机械工程测试技术练习题及答案

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，输入信号，则输出信号的频率为，幅值，相位。

2）当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现测试。

此时，系统的频率特性为。

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和，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为（）。

（1）（2）（3）（4）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）（2）（3）（4）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。

（）2）当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，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）一线性系统不满足“不失真测试”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。

（）4、问答题1）什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？2）测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？3）测试装置实现不失真测试的条件是什么？5计算题1、）某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为。

求其对周期信号的稳态响应。

2）将信号输入一个传递函数为的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出的表达式。

3）试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

第三章常用传感器1、填空题1）属于能量控制型的传感器有等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。

2）金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。

3）为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用工作方式。

4）压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：放大器和放大器，后接放大器时，可不受连接电缆长度的限制。

5）涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。

6）磁电式速度计的灵敏度单位是 。

7）压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。

2、选择题1）电阻应变片的输入为 。

（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度2）结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。

（1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值3）不能用涡流式传感器进行测量的是 。

（1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料4）变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。

（1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方5）半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。

（1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通6）压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。

（1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数7） 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 传感器。

（1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式8）自感型可变磁阻式传感器，当气隙δ变化时，其灵敏度S 与δ之间的关系是：S ＝ 。

（1）δ1k （2）δk （3）2-δk （4）2--δk9）光电倍增管是利用 效应制成的器件。

（1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层10）光敏元件中 是直接输出电压的。

（1）光敏电阻 （2）光电阻 （3）光敏晶体管 （4）光导纤维3、判断题1）滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。

（ ）2）涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ）3）压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。

（ ）4）磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。

（ ）4、问答题1） 哪些传感器可选作小位移传感器？2） 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测量大位移量？为什么？3） 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？4） 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。

5） 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？6） 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

（1） 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；（2） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。

5、计算题1）某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为空气。

问：（1）如果极板间距离变化量)(1m μδ±=∆，电容的变化量C ∆是多少？（2）如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=∆时，读数仪表的变化量为多少？第四章 信号调理1、填空题1）电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。

2）在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。

3）在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。

4）调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被测信号的 而变化。

信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。

5）调频波的解调又称为 。

6）调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成正比。

7）常用滤波器的上、下截止频率1c f 、2c f 的定义为 ，其带宽B ＝ ，若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为 。

8）RC 低通滤波器中RC 值愈 ，则上截止频率愈低。

9）为提高灵敏度，磁记录仪重放磁头的线圈匝数应 ，为补偿其微分特性，重放放大器应采用 。

10）驱动振动子转动的动力是由被记录信号电流通过振动子线圈所产生的 。

2、选择题1）设有一电路，1R 是工作桥臂，2R ，3R ，4R 是固定电阻，且4321R R R R ===。

工作时1112R R R ∆+→，则电桥输出电压≈y e （ ）。

0e 为电桥的电源电压。

（1）0114e R R ∆ （2）0112e R R ∆ （3）011e R R ∆ （4）0112e R R ∆ 2）调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。

（1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减3）电路中鉴频器的作用是 。

（1）使高频电压转变成直流电压 （2）使电感量转变为电压量（3）使频率变化转变为电压变化 （4）使频率转变为电流4）一选频装置，其幅—频特性在∞→2f 区间近于平直，在02→f 区间急剧衰减，这叫 滤波器。

（1）低通 （2）高通 （3）带通 （4）带阻5)一带通滤波器，其中心频率是0f ，-3dB 带宽是B ，则滤波器的品质因数Q 等于 。

（1）B f +0 （2）B f -0 （3）B f 0 （4）B f 06）为测量和记录Hz 200的正弦信号，最好选用 型号的振动子比较合适。

（1）FC6－120 (2) FC6—120A (3)FC6—400 （4）FC6—12007）为了改善重放磁头的电压输出信号，应后续 电路。

（1）放大 （2）微分放大 （3）积分放大 （4）频率调制8）记录一基频为f 的方波信号，应选用固有频率n f f 的光线示波器振动子。

（1）＝ （2）2≥ （3）10≥ （4）>>9) 伺服式记录仪的特点是 。

（1）记录缓变信号幅值准确性高 （2）记录缓变信号幅值准确性低（3）记录中频信号幅值准确性高 （4）记录高频信号准确性高10）在选用振动子时，除了使阻尼比接近 外，应使被测正弦信号的最高频率m f 振动子的固有频率n f 。

（1）＝ （2）>2倍 （3）≤（~）倍 （4）<倍3、判断题1）平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。

（ ）2）调幅波是载波与调制信号的叠加。

（ ）3）带通滤波器的波形因数λ值越大，其频率选择性越好。

（ ）4) 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。

（ ）4、问答题1）何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡，桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？2）调幅波的解调方法有哪几种？3）抗混滤波器的作用是什么？它选用何种滤波器？其截止频率如何确定？4）相关滤波器的的基本原理是什么？举例说明其工程应用。

5、计算题1）以阻值Ω=120R ，灵敏度2=S 的电阻丝应变片与阻值为Ω120的固定电阻组成电桥，供桥电压V V 30=，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变μεε2000=。

（1）求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。

（2）求双臂电桥的输出电压及其灵敏度。

2）若)(t x 为调制信号，t f t y 02cos )(π=为载波，)(t x m 为调幅波（如图所示）（1）利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。

（2）画出载波与调幅波的双边频谱图。

第五章信号及信号分析基础1. 填空题1）确定信号可分为_________和_________两类，前者频谱具有的特点是_________，后者的频谱具有特点是_________。

2）信号的有效值又称_________；它反映信号的_________；有效值的平方称_________，它是信号的_________。

3）工程中常见的周期信号，其谐波幅度总的趋势是随着_________而_________的，因此，在频谱分析中，没有必要取那些_________的谐波分量。

4）在周期方波信号的傅里叶级数式和周期三角波信号的傅里叶级数式中，信号的直流分量分别是_________和_________，方波信号的幅值收敛速度比三角波信号_________，叠加复原达到同样的精度要求时，方波信号比三角波信号需要更多的_________，因此对测试装置要求更宽的_________。