机械工程测试答案
机械工程测试(题和答案)..
习题一一、填空题:1.同频的正弦信号和余弦信号,其相互相关函数是( )的.2.压电式传感器使用( )放大器,此方法使传输电压几乎不受电缆长度的影响.3.中心频率能自动跟随某参考信号频率而变化的滤波器成为( )滤波器.4.一阶系统的时间常数为T,被测信号的频率为1/T,则信号经过测试系统后,输出信号与输入信号的相位差为( ).5.变间距式电容传感器的灵敏度与()成反比,所以适合于微小位移的测量.变面积式电容传感器的灵敏度与( )成反比,所以不适合微小位移的测量.6.测试系统的静态特性有( )、（）、（）。
在测试装置中，从调制信号的方法来看，当用12KHZ的交流信号作为电桥的激励电压时，其作用在于生成（）波。
7某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为（）。
8可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：气隙越小，灵敏度（）。
9从信号的周期性来看，有阻尼衰减的自由震动信号是有（）特性的信号。
10数字信号是指明时间和幅值都具有（）特性的信号。
11虽然信号可在时域或频域中描述，但是其（）是不变的。
12带滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=（）。
13周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（）和（）特性。
14传感器按输入量分，大致有（）、（）、（）、（）等类型。
15压电式传感器是利用某些材料的（）特性来制作的传感器。
16正弦信号的自相关函数是一个同频的（）函数。
17A/D转换是将（）信号转换成（）信号的装置。
18直流电桥的平衡条件是（）。
19磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频带（）。
20压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其（）发生变化。
21滤波器带宽B和响应建立时间Te的乘积通常选取在BTe=( ).22当被测量是一个单向向量，要求传感器单向灵敏度（），其横向灵敏度（）。
23传感器的灵敏度越高，则线性范围就（）。
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)。
机械工程测试技术课后答案
思考题与习题0-1 举例说明什么是测试？答：⑴测试的例子:为了确定一端固定的悬臂梁的的固有频率，可以采用锤击法对梁尽享激振，在利用压力传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形，由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。
⑵结论：由本例可知，测试是指确定被测对象悬臂梁固有频率的全部操作，是通过一定的技术手段—激振。
拾振、记录、数据处理等，获取悬臂梁固有频率的信息过程。
0-2以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要组成部分的作用。
答:⑴:测试系统的方框图如图0—1所示。
⑵：各部分的作用如下.传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件;信号调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式;信号处理环节可对来自信号调理环节的信号,进行各种运算.滤波和分析；信号显示、记录环节将来至信号处理环节的信号显示或存储；模数转换和数模转换是进行模拟信号与数字信号的相互转换,以便于用计算机处理。
0—3 针对工程测试技术课程的特点，思考如何学习该门课程？答:本课程具有很强的实践性，只有在学习过程中密切联系实际，加强实验，注意物理概念，才能真正掌握有关知识。
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的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。
思考题与习题1-1信号的分哪几类以及特点是什么?⑴、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（包括谐波信号和一般周期信号）和非周期信号（准周期信号和以便非周期信号）；非确定性信号包括平稳随机信号（包括各态历经信号和非各态历经信号）和非平稳随机信号.⑵、按信号幅值随时间变化的连续性分类，信号包括连续信号和离散信号，其中连续信号包括模拟信号和一般模拟信号，离散信号包括一般离散信号和数字信号.⑶、按信号的能量特征分类，信号包括能量有限信号和功率有限信号。
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。
机械工程测试技术考试题及答案
机械工程测试技术考试题及答案一、选择题1.机床主轴的主要用途是： A. 固定工件 B. 固定刀具 C. 固定主轴箱 D.转动刀具和工件答案：D2.齿轮传动的优点是： A. 传动效率高 B. 传动平稳 C. 转速范围广 D. 传动比可调答案：A、B、C、D3.测量中一个刻度最小的量值称为： A. 分度 B. 标准量 C. 刻度 D. 分度带答案：A二、填空题1.若要进行精密测量，需要使用________测量工具进行测量。
答案：微型2.热处理是通过对材料进行加热和________控制来改变其组织和性能。
答案：冷却3.润滑油的主要作用是减少________和________之间的摩擦。
答案：金属、金属三、简答题1.请简要描述传动结构中的平面副和柱面副的区别与应用领域。
答：平面副是一个简单的副，由于平面的所有点只有两个不受约束的旋转自由度，因此平面副的应用广泛。
常见的平面副有滑动副、齿轮副等。
柱面副是由一个圆柱面接触和约束的副，它具有更高的刚度和承载能力，因此适用于承受大载荷和高速旋转的场合。
柱面副常用于轴承、齿轮传动等。
2.请简要介绍机械工程中常用的热处理方法，并说明其作用。
答：机械工程中常用的热处理方法包括淬火、回火、退火等。
淬火是将材料加热至临界温度以上，然后迅速冷却，以使材料获得高硬度和韧性。
回火是将经过淬火的材料加热至较低的温度，然后冷却，在一定程度上降低材料的硬度和提高韧性。
退火是将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，以改变材料的组织结构，提高材料的可加工性和塑性。
四、论述题请论述机械工程测试技术在产品质量控制中的应用。
答：机械工程测试技术在产品质量控制中起着重要作用。
通过对产品进行各种性能指标的测试和检测，可以实时监测产品的质量状况，并对产品进行调整和改进。
测试技术可以通过检测产品的尺寸、形状、力学性能等方面的指标，来评估产品的质量水平。
通过合理选择和应用测试技术，可以有效地提高产品的质量控制水平，避免不合格品的出现，提高产品的竞争力和市场占有率。
机械工程测试技术测试习题答案
习题1第3章1、传感器的定义及主要分类有哪些？2、试绘出典型传感器的构成框图？3、从哪些方面评价或选用传感器？4、在选用传感器时，应该遵循什么原则？5、应该采取什么方法来提高传感器的性能？第4章1什么叫金属的电阻应变效应？金属丝的应变灵敏度系数的物理意义是什么？2什么叫金属丝的应变灵敏度系数?它与金属丝的灵敏度系数有何区别？为什么？3何谓半导体的压阻效应？它与金属的电阻应变效应有什么本质区别？4电阻应变计的基本测量电路有哪些？试比较它们各自的特点。
5电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何区别?它们各有何特点？6某截面积为5cm2的试件，已知材料的弹性模量为2.0X10u N/m2，沿轴向受到105N的拉力，若沿受力方向粘贴一阻值为120Q、灵敏系数为2的应变片，试求出其A R。
7试说明差动式电感传感器与差动变压器式电感传感器工作原理的区别。
8差动变压器和普通变压器的工作原理有何区别？如何提高差动变压器的灵敏度？9试说明电涡流式传感器的工作原理和特点。
10根据电容式传感器的工作原理分为几种类型？各有什么特点？适用于什么场合？11如何改善单极式变极距型传感器的非线性？12什么是压电效应？压电材料有哪些？压电传感器的结构和应用特点是什么？能否用压电传感器测量静态压力？13为什么压电传感器通常用来测量动态或瞬态参量？14用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度，若传感器的灵敏度为70pC/g （g为重力加速度），电荷放大器灵敏度为10mV/pC,试确定输入3g （平均值）加速度时，电荷放大器的输出电压Uo （平均值，不考虑正负号），并计算此时该电荷放大器的反馈电容C f。
15.用压电式单向脉动力传感器测量一正弦变化的力，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电常数为200X 10-12C/N,电荷放大器的反馈电容C =2000pF,测得输出电压u =5sinwt （V）。
f o求：1）该压电传感器产生的总电荷Q （峰值）为多少pC？2）此时作用在其上的正弦脉动力（瞬时值）为多少？16.试说明磁电式速度传感器非线性误差产生的原因以及补偿办法（画图说明）?17.试证明霍耳式位移传感器的输出U H与位移成正比关系？第5章1什么叫激光、激光器和激光传感器？试叙述激光产生的激理。
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
机械工程测试技术答案
第1章绪论1 计量、测试、测量的概念..2 测试系统的组成及各环节的作用;并举例说明..第2章传感器1 在机械式传感器中;影响线性度的主要因素是什么可举例说明..解答：主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等..2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器;并说明它们的变换原理..解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等..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..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..4 有一电阻应变片;其灵敏度S g＝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解：根据应变效应表达式 R/R=S g 得R=S g R=2 1000 10-6 120=0.241I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA2I2=1.5/R+ R=1.5/120+0.24 0.012475A=12.475mA3 =I2-I1/I1 100%=0.2%4电流变化量太小;很难从电流表中读出..如果采用高灵敏度小量程的微安表;则量程不够;无法测量12.5mA的电流；如果采用毫安表;无法分辨0.025mA的电流变化..一般需要电桥来测量;将无应变时的灵位电流平衡掉;只取有应变时的微小输出量;并可根据需要采用放大器放大..3-5 电感传感器自感型的灵敏度与哪些因素有关要提高灵敏度可采取哪些措施采取这些措施会带来什么样后果解答：以气隙变化式为例进行分析..又因为线圈阻抗Z= L;所以灵敏度又可写成由上式可见;灵敏度与磁路横截面积A0、线圈匝数N、电源角频率 、铁芯磁导率 0;气隙 等有关..如果加大磁路横截面积A0、线圈匝数N、电源角频率 、铁芯磁导率 0;减小气隙 ;都可提高灵敏度..加大磁路横截面积A0、线圈匝数N会增大传感器尺寸;重量增加;并影响到动态特性；减小气隙 会增大非线性..6 一个电容测微仪;其传感器的圆形极板半径r＝4mm;工作初始间隙 =0.3mm;问：1工作时;如果传感器与工件的间隙变化量 ＝ 1 m时;电容变化量是多少2如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF;读数仪表的灵敏度S2=5格/mV;在 ＝ 1 m时;读数仪表的指示值变化多少格解：12B=S1S2 C=100 5 4.94 10-3 2.47格答：8 一压电式压力传感器的灵敏度S=90pC/MPa;把它和一台灵敏度调到0.005V/pC的电荷放大器连接;放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V的光线示波器上记录;试绘出这个测试系统的框图;并计算其总的灵敏度..解：框图如下各装置串联;如果忽略负载效应;则总灵敏度S等于各装置灵敏度相乘;即S= x/ P=90 0.005 20=9mm/MPa..9 光电传感器包含哪儿种类型各有何特点用光电式传感器可以测量哪些物理量解答：包括利用外光电效应工作的光电传感器、利用内光电效应工作的光电传感器、利用光生伏特效应工作的光电传感器三种..外光电效应亦称光电子发射效应—光线照射物体;使物体的电子逸出表面的现象;包括光电管和光电倍增管..内光电效应亦称光导效应—物体受到光线照射时;物体的电子吸收光能是其导电性增加;电阻率下降的现象;有光敏电阻和由其制成的光导管..光生伏特效应—光线使物体产生一定方向的电动势..如遥控器;自动门热释电红外探测器;光电鼠标器;照相机自动测光计;光度计;光电耦合器;光电开关计数、位置、行程开关等;浊度检测;火灾报警;光电阅读器如纸带阅读机、条形码读出器、考卷自动评阅机等;光纤通信;光纤传感;CCD;色差;颜色标记;防盗报警;电视机中亮度自动调节;路灯、航标灯控制;光控灯座;音乐石英钟控制晚上不奏乐;红外遥感、干手器、冲水机等..在CCD图象传感器、红外成像仪、光纤传感器、激光传感器等中都得到了广泛应用..10 何谓霍尔效应其物理本质是什么用霍尔元件可测哪些物理量请举出三个例子说明..解答：霍尔Hall效应：金属或半导体薄片置于磁场中;当有电流流过薄片时;则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差;这种现象称为霍尔效应;产生的电位差称为霍尔电势..霍尔效应产生的机理物理本质：在磁场中运动的电荷受到磁场力F L称为洛仑兹力作用;而向垂直于磁场和运动方向的方向移动;在两侧面产生正、负电荷积累..应用举例：电流的测量;位移测量;磁感应强度测量;力测量；计数装置;转速测量如计程表等;流量测量;位置检测与控制;电子点火器;制做霍尔电机—无刷电机等..11 试说明压电式加速度计、超声换能器、声发射传感器之间的异同点..解答：相同点：都是利用材料的压电效应正压电效应或逆压电效应..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..材料结构受外力或内力作用产生位错-滑移-微裂纹形成-裂纹扩展-断裂;以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射..声发射传感器不同于加速度传感器;它受应力波作用时靠压电晶片自身的谐振变形把被检试件表面振动物理量转化为电量输出..12 选用传感器的基本原则是什么试举一例说明..解答：灵敏度、响应特性、线性范围、可靠性、精确度、测量方法、体积、重量、价格等各方面综合考虑..第3章信号的转换与调理1 以阻值R=120 、灵敏度S g=2的电阻丝应变片与阻值为120 的固定电阻组成电桥;供桥电压为3V;并假定负载电阻为无穷大;当应变片的应变为2 和2000 时;分别求出单臂、双臂电桥的输出电压;并比较两种情况下的灵敏度..解：这是一个等臂电桥;可以利用等比电桥和差特性表达式求解..=2 时：单臂输出电压：66 o e e1122103310V3μV 44gRU U S URε--∆===⨯⨯⨯⨯=⨯=双臂输出电压：66 o e e1122103610V6μV 22gRU U S URε--∆===⨯⨯⨯⨯=⨯==2000 时：单臂输出电压：63 o e e1122000103310V3mV 44gRU U S URε--∆===⨯⨯⨯⨯=⨯=双臂输出电压：63 o e e1122000103610V6mV 22gRU U S URε--∆===⨯⨯⨯⨯=⨯=双臂电桥较单臂电桥灵敏度提高1倍..2 有人在使用电阻应变仪时;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;在下列情况下;是否可提高灵敏度说明为什么1半桥双臂各串联一片；2半桥双臂各并联一片..解答：电桥的电压灵敏度为o/USR R=∆;即电桥的输出电压oRU SR∆=和电阻的相对变化成正比..由此可知：1半桥双臂各串联一片;虽然桥臂上的电阻变化增加1倍;但桥臂总电阻也增加1倍;其电阻的相对变化没有增加;所以输出电压没有增加;故此法不能提高灵敏度；2半桥双臂各并联一片;桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半;电阻的相对变化也没有增加;故此法也不能提高灵敏度..3 为什么在动态应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外;还设有电容平衡旋钮解答：动态电阻应变仪采用高频交流电给电桥供电;电桥工作在交流状态;电桥的平衡条件为Z1Z3=Z2Z4 |Z1||Z3|=|Z2||Z4|; 1 3= 2 4由于导线分布、各种寄生电容、电感等的存在;光有电阻平衡是不能实现阻抗模和阻抗角同时达到平衡;只有使用电阻、电容两套平衡装置反复调节才能实现电桥阻抗模和阻抗角同时达到平衡..4 用电阻应变片接成全桥;测量某一构件的应变;已知其变化规律为t=A cos10t+B cos100t如果电桥激励电压u0=E sin10000t;试求此电桥的输出信号频谱..解：接成等臂全桥;设应变片的灵敏度为S g;根据等臂电桥加减特性得到幅频图为5 已知调幅波x a t=100+30cos t+20cos3 t cos c t;其中f c=10kHz;f =500Hz..试求：1x a t所包含的各分量的频率及幅值；2绘出调制信号与调幅波的频谱..解：1x a t=100cos c t +15cos c- t+15cos c+ t+10cos c-3 t+10cos c+3 t各频率分量的频率/幅值分别为：10000Hz/100;9500Hz/15;10500Hz/15;8500Hz/10;11500Hz/10..A n f2调制信号xt=100+30cos t+20cos3 t;各分量频率/幅值分别为：0Hz/100;500Hz/30;1500Hz/20..调制信号与调幅波的频谱如图所示..6 调幅波是否可以看作是载波与调制信号的迭加为什么解答：不可以..因为调幅波是载波幅值随调制信号大小成正比变化;只有相乘才能实现..7 试从调幅原理说明;为什么某动态应变仪的电桥激励电压频率为10kHz;而工作频率为0~1500Hz解答：为了不产生混叠;以及解调时能够有效地滤掉高频成分;要求载波频率为5~10倍调制信号频率..动态应变仪的电桥激励电压为载波;频率为10kHz;所以工作频率即允许的调制信号最高频率为0~1500Hz是合理的..8 什么是滤波器的分辨力与哪些因素有关解答：滤波器的分辨力是指滤波器分辨相邻频率成分的能力..与滤波器带宽B、品质因数Q、倍频程选择性、滤波器因数等有关..带宽越小、品质因数越大、倍频程选择性越小、滤波器因数越小;分辨力越高..9 设一带通滤器的下截止频率为f c1;上截止频率为f c2;中心频率为f0;试指出下列记述中的正确与错误.. 1倍频程滤波器21c cf=..20f=3滤波器的截止频率就是此通频带的幅值-3dB处的频率..4下限频率相同时;倍频程滤波器的中心频率是1/3..解答：1错误..倍频程滤波器n=1;正确的是f c2=21f c1=2f c1..2正确..3正确..4正确..10 已知某RC低通滤波器;R=1k ;C=1 F;试；1确定各函数式Hs；H ；A ； ..2当输入信号u i=10sin1000t时;求输出信号u o;并比较其幅值及相位关系.. 解：11()1H ssτ=+;1()1Hjωτω=+=RC=1000 10-6=0.001s所以1()0.0011H ss=+;1()10.001Hjωω=+一阶RC低通滤波器A n调制信号频谱A n调幅波频谱()A ω=;()arctan 0.001ϕωω=-2u i =10sin1000t 时; =1000rad/s;所以o 10(1000)sin[1000(1000)])4u A t t πϕ=⨯+=-稳态输出相对输入u i;输出幅值衰减为-3dB;相位滞后4π..11已知低通滤波器的频率响应函数式中 =0.05s..当输入信号xt =0.5cos10t +0.2cos100t -45 时;求其输出yt ;并比较yt 与xt 的幅值与相位有何区别..解：()A ω=;()arctan ϕωτω=-(10)0.894A =≈; (10)arctan(0.0510)26.6ϕ=-⨯≈-︒(100)0.196A =≈;(100)arctan(0.05100)78.7ϕ=-⨯≈-︒yt =0.5 A 10cos10t + 10+0.2 A 100cos100t -45 + 100=0.447 cos10t -26.6 +0.039cos100t -123.7比较：输出相对输入;幅值衰减;相位滞后..频率越高;幅值衰减越大;相位滞后越大..第4章 测试信号分析与处理1 求周期方波的傅里叶级数复指数函数形式;画出|c n |–ω和φn –ω图..解答：在一个周期的表达式为积分区间取-T/2;T/2所以复指数函数形式的傅里叶级数为001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ;=0, 1, 2, 3, n ±±±..没有偶次谐波..其频谱图如下图所示..图 周期方波信号波形图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：00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱..解答：4 求被截断的余弦函数0cos ωt 的傅里叶变换..解：0()()cos(2)x t w t f t =πwt 为矩形脉冲信号所以002211()()()22j f t j f t x t w t e w t e -=+ππ根据频移特性和叠加性得：可见被截断余弦函数的频谱等于将矩形脉冲的频谱一分为二;各向左右移动f 0;同时谱线高度减小一半..也说明;单一频率的简谐信号由于截断导致频谱变得无限宽..|c n | φnπ/2 -π/2 ωωω0ω0 3ω05ω03ω0 5ω02A/π2A/3π 2A/5π 幅频图相频图周期方波复指数函数形式频谱图2A/5π 2A/3π 2A/π -ω0-3ω0-5ω0-ω0 -3ω0-5ω0 单边指数衰减信号频谱图f|Xf|A /aφffπ/2-π/2图 被截断的余弦函数ttT -TT -Txtwt11-15 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2x ψ和概率密度函数px ..解答：100011lim()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞==+=⎰⎰;式中02πT ω=—正弦信号周期2022222200000111cos 2()lim ()d sin ()d d 22T T T xT x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+==+==⎰⎰⎰3在一个周期内6 求ht 的自相关函数..解：这是一种能量有限的确定性信号;所以7 假定有一个信号xt ;它由两个频率、相角均不相等的余弦函数叠加而成;其数学表达式为xt =A 1cos 1t + 1+ A 2cos 2t + 2求该信号的自相关函数..解：设x 1t =A 1cos 1t + 1；x 2t = A 2cos 2t + 2;则 因为 1 2;所以12()0x xR τ=;21()0x x R τ=..又因为x 1t 和x 2t 为周期信号;所以同理可求得1222()cos()2x A R τωτ= xt正弦信号xx +ΔxΔt ΔttfXfTf 0 -f 0被截断的余弦函数频谱所以12221212()()()cos()cos()22x x x A A R R R τττωτωτ=+=+ 8 求方波和正弦波的互相关函数..解法1：按方波分段积分直接计算..解法2：将方波yt 展开成三角级数;其基波与xt 同频相关;而三次以上谐波与xt 不同频不相关;不必计算;所以只需计算yt 的基波与xt 的互相关函数即可..所以[][]00000114()()()sin()cos()41sin()sin()22sin(2)sin()220sin()sin()T T xy T TT R x t y t dt t t dtT T t t t t dt T t dt dt T T T ττωωωτπωωωτωωωτπωωτωτπωτωτππ⎛⎫=+=-+ ⎪⎝⎭=-+++--⎡⎤=-+-⎢⎥⎣⎦=--=⎰⎰⎰⎰⎰解法3：直接按R xy 定义式计算参看下图..图 正弦波和方波参考上图可以算出图中方波yt 的自相关函数9 对三个正弦信号x 1t =cos2 t 、x 2t =cos6 t 、x3t =cos10 t 进行采样;采样频率f s =4Hz;求三个采样输出序列;比较这三个结果;画出x 1t 、x 2t 、x 3t 的波形及采样点位置;并解释频率混叠现象.. 解：采样序列xn采样输出序列为：1;0;-1;0;1;0;-1;0; 采样输出序列为：1;0;-1;0;1;0;-1;0; 采样输出序列为：1;0;-1;0;1;0;-1;0;yt 方波的自相关函数图从计算结果和波形图上的采样点可以看出;虽然三个信号频率不同;但采样后输出的三个脉冲序列却是相同的;这三个脉冲序列反映不出三个信号的频率区别;造成了频率混叠..原因就是对x 2t 、x 3t 来说;采样频率不满足采样定理..x 1t x 2t x 3t第5章 测试系统特性分析1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..3150V 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..2 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.. 解答：1测量结果=样本平均值±不确定度或ˆx X x σx =+=281802.448ii xx ===∑所以 测量结果=802.44+0.0142683 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 =90.9nC/MPa 0.005V/nC 20mm/V=9.09mm/MPa..偏移量：y =S 3.5=9.09 3.5=31.815mm..4 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1()1H s s τ=+;1()1H j ωτω=+()()A H ωω===;T 是输入的正弦信号的周期稳态响应相对幅值误差()1100%A δω=-⨯;将已知周期代入得5 求周期信号xt =0.5cos10t +0.2cos100t 45 通过传递函数为Hs =1/0.005s +1的装置后得到的稳态响应..解：1()10.005H j ωω=+;()A ω=()arctan(0.005)ϕωω=-该装置是一线性定常系统;设稳态响应为yt ;根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得到yt =y 01cos10t + 1+y 02cos100t 45 + 2其中0101(10)0.50.499y A x ==≈;1(10)arctan(0.00510) 2.86ϕϕ==-⨯≈-︒0202(100)0.20.179y A x ==≈;2(100)arctan(0.005100)26.57ϕϕ==-⨯≈-︒所以稳态响应为()0.499cos(10 2.86)0.179cos(10071.57)y t t t =-︒+-︒6 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=+; 是时间常数则()A ω=稳态响应相对幅值误差()1100%1100%A δω⎛⎫=-⨯=⨯ ⎝令 ≤5%;f =100Hz;解得 ≤523 s..如果f =50Hz;则相对幅值误差：1100%1100% 1.3%δ⎛⎫⎛⎫=⨯=-⨯≈ ⎝⎝ 相角差：6()arctan(2)arctan(25231050)9.33f ϕωπτπ-=-=-⨯⨯⨯≈-︒7 试说明二阶装置阻尼比 多采用0.6~0.8的原因..解答：从不失真条件出发分析.. 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..8 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 =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 和相角差 各为多少若该装置的阻尼比改为 =0.7;问A 和 又将如何变化解：设222()2n n n H s s ωωζωω=++;则()A ω=22()arctan1nn ωζωϕωωω=-⎛⎫- ⎪⎝⎭;即()A f =;22()arctan1nn f f f f f ζϕ=-⎛⎫- ⎪⎝⎭将f n = 800Hz; = 0.14;f = 400Hz;代入上面的式子得到A 400 1.31; 400 10.57如果 = 0.7;则A 400 0.975; 400 43.039 对一个可视为二阶系统的装置输入一单位阶跃函数后;测得其响应的第一个超调量峰值为1.5;振荡周期为6.28s..设已知该装置的静态增益为3;求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应..解：0.215ζ==≈因为 d = 6.28s;所以d = 2 / d = 1rad/s所以22223 3.15()20.44 1.05n n n H s s s s s ωζωω==++++ 当 = n 时;10 什么是负载效应如何克服负载效应 第6章1 简述集中采集式和分布采集式数据系统的结构特点..2 简述虚拟仪器的组成和特点概念1 什么是机械故障诊断包含哪些内容 第7章1 简述振动测量的内容..常用测量振动的传感器有哪些2 压电加速度传感器的安装方式对测量信号频率的影响见文档 第8章。
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| - 3和© n-®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）1 T o 1 0 1 2°二丄T o x(t)e』。
匕=丄T°_Ae』。
t dt+丄2Ae』。
t dt _'o 000 2 0 2 0A=j (cosn-1) (n=0, -1, -2, -3, |l|)n 二所以复指数函数形式的xx级数为,°f ACm _ - (1 — cos n、：)nI n" (n=0, -1, -2, -3, HI)C nR =0n ~2占=arcta 门丑=C nR2 0n 二 1, 3, 5,mn= -1, -3, -5,| |(n =0,_2,_4,_6,|||没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示幅频图周期方波复指数函数形式频谱图相频图1-2求正弦信号的绝对均值和均方根值。
解答:1-3求指数函数的频谱。
解答:二C nR2- Cm2l 2A二 n |n=n = 0,丄2,士4,_6,|||閃比-(a+j2JTf)tX(f) = J x(t)^i ^Tftd^「AedeTE ft dt =A ----------------------------------- —(a+j2兀 f)QO_0 二a j2二 f A(a - j2二 f) a 2(2二 f )22A/5n2A/3 |2A/nn 2A 」/ n2A/3 n | 2A/5 n1「-5 30 -3 30-30 303 35 303XrmsJ T [ x 2(t)dt = J* { x2sin 23tdt =2；0.0x 。
=/2|C nIJ机械工程测试技术基础课后答案全集k (2二 f)2「(f)二arctaJm X(f) = _arctan^^ ReX(f) a单边指数衰减信号频谱图1-4求符号函数（见图1）和单位阶跃函数（见图1-25b ）的频谱。
机械工程试题及答案本
机械工程试题及答案本机械工程试题及答案完整版本本文为机械工程试题及答案的完整版本，内容共分为四部分：第一部分：选择题1.以下关于机械零件的定义，正确的是（B）____。
A. 机械装备的构成元素B. 机械装备种类的名称C. 机械装备用电机做动力源2.以下哪个是机械工程的基础专业课？（B）____。
A. 计算机科学与技术B. 机械制造工艺学C. 会计学3.我国制造“准”字号系列标准的机构是（D）_____。
A. 国家技术监督局B. 国家标准委C. 中国质量认证中心D. 应用科学技术学会第二部分：填空题1.机床的精度包括①平直度②圆柱度③平行度④垂直度⑤______答案：同轴度2.汽车车架部位又称（）____。
答案：底盘3.齿轮一般是由①齿宽②齿顶高③齿距比值确定______ 。
答案：模数第三部分：简答题1.什么是机械加工过程？答案：机械加工过程是通过机床将工件形状和尺寸加工到规定的公差范围之内，以使工件能够满足使用性能、装配精度要求的加工过程。
2.机床床身为何具有箱型刚性结构？答案：机床床身为了满足机床工作时所产生的切削力、惯性力等载荷，具有箱型刚性结构，从而能够保证机床的高精度、高刚性、高稳定性。
第四部分：论述题1.请阐述数字化车间中哪些技术对提高制造过程中的生产效率和产品质量发挥了重要作用。
答案：数字化车间中的技术对提高制造过程中的生产效率和产品质量发挥了重要作用。
例如，通过数字化技术对生产过程进行全过程清晰记录和可追溯性的管控，可以提高生产过程的自动化程度和精度；通过智能化技术的应用，可以使得制造过程的质量和效率得到提高，例如通过机器视觉技术对产品表面缺陷及时识别和处理，达到防错措施，确保生产质量。
此外，数字化车间中的机器人技术和协同处理技术也对提高生产效率和产品质量有着显著的促进作用。
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。
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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一、填空题
1.用已知标准标定好的仪器对某一未知量进行测量，不用任何运算得出结果的
测量方法称(直接测量)。
2.按传感器的输入量进行分类，通常用被测物理量命名，常用的传感器有位移
传感器、（位移传感器）、（力传感器）和（加速度传感器）等。
3.按传感器的能量关系进行分类，传感器可分为（参数式）和（发电式）两种。
4.线性度是指测试系统的输入与输出之间成（线性关系）的程度。
5.漂移是指测量系统在输入不变化的条件下,输出随(时间)变化的现象。
6.精度反映测量结果与(真值)接近程度的量。
7.由制造应变片的材料不同，常用电阻应变片有两种，即：（金属应变片）和（半
导体应变片）。
8.电容式传感器分为（变面积型）、（变极距型）、（变介质型）三类。
9.变磁阻电感式传感器根据改变磁阻的方式不同，分为(变面积型)和（变气隙
厚度型）两种。
10.压电传感器中，在静态力作用时，产生的电荷经本身的漏电阻漏，故不适合
静态测量；而压电材料在交变力的作用下。
电荷会不断补充，以供给测量回路一定的电流，故适合于（动态测量）。
11.当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，
这种现象被称为（霍尔效应）。
12.基于内光电效应的光电器件有（光敏电阻）；基于光生伏特效应的光电器件
有（光电池）
13.
1.灵敏度是测量系统在稳态下输出变化量与输入变化量的（B）。
A．真值 B．比值 C．平方差值 D．差值
2.测量范围是指正常工作条件下，测量系统能够测量的被测量值的（ D ）。
A.大小
B.上极限
C.下极限
D.大小区间
3.按传感器的能量转换关系区分，属于参数式传感器的是（A）。
A．电阻应变式传感器 B.光电式传感器
C. 磁电式传感器
D.压电式传感器
4.电涡流传感器是利用被测（B）的电涡流效应。
A非金属材料 B金属导电材料 C PVF2 D FCFS
5.直流电桥电路的作用是将传感器敏感元件的电参数变化转换成（ D ）的变化。
A. 常量
B.非电量
C.变量
D. 电量
6.在动态测试中，电桥的输出量通常采用（A）。
A.电压量
B. 电阻量
C.电感量
D.电容量
7.热电偶广泛应用于中高温度的测量，是一种发电式传感器，热
电动势由两部分组成，即单一导体的温差电动势和两种导体的
（ C ）组成。
A. 磁电动势
B. 非接触电动势
C.接触电动势
D.等效电动势
8.数字式传感器中，光电脉冲盘式编码器的辨向是通过内外两码
道的距离差，经过光电转换得到相位差为（A）周期的两组脉冲
实现的。
A. 1/4
B.1/2
C. 1/3
D.1/5
9.高通滤波器所起的作用是只允许（B）通过。
A．低频信号 B.高频信号 C.某一频带的信号 D.所有信号
10.隔离放大器的主要的主要作用是（B ）。
A．放大信号 B.抑制噪声抗干扰 C.屏蔽信号 D.提高输入阻抗
1.什么是测试？用框图画出一般测试系统（模拟量系统）的组成,说明各部分的
作用。
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。
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。
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。
信号处理单元：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）。
显示、记录部分：作用是输出测试结果。
2.传感器是将机械测试量转换成电量的装置,简述电阻应变式传感器的组成和转
换原理。
答：一般电阻应变式传感器是由弹性体、电阻应变片和引线（电源
线和信号线）组成。
当弹性体受力后会产生微小应变，粘贴在弹性体上的电阻应变片也产生微小
应变，电阻应变片的电阻值发生变化，通过电桥将电阻值的变化转换成电压的变
化。
完成将机械测试信号转换成电信号。
3.光电传感器中，什么是光电效应？光电效应有哪几类,它们有什么不同，对应
的光电元件是什么？
答：当光照射在某些物体上时，光能量作用于被测物体，一个光子
的能量传递给一个电子，电子的状态会发生变化（释放出电子），从
而使受光照射的物体产生相应的电效应，这种现象称为光电效应。
光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种。
外光电效应对应的元件是光电管和光电倍增管；内光电效应对应的元件是光敏电阻；光生伏特效应对应的元件是光电池。
四、计算题
1．某电阻应变片的电阻值R=400Ω,应变灵敏度系数K=2.05，设被测应变ε=1000μm 。
求（1）R ∆/R 和R ∆;(2)如果直流电桥供电电压E=3V,计算全桥差动测量电路的输出电压。
解：(1)求R ∆/R 和R ∆
632.05100010 2.0510R K R ε--∆==⨯⨯=⨯
2.054000.82R K R ε∆==⨯Ω=Ω
(2)求电路的输出电压U 0
303 2.0510 6.15R U E V mV R -∆==⨯⨯= 2．图示悬臂梁，采用直流电桥按全桥差动接法，工作应变片电阻值为1234R R R R R ====,悬臂梁受集中力作用，应变片粘贴位置见图，梁产生相应的应变，应变片电阻值发生变化，变化量的大小1234R R R R R ∆=∆=∆=∆=∆,电源电压为E ：电桥的输出电压为U 0
1) 根据全桥差动接法绘图出电桥电路图；
2) 电桥的输出电压关系式。
解：1)全桥差动接法绘图出电桥电路图
2)求电路的输出电压U 0
3)()()1133011223344()()()()R R R R U E R R R R R R R R ⎡⎤+∆-∆=-⎢⎥+∆+-∆-∆++∆⎣⎦
由1234R R R R R ====和1234R R R R R ∆=∆=∆=∆=∆代入整理： 0R U E R ∆=。