2022年《测试技术》习题答案.docx

《2022年《测试技术》习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年《测试技术》习题答案.docx（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载绪 论 1 .举例说明什么是测试？答： 1 测试例子：为了确定一端固定的悬臂梁的固有频率,我们可以采纳锤击法对梁进行激振,再利用压电传感器、 电荷放大器、 波形记录器记录信号波形, 由衰减的振荡波形便可以运算出悬 臂梁的固有频率；（2）结论：由本例可知： 测试是指确定被测对象悬臂梁的属性固有频率的全部操作,是通过肯定的 技术手段激振、拾振、记录、数据处理等,猎取悬臂梁固有频率的信息的过程；2. 测试技术的任务是什么？答：测试技术的任务主要有 :通过模型试验或现场实测,提高产品质量；通过测

2、试,进行设备强度校验,提高产量和质量；监测环境振动和噪声,找振源,以便实行减振、防噪措施；通过测试,发觉新的定律、公式等；通过测试和数据采集,实现对设备的状态监测、质量掌握和故障诊断；3. 以方框图的形式说明测试系统的组成,简述主要部分的作用；（1） 测试系统方框图如下：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载（2）各部分的作用如下：传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件；信号

3、的调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式；信号处理环节可对来自信号调理环节的信号,进行各种运算、滤波和分析；信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮；模数（ A/D ）转换和数模（ D/A ）转换是进行模拟信号与数字信号相互转换,以便用运算机处理；2 .求正弦信号的肯定均值和均方根值；解12细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载5. 设有一时间函数 f

4、t 及其频谱如下列图；现乘以余弦函数 cos 0t（0 m）；在这个关系中函数 f t 称为调制信号, 余弦函数 cos 0t 称为载波；试求调幅信号的 f t cos 0t 傅氏变换,并绘制其频谱示意图；又：如0m将会显现什么情形？解：1 令2 依据傅氏变换的频移性质,有：频谱示意图如下：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3 当0优秀学习资料欢迎下载显现混叠,不能m时,由图可见,通过滤波的方法

5、提取出原信号f t 的频谱；,求该信号的均方值；1. 已知信号的自相关函数解：（ 1）该信号的均值为零,所以；（2）；（3）2 .求的自相关函数 .其中解：瞬态信号的自相关函数表示为：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3. 求初始相角优秀学习资料欢迎下载的自相关函数,假如为随机变量的正弦函数,有何变化？的正弦函数,是一个零均值的各态（1）具有圆频率为、幅值为 A、初始相交为历经随机过程；其平均值

6、可用一个周期令,就,的平均值运算；其自相关函数为（2）当时,自相关函数无变化；7.车床加工零件外圆表面经常产生振纹,表面振纹主要是由转动轴上齿轮的不平稳惯性力使主轴箱振动而引起的；振纹的幅值谱 A f 如题图 a）所示,主轴箱传动示意图如题图 b 所示；传动轴 1、2、3 上的齿轮齿数分别为,传动轴转速 n1=2000r/min ,试分析哪一根轴上的齿轮不平稳量对加工表面的振纹影响大？为什么？a 振纹的幅值谱b 主轴箱传动示意图解：（ 1）运算轴的转速和频率：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 12 页 - - - - - -

7、 - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（2）判别 : 由运算结果知优秀学习资料欢迎下载12. 什么是泄漏？为什么产生泄漏？窗函数为什么能削减泄漏？解：1信号的能量在频率轴分布扩展的现象叫泄漏；2由于窗函数的频谱是一个无限带宽的函数,即是 为无限带宽的信号,所以会产生泄漏现象；xt 是带限信号,在截断后也必定成3尽可能减小旁瓣幅度,使频谱集中于主瓣邻近,可以削减泄漏；13. 什么是 “ 栅栏效应” ？如何削减“ 栅栏效应” 的影响？解：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；其成效有如透过栅栏的缝隙观看外景一样,

8、 只有落在缝隙前的少量景象被看到,种现象为栅栏效应；其余景象都被栅栏拦住, 称这2时域采样时满意采样定理要求,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；的影响；15. 频率混叠是怎样产生的,有什么解决方法？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载答：1当采纳过大的采样间隔 对两个不同频率的正弦波采样时,将会得到一组相同的采样值,造成无法

9、辩识两者的差别, 将其中的高频信号误认为低频信号,于是就显现了所谓的混叠现象；2为了防止频率混叠,应使被采样的模拟信号（）成为有限带宽的信号,同时应使采样频率 大于带限信号的最高频率 的倍；16. 相关函数和相关系数有什么区分？相关分析有什么用途,举例说明；答：1通常,两个变量之间如存在着一一对应关系,就称两者存在着函数关系,相关函数又分为自相关函数和相互关函数；当两个随机变量之间具有某种关系时,随着某一个变量数值的确定,另一变量却可能取很多不同的值,但取值有肯定的概率统计规律,这时称两个随机变量存在相关关系,对于变量和之间的相关程度通常用相关系数 来表示；2在测试技术技术领域中,无论分析两个

10、随机变量之间的关系,仍是分析两个信号或一个信号在肯定时移前后的关系,都需要应用相关分析；例如在振动测试分析、雷达测距、声发射探伤等都用到相关分析；第三章1. 说明线性系统的频率保持性在测量中的作用；答：（1）线性系统的频率保持性,在测试工作中具有特别重要的作用；由于在实际测试中,测试得到的信号经常会受到其他信号或噪声的干扰,这时依据频率保持特性可以认定测得信号中只有与输入信号相同的频率成分才是真正由输入引起的输出；（2）同样,在故障诊断中,依据测试信号的主要频率成分,在排除干扰的基础上,依据频率保持特性推出输入信号也应包含该频率成分,通过查找产生该频率成分的缘由,就可以诊断出故障的缘由；细心整

11、理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载2. 在使用灵敏度为 80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时,第一将他与增益为5mV/nC的电荷放大器相连,电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上, 试求该压力测试系统的灵敏度；当记录仪的输出变化 30mm时,压力变化为多少？2 解：（ 1）求解串联系统的灵敏度；（2）求压力值；3. 把灵敏度为的压电式力传感器与一台灵敏度调到的

12、电荷放大器相接,求其总灵敏度；如要将总灵敏度调到解：,电荷放大器的灵敏度应作如何调整？4.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畴是多少？解： （1）已知条件；（2）温度计为一阶系统,其幅频特性为细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载（3）输入为 200、400时,其输出为：y=Aw

13、200=200.7 y=Aw 400=401.4 5.用一阶系统对 100Hz的正旋信号进行测量时, 假如要求振幅误差在 10%以内, 时间常数应为多少？假如用该系统对 50z 的正旋信号进行测试时, 就此时的幅值误差和相位误差是多少？解：（ 1）一阶系统幅频误差公式；幅值误差为： 2.9%,相位差为:-67.5407.用传递函数为 的一阶测量装置进行周期信号测量；如将幅度误差限制在5%以下,试求所能测量的最高频率成分；此时的相位差是多少？解：（ 1）已知一阶系统误差公式；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 12 页 - -

14、- - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载（2）解得 w=131.47 8.设一力传感器作为二阶系统处理；已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比为 0.14 ,问使用该传感器作频率为 400Hz正弦变化的外力测试时,其振幅和相位角各为多少？解：（ 1）fn=800HZ, =0.14 , f=400HZ 带入频谱特性；9.5. 为什么电容式传感器易受干扰？如何减小干扰？答：1传感器两极板之间的电容很小,仅几十个 F,小的甚至只有几个 F；2而传感器与电子仪器之间的连接电缆却具有很大的电容,如屏蔽线的电

15、容最小的 l 米也有几个 F,最大的可达上百个 F；这不仅使传感器的电容相对变化大大降低,灵敏度也降低,更严峻的是电缆本身放置的位置和外形不同,或因振动等缘由, 都会引起电缆本身电容的较大变化,使输出不真实,给测量带来误差；3解决的方法,一种方法是利用集成电路,使放大测量电路小型化,把它放在传感器内部,这样传输导线输出是直流电压信号,不受分布电容的影响 ;4另一种方法是采纳双屏蔽传输电缆,适当降低分布电容的影响；由于电缆分布电容对传感器的影响,使电容式传感器的应用受到肯定的限制；6.细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 12

16、页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载10. 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=0.3mm,介质为空气；问 : a 假如极板间距离变化量 =士 lmm,电容的变化量 C是多少 . b 假如测量电路的灵敏度 k1=10Omv/pF, 读数外表的灵敏度 k2=5格/mV,在 =士 1um时,读数外表的变化量为多少 . 答： 1 已知 0=8.85 10 12（F/M）,传感器的灵敏度为 k2）1、 某车床加工外圆表面时, 表面振纹主要由转

17、动轴上齿轮的不平稳惯性力而使主轴箱振动所引起；振纹的幅值谱如题图 8.1a 所示,主轴箱传动示意图如题图 8.1b 所示；传动轴 I 、传动轴 II 和主轴 III 上的齿轮齿数为,；传动轴转速 =2000r/min ；试分析哪一根轴上的齿轮不平稳量对加工表面的振纹影响最大？为什么？a 振纹的幅值谱 b 传动示意图题图 主轴箱示意图及其频谱解： 1）运算各轴的转速和转动频率：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 12 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - -

18、 - - - -轴 I 的转动频率：优秀学习资料欢迎下载Hz 轴 II 的转速：r/min 轴 II 的转动频率：Hz 轴 III的转速：r/min 轴 III的转动频率：Hz 2）判别由运算结果知,轴II的转动频率=25Hz 与幅频图 Af 中最大幅值处的频率相吻合,故知轴II 上的齿轮不平稳量对加工表面的振纹影响最大；3、 用压电式加速度传感器及电荷放大器测量振动,如传感器灵敏度为 7pc/g ,电荷放大器灵敏度为 100mv/pc,试确定输入 a=3g时系统的输出电压；解：1求系统的总灵敏度：系统的总灵敏度为： S=7 pc/g （2）依据已知条件,求解；100 mv/pc =700 mv/ g 当输入 a=3g时,系统的输出电压为： u=aS=3g 700 mv/ g =2100mv细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 12 页 - - - - - - - - -