西南科技大学《机械工程测试技术基础》试题复习题及答案

一、填空（每空一、填空（每空 1 1 份，共份，共 2020 分）分） 10测试技术的基本任务是获取有用的信息 11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。 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 或为独立变量。 3． 如果一个信号的最高频率为50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 100Hz Hz。 4． 在桥式测量电路中，根据其激励电压的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。 5． 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 导体机械形变引起的电阻变 化，后者利用半导体电阻率的化引起的电阻变化。 10压电式传感器是利用某些物质的压电效应而工作的。 6． 带通滤波器的上下限截止频率为 fc2、fc1，其带宽 B f c2  f c1；若其带宽为 1/3 倍频程则 fc2 fc1。 7． 属于能量控制型的传感器有电容式传感器、电感式传感器等等。 10根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、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题 1 1 分，共分，共 1010 分）分） 不能用确定的数学公式表达的信号是信号。15 D B C A B 610 D B D B D 1． A复杂周期B 非周期C 瞬态D 随机 2． 平稳随机过程必须。 A连续B 统计特征与时间无关C各态历经D 统计特征等 于时间平均 3． 一阶系统的动态特性参数是。 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回程误差B 绝对误差C 相对误差D 非线性误差 5． 电阻应变片的输入为。 A力B应变C速度D 加速度 6．用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。 A 传递函数B 互相关函数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 传感器。A 电容式B 压电式C 电阻式D 电涡流式 9 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，也可达到分析 的目的。 A重放速度放快B 重放速度放慢C 重放速度不变D 多放几次 10. 一阶系统的阶跃响应中，超调量。 A 存在，但5％B 存在，但1C 在时间常数很小时存在D 不存在 四、简答题（每题四、简答题（每题 5 5 分，共分，共 3030 分）分） 1． 已知周期方波的傅立叶级数展开式为 xt  8A 11 sin  0t  sin3 0t  sin5 0 t     35  试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。 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，如何确定其取值范围 固有频率n和阻尼比为了实现不失真,阻尼比取值 0.6 0.8; 工作频率取值小于等于 0.58n 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满足关系 ytA 0 xt-t0, 其中 A 0和 t0为常数, 则为不失真测试。 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 Aω A 0 常数 1.5 分 相频特性为φωt0 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 （2）滤波（或者滤去高频） 2 分 （3）隔离直流分量（或者隔直） 1 分 （4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 5． 为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮 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还是互相关函数为什么（2）从波形中可以获得信号的哪些信息 3. 输出 yt与输入 xt满足关系 ytA 0 xt-t0, 其中 A 0和 t0为常数, 则为不失真测试。 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 Aω A 0 常数 1.5 分 相频特性为φωt0 1.5 分 4. （5 分） （1）电压幅值调理（或者放大） 1 分 （2）滤波（或者滤去高频） 2 分 （3）隔离直流分量（或者隔直） 1 分 （4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调） 1 分 5. （5 分）动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（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，除了电阻平衡外，还须有电容平 衡（3 分） 。 5 分 6. （5 分） （1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。 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 1 分 幅值信息此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1 分 五、计算题（共、计算题（共 1414 分分） 1． （（6 6 分）分）已知低通滤波器的频率响应函数为 1 ，式中  0.05s 1 j 100t  45 时，求滤波器的稳态输出 yt 当输入信号为xt  0.6cos60t  0.5cos H  2． （（4 4 分）分）有一信号xt  Acos t  ，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。 3． （（4 4 分）分）以阻值R 120，灵敏度S  2.5的电阻丝应变片与阻值为120的固定电阻组成电桥， 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 图 3 b 参考答案参考答案 一、填空 每空 1 分，答对得分，答错不得分，共 20 分 1． 获取有用的信息 2． 脉冲响应函数 3． 时间t、频率 f 或 4． 100Hz 5． 激励电压（或工作电压或桥压或电源） 6． 导体机械形变、半导体电阻率的（或半导体压阻效应） 7． 压电效应 8． f c2  f c1 、 3 2 （或 1.26） 9． 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，答对任何两个均得 2 分 10．调幅、调频、调相 11．同频相关不同频不相关/同频检测原理 12．传递、频率响应、脉