2022年机械工程测试技术试题及答案 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一、填空每空 1 份,共 20 分1.测试技术的基本任务是 猎取有用的信息2.从时域看,系统的输出是其输入与该系统脉冲响应函数的卷积；3.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 或 为独立变量；4.假如一个信号的最高频率为 象,采样频率应当大于 100Hz；50Hz,为了防止在时域采样过程中显现混叠现5.在桥式测量电路中, 依据其鼓励电压或工作电压或桥压或电源的性质,可将其分为直流电桥与沟通电桥；6. 金 属 电 阻 应 变 片 与 半 导 体 应 变 片 的 主 要 区 别 在 于 ：前 者 利 用 导体机械形

2、变 引起的电阻变化, 后者利用 半导体电阻率的 或半导体压阻效应变化引起的电阻变化；7.压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的；8.带通滤波器的上下限截止频率为 fc2、fc 1,其带宽 B = f c 2 f c 1；假设其带宽为 1/3 倍频程就 fc2 = 3 2 fc1；9.属于能量掌握型的传感器有 电阻式传感器、涡电流传感器 电容式传感器、电感式传感器等；10. 依据载波受调制的参数不同,调制可分为调幅、调频、调相；11. 相关滤波的工作原理是同频相关不同频不相关 / 同频检测原理12 测试装置的动态特性可以用传递函数、频率响应函数和脉冲响应函数进行数学描述；二、挑选题把正

3、确答案前的字母填在空格上,每题1 分,共 10 分1不能用确定的数学公式表达的信号是 D 信号；A 复杂周期 B 非周期 C 瞬态 D 随机2平稳随机过程必需 B ；A 连续 B 统计特点与时间无关 C 各态历经 D 统计特点等于时间平均3一阶系统的动态特性参数是 C ；A 固有频率 B 阻尼比 C 时间常数 D 灵敏度4系统在全量程内,输入量由小到大及由大到小时,对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为 A ；A 回程误差 B 肯定误差 C 相对误差 D 非线性误差5电阻应变片的输入为 B ；A 力 B 应变 C 速度 D 加速度6D 用于评判系统的输出信号和输入信号之

4、间的因果性；A 传递函数 B 相互关函数 C 互谱密度函数 D 相干函数7为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度,应选用 B 放大器；A 电压 B 电荷 C 微分 D 积分8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D 传感器；B 压电式C 电阻式D 电涡流式A 电容式1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9 信号分析设备可分析的频率低于磁带记录仪记录信号的频率,可将磁带B ,也可到达分析的目的；D 多放几次 D 不存在 ,每A 重放速度放快B 重放速度放慢C 重放速度不变10. 一阶系统的阶

5、跃响应中,超调量D ；A 存在,但 5B 存在,但1 C 在时间常数很小时存在三、判定题用或 表示,在正确的题目对应的括号里填,反之填 题 1 分,共 10 分1F 非周期信号的频谱是连续的；2 T 传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同；3 F 调幅波是载波与调制信号的叠加；4T 涡流传感器属于有源传感器；5T 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量；6 T 窗函数频谱的主峰瓣越窄,旁瓣幅度越小,用其截取信号所引起的误差越小；7 F 恒带宽滤波器的中心频率越高,其带宽越宽；8 T 随机激振属于宽带激振法；9 F 压电式加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽；10. T 假设系统是完全线性的

6、,就输入输出的相干函数肯定为1sin51；四、简答题每题5 分,共 30 分0t1已知周期方波的傅立叶级数绽开式为x t8Asin0t1sin30t35试绘出该周期方波的单边幅值谱,并说明其频谱特点；频谱特点：离散性、谐波性、递减性 3分 每答对一个得 1 分2二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试,如何确定其取值范畴？固有频率 n 和阻尼比 3 分 每答对一个得 1.5 分 ；为了实现不失真 , 阻尼比 n 2 分 每答对一个得 1 分3何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？输出 yt 与输入 xt 满意关系 yt=A 0xt-t 0, 其中 A0

7、和 t 0为常数, 就为不失真测试； 2 分或者用文字描述上述关系, 描述正确 2 分,不完整 1 分,错误不得分；实现不失真测试的测试装置的幅频特性为 A = A02 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 相频特性为 =0t 1.5分或者用文字表述,表述正确同样得分；4信号的预处理包括那些环节？1电压幅值调理或者放大 1分 1分2滤波或者滤去高频 2分3隔离直流重量或者隔直 1分4如原信号进行调制,就应先进行解调或者解调5为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平稳旋钮外,仍设有电容平稳旋 钮？动态电阻应变仪采纳的是纯电

8、阻沟通电桥1 分,即使各桥臂均为电阻,由于导线间存在分布电容1 分,相当于在各桥臂上并联了一个电容,因此,除了电阻平稳外,仍须有电容平稳3 分； 5 分6测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图 1,问：图 1（1） 这一波形是自相关函数仍是相互关函数？为什么？（2）从波形中可以获得信号的哪些信息？ 1 1 分1相互关函数,由于是非奇非偶函数； 2分2频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同 1分相位信息： 两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半分五、运算题共 14 分16 分已知低通滤波器的频率响应函数为H11,式中0 .05st45时,求滤

9、波器的稳态输出yt.；j0.5cos100t当输入信号为x t.06cos60 tx t.06cos60 t.05cos 100t4545令x 1 t06.cos60 t,x 2 t.05cos 100依据线性系统频率保持性和幅频相频特性由111A112,tan60,可以得到：A016020.316 1 分. 053 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1arctgarctg0.0560 71 .565 1分y 1 t.060. 316cos60 t71. 565.01896cos60t71 .565由2100,可以

10、得到：分A210110020.196 1分. 05arctgarctg.00510078 .69 12y2t0.196.05cos 100t4578. 690. 098cos 100t123.69由线性系统的叠加性可得y ty 1 ty 2t0. 1896cos60t71.5650.098cos 100t123.69的固24 分有一信号xtAcost,初始相角为一随机变量；试求1求其自相关函数； 2确定其均值和方差；自相关函数：Rxlim1Txtx t dt 1分T0 =lim1TAcostAcostdtT0 =A2cos 1分2均值：x1T 0x tdt=1T0Acostdt=0 1 分2

11、T 02 T 0T 0T022方差：x21T 0x txdtA22 T0T02234 分以阻值R120,灵敏度S2 .5的电阻丝应变片与阻值为120定电阻组成电桥,供桥电压为4V,并假定负载电阻无穷大,当应变片的应变为 1000 时,分别求出单臂、双臂电桥的输出电压单臂：u y4Ru01Ru01Su01.25100010642.5103V 2分R4R44双臂：u y2Ru01Ru01Su01.25100010645103V 2分R2R22复习题第一章 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 是电信号；,其中

12、目前应用最广泛的2、 信号的时域描述, 以为独立变量；而信号的频域描述, 以为4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 独立变量；信号的频谱具有三个特3、 周期点：机,信信号和,域；特；参数4、 非周期信号包括信号；5、 描述随号的时征有、6、 对信号的双边谱而言,实频谱幅频谱总是 总是 对称；二判定对错题用或 表示对称,虚频谱相频谱1、 各态历经随机过程肯定是平稳随机过程； px；2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量；3、 非周期信号的频谱肯定是连续的； 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样；5

13、、 随机信号的频域描述为功率谱； 三简答和运算题1、 求正弦信号x tx 0sint的肯定均值|x|和均方根值 xrms；2、 求正弦信号x tx 0sint的均值x,均方值2 x,和概率密度函数3、 求指数函数x tAeata0 ,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x teatsin0ta0,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 H j 1,输入信号 x t sin t,就输出信号 y t 的频2 j 1 2率为,幅值 y,相位；22、 试求传递函数分别为3 . 5 1s .

14、50 . 5 和s 2.1 414 n ns n 2 的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度；3、 为 了 获 得 测 试 信 号 的 频 谱 , 常 用 的 信 号 分 析 方 法 有、和；4、 当 测 试 系 统 的 输 出 y t 与 输 入 x t 之 间 的 关 系 为 y t A 0 x t t 0 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 6、 一个抱负的测试装置,其输入和输出之间应当具有二挑选题越小；关系为最正确；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

15、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 Q 1 和 Q 2 ,就两环节串联组成的测试系统,其相频特性为；5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1Q 1Q 22Q 1Q 23Q 1 Q24Q 1Q2Q 1Q24、 一阶系统的阶跃响应中,超调量；倍所经过的时间1存在,但 52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

16、动态特性参数,可取输出值到达稳态值作为时间常数；10.632 20.865 30.950 4三判定对错题用或 表示1、 一线性系统不满意“ 不失真测试” 条件,假设用它传输一个 输出波形失真；1000Hz 的正弦信号,就必定导致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；Hs,而与该系统的物理模3、 当输入信号xt肯定时,系统的输出yt将完全取决于传递函数型无关；4、 传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同；5、 测量装置的灵敏度越高,其测量范畴就越大；6、 幅频特性是指响应与鼓励信号的振幅比与频率的关系；四简答和运算题1、 什么叫系统的频率响

17、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？14、 某 测 试 装 置 为 一 线 性 时 不 变 系 统 , 其 传 递 函 数 为 H s ； 求 其 对 周 期 信0 . 005 s 1x t 0 5. cos 10 t 0 . 2 cos 100 t 45 的稳态响应 y t ；15、 将信号 cos t 输入一个传递函数为 H s 的一阶装置,试求其包括瞬态过程在内的输出1 sy t 的表达式；第三章 常用传感器一填空题1、 属于能量掌握型的传感器有 等每个至少举例两个 ；等,属于能量转换型的传感器有2、

18、 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 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,实际应用经经常采纳 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沟通磁场中的 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；二挑选题1、 电阻应变片的输入为；6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料

19、- - - - - - - - - 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

20、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 1k12 k3k24k29、 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；2、 涡流式传感器属于能量掌握型传感器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；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,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,仍能测量哪些非电量？4、 电涡

21、流传感器能否测量塑料物体移动的位移？假设能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应实行什么措施改良,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 1

22、00 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 输出的装置；2、 在桥式测量电路中,依据 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 路；4、 调幅是指一个高频的正余弦信号与被测信号 而变化；信号调幅波可以看作是载波与调制波的可将其分为半桥与全桥测量电,使高频信号的幅值随被测信号的；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5、 调频波的解调又称为；与

23、信号电压6、 调频是利用信号电压的掌握一个振荡器, 使其输出为等幅波, 而成正比；7、 常用滤波器的上、下截止频率cf 1、cf2的定义为；,其带宽B,假设为倍频程滤波器cf 1与cf2的关系为8、 RC 低通滤波器中 RC 值愈,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 1R 2R 3R 4；工作时R 1R 12 R 1,就电桥输出电压ey；e 为电桥的电源电压；14R 1e 022R 1e 03R 1 e 0R 142R 1e 0R 1R 1R 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

24、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2f0区间急剧衰减, 这叫滤波器；1低通2高通3带通4带阻Q 等于；5、 一带通滤波器,其中心频率是0f ,-3dB 带宽是B,就滤波器的品质因数1f 0B2f 0B3f 0B4f 0B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；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值越大,其频率挑选性越好；4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器；四简答和运算题1、 何谓电桥平稳？要使直流电

25、桥平稳,桥臂参数应满意什么条件？沟通电桥应满意什么条件？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；120的固定电阻组成电桥,供桥电5、 以阻值R120,灵敏度S2的电阻丝应变片与阻值为压V 03 V,假设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xmt为调幅波如下图6、 假设x t为调制信号,y tcos 2f0t为载波,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 信号处理初步一填

26、空题1、 为了识别信号类型,常用的信号分析方法有、和；、,仍应2、 为 了 获 得 测 试 信 号 的 频 谱 , 常 用 的 信 号 分 析 方 法 有和；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使采样频率满意采样定理即；8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4、 假如一个信号的最高频率为 50Hz,为了防止在时域采样过程中显现混叠现象,采样频率应当大于 Hz；5、 假 设 xt 是 均 值 为 ux 为 零 的 宽 带 随 机 信 号 其 自 相 关 函 数 =0 时Rx ,时 Rx ；

27、6、用于评判系统的输出信号和输入信号之间的因果性；27、 假设某一信号的自相关函数为 A cos ,就该信号的均方值为 x=,均方根值为xrms= ；8、 最常用的功率谱估量方法为；29、Sx f 为信号的 沿频率轴的分布,X f 称为；10、巴塞伐尔定理表示在 中运算的信号总能量,等于在 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； 2、 A/D 转换器的位数越多,就量化误差越小； 3、 对于周期信号,经整周期采样后,可完全防止栅栏效应；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；5、 相互关函数是偶实函数； 6、 利用系

28、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；7、 假设系统是完全线性的,就输入- 输出的相干函数肯定为1；三简答和运算题1、 已知信号xtA 0A 1cos1 t1A 2sin2t2,求信号的自相关函数R x,并画出自功率谱S x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,假设输出 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

29、 R x T ,试说明该系统起什么作用？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；2 25、均值 x,均方值 x,方差 x；6、偶,奇；二 1、； 2、； 3、 ； 4、2 ；5、；三1、2x ,x 0；2、0,0x,1；3、A；4、T sin c 2 f 0 T T sin c 2 f 0 T；2 2 x 0 cos t a j 2 f5、0；2 2 2 2a 4 f 0 j 4 fa其次章 测试装置的基本特性一 1、1/2,1 / 2,45 ；2、123；3、傅立叶变换法,滤波器法；4、A 0 e j t 0；5、被测量

30、；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名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；二23423,3442三 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；B f c 2 f c 1；2

31、f c 2 2 f c 1,8、大； 二11324三四略第五章 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,f s 2 f h；24、100；5、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、Rx A 0 2 A 1 2cos 1 A 2 2cos 2,Sx A 0 2 A 1 2 1 1 A 2 2 2 2 ；2 2 4 42、R xy 2 sin；3、同频相关、不同频不相关；4、信号的常值重量为其自相关函数均值的开方,相同、幅值成比例关系；周期成分与其自相关函数周期成分的频率5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前T；6、sinc2tdt2/121 df；1/210 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页