工程测试技术答案(第三版)孔德仁主编
机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集22页word文档
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 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 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 。
解答：2200002211()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====-==⎰⎰⎰1-3 求指数函数()(0,0)atx t Ae a t -=>≥的频谱。
解答：图1-4 周期方波信号波形图0 tx (t ) T 02-T 020T - ……A-AT 0|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 -3ω0-5ω01-4 求符号函数(见图1-25a)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。
a)符号函数的频谱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x 1(t)的频谱，然后取极限得出符号函数x (t )的频谱。
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。
(完整版)测试技术课后答案全集—第三版
《绪论》0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。
答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1．基本单位根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。
它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。
国际单位制(SI)的基本单位的定义为：米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。
秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培(A)是电流单位。
在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N，则每根导线中的电流为1A。
开尔文(K)是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。
摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0．012kg碳-12的原子数目相等。
使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。
坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr。
2．辅助单位在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。
它们的定义如下：弧度(rad)是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。
机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集
第二章 测试装置的基本特性2-1 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 =90.9(nC/MPa)⨯0.005(V/nC)⨯20(mm/V)=9.09mm/MPa 。
偏移量：y =S ⨯3.5=9.09⨯3.5=31.815mm 。
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 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=+2211()()21()1()A H Tωωπττω===++，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58.6%1s 32.7%2s 8.5%5s T T T δ=⎧⎪≈=⎨⎪=⎩2-3 求周期信号x (t )=0.5cos10t +0.2cos(100t −45︒)通过传递函数为H (s )=1/(0.005s +1)的装置后得到的稳态响应。
解：1()10.005H j ωω=+，21()1(0.005)A ωω=+，()arctan(0.005)ϕωω=-该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y (t )，根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得到y (t )=y 01cos(10t +ϕ1)+y 02cos(100t −45︒+ϕ2) 其中010121(10)01(0.y A x ==⨯≈+⨯，1(10)arctan(0.00510) 2.86ϕϕ==-⨯≈-︒020221(100)0.20.1791(0.005100)y 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 =-︒+-︒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 。
程测试技术基础 第三版 课后习题答案1.doc
信号及其描述习题1.1求周期方波（图1-4）的傅立叶级数（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。
解：傅立叶级数的复指数形式表达式：⋅⋅⋅±±±==∑+∞-∞=,3,2,1,0;)(0n eC t x n tjn nω式中：所以：幅值频谱：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。
1.2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：1.3求指数函数 的频谱。
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.[]()⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅±±±=⋅⋅⋅±±±=-=--=+⨯+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤+⎢⎣⎡-==---------⎰⎰⎰,6,4,2;0,5,3,1;2cos 12111)(1)(1200002002002022000000000000n 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 e A T dt e t x T C jn jn T t jn T t jn T t jn T t jn T T t jn n πππππωωππωωωωω⋅⋅⋅±±±±=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑+∞-∞=,7,5,3,1;2)(0n en A j t x t jn n ωπ⋅⋅⋅±±±==+=,5,3,1;222n n A C C C nI nR n π⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅---=⋅⋅⋅=-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==,5,3,1;2,5,3,1;202n n n A arctg C C arctg nR nI n πππϕωππωμ2;2sin 1)(lim 0000000====⎰⎰∞→T x tdt x T dt t x T T T x 式中：()2sin 1)(10020002000x dt dt x T dt t x T x T T rms ===⎰⎰ω)0;0(;)(≥>=-t Ae t x t ααf j A dt e Ae dt e t x f X ft j t ft j παπαπ2)()(022+=⋅==⎰⎰∞+--∞+∞--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。
工程测试技术答案
1、 用一个可调信号源、标准表做被测表做鉴定测试，结果如下： （1） 标准表示值fa ，被测表fo,问示值误差dx 。
（2） 标准表示值fo ，被测表fa ，问示值误差dx 。
（3） 这两个误差是否相同? 解:(1)0a dx f f =- (2）0a dx f f =-（3）两个误差不相同。
1' 什么是系统误差、它与随机误差有什么不同；答:系统误差即测量次数为无限多次时的算术均值与真值之差。
不具有抵偿性随机误差又叫偶然误差,当在同一的条件下对同一对象反复进行测量时，在消除了系统误差的影响后，每次测量的结果还会出现差异.有抵偿性.2’ 随机误差的特征是什么?怎样估算随机误差；答:随机误差的特点是，有时大，有时小，有时正，有时负,其数值和方向（正负)均无定势。
随机误差产生的原因是多方面的,往往又是不知道的和无法控制的.但是，如果用同一台仪器,在同样的条件下,对同一个物理量作了多次的测量,当测量次数足够多时,则可以发现随机误差完全服从统计性的规律,出现误差的正负和大小完全由概率来决定,当测量次数无限增大时，随机误差的算术平均值将趋于零。
3’ 误差的基本形式有哪些？他们是怎样演变的; 答：4’ 误差的分类有哪些？答：可以按误差的绝对值和相对值，分为绝对误差和相对误差。
根据误差的性质及其产生的原因把误差分为三大类：系统误差,随机误差（又称偶然误差）和过失误差（又称粗大误差）。
误差按其产生的原因可以分为:仪表误差、操作误差、人身误差、环境误差、方法误差。
5' 基本误差是什么。
怎样用基本误差估计测量仪表精度?答：基本误差表示指示值与被测量的真值之间可能最大差别，一般用相对百分误差表示,即： maxmax min100%A X A A δ∆=⨯-将基本误差中的百分号去掉,剩下的数字称为准确度等级。
6' 误差传播公式是什么形式,怎样用来合成系统误差和随机误差？ 答：系统误差的合成：在间接测量中，y 是直接测量量 的函数，是测量 的误差。
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第1章测量的基础知识书本：1-1.欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。
1-2.非电量电测法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
1-3.什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。
基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。
1-4.一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。
传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）；显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。
1-5.举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。
直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。
间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。
工程检验技术答案解析(第三版)孔德仁主编
第1章测量的基础知识书本：1-1.欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。
1-2.非电量电测法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
1-3.什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。
基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。
1-4.一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。
传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）；显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。
1-5.举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。
直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。
间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。
测试技术课后答案全集—第三版
绪论》0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI) 为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1．基本单位根据国际单位制(SI) ，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre) 、质量——千克(Kilogram) 、时间——秒(Second) 、温度——开尔文(Kelvn) 、电流——安培(Ampere) 、发光强度——坎德拉(Candela) 、物质的量——摩尔(Mol> 。
它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。
国际单位制(SI) 的基本单位的定义为：米(m)是光在真空中，在1 /299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克(kg) 是质量单位，等于国际千克原器的质量。
秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培(A)是电流单位。
在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2X 10-7N,则每根导线中的电流为1A。
开尔文(K) 是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。
摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0. 012kg碳-12的原子数目相等。
使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。
坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540X 1012H Z的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr 。
2．辅助单位在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。
它们的定义如下：弧度(rad) 是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。
工程测试技术（第二版）孔德仁课后习题答案.docx
工程测试技术(第二版)孔德仁课后习题答案1、欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。
2、非电量电测法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
3、什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。
基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。
4、一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。
传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）；显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。
5、举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。
直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。
间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。
工程测试技术（第二版）孔德仁课后习题答案剖析
工程测试技术（第二版）孔德仁课后习题答案剖析1、欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。
2、非电量电测法的基本思想是什么？答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
3、什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。
基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。
4、一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。
传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）；显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。
5、举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。
直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。
间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。
第三版-工程测试3-考试及答案
2
五、综合设计题（共 10 分） 请选择以下两种测量要求其中的一种，设计实验过程（包括传感器的选用，传感 器的安装，信号的传输，信号的分析和处理等内容），并简述其过程。 （1）针对载重卡车载物量进行过磅测量，试设计一测试装置并说明其工作原理； （2）大功率传动轴在长时间的带载运转下可能发生疲劳损坏，为了保证整机安 全，防止事故的发生，对轴的扭振进行测量和监控，试设计一测试装置并说明其 工作原理。
（2’）
出此得 x(t) 的三角函数形式傅里叶级数展开为
x(t)
a0
(an
n1
cos n0t
bn
sin n0t)
A 2
4A
1
n 2
2
n1,3,5
cos
2n T
t （1’）
4
n 次谐波分量的幅值
An
an2
bn2
4A n2 2
（1’）
n 次谐波分量的相位
x(t) 2TA2TAt t
0t T 2
T t0
2
（2’）
因为 x(t) 为偶函数，所以 bn 0 ， n 1, 2,3 （1’）
T
a0
1 T
T / 2 x(t)dt 2
T / 2
T
T / 2 2 A tdt 4 A 1 t2 2 A
n
arctan bn an
（1’）
画出 x(t) 的频谱如图所示。
（2’）
2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变 。其贴片及组桥方法如图所示。已知 图中 R1 R1' R2 R2' 120 ，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数 k 2 。
机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集(1)
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 ，是时间常数 则 稳态响应相对幅值误差 令≤5%，f=100Hz，解得≤523s。 如果f=50Hz，则 相对幅值误差： 相角差： 2-6 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。 2-7 将信号cost输入一个传递函数为H(s)=1/(s+1)的一阶装置后， 试求其包括瞬态过程在内的输出y(t)的表达式。 解答：令x(t)=cost，则，所以 利用部分分式法可得到 利用逆拉普拉斯变换得到 2-8 求频率响应函数为3155072 / (1 + 0.01j)(1577536 + 1760j 2)的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应的均值显示。 解：该系统可以看成是一个一阶线性定常系统和一个二阶线性定常 系统的串联，串联后仍然为线性定常系统。根据线性定常系统的频率保 持性可知，当输入为正弦信号时，其稳态响应仍然为同频率的正弦信 号，而正弦信号的平均值为0，所以稳态响应的均值显示为0。 2-9 试求传递函数分别为1.5/(3.5s + 0.5)和41n2/(s2 + 1.4ns + 2 n )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： ，即静态灵敏度K1=3 ，即静态灵敏度K2=41 因为两者串联无负载效应，所以 总静态灵敏度K = K1 K2 = 3 41 = 123 2-10 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=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，则 ，，即
工程测试技术答案
1、 用一个可调信号源、标准表做被测表做鉴定测试，结果如下： （1） 标准表示值fa ，被测表fo ，问示值误差dx 。
（2） 标准表示值fo ，被测表fa ，问示值误差dx 。
（3） 这两个误差是否相同？ 解：（1）0a dx f f =- （2）0a dx f f =- （3）两个误差不相同。
1’ 什么是系统误差、它与随机误差有什么不同；答：系统误差即测量次数为无限多次时的算术均值与真值之差。
不具有抵偿性随机误差又叫偶然误差，当在同一的条件下对同一对象反复进行测量时，在消除了系统误差的影响后，每次测量的结果还会出现差异。
有抵偿性。
2’ 随机误差的特征是什么？怎样估算随机误差；答：随机误差的特点是，有时大，有时小，有时正，有时负，其数值和方向(正负)均无定势。
随机误差产生的原因是多方面的，往往又是不知道的和无法控制的。
但是，如果用同一台仪器，在同样的条件下，对同一个物理量作了多次的测量，当测量次数足够多时，则可以发现随机误差完全服从统计性的规律，出现误差的正负和大小完全由概率来决定，当测量次数无限增大时，随机误差的算术平均值将趋于零。
3’ 误差的基本形式有哪些？他们是怎样演变的； 答：4’ 误差的分类有哪些？答：可以按误差的绝对值和相对值，分为绝对误差和相对误差。
根据误差的性质及其产生的原因把误差分为三大类:系统误差，随机误差(又称偶然误差)和过失误差(又称粗大误差)。
误差按其产生的原因可以分为：仪表误差、操作误差、人身误差、环境误差、方法误差。
5’ 基本误差是什么。
怎样用基本误差估计测量仪表精度？ 答：基本误差表示指示值与被测量的真值之间可能最大差别，一般用相对百分误差表示，即： maxmax min100%A X A A δ∆=⨯-将基本误差中的百分号去掉，剩下的数字称为准确度等级。
6’ 误差传播公式是什么形式，怎样用来合成系统误差和随机误差？ 答：系统误差的合成：在间接测量中，y 是直接测量量 的函数， 是测量 的误差。
[工学]机械工程测试技术基础第三版课后答案全集
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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|–ω和φ–nnω图，并与表1-1对比。
x(t)ATT00 … … ,22t 0 T ,T00-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T,0,,,,At (0),,2xt(),. ,T0, (0)At,,,,2积分区间取(-T/2，T/2)TT000111,,,jntjntjnt,,,22000cxtetAetAet,,()d=d+dTTn0,,,0,0,TTT20002A,jnn,,, =(cos-1) (=0, 1, 2, 3, )n,所以复指数函数形式的傅里叶级数为,,A1jntjnt,,00 ，。
,,,,,n=0, 1, 2,3, ,,,xtcejne()(1cos),,n,nnn,,,,,,A,(1cos),cn,,,,nI (=0, 1, 2, 3, )n,,, n,,,0c,nR,,2A n ,,,,1,3,,A,22,cccn ,，,,,(1cos) ,n,nnRnIn,,00,2,4,6, n,,,,,π,,,，，，n1,3,5,,2,cπ,nI arctan1,3,5,φ,,,,,,n,nc2nR,00,2,4,6,n,,,,,,,没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
| |cnφn2A/π 2A/ππ/2ω 5ω 3ω0002A/3π 2A/3π 2A/5π 2A/5π -5ω -3ω ω -ω000-π/2 ω -5ω -3ω -ω ω 3ω 5ω 000000幅频图相频图周期方波复指数函数形式频谱图1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。
xtx()sin,ωtμx0rmsx解答:TTTT2242xxxx11000022μ,,,,,,,xttx()dsindsindcosωttωttωt0x,,,0000TTTTωTωπ2TTTxx111cos2,ωt22200 xxttx,,,,()dsinddωtttrms0,,,000TTT22,at 1-3 求指数函数的频谱。
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机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.二、问答题（共30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）２、 说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）３、 选用传感器的原则是什么？（10分）三、计算题（共55分）１、 已知信号x(t)=e -t (t ≥0)，(1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。
(2) 求x(t)的自相关函数R x (τ) 。
（15分）２、 二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn 时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比？。
（10分） ３、 一电容传感器，其圆形极板r = 4mm ，工作初始间隙δ0 =0.3mm ，（1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm ，求电容的变化量。
（2）如果测量电路灵敏度S 1=100mv/pF ，读数仪表灵敏度S 2=5格/mv ，在Δδ=±2μm 时，读数仪表的指示值变化多少格？（ε0 = 8.85×10-12 F/m ） (8分)４、 已知RC 低通滤波器的R=1K Ω，C=1MF ，当输入信号μx = 100sin1000t 时，求输出信号μy 。
（7分）５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。
（2）如被测量x(t) = sin ωt ，载波y(t)=sin6ωt ，画出各环节信号的波形图。
(15分一、 问答题1、 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。
是测试系统中的关键部件。
（3） 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。
（4） 信号处理单衣：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）（5） 显示、记录部分：作用是输出测试结果。
测试技术课后标准答案全集第三版.doc
精品文档《绪论》0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。
答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI) 为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1．基本单位根据国际单位制(SI) ，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre) 、质量——千克(Kilogram)、时间——秒 (Second) 、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere) 、发光强度——坎德拉(Candela) 、物质的量——摩尔(Mol> 。
它们的单位代号分别为：米(m)) 、千克 (kg) 、秒 (s) 、开 (K) 、安 (A) 、坎 (cd) 、摩 (mol) 。
国际单位制 (SI) 的基本单位的定义为：米(m) 是光在真空中，在 1／ 299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克 (kg) 是质量单位，等于国际千克原器的质量。
秒 (s) 是铯 -133 原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培 (A) 是电流单位。
在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2× 10-7 N，则每根导线中的电流为 1A。
开尔文 (K) 是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／ 273． 16。
摩尔 (mol) 是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0． 012kg碳 -12 的原子数目相等。
使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。
坎德拉 (cd) 是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540× 1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／ 683W／ sr 。
2．辅助单位在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。
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动态特性:系统对激励（输入）得响应（输出)特性。一个动态特性好得测量系统，其输出随时间 变化得规律（变化曲线)，将能同时再现输入随时间变化得规律（变化曲线)，即具有相同得时间 函数。
待测物理量得变化变换成与之保持已知函数关系得另一种物理量得变化,并以人得感官所能 接收得形式,在测量系统得输出端显示出来，弹簧测力。
间接测量就是在直接测量得基础上，根据已知得函数关系,计算出所要测量得物理量得 大小。利用位移传感器测速度。 1－6、根据您得理解,谈谈测试技术得内涵。 ＰPT：与书本一致。
传感器就是整个测试系统实现测试与自动控制得首要关键环节，作用就是将被测非电量转换 成便于放大、记录得电量; 中间变换(信号调理）与测量电路依测量任务得不同而有很大得伸缩性，在简单得测量中可 完全省略,将传感器得输出直接进行显示或记录；信号得转换(放大、滤波、调制与解调); 显示与记录仪器得作用就是将中间变换与测量电路出来得电压或电流信号不失真地显示与 记录出来；
２－7 试画出 f(ｔ)=3coｓωt+5siｎ2ωt 得频谱图(幅度谱与相位谱)*
2-8 求半周正弦脉冲信号与三角脉冲信号得傅里叶变换，画出頻谱图,并进行有效带寬分析 答：
2-9 给出得时域图与頻谱图。 答: 2-10 绘制周期信号得单边幅频谱图与双边幅頻谱图 答：
x（t)＝ｓ 均方值。
2 － 11 求 正 弦 信 号 in200t 得 均 值 与
第 1 章 测量得基础知识 书本：
1—1、欲使测量结果具有普遍科学意义得条件就是什么？ 答：①用来做比较得标准必须就是精确已知得，得到公认得；
②进行比较得测量系统必须就是工作稳定得，经得起检验得. 1—2、非电量电测法得基本思想就是什么? 答:基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要得调节、转换、运算,最后 以适当得形式输出. 1—3、什么就是国际单位制？其基本量及其单位就是什么？ 答:国际单位制就是国际计量会议为了统一各国得计量单位而建立得统一国际单位制,简称 SI,SI 制由 SI 单位与 SＩ单位得倍数单位组成。 基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、 秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔. 1—４、一般测量系统得组成分几个环节？分别说明其作用? 答：一般测量系统得组成分为传感器、信号调理与测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处 理仪器及打印机等外部设备。
２-5 简述时限信号与周期信号在频谱分析方法及频谱结构上得差异. 答： 时限信号得频谱就是连续谱;周期信号得频谱就是离散谱; 时限信号用能量谱表示；周期信号用功率谱表示; 时限信号幅值谱纵坐标表示幅值谱密度；周期信号幅值谱纵坐标表示谐波分量得幅值; 时限信号采用傅里叶积分分析；周期信号采用傅里叶级数分析； 2—6 求正弦信号 答: 均值:x(t）为周期函数,均值为一个周期内得均值，正弦函数周期内均值为 0，所以信号均值为 0 均方值: 概率密度函数：
第 2 章工程信号及其可测性分析 书本: 2—１简述工程信号得分类与各自特点• 答： 根据信号随时间变化分类：动态信号，静态信号 根据信号随时间变化规律分类：确定性信号,非确定性信号 根据信号得幅值与能量上分类:能量信号,功率信号 分析域上分类：时域,频域 连续性分类:连续时间信号,离散时间信号 可实现方法分类：物理可实现，物理不可实现 ２—2 确定性信号与非确定性信号分析方法有何不同? 答: 确定性信号可用数学关系式来描述,给定一个时间值就可得到一个确定得函数值。 非确定性信号不能用精确得数学关系式来表达，无法确切地预测未来任何瞬间精确值 2－3 什么就是信号得有效带宽？分析信号得有效带宽有何意义? 答: 通常把信号值得重视得谐波得频率范围称为信号得频带宽度或信号得有效带宽。 意义:在选择测量仪器时,测量仪器得工作频率范围必须大于被测信号得宽度，否则将会引起信号 失真,造成较大得测量误差,因此设计或选用测试仪器时需要了解被测信号得频带宽度。2－4 周期 信号得频谱有哪几个特点？
5、试画出 f(ｔ）=3sｉｎωt+5ｃos2ωt 得幅频谱图. 答:
第３章测量系统得基本特性 书本: 3—1 何为测量系统静态特性？静态特 性主要技术指标有哪些？
系，称为测量系统得静态特性。
静态特性：通过标定,得到测量系统得响 应值 yi 与激励值 xi 之间得一一对应关
技术指标：描述测量系统静态工作特性得技术指标主要有灵敏度、线性度、迟滞、分辨率、量程 等.
答：
x(ｔ)为周 个周期内得均值，正弦函数周期内均值为 0,所以信号均值为 0
期函数，均值为一
均方值： PPT: １ 试分析“频率不变性原理就是指任何测试装置得输出信号得频率总等于输入信号得频率”此
说法得正确性。 答：(错）条件需稳定 2 阐述工程信号得各自得频谱特性得分析(Dirｉchleｔ)条件 根据傅里叶级数理论，在有限区间上,任何可展 开成傅里叶级数得周期函数必须满足狄里赫利条 件，即 ①函数 x（t）在周期 T 区间上连续或只有有限个第一类间断点; ②函数ｘ(ｔ）只有有限个极值点； ③函数收敛（绝对可积) 。 ３、周期信号得频谱有哪几个特性? 答： 离散型 谐波性 收敛性 ４、简述工程信号得分类及各自特点。 根据信号随时间变化分类：动态信号，静态信号 根据信号随时间变化规律分类:确定性信号，非确定性信号 根据信号得幅值与能量上分类：能量信号，功率信号 分析域上分类:时域，频域 连续性分类：连续时间信号，离散时间信号 可实现方法分类:物理可实现，物理不可实现
数据处理仪器、打印机、绘图仪就是上述测试系统得延伸部分，它们能对测试系统输出得信 号作进一步处理,以便使所需得信号更为明确。 1—5、举例说明直接测量与间接测量得主要区别就是什么？ 答:无需经过函数关系得计算,直接通过测量仪器得到被测量值得测量为直接测量,可分为直 接比较与间接比较两种。
直接将被测量与标准量进行比较得测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态得