2022年机械工程测试技术基础知识点总结 .docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 信号及其描述（一）填空题1、 测试的基本任务是 猎取有用的信息,而信息总是蕴涵在某些物理量之中,并依靠它们来传输的；这些物理量就是 信号,其中目前应用最广泛的是电信号；2、 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 为独立变量；3、 周期信号的频谱具有三个特点：离散性, 谐波性,收敛性；瞬态非周期信号；方4、 非周期信号包括准周期信号和5、 描述随机信号的时域特点参数有均值、均方值、差；偶对称,虚频谱（相频谱）总是奇6、 对信号的双边谱而言,实频谱（幅频谱）总是对称；（二）判定对错题（用或× 表示）1、 各态历经随机过程肯定是平稳随机过程；（ Y ）2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量；（ Y ）3、 非周期信号的频谱肯定是连续的；（ X ）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样；（ X ）5、 随机信号的频域描述为功率谱；（ Y ）（三）简答和运算题1、 求正弦信号xtx0sint的肯定均值 |x|和均方根值x rms；px；2、 求正弦信号xtx0sint的均值x,均方值2 x,和概率密度函数3、 求指数函数xtAeata0,t0的频谱；4、 求被截断的余弦函数x tcos0t|t|T的傅立叶变换；0|t|T5、 求指数衰减振荡信号xteatsin0ta0 ,t0 的频谱；其次章测试装置的基本特性（一）填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为Hj2j11,输入信号xtsint,就输出信号2yt的频率为,幅值 y2,相位；412、 试求传递函数分别为3.5.150.5和s22的两个环节串联后组成的系统的ns1 4.nsn总灵敏度；名师归纳总结 3、 为 了 获 得 测 试 信 号 的 频 谱 , 常 用 的 信 号 分 析 方 法 有傅 立 叶 变 换 法、第 1 页,共 8 页和滤波器法；4、 当测试系统的输出yt与输入xt之间的关系为y tA 0xtt0时,该系统能实现测试；此时,系统的频率特性为H j；5、 传感器的灵敏度越高,就意味着传感器所感知的被测量越小；6、 一个抱负的测试装置,其输入和输出之间应当具有线性关系为正确；（二）挑选题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- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3、 两环节的相频特性各为Q 1和Q2,就两环节串联组成的测试系统,其相频特性为；（4）Q 1Q2（1）Q 1 Q2（2）Q 1Q 2Q 1（3）Q 1 Q 2Q 24、 一阶系统的阶跃响应中,超调量；倍所经过的（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、 忽视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；（1）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时间作为时间常数；（1）0.632 （2） 0.865 （3）0.950 （4）0.982（三）判定对错题（用或× 表示）1、 一线性系统不满意“ 不失真测试” 条件,如用它传输一个 导致输出波形失真； （ X ）1000Hz 的正弦信号,就必定2、 在线性时不变系统中,起初始条件为零时,系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数；（ Y ）将完全取决于传递函数Hs ,而与该系统3、 当输入信号x t肯定时,系统的输出y t的物理模型无关； （ Y ）4、 传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同；（Y ）5、 测量装置的灵敏度越高,其测量范畴就越大；（X ）6、 幅频特性是指响应与鼓励信号的振幅比与频率的关系；（ X）（四）简答和运算题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？4、 某测试装置为一线性时不变系统,其传递函数为 H s 1；求其对周期信号0 . 005 s 1x t 0 5. cos 10 t 0 . 2 cos 100 t 45 的稳态响应 y t ；5、 将信号 cos t 输入一个传递函数为 H s 1的一阶装置,试求其包括瞬态过程在1 s内的输出 y t 的表达式；第三章 常用传感器（一）填空题名师归纳总结 1、 属于能量掌握型的传感器有电阻 电感电容 涡流等,属于能量转换型第 2 页,共 8 页的传感器有压电磁电等（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分在于：前者利用几何形变引起的电阻变化,后者利用电阻率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,实际应用经经常采纳差动工作方式；4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：电荷放大器和电压放大器,后接电荷放大器时,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沟通磁场中的涡电流效应；6、 磁电式速度计的灵敏度单位是mv/m/s ；7、 压电式传感器是利用某些物质的压电效应而工作的；（二）挑选题1、 电阻应变片的输入为；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （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 变化时,其灵敏度 S 与 之间的关系是：S；（1）k 1（2） k（3）k 2（4）k 29、 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（三）判定对错题（用或× 表示）1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量；（Y ）2、 涡流式传感器属于能量掌握型传感器（Y）3、 压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽；（ X 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率；（ X （四）简答和运算题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,量大位移量？为什么？其主要优点是什么？涡流式传感器能否测3、 电涡流传感器除了能测量位移外,仍能测量哪些非电量？4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？如能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应实行什么措施改进,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）两个线圈通常应当接在什么电路中？用图说明如何接法；7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径 r 4 mm ,工作初始极板间距离0 0 3. mm ,介质为空气；问：（1）假如极板间距离变化量 1 m ,电容的变化量 C 是多少？（2）假如测量电路的灵敏度 k 1 100 mV pF ,读数外表的灵敏度 k 2 5（格mV ）在 1 m 时,读数外表的变化量为多少？第四章 信号调理、记录和显示（一）填空题1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为电压电流 输出的装置；2、 在桥式测量电路中,依据 鼓励电压 的性质,电桥可分为直流和沟通电桥；3、 在桥式测量电路中, 依据工作时阻抗参加变化的 桥臂 数 可将其分为半桥与全桥测量电路；名师归纳总结 4、 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号相乘,使高频信号的幅值随被测第 3 页,共 8 页信号的频率而变化；信号调幅波可以看作是载波与调制波的相乘；5、 调频波的解调又称为鉴频；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6、 调频是利用信号电压的幅值掌握一个振荡器, 使其输出为等幅波, 而 频率与信号电压成正比；7、 常用滤波器的上、下截止频率 cf 1、cf 2 的定义为 副频特性曲线降为最大值 1 倍时2对应的频率为截止频率,其带宽 B fc2-fc1 ,如为倍频程滤波器 cf 1 与 cf 2 的关系为 fc2=1.26fc1 8、 RC 低通滤波器中 RC 值愈 大,就上截止频率愈低；（二）挑选题1、 设有一电路,R 是工作桥臂,R ,R ,R 是固定电阻,且 R 1 R 2 R 3 R 4；工作时 R 1 R 1 2 R 1,就电桥输出电压 e y（）；e 为电桥的电源电压；（1）R 1e 0（2）R 1e 0（3）R 1 e 0（4）2 R 1e 04 R 1 2 R 1 R 1 R 12、 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 2f 0 区间急剧衰减,这叫滤波器；（1）低通（2）高通（3）带通（4）带阻B ,就滤波器的品质因数Q 等5、 一带通滤波器,其中心频率是0f, -3dB带宽是于；f 0B（ 4）f 0B（1）f 0B（2）f 0B（3）（三）判定对错题（用或× 表示）1、 平稳纯电阻沟通电桥须同时调整电阻平稳与电容平稳；（Y）2、 调幅波是载波与调制信号的叠加 ；（X ）3、 带通滤波器的波形因数值越大,其频率挑选性越好；（X ）4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器；（Y ）（四）简答和运算题1、 何谓电桥平稳？要使直流电桥平稳,件？2、 调幅波的解调方法有哪几种？桥臂参数应满意什么条件？沟通电桥应满意什么条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；120的固定电阻组成电桥,5、 以阻值R120,灵敏度S2的电阻丝应变片与阻值为供桥电压V03 V,如其负载电阻为无穷大,应变片的应变2000；（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6、 如xt为调制信号,ytcos2f0t为载波,x mt为调幅波（如下列图）（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；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第五章 信号处理初步（一）填空题1、 为了识别信号类型,常用的信号分析方法有概率密度函数、和自相关函数；、2、 为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有带通滤波法和傅立叶变换法；有限带3、 在数字信号处理中,为防止频率混叠,应使被采样的模拟信号成为宽,仍应使采样频率满意采样定理即 fs>2fh 4、 假如一个信号的最高频率为 率应当大于 100 Hz；50Hz,为了防止在时域采样过程中显现混叠现象,采样频5、 如 xt 是 均 值 为 ux 为 零 的 宽 带 随 机 信 号 其 自 相 关 函 数 =0 时 Rx x2 ,时 Rx 0 ；6、相干函数 用于评判系统的输出信号和输入信号之间的因果性；27、 如某一信号的自相关函数为 A cos ,就该信号的均方值为 x= A ,均方根值为 x rms= A 的根次；8、 最常用的功率谱估量方法为 周期图法；29、Sx f 为信号的 功率密度 沿频率轴的分布,X f 称为 能谱；10、巴塞伐尔定理表示在 时域 中运算的信号总能量, 等于在 频域 中运算的信号总能量；（二）判定对错题（用或× 表示）1、 频率辨论力越高,就泄漏误差越小；（ X ）2、 A/D 转换器的位数越多,就量化误差越小；（ Y ）3、 对于周期信号,经整周期采样后,可完全防止栅栏效应；（ Y ）4、 窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄,旁瓣幅度越小, 用其截取信号所引起的误差越小；（ Y ）5、 相互关函数是偶实函数； （ X ）6、 利用系统输入xt与输出yt的自功率谱密度函数,可求该系统的频率响应函数；（ X ）7、 如系统是完全线性的,就输入- 输出的相干函数肯定为1；（ X ）（三）简答和运算题1、 已 知 信 号x tA 0A 1co s 1t1A 2s in 2t2, 求 信 号 的 自 相 关 函 数Rx,并画出自功率谱Sx（双边幅值谱） ；2、 求频率相同的单位方波和正弦波的相互关函数；3、 相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用；4、 试依据一个信号的自相关函数图形,争论如何确定该信号中的常值重量和周期成分；5、 某一系统的输入信号为 xt ,如输出 yt与输入 xt 相同,输入的自相关函数 R x 和输入输出的相互关函数 R xy 之间的关系为 R x R x T ,试说明该系统起什么作用？6、 应用巴塞伐尔定理求sinc2 tdt的积分值；第六章振动测试（一）填空题1、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动,位移共振频率度共振频率系统固有频率,加速度共振频率系统固有频率, 速系统固有频率；名师归纳总结 2、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动,在相位共振处位移始终落后于激振力90 第 5 页,共 8 页度；3、 单自由度系统基础运动所引起的受迫振动,当激振频率远大于固有频率时,质量块和壳体之间的相对运动和基础振动近于相等；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4、 鼓励方式分为,；5、 按所测的振动性质可将拾振器分为和；、的6、 阻抗头的前端是,后面是测量激振点响应的；7、 压 电 式 传 感 器 的 测 量 电 路 （ 即 前 置 放 大 器 ） 有 两 种 形 式 ：和；8、 机械系统的主要振动参数是,和；9、 相对法校准传感器时,经国家计量等部门严格校准过的传感器起着“ 振动标准传递”作用,称为传感器；（二）判定对错题（用或× 表示）1、 压电式加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽；（）（）2、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率；（）3、 压电式加速度计手持探针法测振时,加速度计的使用上限频率最低；4、 压电式加速度计的重量越轻,使用上限频率越高,灵敏度越低；（）5、 涡流位移传感器属于肯定式拾振器；（）6、 低频激振时,激振器的安装固有频率应比激振频率高3 倍以上；（7、 快速正弦扫描激振属于宽带激振法；（）8、 脉冲锤的锤头越软,就鼓励的频率范畴越大；（）9、 在振动测试中,测得的鼓励和响应之间的相位差包括了测试系统中全部仪器的相移；（）（三）简答和运算题1、 对单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动,分别写出其位移频响函数、速度频响函数、加速度频响函数；2、 对单自由度系统基础位移所引起的受迫振动,分别写出其相对位移频响函数、肯定位移频响函数；3、 对于压电式加速度计,画出其工作原理图,并说明为什么其上限频率取决于固有频率？4、 对于磁电式肯定速度计,画出其工作原理图,并说明为什么其下限频率取决于固有频 率？5、 如何用实频曲线估量系统的固有频率和阻尼比？画图说明；参考答案第一章 信号及其描述（一） 1、信号； 2、时间（ t）,频率（ f）；3、离散性,谐波性,收敛性；4、准周期,瞬态非周期； 5、均值x,均方值2 x,方差2 x；6、偶,奇；（二） 1、； 2、； 3、 ； 4、 ； 5、；（ 三 ） 1 、2x 0,x0； 2 、 0 ,x02,0x01ta； 3 、a0Af； 4 、22cosj22f T；5、242f22j4fa；Tsinc2f0TTsinc其次章测试装置的基本特性0名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - （一） 1、1/2,1/2,45 ；2、123；3、傅立叶变换法,滤波器法；4、A 0ejt0；5、被测量； 6、线性；（二）（4）（3）（2）（4）（ 2）（3）（1）（三） （四）略第三章 常用传感器（一） 1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电；2、金属丝的几何变形,半导体材料的电阻率变化； 3、差动； 4、电荷,电压,电荷；5、涡电流； 6、mv / m/s ；7、压电效应；（二）（2）（3）（4）（2）（ 3）,（3）（4）（4）（2）（三） （四）略第四章 信号调理、处理和记录（一） 1、电压或电流；2、鼓励电压； 3、桥臂数； 4、相乘,相乘； 5、鉴频； 6、幅值,频率 ； 7 、 幅 频 特 性 曲 线 降 为 最 大 值 的 1 倍 时 对 应 的 频 率 为 截 止 频 率 ；2B f c 2 f c 1；f c 2 2 f c 1,8、大；（二）（1）（1）（3）（2）（ 4）（三）（四）略第五章信号处理初步；（一）1、概率密度函数, 自相关函数； 2、带通滤波法, 傅立叶变换法； 3、有限带宽,fs2fh4、100；5、2 x,0； 6、相干函数； 7、A,A； 8、周期图法； 9、功率密度,能谱； 10、时域,频域；（二） 1、 ； 2、； 3、； 4、； 5、 ； 6、 ； 7、 ；（三） 1、RxAA 02A 12cos11A 22cos2,A2222；22Sx2A 12104422、Rsinxy；3、同频相关、不同频不相关；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4、信号的常值重量为其自相关函数均值的开方,的频率相同、幅值成比例关系；周期成分与其自相关函数周期成分第六章5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前T；6、sinc2 tdt21/21 df；1/2振动的测试（一） 1、小于,等于,大于；2、90；3、远大于； 4、稳态正弦激振,随机激振,瞬态激振；5、相对式,肯定式；6、力传感器,加速度计；7、电荷放大器,电压放大器；8、固有频率,阻尼比,振型；9、参考；（二） 1、 ； 2、 ； 3、； 4、； 5、 ； 6、； 7、； 8、 ； 9、；（三）略名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页