2022年完整word版,机械工程测试技术试卷及答案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一、填空题( 20 分,每空 1 分)1. 测试技术是测量和试验技术的统称;工程测量可分为 静态测量 和 动态测量;2. 测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差;3. 将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度,改善非线性,进行 温度 补偿;4. 为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差,工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻 桥臂上;5调幅信号由载波的 幅值携带信号的信息,而调频信号就由载波的 频率 携带信号的信息;6绘制周期信号 x t 的单边频谱图,依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数,而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各
2、项系数;7信号的有效值又称为均方根值,有效值的平方称为 均方值 2 ,它描述测试信号的强度 信号的平均功率 ;8确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类,前者频谱特点是离散的,后者频谱特点是连续的;9. 为了求取测试装置本身的动态特性,常用的试验方法是频率响应法和t0阶跃响应法;10. 连续信号x t 与 tt0进行卷积其结果是:x t tx tt0;其几何意义是把原函数图像平移至0t 位置处;二、挑选题( 20 分,每题 2 分)1直流电桥同一桥臂增加应变片数时,电桥灵敏度将C ;A增大 B削减 C.不变 D. 变化不定2调制可以看成是调制信号与载波信号A ;A 相乘 B相加 C相减 D.相
3、除3描述周期信号的数学工具是D ;A相关函数 B拉氏变换 C傅氏变换 D.傅氏级数4以下函数表达式中,B 是周期信号;Ax t 5cos10t当t00当t01 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - Bx t 20 eatcos20ttC 5sin 20 t 10cos10 t t 5时域信号的时间尺度压缩时,就其频带的变化为 B ;A频带变窄、幅值增高 B 频带变宽、幅值压低C频带变窄、幅值压低 D 频带变宽、幅值增高6非线性度是表示定度曲线 A 的程度;A偏离其拟合直线 B接近真值 C 正反行程的不重合7一般来说,测
4、试系统的灵敏度越高,就其测量范畴 B ;A越宽 B越窄 C不变8. 以下哪一种敏锐元件 不属于 弹性式压力敏锐元件(D)A. 波登管 B膜片C波纹管 D电阻应变片9. 对于单向应力状态的测量,贴应变片时,应变片的方向与主应力方向应当相交成(A)A.0 B45 C90 D3010二阶装置引入合适阻尼的目的是(C);A使系统不发生共振 B使得读数稳固 C 获得较好的幅频、相频特性三、简答题(共 30 分)1. 信号分析和处理必需遵循的原就有哪几点?(4 分)答: 各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系,并尽量不失真;(2) 尽可能减小或排除各种干扰;(2)2. 周期信号的频谱具有哪几个特点
5、?(6 分)答: 周期信号的频谱是离散的;(2) 每条谱线只显现在基波频率的整倍数上,基波频率是各重量频率的公约数;(2) 各频率重量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角;工程中常见的周期信号,其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的;因此,在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波重量;(2)3. 现有电阻 R 和 R ,电感 L 和电容 C,连结成四臂沟通电桥,试画出能满意电桥平稳的正确接桥方法,并写出该电桥的平稳条件;(设鼓励为 iu ,输出为 u );( 5 分)答:正确的接桥方法如下列图:(3)2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学习资料 - - -
6、 - - - - - - 电桥的平稳条件是:R R 2 jwL 1 L(2)jwC C4. 有人在使用电阻应变片时,发觉灵敏度不够,于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度;试问,在半桥上各串联一片的情形下,是否可以提高灵敏度?为什么?(5 分)答:不能提高灵敏度;由于半桥双臂时,其输出电压为:u o1uiR(2)R(2)2R2R当量桥臂各串联电阻应变片时,其电阻的相对变化量为2 RR即仍旧没有发生变化,故灵敏度不变;要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接;这时u ou iR;(1)5 分)R5. 什么是调制和解调?为什么要调制?(答:所谓调制,就是在调制信号(测试信号)的掌握下,使载
7、波信号(工作信号)的某些参数(如幅值、频率、相位)发生变化的过程;(2)解调,就是从已调制波中复原出调制信号的过程一般的被测量,如力、位移、应变等,经传感器检测变换后,经常是一些缓变的电信号;(1)经过调制后,采纳沟通放大, 比直接用直流放大,成效好; 另外,调制波抗干扰才能强,也便于传输;(2)6. 在机械工程中常见的有哪些参数的测量?(5 分)答:在机械工程的测试过程中,常见的参数测量有:应力的测量;应变的测量;扭矩的测量、振动信号的测量;声强测量;声发射测量;位移的测量;流量的测量;压力的测量等;(每一种 0.5 分)四、运算题(共 20 分,每道题 10 分)1. 求如下列图三角脉冲信
8、号的频谱;3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - xt A -T/2 0 T/2 t 解: 1. 求如下列图三角脉冲信号的频谱;解:一个周期内的表达式为:x t 2Att0tT0(2)(1)n1 osn1(2)T22ATtT2由于x t 为偶函数,所以b n0,n1,2,3LTAa 01T/ 2x t dt2T/ 22Atdt4 A1t22TT/ 2T0TT22028Aa n2T/ 2x t cosn0tdt4T/ 22Atcosn0tdtTT/ 2T0TT202 2 An 114An1,3,5 Ln2n2 n2,4
9、,6L4A1,3,5 L1cos2nt(1)0出此得x t 的三角函数形式傅里叶级数绽开为x t a0n1a ncosn0tb nsinn0tA22nn2Tn 次谐波重量的幅值A n2 a n2 b n4A(1)n22n 次谐波重量的相位narctanb n(1)an4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 画出 x t 的频谱如下列图;(2)o.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R 1 R 1R 2 R 2120,上下贴片位置对称,应变片的灵敏度系数k2;应变值10103,电桥
10、供桥电压iu3 V ;试分别求出如图组成桥路时的输出电压u解:如图( b)组桥时的输出电压为(5 )u oR 1R 1R 1R 2RRRuiR 1Ru i1uiRui1k u i0.03V如 图RR2R 1R 222 R2(c)组桥时的输出电压为u o2R 1RR 1R 1R 1 R 1 R 1R 2RRRu i(5 ) R 1 R 1R 2 R 2 R 2R2ui1 2u i1R Ru i0.03 4 R2一、填空题( 20 分,每空 1 分) 8、带通滤波器的中心频率 F=500HZ,负 3 分贝点的带宽 B=10HZ,就该滤波器的品质因数 Q=( 50 );1将电桥接成差动方式习以提高
11、灵敏度,改善非线性,进行 温度 补偿;2调幅信号由载波的 幅值 携带信号的信息,而调频信号就由载波的 频率 携带信号的信息;5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3调幅过程在频域相当于频率搬移过程,调幅装置实质上是一个乘法器;4. 测试技术是测量和试验技术的统称;工程测量可分为静态测量和动态测量;测量结果与被测真值之差称为测量误差;5确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类,前者频谱特点是 离散的,后者频谱特点是连续的6绘制周期信号 x t 的单边频谱图, 依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数,而双边频谱图
12、的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数;7周期信号的傅氏三角级数中的 n 是从 0 到 绽开的; 傅氏复指数级数中的 n 是从到绽开的;8周期信号 x t 的傅氏三角级数绽开式中:a 表示 余弦重量的幅值,b 表示 正弦重量的幅值,a 表示直流重量;9余弦函数只有 实频 谱图,正弦函数只有虚频谱图;10 单 位 脉 冲 函 数 t t 0 与 在 0t 点 连 续 的 模 拟 信 号 f t 的 下 列 积 分 :f t g t t 0 dt f t 0 ;这一性质称为 脉冲采样;得分 二、挑选题( 20 分,每题 2 分)1为了保证明现极距变化型差动电容传感器的差动工作,传感器的两个
13、电容应当连接成 a ;A并联电路 B串联电路 C电桥电路2要使 RC低通滤波器的通带加宽,就 RC值应 b ;A. 增加 B削减 C不变3描述非周期信号的数学工具是 c ;A 三角函数 B拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数4以下信号中 c 信号的频谱是连续的;Ax t A sin wt 1 B sin3 wt 2 B x t 5sin 30 t 3sin 50 tatC. x t e sin 0 t5数字信号的特点是 b ;A时间上离散、幅值上连续 B时间、幅值上均离散C时间、幅值上都连续 D时间上连续、幅值上量化6测试装置能检测输入信号的最小变化才能,称为 d ;6 名师归纳总结 -
14、- - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - A. 精度 B灵敏度 C精密度 D.辨论率7测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是( b );A卷积 B傅氏变换对 C 拉氏变换对 D微分8多种信号之和的频谱是 c ;A. 离散的 B. 连续的 C. 随机的 D. 周期的09二阶装置,用相频特性中 w 90 时所对应的频率 w 作为系统的固有频率的估量值,该值与系统阻尼率的大小(b );A有关 B无关 C略有关系 D有很大关系10. 滤波器的上、下截止频率为 f c 2 , f c 1,中心频率 0f ;就它们的关系是 a ;A0f =
15、 f c 2 f c 1 B 0f = f c 2 f c 1 C. 0f = f c 2 f c 12 2三、简答题(共 30 分)1. 测量按测量值获得的方法进行分类有哪些?(6 )答:直接测量指无需经过函数关系的运算,直接通过测量仪器得到被测值得测量;(等精度直接测量和不等精度直接测量);( 2 )间接测量指在直接测量值的基础上,依据已知函数关系,运算被测量的量值的测量;(2 )组合测量指将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程(函数关系),通过解方程组得到被测值得方法;(2 )2. 重复性误差和迟滞误差有何区分 . (6 )答:重复性是指测试装置在输入按同一方向做全量
16、程连续多次变动时,所得特性曲线不一样的程度;一般来说正行程的最大重复性偏差为 R max1,反行程的最大重复性偏差为 R max 2,重复性误差取这两个最大偏差中的较大者,再以满量程输出 y fs 的百分数表示;即R maxr R 100%(3 )y fs迟滞是测试装置在正反行程中输入输出曲线的不重合程度;即式中,Hmaxr HHmax100%yfs是正反行程间,对于同一输入虽的最大差值;(3 )7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3. 什么是不失真测试,不失真测试的条件是什么?(4 )答:如 A 0,t 0 都
17、是 常数 ,假如一个测试装置,就有 y t A 0 x t t 0 ,即认为该测试装置实现了 不失真测量 ;(2 )这说明,输出信号较输入信号,幅值放大了 A 倍,时间上滞后了 0t ,波形一样;对上式作傅里叶变换,有 Y A 0 e jt 0X ;所以,如要实现输出波形不失真,其幅频、相频特性应满意如下 条件 A A 0 常数; t 0;(2 )4. 下面四个图分别是哪一种滤波器的幅频曲线特性图,并说明各自的工作特点;(4 )答:低通滤波器 0 f f 2 之间为通频带,f 2f 的频率成分极大地衰减;(1 )高通滤波器 f1 f 之间为通频带,f 1f 的频率成分极大地衰减; (1 )带通
18、滤波器 f 1 f f 2 之间为通频带,其它的频率成分极大地衰减;(1 )带阻滤波器 f 1 f f 2 之间为阻带频率,其它的频率成分通频带;(1 )5. 试表达信号的采样和截断的过程是怎样实现的,结果如何?(5 )答:采样就是对时间历程 x t 进行等时间距离的信号“ 摘取”,以便于运算机的储备和运算分析;(2 )而由由于运算机只能对有限长的信号进行处理,所以,必需截断过长的信号时间历程 x t 进行截断,即对信号加窗;所加窗宽为 T 的矩形窗函数 w t ,其傅里叶变换 W f 是一个无限带宽的 sinc 函数;(2 )采纳矩形窗函数 w t 截断采样信号,就是将采样信号 x t s
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