大工《机械工程测试技术》课程考试模拟试卷B

一、单项1、一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（ B ）。2、输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是（ B ）。 3、时间常数为τ的一阶装置，输入频率为1ωτ=的正弦信号，则其输出与输入间的相位差是（ D ）。 4、测试装置的频响函数H(j ω)是装置动态特性在（ D ）中的描述。

5、下列传感器中（B ）是基于压阻效应的。

6、概率密度函数提供了随机信号（ B ）的信息。

7、正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息（ B ）。8、在调幅信号的解调过程中，波的作用是（ B ）。

9、滤波器的带宽B 和建立时间e T 的乘积是（ A ）。

10、对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录的时间不变时，则（ C ）。

二、填空题1、影响一阶装置动态特性参数是 时间常数τ ，原则上希望它 越小越好 。

2、干扰窜入测量装置有三条主要途径：电磁场干扰、信道干扰、和电源干扰、。

3、交流电桥平衡必须满足两个条件，即相对两臂_阻抗之模的乘积 应相等，并且它们的阻抗角之和也必须相等。

4、按光纤的作用，光纤传感器可分为 功能型 和 传光型_两种。

5、余弦函数只有 实频_谱图，正弦函数只有 虚频 谱图。 三、简答题1、什么是 “栅栏效应”？如何减少“栅栏效应”的影响？

答：(1)对一函数实行采样，实质就是“摘取”采样点上对应的函数值。其效果有如透过栅栏的缝隙观看外景一样，只有落在缝隙前的少量景象被看到，其余景象都被栅栏挡住，称这种现象为栅栏效应。

(2)时域采样时满足采样定理要求，栅栏效应不会有什么影响。频率采样时提高频率分辨力，减小频率采样间隔可以减小栅栏效应。

2、什么是调制？调制的目的是什么？如何实现对信号进行调幅和解调？

答：调制是指利用某种低频信号来控制或改变一高频振荡信号的某个参数的过程。

信号调理的目的是：（1）实现缓变信号的传输，特别是远距离传输；（2）提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比。

对信号进行调幅是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使得高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。可使用同步解调、相敏检波的方式来实现对信号进行解调。

3、什么是负载效应？对于电压输出的环节，减轻负载效应的措施有哪些？

.答：当一个装置联接到另一装置上时，由于发生能量交换而使前装置的联接处甚至整个装置的状态和输出都将发生变化的现象称为负载效应。

对于电压输出的环节，减轻负载效应的办法有:(1)提高后续环节(负载)的输入阻抗； (2)在原来两个相联接的环节之中，插入高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，以便一方面减小从前环节吸取能量，另一方面在承受后一环节（负载）后又能减小电压输出的变化，从而减轻负载效应； (3)使用反馈或零点测量原理，使后面环节几乎不从前环节吸取能量。

4、什么是窗函数，描述窗函数的各项频域指标能说明什么问题?

.答：(1)窗函数就是时域有限宽的信号。其在时域有限区间内有值，频谱延伸至无限频率。（2分）

(2)描述窗函数的频域指标主要有最大旁瓣峰值与主瓣峰值之比、最大旁瓣10倍频程衰减率、主瓣宽度。（2分）

(3)主瓣宽度窄可以提高频率分辨力，小的旁瓣可以减少泄漏。

四、计算题1、一电容测微仪，其传圆极板的半径r=4mm ，工作初始间隙00.3mm d =，空气介质，试求： （1）通过测量得到的电容变化量为3310C pF -∆=±⨯，则传感器与工件之间由初始间隙变化的距离d ∆=？解：（1）空气介电常数128.8510/F m ε-=⨯，极距变化型电容传感器灵敏度：

2//d o

S C d S d ε=∆∆=-（4分） 则 232312122(0.310)(31010)0.61()8.85100.004o d d C m S με----⨯⨯±⨯⨯∆=-⋅∆=-=±⨯⨯π⨯ （2）如果测量电路的放大倍数1100/S mV pF =，读数仪表的灵敏度25S =格/mV ，则此时仪表指示值变化多少格？（2）设读数仪表指示值变化格数为m ，则

3121005(310) 1.5m S S C -=⋅⋅∆=⨯⨯±⨯=±（格）

五、计算题（本大题1小题，共12分） 1、有一钢板，原长1l m =，钢板弹性模量11210E Pa =⨯，使用BP-3箔式应变片R=120Ω，灵敏度系数S=2，测出的拉伸应变值为300με。求：钢板伸长量l ∆，应力,/R R σ∆及R ∆。如果要测出1με应变值则相应的/R R ∆是多少？

.解：因为/l l ε∆=，则有：

()64611764

421300103100.3()

30010210610()

2300106101206107.210()

l l m mm E Pa R S R

R R S εσεεε-------∆=⋅=⨯⨯=⨯==⋅=⨯⨯⨯=⨯∆=⋅=⨯⨯=⨯∆=⋅⋅=⨯⨯=⨯Ω 如果要测出1με应变值，则：662110210R S R

ε--∆=⋅=⨯⨯=⨯ 六、分析题（本大题1小题，共12分）

1、用一时间常数为2s 的温度计测量炉温时，当炉温在200℃—400℃之间，以150s 为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？

.解：（1）已知条件:

2()sin sin x t A t a t T

πω== 22150

T ππω== 2s τ=

（2）温度计为一阶系统，其幅频特性为

() 1.0035A ω===

（3）输入为200℃、400℃时，其输出为：

y=A(w)×200=200.7(℃)

y=A(w)×400=401.4(℃)