）绘出调制信号与调幅波地频谱.5-9.热电偶是如何实现温度测量地？影响热电势与温度之间关系地因素是什么？5-10.设计利用霍尔元件测量转速地装置,并说明其原理.5-11.试选择适当地中间转换器补充完整题图5-39中动态电阻应变仪方框图.5-12.设计用电涡流传感器实时监测扎制铝板厚度地装置,试画出装置地框图,简要说明工作原理.5-13.用应变片搭成电桥测量题图5-40所示两种情况地力,请回答下列问题：（1）两种情况下,应变片应接在电桥哪两用个臂上？（2）两种情况下,应分别采取什么措施来抵消温度变化引起地电阻值变化？第六章计算机测试技术6-1.自动测试系统主要由哪些部分组成？各部分地作用是什么？6-2.在设计计算机测试系统时,选择模拟多路开关要考虑地主要因素是什么？6-3.测量信号输入A/D转换器前是否一定要加采样保持电路？为什么？6-4.在选择采样保持器时,要考虑地主要因素是什么？6-5.一个计算机测试系统地测试对象是温室大棚地温度和湿度,要求测量精度分别是+1°C和+3%RH,每10min采集一次数据,应选择何种类型地A/D转换器和通道方案？6-6.如果一个计算机测试系统,要求有1%级精度性能指标,在设计该计算机测试系统时,怎样选择系统地各个器件？6-7.一个带有采样保持器地数据采集系统是否其采样频率可以不受限制？为什么？6-8.一个带有采样保持器地数据采集系统,其采样频率fs=100kHz,FSR=10V,△tap=3ns,n=8,试问系统地采样频率fs是否太高？6-9.什么叫智能仪表？它有什么特点？6-10.智能仪表有哪些基本组成部分？同时它又有哪些功能模块？6-11.何为虚拟仪器？与传统仪器相比,虚拟仪器有什么特点？6-12.试用LabVIEW5.0/6.0系统设计一个频谱分析仪.6-13.设计一个测量系统时应事先考虑哪些影响因素？并以此如何进行详细设计？6-14.为什么测量仪器设计过程中一定要注意抗干扰问题？干扰窜入仪器地方式有那些？针对不同地干扰方式,各用什么方法来解决仪器地抗干扰问题？。
机械工程测试技术课后习题答案
第一章习题1.测试技术的静态特性是什么?其用哪些性能指标来描述?它们一般用哪些公式表示?①测试技术的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时，测试技术的输入与输出之间的关系。
②衡量测试技术静态特性的主要指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、阈值、稳定性、漂移和静态误差。
③线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、阈值、稳定性、漂移和静态误差。
2.测试技术的动态特性是什么?其分析方法有哪几种①测试技术的动态特性是指测试技术的输出对随时间变化的输入量的响应特性，它反映了输出值真实再现变化着的输入量的能力。
②阶跃响应、频率响应3.测试技术数学模型的一般描述方法有哪些?传感器数学模型可分为静态和动态数学模型。
其中传感器静态数学模型一般多用多项式来描述，而动态数学模型通常采用微分方程和传递函数等来描述。
4.测试技术系统有哪些典型环节?写出不同环节的微分方程。
输入，输出方程、传递函数、频率响应和单位阶跃5.为什么说零阶测试技术的动态特性是最理想的?因为零阶没有滞后6.简述系统误差和随机误差出现的原因及特点。
系统误差：系统误差是由固定不变的或按确定规律变化的因素所造成的。
系统误差的特征是：在同一条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变；或当条件改变时，按一定规律变化。
系统误差在某些情况下对测量结果的影响还比较大，因此，研究系统误差产生的原因，发现、减小或消除系统误差，使测量结果更加趋于正确和可靠，是误差理论的重要课题之一，是数据处理中的一个重要的内容。
随机误差：随机误差是由于感官灵敏度和仪器精密程度的限制、周围环境的干扰及伴随着测量而来的不可预料的随机因素的影响而造成的。
它的特点是大小无定值，一切都是随机发生的，因而又把它称为偶然误差7.标准误差的意义是什么?标准误越小，抽样误差越小，样本对总体的代表性越好8.有效数字的运算原则和规则是什么?有效数字的确定方法是什么? 一般规定，数值中的可靠数字与所保留的1位(或2位)可疑数字统称为有效数字。
机械工程测试技术习题及解答答案
《机械工程测试技术》习题与题解第二章 习题解答2-1．什么是信号？信号处理的目的是什么？2-2．信号分类的方法有哪些？2-3．求正弦信号()t A t x ωsin =的均方值2x ψ。
解：()24sin 4222cos 12sin 2sin 11222022022022022A T T A T dtt A T tdt A T dtt A T dt t x T T T T T x =⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-====⎰⎰⎰⎰ωωωωωψ 也可先求概率密度函数：221)(xA t p -=π则：⎰∞∞-==2)(222A dx x p x xψ。
2-4．求正弦信号())sin(ϕω+=t A t x 的概率密度函数p(x)。
解： 2221)(111,arcsin xA Ax A dx dt Ax t -=-=-=ωωϕω代入概率密度函数公式得：22222200122221lim 1lim)(xA x A x A T T dt dx T t x x p x x -=-=-=⋅=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∆∆=∑→∆→∆πωπωω 2-5．求如下图所示周期性方波的复指数形式的幅值谱和相位谱txT 1-T 1T-T解 在x(t)的一个周期中可表示为⎩⎨⎧<<≤=21)(11T t T T t t x该信号基本周期为T ，基频ω0=2π/T ，对信号进行傅里叶复指数展开。
由于x (t )关于t =0对称，我们可以方便地选取-T /2≤t ≤T /2作为计算区间。
计算各傅里叶序列系数c n 当n =0时，常值分量c 0：T T dt T a c T T 1002111===⎰- 当n ≠0时，110110011T T t jn T T tjn n eTjn dt eTc -----==⎰ωωω最后可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-j e e T n c t jn t jn n 22000ωωω注意上式中的括号中的项即sin (n ω0 T 1)的欧拉公式展开，因此，傅里叶序列系数c n 可表示为0)(sin 2)sin(210010≠==n T n c TT n T n c n ，ωπωω其幅值谱为：)(sin 211T n c TT c o n ω=，相位谱为：ππϕ-=,,0n 。
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《机械工程测试技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】：本课程《机械工程测试技术》（编号为09009）共有计算题,简答题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。
一、计算题1. 求如下图所示周期性方波的复指数形式的幅值谱和相位谱2. 求所示信号的频谱)5.2()5.2(21)(21-+-=t x t x t x式中x 1(t ), x 2(t )是所示矩形脉冲。
txT 1-T 1T-T)(t x )(1t x t tt )(2t x3. 余弦偏置调制信号t f t f t x z m ππ2cos )2cos 1()(0+=的频谱。
4. 已知信号x(t)=5sin10t+5cos(100t-π/4)+4sin(200t+π/6)，通过传递函数为1005.01)(+=s s H 的测试系统，试确定输出信号的频率成分并绘出输出信号的幅值谱。
5. 一阶温度传感器，其时间常数τ=3.5 (s)，试求：将其快速放入某液体中测得温度误差在2％范围内所需的近似时间。
6. 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200με，问ΔR 是多少？若将此应变片与2V 直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？。
7. 用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s 和5s ，问幅值误差是多少？8. 已知低通滤波器的频率特性为)21(1)(τπf j f H +=，式中τ= 0.05s,当输入信号)45100cos(2.010cos 5.0)(ο-+=t t t x 时，求其输出)(t y ,并比较)(t y 与)(t x 的幅值与相位有何区别。
9. 进行某次动态压力测量时，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 。
机械工程测试技术练习题及答案(精华版)
第一章 绪论1、列举出一些农业工程中应用测试技术的例子。
2、写一篇关于位移、速度、温度、力或应变测量系统的构成和测量过程的简短报告。
3、何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？4、为什么是用测量仪器时，不仅要考虑其准确度，而且要考虑其量程？第二章 测试装置基本特性1、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)(tt x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。
2）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 测试。
此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。
3）传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。
4）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。
2、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。
（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6）一阶系统的动态特性参数是（ ）。
固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比7）用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值（ ）倍所经过的时间作为时间常数。
（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 3、判断题1）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。
机械工程测试技术试题及答案
A 电压
B 电荷
C 微分
D 积分
8． 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
D 传感器。
A 电容式
B 压电式
C 电阻式
D 电涡流式
9． 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率，可将磁带
B
，也可到达分析的目的。
A 重放速度放快 B 重放速度放慢 C 重放速度不变 D 多放几次
9． 〔 F 〕压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。
10.〔 T 〕假设系统是完全线性的，那么输入输出的相干函数一定为 1。
四、简答题〔每题 5 分，共 30 分〕
1． 周期方波的傅立叶级数展开式为
x(t)
8A
sin
0
t
1 3
sin
30t
1 5
sin
50t
试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。
固定电阻组成电桥，供桥电压为 4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应
变为 1000 时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压
单臂：
V u y
R 4R
u0
1 4
R R
u
0
1 4
Su
0
1 2.5 1000 106 4
4
2.5 103
双臂：
2分
V u y
R 2R
u0
1 2
R R
u
0
1 2
Su
0
1 2.5 1000 106 2
象，采样频率应该大于 100Hz。 5.在桥式测量电路中，根据其鼓励电压〔或工作电压或桥压或电源〕的性质，
可将其分为直流电桥与交流电桥。 6.金 属 电 阻 应 变 片 与 半 导 体 应 变 片 的 主 要 区 别 在 于 ： 前 者 利 用 导体
完整word版机械工程测试技术练习题及答案
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 5 2、 信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有 __D ______ 和 _______ 。
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 A 线性度 B 、灵敏度 C 、稳定性 D 回程误差 5、 若电容式传感器在真空中，其覆盖板面为一圆形， r=20cm,极板间距d=2mm 其电容量为: 者E 是错的 。
A 1.11 X 10八-9 B 、1.11 X 10A-15 C 、3.27 X 10^-96、 信息与信号二者间关系是 ___ C D 3.27 X 10A-9 A 、信息与信号相同B 、信息包含信号 C 、信息在信号之中7、 当两信号的互相关函数在10有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移 A 最低 B 、最高 C 适中 D —般 &传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的A 被测量B 、输出量C 、频率特性9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取 rA 干扰噪声信号厂 10、时域信号的时移，贝U 频谱变化为( rA 扩展B 压缩 厂 B 、正弦信号 " )C 、不变 __ a__ 小。
D 显示值 () C 、有用信号11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽() r ' ' 答案D 信息与信号无关 t o 时，相关程度 ____ B 」 D 频域信号 A 变窄，幅值压低厂 C 扩展，幅值增高挣 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r' ''B 、扩展，幅值压低D 变窄，幅值增高 B 愈小愈好厂 C 、接近1/2 a A 愈大愈好广 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() r ''(0.6 — 0.8 )C A A1sin(w1t+ © 1) +A2sin(w2t+ 伸 2) C A1, sinw1t+A2，sinw2t 14、概率密度函数提供了随机信号( r B 、A1A2sinwltsinw2tD A! sin (w1t+ ^1) +A2 sin (w2t+© 2，) )的信息 B 沿幅值域分布 D 强度方面 A 沿频域分布冷C 沿时域分布 厂 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 r16、 r厂 A 电容式只使在fe i 〜fe 2间频率的信号通过，应采用( A 带阻挣 厂B 、压电式C 、电阻式挣 C 、高通广D 电涡流式 )滤波器 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fnrB 、＞2倍冷C C 、w(0 . 5 - 0 . 6)D <0 .1 倍18、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（ ）放大器。
机械工程测试技术试题和答案
一、填空（每空1份.共20分）1.测试技术的基本任务是获取有用的信息2.从时域看.系统的输出是其输入与该系统脉冲响应函数的卷积。
3.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或)(ω为独立变量。
4.如果一个信号的最高频率为50Hz.为了防止在时域采样过程中出现混叠现象.采样频率应该大于 100Hz。
5.在桥式测量电路中.根据其激励电压（或工作电压或桥压或电源）的性质.可将其分为直流电桥与交流电桥。
6.金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用导体机械形变引起的电阻变化.后者利用半导体电阻率的（或半导体压阻效应）变化引起的电阻变化。
7.压电式传感器是利用某些物质的压电效应而工作的。
8.带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1.其带宽B =12ccff-；若其带宽为1/3倍频程则fc2= 32 fc1。
9.属于能量控制型的传感器有电阻式传感器、涡电流传感器电容式传感器、电感式传感器等。
10. 根据载波受调制的参数不同.调制可分为调幅、调频、调相。
11. 相关滤波的工作原理是同频相关不同频不相关/同频检测原理12 测试装置的动态特性可以用传递函数、频率响应函数和脉冲响应函数进行数学描述。
二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上.每题1分.共10分）1．不能用确定的数学公式表达的信号是 D 信号。
A 复杂周期B 非周期C 瞬态D 随机2．平稳随机过程必须 B 。
A 连续 B统计特征与时间无关 C 各态历经 D 统计特征等于时间平均3．一阶系统的动态特性参数是 C 。
A 固有频率B 阻尼比C 时间常数D 灵敏度4．系统在全量程内.输入量由小到大及由大到小时.对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为 A 。
A 回程误差B 绝对误差C 相对误差D 非线性误差5．电阻应变片的输入为 B 。
A 力B 应变C 速度D 加速度6． D 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。
《机械工程测试技术》课后习题答案机工版
2 44, 724,500, 600 2 22,362, 250,300 11,181,125,150
所以该信号的周期为 0.25s。
1-7 求正弦信号 x(t) Asin( 2 t) 的单边、双边频谱，如果该信号延时 T 后，其频谱如何变
T
4
化？
0 ea jwt dt ea jwdt
0
11 a jω a jω
2a a2 ω2
双边指数信号的傅里叶变换是一个正实数，相频谱等于零。由于双边指数信号为实偶对
称函数，因此 X ω 为 ω 的实偶对称函数。
5
1-5 设有一组合信号，有频率分别为 724Hz， 44 Hz，500 Hz，600 Hz 的同相正弦波叠加而 成，求该信号的周期。
答：在时域范围内，实现不失真的条件是：输出信号 y t 与输入信号 x t 相比，只要是幅
值上扩大 A0 ,时间上滞后 t0 ，即 y t A0x t t0 。
2-6 从频域说明测量系统不失真测量条件是什么? 答：在频域内实现不失真测试的条件即为幅频特性是一条平行于 轴的直线，相频特性
1
在教学环节中安排与本课程相关的必要的实验及习题，学习中学生必须主动积极地参加 实验及完成相应的习题才能受到应有的实验能力的训练，才能在潜移默化中获得关于动态测 试工作的比较完整的概念，也只有这样，才能初步具有处理实际测试工作的能力。
2
思考题与习题
1-1 信号的分哪几类以及特点是什么？ 答：按信号随时间的变化规律分为确定性信号和分确定性信号，确定信号分为周期信号
则 有 输 出 y1 t ， 且 y1 t
2
2
11
1
cos 10t
机械工程测试技术 试题及答案
测试技术试题及答案第一次作业1、一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作用是什么?答：主要环节：试验装置、测量装置、数据处理装置、记录装置。
作用：1试验装置：试验装置是使被测对象处于预定的状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门装置。
2测量装置：测量装置是把被测量通过传感器变换成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，将其变成易于处理和记录的信号。
3数据处理装置：数据处理装置是将测量装置输出的信号进一步进行处理以排除干扰和噪声污染，并清楚的估计测量数据的可靠度，获取有用的特征信息。
4记录装置：记录装置是测试系统的输出环节，它可将对被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或记录下来。
第二次作业3、阐述测量装置的静态特性指标及其定义？答：一、线性度：是指测试系统的输入输出保持直线关系的程度。
二、灵敏度：输入量变化与其所引起的输出量变化的比值。
三、分辨力：是指仪器能检测出和显示被测信号的最小变化量，是最小单位输出量所对应的输入量。
四、迟滞误差：测试装置在输入量由小增大和由大减小的测试过程中，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量，这种现象称为迟滞。
五、漂移：在正常使用的条件下，输入量不发生任何变化，而测试系统的输出量在经过一段时间后却发生了改变，这种现象称为漂移。
六、重复性：是指传感器在输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得曲线不一致的程度。
七、稳定度：稳定度是指在规定的工作条件下，测试系统的某些性能随时间变化的程度。
4、线性定常系统有那些基本特性？说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。
答：基本特性：1叠加性，2比例性，3微分特性，4积分特性，5频率保持性。
频率保持性在测量中的作用：根据频率保持性，若知道输入激励频率，则在所测得的响应信号中只有与输入激励信号同频率的分量才是输入所引起的，而其他频率分量都是噪声。
5、频率响应函数、幅频特性和相频特性的物理意义是什么？测试系统实现不失真测试的条件是什么？答：频率响应函数物理意义：系统稳态输出信号y(t)的傅里叶变换和输入信号x(t)的傅里叶变换之比： 幅频特性物理意义：系统稳态输出和输入的幅值比A(ω) ,反应测试系统对输入信号频率分量的幅值缩放能力。
机械工程测试技术试题及答案(成人教育)
一、填空题（本题共20分，每个空格0.5分）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。
９、信号分析的过程主要包括：信号加工、信号变换。
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。
二、简答题（本题共30分，每小题10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）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。
测量对象（2）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。
机械工程测试技术试题及答案(成人教育)
、填空题（本题共20分，每个空格0.5分）2、 均方值 ¥ x 2表示的是信号的强度，它与均值卩X 、方差（T X 2的关系是02=『+ 62。
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「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△&〈〈&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。
9、 信号分析的过程主要包括：信号加工、信号变换。
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 入=1of c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1 ）o系统误差引起的；而重复性误差是由 随机误差引起的。
二、简答题（本题共30分，每小题10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）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） 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。
机械工程测试技术_习题集(含答案)
《机械工程测试技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】：本课程《机械工程测试技术》（编号为09009）共有计算题,简答题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。
一、计算题1. 求如下图所示周期性方波的复指数形式的幅值谱和相位谱2. 求所示信号的频谱)5.2()5.2(21)(21-+-=t x t x t x式中x 1(t ), x 2(t )是所示矩形脉冲。
txT 1-T 1T-T)(t x )(1t x t tt )(2t x3. 余弦偏置调制信号t f t f t x z m ππ2cos )2cos 1()(0+=的频谱。
4. 已知信号x(t)=5sin10t+5cos(100t-π/4)+4sin(200t+π/6)，通过传递函数为1005.01)(+=s s H 的测试系统，试确定输出信号的频率成分并绘出输出信号的幅值谱。
5. 一阶温度传感器，其时间常数τ=3.5 (s)，试求：将其快速放入某液体中测得温度误差在2％范围内所需的近似时间。
6. 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200με，问ΔR 是多少？若将此应变片与2V 直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？。
7. 用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s 和5s ，问幅值误差是多少？8. 已知低通滤波器的频率特性为)21(1)(τπf j f H +=，式中τ= 0.05s,当输入信号)45100cos(2.010cos 5.0)( -+=t t t x 时，求其输出)(t y ,并比较)(t y 与)(t x 的幅值与相位有何区别。
9. 进行某次动态压力测量时，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 。
机械工程测试技术习题集含答案
《机械工程测试技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】：本课程《机械工程测试技术》（编号为09009）共有计算题,简答题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。
一、计算题1. 求如下图所示周期性方波的复指数形式的幅值谱和相位谱2. 求所示信号的频谱)5.2()5.2(21)(21-+-=t x t x t x式中x 1(t ), x 2(t )是所示矩形脉冲。
txT 1-T 1T-T)(t x )(1t x t tt )(2t x3. 余弦偏置调制信号t f t f t x z m ππ2cos )2cos 1()(0+=的频谱。
4. 已知信号x(t)=5sin10t+5cos(100t-π/4)+4sin(200t+π/6)，通过传递函数为1005.01)(+=s s H 的测试系统，试确定输出信号的频率成分并绘出输出信号的幅值谱。
5. 一阶温度传感器，其时间常数τ=3.5 (s)，试求：将其快速放入某液体中测得温度误差在2％范围内所需的近似时间。
6. 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200με，问ΔR 是多少？若将此应变片与2V 直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？。
7. 用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s 和5s ，问幅值误差是多少？8. 已知低通滤波器的频率特性为)21(1)(τπf j f H +=，式中τ= 0.05s,当输入信号)45100cos(2.010cos 5.0)( -+=t t t x 时，求其输出)(t y ,并比较)(t y 与)(t x 的幅值与相位有何区别。
9. 进行某次动态压力测量时，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 。
2014机械工程测试技术成人习题(新)
2014机械工程测试技术习题 第一章、信号及信号分析1,求下图周期方波的傅立叶级数（三角函数函数形式）。
画出频谱图A(ω)—ω、φ(ω)—ω 图。
2，下图所示周期三角波的数学表达式为402()402A TA t t T x t A T A t t T ⎧+-<<⎪⎪=⎨⎪⎪-<<⎩求出傅里叶级数的三角函数展开式并画出单边频谱图。
3，求正弦信号 x(t)=x 0sin ωt 的绝对均值μ|x |和均方根值x rms4，求正弦信号x(t)=x 0sin （ω0t+φ）的均值μx 和均方值φx 2和概率密度函数p (x )。
5，已知方波的傅里叶级数展开式为0000411()cos cos3cos535A f t t t t ωωω⎛⎫=-+- ⎪π⎝⎭求该方波的均值、频率成分、各频率的幅值，并画出其频谱图。
6，已知某信号的自相关函数R x (τ)=500cos πτ。
试求：(1) 该信号的均值μx ；(2) 均方值ψx 2；(3) 自功率谱S x (f)。
第二章、传感技术基础1 电容位移传感器由下式描述：0.5δ=AC式中，A =300为传感器探头的横截面积(mm 2)；δ为空气隙距离(mm)。
求空气隙从0.2mm 变到0.3mm 时电容值的变化。
空气介质的介电常数1F/m ，真空的介电常数=8.85×10-12F/m 。
2 下图为一矩形的叠加型电容传感器，极板宽度a=55mm ，长度b=50mm ，极板间距=0.3mm ，用此传感器测量位移x ，试求此传感器的灵敏度(F/mm)，并画出此传感器的特性曲线。
假设介质为空气，ε0=8.85×10-12F/m 。
第三章、信号处理基础1 已知直流电桥R l=9725Ω ，R 2=8820Ω ，R 3=8850Ω ，R 4=9875Ω ，若激励电压e 0=24V ，试求输出电压e r ，若R 4可调，试求电桥平衡时的R 4值。
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2014机械工程测试技术习题 第一章、信号及信号分析
1,求下图周期方波的傅立叶级数（三角函数函数形式）。
画出频谱图A(ω)—ω、φ(ω)—
ω 图。
2，下图所示周期三角波的数学表达式为
40
2()402A T
A t t T x t A T A t t T ⎧+-<<⎪⎪=⎨⎪⎪-<<⎩
求出傅里叶级数的三角函数展开式并画出单边频谱图。
3，求正弦信号 x(t)=x 0sin ωt 的绝对均值μ|x |和均方根值x rms
4，求正弦信号x(t)=x 0sin （ω0t+φ）的均值μx 和均方值φx 2和概率密度函数p (x )。
5，已知方波的傅里叶级数展开式为
0000411
()cos cos3cos535A f t t t t ωωω⎛⎫
=-+- ⎪π⎝⎭
求该方波的均值、频率成分、各频率的幅值，并画出其频谱图。
6，已知某信号的自相关函数R x (τ)=500cos πτ。
试求：
(1) 该信号的均值μx ；
(2) 均方值ψx 2；
(3) 自功率谱S x (f)。
第二章、传感技术基础
1 电容位移传感器由下式描述：
0.5δ
=A
C
式中，A =300为传感器探头的横截面积(mm 2)；δ为空气隙距离(mm)。
求空气隙从0.2mm 变到0.3mm 时电容值的变化。
空气介质的介电常数1F/m ，真空的介
电常数=8.85×10-12F/m 。
2 下图为一矩形的叠加型电容传感器，极板宽度a=55mm ，长度b=50mm ，极板间距
=0.3mm ，用此传感器测量位移x ，试求此传感器的灵敏度(F/mm)，并画出此传感器的特性曲线。
假设介质为空气，ε0=8.85×10-12F/m 。
第三章、信号处理基础
1 已知直流电桥R l=9725Ω ，R 2=8820Ω ，R 3=8850Ω ，R 4=9875Ω ，若激励
电压e 0=24V ，试求输出电压e r ，若R 4可调，试求电桥平衡时的R 4值。
2 选用电阻值R =100Ω ，灵敏度S =2.5的电阻应变片与阻值R =的固定电阻组成电
桥，供桥电压为10V ，当应变片应变为1000时，若要使输出电压大于10mV ，则 可采用何种接桥方式？计算输出电压值(设输出阻抗为无穷大)，并画出接线圈。
3 以阻值，灵敏度S =2的电阻应变片与阻值的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，
并假定负载电阻无穷大，当应变片上的应变分别为1和1000时，半桥单臂、半桥 双臂及全桥的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
4 已知一压电式力传感器的电荷灵敏度为200pC/kg，传感器自身的电容C0=200pF，
电缆电容C1=1000pF，试计算在连接和不连接电缆的两种情况下，该力传感器的电压灵敏度(传感器后接电压放大器)。
5 已知一压电加速度计的电压灵敏度S v=99mV/g，传感器的电容C0=3.2pF，电缆
电容C c=189pF，试求该压电加速度计的电荷灵敏度。
6 设一滤波器的传递函数H(s)=
1
0.00361
s＋，(1)试求上、下截止频率；(2)画出其幅频
特性示意图。
第四章、测试装置的基本特性
1、若压电式力传感器灵敏度为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、图中为一测试系统的框图，试求该系统的总灵敏度。
v
3.由传递函数为1
1.5 ()
3.50.5
=
+
H s
s和
2
n
222
n n
100
()
1.4
H s
s s
ω
ωω
=
++
的两个环节，
串联组成一个测试系统，问此系统的总灵敏度是多少？
4、用时间常数为2s的一阶装置测周期为2s、4s的正弦信号，试求周期为4s装置产生的
幅值误差和相位滞后量分别是2s装置的几倍？
5、用时间常数为2s的一阶装置测量烤箱内的温度，箱内的温度近似地按周期为160s作
正弦规律变化，且温度在 500℃~1000℃范围内变化，试求该装置所指示的最大值和最小值各是多少？
6、设用时间常数为0.2s的一阶装置测量正弦信号：x(t)=sin4t+0.4sin40t (K=1)，试求其输
出信号。
7、用一阶系统作200Hz正弦信号的测量，如果要求振幅误差在l0%以内，则时间常数应
取多少？如用具有该时间常数的同一系统作50Hz正弦信号的测试，问此时的振幅误差和相位差是多少？
8、已知某线性装置
2
1
()
10.01
ω
ω
=
+
A()arctan0.1
ϕωω
=-
现测得该系统稳态输出y(t)=10sin(30t-45°)，试求系统的输入信号x(t)。
9、将温度计从20℃的空气中突然插入100℃的水中，若温度计的时间常数τ=2.5s，则2s
后的温度计指示值是多少？
10、某测量装置的频率响应函数为
1(j )10.05j H ωω=
+
试问： (1) 该系统是什么系统？
(2) 若输入周期信号()2cos100.8cos(10030)=+-x t t t 试求其稳态响应y(t)。
11、用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指
示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s 和5s ，问幅值误差是多少？
12、已知某测试系统传递函数
()110.5=+H s s 当输入信号分别为1sin x t =π 2sin 4x t =π时，试分别求系统稳态输出，
并比较它们幅值变化和相位变化。
13、 对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量M 的数值为
1.5，同时测得其周期为6.28s 。
设已知装置的静态增益为3，试求该装置的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。
14、一种力传感器可作为二阶系统处理。
已知传感器的固有频率为800Hz ，阻尼率为0.14。
问使用该传感器作频率为500Hz 和1000Hz 正弦变化的外力测试时，其振幅和相位角各为多少？。