测试技术习题

机械工程测试与控制技术II习题

习题1

如果要1.5马赫速度的拦截以1马赫飞来的导弹，请思考需要解决的测试和控制问题

自己身边的测试技术应用例子

习题2

P.29 习题

1.3

1.5

1.6

1.7

1.8

习题3

1、试判断下述结论的正误。

（ 1 ）凡频谱是离散的信号必然是周期信号。

（ 2 ）任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。（ 3 ）周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。

（ 4 ）周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。

（ 5 ）非周期性变化的信号就是随机信号。

（ 6 ）非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。

（ 7 ）信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。

（ 8 ）各态历经随机过程是平稳随机过程。

（ 9 ）平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计持征。（ 10 ）两个周期比不等于有理数的周期信号之和是周期信号。

（ 11 ）所有随机信号都是非周期信号。

（ 12 ）所有周期信号都是功率信号。

（ 13 ）所有非周期信号都是能量信号。

（ 14 ）模拟信号的幅值一定是连续的。

（ 15 ）离散信号即就是数字信号。

2 对下述问题，选择正确答案填空。

（ 1 ）描述周期信号的数学工具是( ) 。

A. 相关函数

B. 傅氏级数

C. 拉氏变换

D. 傅氏变换

（ 2 ）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

（ 3 ）时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分( ) 。

A. 不变

B. 增加

C. 减少

D. 变化不定

（ 4 ）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. 仅有相移

（ 5 ）概率密度函数在( )域、相关函数是在( )域、功率谱密度函数是在( )域上来描述的随机信号

A. 时间

B. 空间

C. 幅值

D. 频率

习题4

P.88 习题

3.2

3.3

3.5

3.6

3.8

习题5

1 试判断下述结论的正误并讲述理由。

(1) 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统输出量与输入量值比的拉氏变换称为传递函数。

(2) 输入信号x(t)一定时，系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s)，而与该系统的物理模型无关

(3) 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

(4) 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。

(5) 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。

(6) 测量装置的相频特性φ(ω)表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。

(7) 一个线性系统不满足“不失真测量”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、一温度计具有一阶动特性（传递函数 H(s)=1/(1+τs)），其时间常数为，若将其从20 ℃ 的空气中突然插入80 ℃ 的水中，问经过 15s 后该温度计指示的温度为多少？

一个优良的测量系统，当测取一个理想的三角波时，也只能做到工程意义上的不失真，为什么？

习题6

请说明测速齿轮的优点与缺点

请阐述出租车计价器的计量原理

请为加油站设计油量液位计

请说明高速公路收费口车辆重量测量原理

习题7

1 选用传感器的基本原则是什么？在实际中如何运用这些原则？试举一例说明。

2 欲测量液体压力，拟采用电容式、电感式、电阻应变式和压电式传感器，试绘出可行方案原理图，并作比较。

3 试按接触式与非接触式区分传感器，列出它们的名称、变换原理，用在何处？

4 在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？

5 举出五种你熟悉的机械式传感器，并说明他们的变换原理。

6 欲测量液体压力，拟采用电容传感器、电感传感器、电阻应变片传感器和压电传感器，请绘出可行的方案原理图？

7 有一批涡轮机叶片，需要检测是否有裂纹，请列举出两种以上方法，并简述所用传感器工作原理。

思考题

什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片工作原理

什么叫横向效应？应变片敏感栅的结构型式与横向效应有和关系？

试述应变片温度误差的概念、原因和补偿方法。

为什么应变式传该器大多采用交流不平衡电桥为测量电路？该电桥为什么又都

采用半桥和全桥两种方式？

采用平膜式弹性元件的应变式压力传该器，测量电路为全桥时，试问：应变片应粘贴在平膜片的何处？应变片应如何连成桥路？

拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路。试问，（1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路图。

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

针对具体情况选用？

什么叫电涡流效应？

概述电涡流式传感器的基本结构与工作原理。

电涡流的形式范围包括哪些内容？他们的主要特点式什么？

被测体对电涡式传感器的灵敏度有何影响？

变磁阻式电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度的措施有哪些？采取这些措施后会带来什么样的后果？

以变气隙式自感传感器位移为例，分析、比较传感器差动与非差动式的灵敏度。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那些措施？采取这些措施会带来什么后果？

比较空气介质的变间隙式与差动式电容传感器的灵敏度和非线性误差

说明部分固体介质的变间隙式电容传感器的设计目的和特点

为什么变面积式传感器的测位移范围较大？

为什么采用变介质电常数式传感器测量介质介电常数变化，比测量介电材料厚度变化的性能要好？

试述电容式传感器的特点和关键问题。