(完整版)-机械工程测试技术_课后习题及答案(全)
机械工程测试技术基础习题解答
教材:机械工程测试技术基础,熊诗波 黄长艺主编,机械工业出版社,2006年9月第3版第二次印刷。
绪 论
0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答:教材P4~5,二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值的准确和一致? 解答:(参考教材P4~6,二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定) 1、对计量单位做出严格的定义; 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备; 3、必须保存有基准计量器具,包括国家基准、副基准、工作基准等。 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准,将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。 0-3 何谓测量误差?通常测量误差是如何分类表示的? 解答:(教材P8~10,八、测量误差)
0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。 ①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g ③(5.482±0.026)g/cm 2 解答: ①-6
6
7.810/1.01825447.6601682/10±?≈±
②6
0.00003/25.04894 1.197655/10±≈±
③0.026/5.482 4.743±≈‰ 0-5 何谓测量不确定度?国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么? 解答: (1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计,亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 (2)要点:见教材P11。 0-6为什么选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程?为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用?用量程为150V 的0.5级电压表和量程为30V 的1.5级电压表分别测量25V 电压,请问哪一个测量准确度高? 解答: (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如,精度等级为0.2级的电表,其引用误差为0.2%),而 引用误差=绝对误差/引用值
其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程),所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大,引起的绝对误差越大,所以在选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程。 (2)从(1)中可知,电表测量所带来的绝对误差=精度等级×量程/100,即电表所带来的绝对误差是一定的,这样,当被测量值越大,测量结果的相对误差就越小,测量准确度就越高,所以用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用。 (3)150V 的0.5级电压表所带来的绝对误差=0.5×150/100=0.75V ;30V 的1.5级电压表所带来的绝对误差=1.5×30/100=0.45V 。所以30V 的1.5级电压表测量精度高。 0-7 如何表达测量结果?对某量进行8次测量,测得值分别为:802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,
802.46,802.45,802.43。求其测量结果。 解答: (1)测量结果=样本平均值±不确定度 或
?x X x σ
x =+=
(2)8
1
802.448
i
i x
x ==
=∑
0.040356s =
=
?0.014268x σ
== 所以 测量结果=802.44+0.014268 0-8 用米尺逐段丈量一段10m 的距离,设丈量1m 距离的标准差为0.2mm 。如何表示此项间接测量的函数式?求测此10m 距离的标准差。
解答:(1) 10
1
i i L L ==
∑
(2) 0.6mm L σ==
0-9 直圆柱体的直径及高的相对标准差均为0.5%,求其体积的相对标准差为多少?
解答:设直径的平均值为d ,高的平均值为h ,体积的平均值为V ,则
24
πd h V =
V σ===
所以 1.1%V σV ===
第一章 信号的分类与描述
1-1 求周期方波(见图1-4)的傅里叶级数(复指数函数形式),划出|c n |–ω和φn –ω图,并与表1-1对比。
解答:在一个周期的表达式为
00 (0)2() (0)
2
T A t x t T A t ?
--≤?=?
?≤?
积分区间取(-T/2,T/2)
0000000
220
2
00
2
111()d =
d +
d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )L T T jn t
jn t
jn t T T n c x t e
t Ae
t Ae t
T T T A
j
n n n ωωωππ
-----=
-±±±?
?
?
所以复指数函数形式的傅里叶级数为
001
()(1cos )jn t
jn t n n n A
x t c e
j
n e n
∞
∞
=-∞
=-∞=
=--∑∑ωωππ,=0, 1, 2, 3, n ±±±L 。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI
nR A c n n n c ?
=--?±±±?
?=?L ππ
21,3,,(1cos )00,2,4,6, n A
n A c n n n n ?=±±±?
==-=??=±±±?
L L
πππ
1,3,5,2arctan 1,3,5,2
00,2,4,6,nI n nR π
n c π
φn c n ?-=+++???===---??=±±±???
L L
L 没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。
图1-4 周期方波信号波形图
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答:0
000
2200000
224211()d sin d sin d cos T
T
T T
x x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T
T ωT ωπ
====-==???
2
222
00rms
0000
111cos 2()d sin d d 22
T T T
x x ωt
x x t t x ωt t t T T
T
-====???
1-3 求指数函数()(0,0)at
x t Ae a t -=>≥的频谱。
解答:
(2)220
22
(2)
()()(2)
2(2)a j f t
j f t
at j f t
e A A a j
f X f x t e
dt Ae e
dt A
a j f a j f a f -+∞
∞
---∞-∞
-====
=-+++??πππππππ
2
2
()(2)
k X f a f π=
+
Im ()2()arctan
arctan Re ()X f f
f X f a
==-π?
1-4 求符号函数(见图1-25a)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。
|c n | φn
π/2 -π/2 ω
ω
ω0
ω0 3ω0
5ω0
3ω0 5ω0
2A/π
2A/3π 2A/5π 幅频图
相频图
周期方波复指数函数形式频谱图
2A/5π 2A/3π 2A/π -ω0
-3ω0
-5ω0
-ω0 -3ω0
-5ω0 单边指数衰减信号频谱图
f
|X (f )|
A /a
φ(f )
f
π/2
-π/2
a)符号函数的频谱
10
()sgn()10
t x t t t +>?==?
-
t =0处可不予定义,或规定sgn(0)=0。
该信号不满足绝对可积条件,不能直接求解,但傅里叶变换存在。 可以借助于双边指数衰减信号与符号函数相乘,这样便满足傅里叶变换的条件。先求此乘积信号x 1(t)的频谱,然后取极限得出符号函数x (t )的频谱。
10
()sgn()0
at
at
at
e t x t e
t e
t --?>==?- 10
()sgn()lim ()a x t t x t →==
2221122
4()()(2)j f t at j f t at j f t f
X f x t e dt e e dt e e dt j
a f ∞
∞
-----∞
-∞
==-+=-+???πππππ
[]10
1()sgn()lim ()a X f t X f j
f
→===-πF 1()X f f
π=
2
()0
2
f f f π?π??
=??->??
图1-25 题1-4图
a)符号函数
b)阶跃函数
b)阶跃函数频谱
10
()00t u t t >?=?
在跳变点t =0处函数值未定义,或规定u (0)=1/2。
阶跃信号不满足绝对可积条件,但却存在傅里叶变换。由于不满足绝对可积条件,不能直接求其傅里叶变换,可采用如下方法求解。
解法1:利用符号函数
11
()sgn()22
u t t =
+ [][]11
11111()()sgn()()()22
222U f u t t f j f j f f ??????==+=+-=- ???????????δδππF F F ()
2211
()()2U f f f δπ=
+ 结果表明,单位阶跃信号u (t )的频谱在f =0处存在一个冲激分量,这是因为u (t )含有直流分量,在预料
之中。同时,由于u (t )不是纯直流信号,在t =0处有跳变,因此在频谱中还包含其它频率分量。
解法2:利用冲激函数
10()()d 00t
t u t t δττ-∞>?==?
?时
时
根据傅里叶变换的积分特性
1111()()d ()(0)()()222t U f f f f j j f f δττδδππ-∞??
??==?+?=-????????
?F 单位阶跃信号频谱
f
|U (f )|
(1/2) f
φ(f )
0 π/2 -π/2
1()sgn()at x t e t -=符号函数
t
x 1(t ) 0
1
-1
符号函数频谱
f
φ(f )
π/2
f
|X (f )|
-π/2
1-5 求被截断的余弦函数0cos ωt (见图1-26)的傅里叶变换。
0cos ()0
ωt t T x t t T
?=?
≥??
解:0()()cos(2)x t w t f t =π w (t )为矩形脉冲信号
()2sinc(2)W f T Tf =π
()
002201cos(2)2j f t j f t
f t e e
πππ-=
+ 所以002211()()()22
j f t
j f t x t w t e w t e -=+ππ
根据频移特性和叠加性得:
000011
()()()
22
sinc[2()]sinc[2()]
X f W f f W f f T T f f T T f f =-++=-++ππ 可见被截断余弦函数的频谱等于将矩形脉冲的频谱一分为二,各向左右移动f 0,同时谱线高度减小一半。也说明,单一频率的简谐信号由于截断导致频谱变得无限宽。
1-6 求指数衰减信号0()sin at
x t e
ωt -=的频谱
解答:
指数衰减信号
x (t )
f X (f )
T
f 0 -f 0
被截断的余弦函数频谱
图1-26 被截断的余弦函数
t
t
T
-T
T -T
x (t )
w (t )
1
1
-1
()
0001sin()2j t
j t
t e e j
-=
-ωωω 所以()
001()2j t j t
at
x t e
e e j
--=-ωω
单边指数衰减信号1()(0,0)at
x t e
a t -=>≥的频谱密度函数为
1122
1()()j t at j t a j X f x t e dt e e dt a j a ∞
∞
----∞
-===
=++??ωωω
ωω
根据频移特性和叠加性得:
[]001010222200222
000222222220000()()11()()()22()()[()]2[()][()][()][()]
a j a j X X X j j a a a a j
a a a a ??
---+=
--+=-??
+-++??
--=
-+-+++-++ωωωωωωωωωωωωωωωωωω
ωωωωωωωω
1-7 设有一时间函数f (t )及其频谱如图1-27所示。现乘以余弦型振荡00cos ()m ωt ωω>。在这个关系
中,函数f (t )叫做调制信号,余弦振荡0cos ωt 叫做载波。试求调幅信号0()cos f t ωt 的傅里叶变换,示意画出调幅信号及其频谱。又问:若0m ωω<时将会出现什么情况?
图1-27 题1-7图
ω
F (ω)
f (t )
0 t
-ωm
ωm 0
X (ω)
-π
π
φ(ω)
ω
ω
指数衰减信号的频谱图
解:0()()cos()x t f t t =ω
()[()]F f t =ωF
()
0001cos()2j t
j t
t e e
-=
+ωωω 所以0011()()()22
j t j t
x t f t e f t e -=+ωω
根据频移特性和叠加性得: 0011
()()()22
X f F F =
-++ωωωω
可见调幅信号的频谱等于将调制信号的频谱一分为二,各向左右移动载频ω0,同时谱线高度减小一半。
若0m ωω<将发生混叠。
第二章 测试装置的基本特性 2-1 进行某动态压力测量时,所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa ,将它与增益为0.005V/nC 的电荷放大器相连,而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上,记录仪的灵敏度为20mm/V 。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa 时,记录笔在记录纸上的偏移量是多少? 解:若不考虑负载效应,则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘,即 S =90.9(nC/MPa)?0.005(V/nC)?20(mm/V)=9.09mm/MPa 。 偏移量:y =S ?3.5=9.09?3.5=31.815mm 。 2-2 用一个时间常数为0.35s 的一阶装置去测量周期分别为1s 、2s 和5s 的正弦信号,问稳态响应幅值误差将是多少?
解:设一阶系统1
()1
H s s τ=
+,1()1H j ωτω=+
2
2
()()21()1()
A H T
ωωπττω==
=
++,T 是输入的正弦信号的周期
f
X (f )
ω0
-ω0
矩形调幅信号频谱
稳态响应相对幅值误差()1100%A δω=-?,将已知周期代入得
58.6%1s 32.7%2s 8.5%5s T T T δ=??
≈=??=?
2-3 求周期信号x (t )=0.5cos10t +0.2cos(100t ?45?)通过传递函数为H (s )=1/(0.005s +1)的装置后得到的稳态响应。
解:1()10.005H j ωω=
+
,()A ω=()arctan(0.005)?ωω=-
该装置是一线性定常系统,设稳态响应为y (t ),根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得
到
y (t )=y 01cos(10t +?1)+y 02cos(100t ?45?+?2)
其中0101(10)0.50.499y A x ==
≈,1(10)arctan(0.00510) 2.86??==-?≈-?
0202(100)0.20.179y A x ==
≈,2(100)arctan(0.005100)26.57??==-?≈-?
所以稳态响应为()0.499cos(10 2.86)0.179cos(10071.57)y t t t =-?+-?
2-4 气象气球携带一种时间常数为15s 的一阶温度计,以5m/s 的上升速度通过大气层。设温度按每升高30m 下降0.15℃的规律而变化,气球将温度和高度的数据用无线电送回地面。在3000m 处所记录的温度为?l ℃。试问实际出现?l ℃的真实高度是多少?
解:该温度计为一阶系统,其传递函数设为1
()151
H s s =
+。温度随高度线性变化,对温度计来说相
当于输入了一个斜坡信号,而这样的一阶系统对斜坡信号的稳态响应滞后时间为时间常数τ=15s ,如果不计无线电波传送时间,则温度计的输出实际上是15s 以前的温度,所以实际出现?l ℃的真实高度是 H z =H -V τ=3000-5?15=2925m 2-5 想用一个一阶系统做100Hz 正弦信号的测量,如要求限制振幅误差在5%以内,那么时间常数应取多少?若用该系统测量50Hz 正弦信号,问此时的振幅误差和相角差是多少? 解:设该一阶系统的频响函数为
1
()1H j ωτω
=
+,τ是时间常数
则
()A ω=
稳态响应相对幅值误差()1100%1100%A δω??
=-?=? ?
令δ≤5%,f =100Hz ,解得τ≤523μs 。
如果f =50Hz ,则
相对幅值误差:1100%1100% 1.3%δ
????
=?=?≈
??
相角差:6
()arctan(2)arctan(25231050)9.33
f
?ωπτπ-
=-=-???≈-?
2-6 试说明二阶装置阻尼比ζ多采用0.6~0.8的原因。
解答:从不失真条件出发分析。ζ在0.707左右时,幅频特性近似常数的频率范围最宽,而相频特性曲线最接近直线。
2-7 将信号cosωt输入一个传递函数为H(s)=1/(τs+1)的一阶装置后,试求其包括瞬态过程在内的输出y(t)的表达式。
解答:令x(t)=cosωt,则
22
()
s
X s
sω
=
+
,所以
22
1
()()()
1
s
Y s H s X s
s s
τω
==
++
利用部分分式法可得到
2
111111
()
1
1()2(1)2(1)
Y s
j s j j s j
s
ωττωωτωω
τ
=-++
++--+
+
利用逆拉普拉斯变换得到
1
2
22
/
2
/
2
111
()[()]
1()2(1)2(1)
1()
1()2[1()]
1
cos sin
1()
1
arctan)
1()
t
j t j t
t j t j t j t j t
t
t
y t Y s e e e
j j
e e j e e
e
t t e
t e
ωω
τ
ωωωω
τ
τ
τ
ωττωτω
ωτ
ωττω
ωωτω
τω
ωωτ
τω
-
--
--
-
-
-
==-++
++-
+--
=-+
++
??
=+-
??
+
?
=--
?
+
L
2-8 求频率响应函数为3155072 / (1 + 0.01jω)(1577536 + 1760jω - ω2)的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应的均值显示。
解:该系统可以看成是一个一阶线性定常系统和一个二阶线性定常系统的串联,串联后仍然为线性定常系统。根据线性定常系统的频率保持性可知,当输入为正弦信号时,其稳态响应仍然为同频率的正弦信号,而正弦信号的平均值为0,所以稳态响应的均值显示为0。
2-9 试求传递函数分别为1.5/(3.5s + 0.5)和41ωn2/(s2 + 1.4ωn s + ωn2)的两环节串联后组成的系统的总灵敏度(不考虑负载效应)。
解:
1
1
1.53
()
3.50.57171
K
H s
s s s
===
+++
,即静态灵敏度K1=3
22
2
22222
41
()
1.4 1.4
n n
n n n n
K
H s
s s s s
ωω
ωωωω
==
++++
,即静态灵敏度K2=41
因为两者串联无负载效应,所以
总静态灵敏度K = K1? K2 = 3 ? 41 = 123
2-10 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比ζ=0.14,问使用该传感器作频率为400Hz的正弦力测试时,其幅值比A(ω)和相角差?(ω)各为多少?若该装置的阻尼比改
为ζ=0.7,问A (ω)和?(ω)又将如何变化?
解:设2
22
()2n n n
H s s ωωζωω=++,则
()A ω=
2
2()arctan
1n
n ω
ζ
ω?ωωω=-??- ???
,即
()A f =
,2
2()arctan
1n
n f f f f f ζ
?=-??
- ???
将f n = 800Hz ,ζ = 0.14,f = 400Hz ,代入上面的式子得到 A (400) ≈ 1.31,?(400) ≈ ?10.57? 如果ζ = 0.7,则A (400) ≈ 0.975,?(400) ≈ ?43.03? 2-11 对一个可视为二阶系统的装置输入一单位阶跃函数后,测得其响应的第一个超调量峰值为1.5,振荡周期为6.28s 。设已知该装置的静态增益为3,求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。
解:0.215ζ=
=
≈
因为τd = 6.28s ,所以
ωd = 2π/τd = 1rad/s
1.024rad/s n ω=
=
≈
所以2222
3 3.15
()20.44 1.05
n n n H s s s s s ωζωω==++++
22223 3.15
()2 1.050.44n n n H j j ωωωωζωωωω
==
-+-+
()A ω=
2
2()arctan
1n
n ωζ
ω?ωωω=-??- ???
当ω = ωn 时,
2
22
() 6.8210.44n n n A ωωωωω=
≈????????-+ ? ?
?????
???
()90n ?ω=-?
第三章 常用传感器与敏感元件
3-1 在机械式传感器中,影响线性度的主要因素是什么?可举例说明。
解答:主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。
3-2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器,并说明它们的变换原理。
解答:气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。
3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?各有何优缺点?应如何针对具体情况来选用? 解答:电阻丝应变片主要利用形变效应,而半导体应变片主要利用压阻效应。 电阻丝应变片主要优点是性能稳定,现行较好;主要缺点是灵敏度低,横向效应大。 半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小;主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。 选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。 3-4 有一电阻应变片(见图3-84),其灵敏度S g =2,R =120Ω。设工作时其应变为1000με,问?R =?设将此应变片接成如图所示的电路,试求:1)无应变时电流表示值;2)有应变时电流表示值;3)电流表指示值相对变化量;4)试分析这个变量能否从表中读出?
解:根据应变效应表达式?R /R =S g ε得
?R =S g ε R =2?1000?10-6?120=0.24Ω 1)I 1=1.5/R =1.5/120=0.0125A=12.5mA 2)I 2=1.5/(R +?R )=1.5/(120+0.24)≈0.012475A=12.475mA 3)δ=(I 2-I 1)/I 1?100%=0.2% 4)电流变化量太小,很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表,则量程不够,无法测量12.5mA 的电流;如果采用毫安表,无法分辨0.025mA 的电流变化。一般需要电桥来测量,将无应变
图3-84 题3-4图
1.5V
时的灵位电流平衡掉,只取有应变时的微小输出量,并可根据需要采用放大器放大。
3-5 电感传感器(自感型)的灵敏度与哪些因素有关?要提高灵敏度可采取哪些措施?采取这些措施会带来什么样后果?
解答:以气隙变化式为例进行分析。
2002
2N A dL
S d μδδ==-
又因为线圈阻抗Z =ωL ,所以灵敏度又可写成
2002
2N A dZ S d μωδδ==-
由上式可见,灵敏度与磁路横截面积A 0、线圈匝数N 、电源角频率ω、铁芯磁导率μ0,气隙δ等有关。
如果加大磁路横截面积A 0、线圈匝数N 、电源角频率ω、铁芯磁导率μ0,减小气隙δ,都可提高灵敏度。 加大磁路横截面积A 0、线圈匝数N 会增大传感器尺寸,重量增加,并影响到动态特性;减小气隙δ会增大非线性。
3-6 电容式、电感式、电阻应变式传感器的测量电路有何异同?举例说明。 解答:电容式传感器的测量电路
T ????
??
???????
???
??
?谐振式调幅电路调幅电路电桥电路直放式调频电路外差式运算放大器电路二极管型网络差动脉宽调制电路极化电路等
自感型变磁阻式电感传感器的测量电路:
????
??????????????????????
???
谐振式调幅电路惠斯登电桥调幅电路变压器电桥
电桥电路紧耦合电感臂电桥带相敏检波的电桥等调频电路调相电路等 电阻应变式传感器的测量电路:电桥电路(直流电桥和交流电桥)。 相同点:都可使用电桥电路,都可输出调幅波。电容、电感式传感器都可使用调幅电路、调频电路等。 不同点:电阻应变式传感器可以使用直流电桥电路,而电容式、电感式则不能。另外电容式、电感式传感器测量电路种类繁多。
3-7 一个电容测微仪,其传感器的圆形极板半径r =4mm ,工作初始间隙δ=0.3mm ,问:1)工作时,如果传感器与工件的间隙变化量?δ=±1μm 时,电容变化量是多少?2)如果测量电路的灵敏度S 1=100mV/pF ,读数仪表的灵敏度S 2=5格/mV ,在?δ=±1μm 时,读数仪表的指示值变化多少格? 解:1)
00002
000001232632
15
3()8.85101(410)(110)
(0.310)
4.9410
F 4.9410pF
A A A A C εεεεεεδεεδ
δδδδδδδπ------???=
-=≈+?+??????±?=
?≈±?=±?
2)B =S 1S 2?C =100?5?(±4.94?10-3)≈±2.47格 答:
3-8 把一个变阻器式传感器按图3-85接线。它的输人量是什么?输出量是什么?在什么样条件下它的输出量与输人量之间有较好的线性关系?
解答:输入量是电刷相对电阻元件的位移x ,输出量为电刷到端点电阻R x 。如果接入分压式测量电路,则输出量可以认为是电压u o 。
x p l p
x
R R k x x x =
=∝,输出电阻与输入位移成线性关系。
e e
o (1)1(1)p
p p p L
p
L p p
x u x u u x R R x x x x R x R x x =
=
+-
+-,输出电压与输入位移成非线性关系。
由上式可见,只有当R p /R L →0时,才有o e p
x
u u x x =
∝。所以要求后续测量仪表的输入阻抗R L 要远大于变阻器式传感器的电阻R p ,只有这样才能使输出电压和输入位移有较好的线性关系。 3-9 试按接触式与非接触式区分传感器,列出它们的名称、变换原理,用在何处? 解答:接触式:变阻器式、电阻应变式、电感式(涡流式除外)、电容式、磁电式、压电式、热电式、广线式、热敏电阻、气敏、湿敏等传感器。 非接触式:涡电流式、光电式、热释电式、霍尔式、固态图像传感器等。 可以实现非接触测量的是:电容式、光纤式等传感器。
3-10 欲测量液体压力,拟采用电容式、电感式、电阻应变式和压电式传感器,请绘出可行方案原理图,并作比较。
3-11 一压电式压力传感器的灵敏度S =90pC/MPa ,把它和一台灵敏度调到0.005V/pC 的电荷放大器连接,放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V 的光线示波器上记录,试绘出这个测试系统的框图,并计算其总的灵敏度。 解:框图如下
图3-85 题3-8图
各装置串联,如果忽略负载效应,则总灵敏度S等于各装置灵敏度相乘,即
S=?x/?P=90?0.005?20=9mm/MPa。
3-12 光电传感器包含哪儿种类型?各有何特点?用光电式传感器可以测量哪些物理量?
解答:包括利用外光电效应工作的光电传感器、利用内光电效应工作的光电传感器、利用光生伏特效应工作的光电传感器三种。
外光电效应(亦称光电子发射效应)—光线照射物体,使物体的电子逸出表面的现象,包括光电管和光电倍增管。
内光电效应(亦称光导效应)—物体受到光线照射时,物体的电子吸收光能是其导电性增加,电阻率下降的现象,有光敏电阻和由其制成的光导管。
光生伏特效应—光线使物体产生一定方向的电动势。
如遥控器,自动门(热释电红外探测器),光电鼠标器,照相机自动测光计,光度计,光电耦合器,光电开关(计数、位置、行程开关等),浊度检测,火灾报警,光电阅读器(如纸带阅读机、条形码读出器、考卷自动评阅机等),光纤通信,光纤传感,CCD,色差,颜色标记,防盗报警,电视机中亮度自动调节,路灯、航标灯控制,光控灯座,音乐石英钟控制(晚上不奏乐),红外遥感、干手器、冲水机等。
在CCD图象传感器、红外成像仪、光纤传感器、激光传感器等中都得到了广泛应用。
3-13 何谓霍尔效应?其物理本质是什么?用霍尔元件可测哪些物理量?请举出三个例子说明。
解答:
霍尔(Hall)效应:金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过薄片时,则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差,这种现象称为霍尔效应,产生的电位差称为霍尔电势。
霍尔效应产生的机理(物理本质):在磁场中运动的电荷受到磁场力F L(称为洛仑兹力)作用,而向垂直于磁场和运动方向的方向移动,在两侧面产生正、负电荷积累。
应用举例:电流的测量,位移测量,磁感应强度测量,力测量;计数装置,转速测量(如计程表等),流量测量,位置检测与控制,电子点火器,制做霍尔电机—无刷电机等。
3-14 试说明压电式加速度计、超声换能器、声发射传感器之间的异同点。
解答:相同点:都是利用材料的压电效应(正压电效应或逆压电效应)。
不同点:压电式加速度计利用正压电效应,通过惯性质量快将振动加速度转换成力作用于压电元件,产生电荷。
超声波换能器用于电能和机械能的相互转换。利用正、逆压电效应。利用逆压电效应可用于清洗、焊接等。
声发射传感器是基于晶体组件的压电效应,将声发射波所引起的被检件表面振动转换成电压信号的换能设备,所有又常被人们称为声发射换能器或者声发射探头。
材料结构受外力或内力作用产生位错-滑移-微裂纹形成-裂纹扩展-断裂,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。
声发射传感器不同于加速度传感器,它受应力波作用时靠压电晶片自身的谐振变形把被检试件表面振动物理量转化为电量输出。
3-15 有一批涡轮机叶片,需要检测是否有裂纹,请举出两种以上方法,并阐明所用传感器的工作原理。涡电流传感器,红外辐射温度测量,声发射传感器(压电式)等。
3-16 说明用光纤传感器测量压力和位移的工作原理,指出其不同点。
解答:
微弯测压力原理:力→微弯板→光纤变形→光纤传递的光强变化。
微弯测位移原理:位移→微弯板→光纤变形→光纤传递的光强变化。
不同点:压力需要弹性敏感元件转换成位移。
3-17 说明红外遥感器的检测原理。为什么在空间技术中有广泛应用?举出实例说明。
解答:红外遥感就是远距离检测被测目标的红外辐射能量。空间技术中利用飞船、航天飞机、卫星等携带
的红外遥感仪器可以实现很多对地、对空观测任务。如观测星系,利用卫星遥测技术研究地壳断层分布、探讨地震前兆,卫星海洋观测等。
3-18 试说明固态图像传感器(CCD器件)的成像原理,怎样实现光信息的转换、存储和传输过程,在工程测试中有何应用?
CCD固态图像传感器的成像原理:MOS光敏元件或光敏二极管等将光信息转换成电荷存储在CCD的MOS电容中,然后再控制信号的控制下将MOS电容中的光生电荷转移出来。
应用:如冶金部门中各种管、线、带材轧制过程中的尺寸测量,光纤及纤维制造中的丝径测量,产品分类,产品表面质量评定,文字与图象识别,传真,空间遥感,光谱测量等。
3-19 在轧钢过程中,需监测薄板的厚度,宜采用那种传感器?说明其原理。
解答:差动变压器、涡电流式、光电式,射线式传感器等。
3-20 试说明激光测长、激光测振的测量原理。
解答:利用激光干涉测量技术。
3-21 选用传感器的基本原则是什么?试举一例说明。
解答:灵敏度、响应特性、线性范围、可靠性、精确度、测量方法、体积、重量、价格等各方面综合考虑。
第四章 信号的调理与记录
4-1 以阻值R =120Ω、灵敏度S g =2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为3V ,并假定负载电阻为无穷大,当应变片的应变为2με和2000με时,分别求出单臂、双臂电桥的输出电压,并比较两种情况下的灵敏度。
解:这是一个等臂电桥,可以利用等比电桥和差特性表达式求解。 o 1234e 1
()4U R R R R U R
=
?-?+?-? ε=2με时:
单臂输出电压:66o e e 11
22103310V 3μV 44g R U U S U R ε--?=
==????=?= 双臂输出电压:66o e e 11
22103610V 6μV 22
g R U U S U R ε--?===????=?=
ε=2000με时:
单臂输出电压:63o e e 11
22000103310V 3mV 44g R U U S U R ε--?=
==????=?=
双臂输出电压:63o e e 11
22000103610V 6mV 22
g R U U S U R ε--?===????=?=
双臂电桥较单臂电桥灵敏度提高1倍。
4-2 有人在使用电阻应变仪时,发现灵敏度不够,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,在下列情况下,是否可提高灵敏度?说明为什么? 1)半桥双臂各串联一片; 2)半桥双臂各并联一片。 解答:电桥的电压灵敏度为o /U S R R =
?,即电桥的输出电压o R
U S R
?=和电阻的相对变化成正比。由此
可知:
1)半桥双臂各串联一片,虽然桥臂上的电阻变化增加1倍,但桥臂总电阻也增加1倍,其电阻的相对变化没有增加,所以输出电压没有增加,故此法不能提高灵敏度; 2)半桥双臂各并联一片,桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半,电阻的相对变化也没有增加,故此法也不能提高灵敏度。
4-3 为什么在动态应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外,还设有电容平衡旋钮
解答:动态电阻应变仪采用高频交流电给电桥供电,电桥工作在交流状态,电桥的平衡条件为 Z 1Z 3=Z 2Z 4→|Z 1||Z 3|=|Z 2||Z 4|,?1?3=?2?4 由于导线分布、各种寄生电容、电感等的存在,光有电阻平衡是不能实现阻抗模和阻抗角同时达到平衡,只有使用电阻、电容两套平衡装置反复调节才能实现电桥阻抗模和阻抗角同时达到平衡。 4-4 用电阻应变片接成全桥,测量某一构件的应变,已知其变化规律为 ε(t )=A cos10t +B cos100t 如果电桥激励电压u 0=E sin10000t ,试求此电桥的输出信号频谱。 解:接成等臂全桥,设应变片的灵敏度为S g ,根据等臂电桥加减特性得到
[]
[]
()()()(cos10cos100)sin100001
sin(1010000)sin(1010000)21
sin(10010000)sin(10010000)2
sin10010sin 9990sin10100sin 990022
o e g e g g g g g R
u u S t u S A t B t E t R
S EA t t S EB t t S EA S EB t t t t ε?=
==+=+--++--=+++
幅频图为
4-5 已知调幅波x a (t )=(100+30cos Ωt +20cos3Ωt )cos ωc t ,其中
f c =10kHz ,f Ω=500Hz 。试求: 1)x a (t )所包含的各分量的频率及幅值; 2)绘出调制信号与调幅波的频谱。
解:
1)x a (t )=100cos ωc t +15cos(ωc -Ω)t +15cos(ωc +Ω)t +10cos(ωc -3Ω)t +10cos(ωc +3Ω)t 各频率分量的频率/幅值分别为:10000Hz/100,9500Hz/15,10500Hz/15,8500Hz/10,11500Hz/10。 2)调制信号x (t )=100+30cos Ωt +20cos3Ωt ,各分量频率/幅值分别为:0Hz/100,500Hz/30,1500Hz/20。 调制信号与调幅波的频谱如图所示。
4-6 调幅波是否可以看作是载波与调制信号的迭加?为什么?
解答:不可以。因为调幅波是载波幅值随调制信号大小成正比变化,只有相乘才能实现。
4-7 试从调幅原理说明,为什么某动态应变仪的电桥激励电压频率为10kHz ,而工作频率为0~1500Hz ? 解答:为了不产生混叠,以及解调时能够有效地滤掉高频成分,要求载波频率为5~10倍调制信号频率。动态应变仪的电桥激励电压为载波,频率为10kHz ,所以工作频率(即允许的调制信号最高频率)为0~1500Hz 是合理的。
4-8 什么是滤波器的分辨力?与哪些因素有关?
解答:滤波器的分辨力是指滤波器分辨相邻频率成分的能力。与滤波器带宽B 、品质因数Q 、倍频程选择性、滤波器因数等有关。带宽越小、品质因数越大、倍频程选择性越小、滤波器因数越小,分辨力越高。 4-9 设一带通滤器的下截止频率为f c1,上截止频率为f c2,中心频率为f 0,试指出下列记述中的正确与错误。 1)倍频程滤波器21c c f =。 2)0f =
3)滤波器的截止频率就是此通频带的幅值-3dB 处的频率。
4)下限频率相同时,倍频程滤波器的中心频率是1/3倍。
解答:1)错误。倍频程滤波器n =1,正确的是f c2=21f c1=2f c1。 2)正确。 3)正确。 4)正确。
4-10 已知某RC 低通滤波器,R =1k Ω,C=1μF ,试;
A n (f A n 调制信号频谱
A n 调幅波频谱
1)确定各函数式H (s );H (ω);A(ω);?(ω)。 2)当输入信号u i =10sin1000t 时,求输出信号u o ,并比较其幅值及相位关系。 解:
1)1
()1
H s s τ=
+,1()1H j ωτω=+
τ=RC =1000?10-6=0.001s
所以
1
()0.0011
H s s =
+,1()10.001H j ωω=+
()A ω=
()arctan 0.001?ωω=- 2)u i =10sin1000t 时,ω=1000rad/s ,所以
(1000)2
A =
=
(1000)arctan 0.00110004
π
?=-?=-
o 10(1000)sin[1000(1000)])4u A t t π
?=?+=-(稳态输出)
相对输入u i
,输出幅值衰减为-3dB ),相位滞后4
π
。
4-11已知低通滤波器的频率响应函数
1
()1H j ωωτ
=
+
式中τ=0.05s 。当输入信号x (t )=0.5cos(10t )+0.2cos(100t -45?)时,求其输出y (t ),并比较y (t )与x (t )的幅值与相位有何区别。
解:()A ω=
()arctan ?ωτω=-
(10)0.894A =
≈, (10)arctan(0.0510)26.6?=-?≈-?
(100)0.196A =
≈,(100)arctan(0.05100)78.7?=-?≈-?
y (t )=0.5?A (10)cos[10t +?(10)]+0.2?A (100)cos[100t -45?+?(100)]
=0.447 cos(10t -26.6?)+0.039cos(100t -123.7?)
)
一阶RC 低通滤波器
机械工程测试技术试卷与答案
《机械工程测试技术基础》试题1 一、 填空题(20分,每空1分) 1.测试技术是测量和实验技术的统称。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 ,改善非线性,进行 补偿。 4.为了 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 桥臂上。 5.调幅信号由载波的 携带信号的信息,而调频信号则由载波的 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 ,而双边频谱图的依据数学表达式是 。 7.信号的有效值又称为 ,有效值的平方称为 ,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 ,后者频谱特点是 。 9.为了求取测试装置本身的动态特性,常用的实验方法是 和 。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是:0()()x t t t δ*-= 。其几何意义是 。 二、 选择题(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( )。 A .增大 B .减少 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 相乘 B .相加 C .相减 D.相除 3.描述周期信号的数学工具是( )。 A .相关函数 B .拉氏变换 C .傅氏变换 D.傅氏级数 4.下列函数表达式中,( )是周期信号。 A .5cos100()0 t t x t t π? ≥?=? ?
机械工程测试技术基础(第三版)试卷及答案集
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题 1、周期信号的频谱是离散的,而非周期信号的频谱是的。 2、均方值Ψx2表示的是信号的强度,它与均值μx、方差σx2的关系是。 3、测试信号调理电路主要有、、。 4、测试系统的静态特性指标有、、。 5、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值,是定度曲线的。 6、传感器按信号变换特性可分为、。 } 7、当时,可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系,其灵敏度S趋于。 8、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化,才能使输出有最大值。 9、信号分析的过程主要包括:、。 10、系统动态特性在时域可用来描述,在复数域可用来描述,在频域可用来描述。 11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比,即对共模信号有抑制作用,对信号有放大作用。 12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮,原因是导线间存在。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号,其与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称,其解调电路称为。 — 15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。 17、对于理想滤波器,滤波器因数λ=。 18、带通滤波器可由低通滤波器(f c2)和高通滤波器(f c1)而成(f c2> f c1)。 19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的;而重复性误差是 由误差引起的。 二、问答题(共30分) 1、什么是测试说明测试系统的构成及各组成部分的作用。(10分) 2、— 3、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点,各有何优点(10分) 4、选用传感器的原则是什么(10分) 三、计算题(共55分) 1、已知信号x(t)=e-t(t≥0), (1) 求x(t)的频谱函数X(f),并绘制幅频谱、相频谱。 (2) 求x(t)的自相关函数R x (τ) 。(15分) 2、二阶系统的阻尼比ξ=,求ω=ωn时的幅值误差和相位误差,如果使幅值误差不大于10%,应取多大阻尼比。(10分)3、一电容传感器,其圆形极板r = 4mm,工作初始间隙δ0 =0.3mm, ¥ (1)工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm,求电容的变化量。 (2)如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF,读数仪表灵敏度S2=5格/mv,在 Δδ=±2μm时,读数仪表的指示值变化多少格 (ε0 = ×10-12 F/m)(8分) 4、已知RC低通滤波器的R=1KΩ,C=1MF,当输入信号μx= 100sin1000t时, 求输出信号μy 。(7分) 5、(1)在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 (2)如被测量x(t) = sinωt,载波y(t)=sin6ωt,画出各环节信号的波形图。(15分 。 一、填空题:
工程测量学试题库160题(附答案)..
工程测量学试题库(附答案) 1. ( D )处处与铅垂线垂直。 A.水平面 B.参考椭球面 C.铅垂面 D.大地水准面 2. 地球的长半径约为( A )千米。 A.6371 B.6400 C.6378 D.6356 3. 在测量直角坐标系中,纵轴为( C )。 A.x轴,向东为正 B.y轴,向东为正 C.x轴,向北为正 D.y轴,向北为正 4. 对高程测量,用水平面代替水准面的限度是( D )。 A. 在以10km为半径的范围内可以代替 B. 在以20km为半径的范围内可以代替 C. 不论多大距离都可代替 D. 不能代替 5. 在以( B )km为半径的范围内,可以用水平面代替水准面进行距离测量。 A.5 B.10 C.15 D.20 6. 在测量平面直角坐标系中,x轴表示什么方向?(C)。 A.东西 B.左右 C.南北 D.前后 7. 测定点的坐标的主要工作是( C )。 A.测量水平距离B.测量水平角 C.测量水平距离和水平角D.测量竖直角 8. 确定地面点的空间位置,就是确定该点的平面坐标和( A )。 A.高程B.方位角 C.已知坐标D.未知点坐标 9. 高斯投影属于( C )。 A.等面积投影B.等距离投影 C.等角投影D.等长度投影 10. 在测量直角坐标系中,横轴为( C )。 A. x轴,向东为正 B. x轴,向北为正 C. y轴,向东为正 D. y轴,向北为正 11. 在测量坐标系中,Y轴向(D)为正。 A、北 B、南 C、西 D、东 12. 假设的平均的静止海平面称为(D)。 A、基准面 B、水准面 C、水平面 D、大地水准面
13. ( B )的基准面是大地水准面。 A. 竖直角 B. 高程 C. 水平距离 D. 水平角 14. 建筑工程施工测量的基本工作是(B)。 A.测图 B.测设 C.用图 D.识图 15. 大地水准面处处与铅垂线(A)交。 A、正 B、平行 C、重合 D、斜 16. A、B两点,HA为115.032m,HB为114.729m,则hAB为(A)。 A、-0.303 B、0.303 C、29.761 D、-29.761 17. 建筑施工图中标注的某部位标高,一般都是指(B)。 A、绝对高程 B、相对高程 C、高差 18. 水在静止时的表面叫( B )。 A. 静水面 B. 水准面 C. 大地水准面 D. 水平面 19. ( B )的投影是大地水准面。 A. 竖直角 B. 高斯平面坐标 C. 水平距离 D. 水平角 20. 我国目前采用的高程基准是(D)。 A.高斯平面直角坐标 B.1980年国家大地坐标系 C.黄海高程系统 D.1985年国家高程基准 21. 地面上有一点A,任意取一个水准面,则点A到该水准面的铅垂距离为(D)。 A.绝对高程 B.海拔 C.高差 D.相对高程 22. 地面某点的经度为85°32′,该点应在三度带的第几带?( B ) 。 A.28 B.29 C.27 D.30 23. 在水准测量中,若后视点A读数小,前视点B读数大,则( D )。 A.A点比B点低 B.A、B可能同高 C.A、B的高程取决于仪器高度 D.A点比B点高 24. 水准测量中,设A为后视点,B为前视点,A尺读数为2.713m,B尺读数为1.401,已知A点高程为15.000m,则视线高程为( D )m。 A.13.688 B.16.312 C.16.401 D.17.713 25. 在水准测量中,若后视点A的读数大,前视点B的读数小,则有( A )。 A.A点比B点低 B.A点比B点高 C.A点与B点可能同高 D.A、B点的高低取决于仪器高度 26. 水准仪的分划值越大,说明( B )。 A. 圆弧半径大 B. 其灵敏度低 C. 气泡整平困难 D. 整平精度高 27. DS1水准仪的观测精度( A )DS3水准仪。
机械工程测试技术基础教学大纲
《机械工程测试技术基础》课程教学大纲 课程代码: 课程英文名称:Foundation of Mechanical Measure Engineering 课程总学时:40 讲课:32 实验:8 上机:0 适用专业:机械设计制造及其自动化,机械电子工程 大纲编写(修订)时间:2016 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 1.《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科(四年学制),是学生的专业基础必修课。在机械制造领域,无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中,工程测试技术应用及其普遍,所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础,对做好机械制造专业的工作尤为重要。 2.课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法,着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。因此,本门课程的教学目标是:掌握非电量电测法的基本原理和测试技术;常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法;测试信号的分析、处理方法。培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置,使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能;掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法;掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识;并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向,为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 1.要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。 2.要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。 3.掌握测试技术基本知识、基本技能,具备检测技术工程师的基本素质与能力,能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题,初步形成解决科研、生产实际问题的能力。 (三)实施说明 本课程是一门技术基础课,研究对象为机械工程中常见动态机械参数,主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法;测试装置的工作原理、选择与使用。为后续专业课、选修课有关动态量的实验研究打基础,并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试中。 1.从进行动态测试工作所必备的基本知识出发,学生学完本课程后应具备下列几方面的知识: (1)掌握信号的时域和频域的描述方法,重点阐述建立明确的频谱概念,掌握信号强度的表达式、频谱分析和相关分析的基本原理和方法,了解功率谱密度函数及应用和数字信号分析的一些基本概念。明白波形图、频谱图的含义,具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。 (2)测试装置的基本特性部分:掌握系统传递函数、频响函数以及一、二阶系统的静动态特性的描述及测试方法,掌握测试装置的基本特性评价方法和不失真条件,并能正确运用于测试装置分析和选择。
机械工程测试技术期末考试试题A
机械工程测试技术期末 考试试题A Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
《机械工程测试技术基础》课程试题A 一、填空题(20分,每空1分) 1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为_____和_____ 。 2.测量结果与_____ 之差称为_____ 。 3.将电桥接成差动方式习以提高_____ ,改善非线性,进行_____ 补偿。 4.为了_____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 _____。 5.调幅信号由载波的_____携带信号的信息,而调频信号则由载波的_____ 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 _____,而双边频谱图的依据数学表达式是 _____。 7.信号的有效值又称为_____,有效值的平方称为_____,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_____,后者频谱特点是_____。 9.为了求取测试装置本身的动态特性,常用的实验方法是_____和_____。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是:0()()x t t t δ*-= _____。其几何意义是_____。 二、选择题(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( )。 A .增大 B .减少 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 相乘 B .相加 C .相减 D.相除 3.描述周期信号的数学工具是( )。 A .相关函数 B .拉氏变换 C .傅氏变换 D.傅氏级数 4.下列函数表达式中,( )是周期信号。 A . 5cos100()00t t x t t π?≥?=??
《测量学》试题库含详细答案
《测量学》试题库 一、填空题:(每小题2分,任抽14小题,计28分) 1、测量学是研究地球的形状和大小及确定地面点位置的科学,它的主要内容包括测定和测设两部分。 2、地形测量学是研究测绘地形图的科学,它的研究对象是地球表面。 3、目前测绘界习惯上将遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)等新技术简称为“3S”技术。 4、铅垂线是测量工作的基准线,大地水准面是测量工作的基准面。 5、人们习惯上将地球椭球体的长半径a和短半径 b ,或由一个半径a 和扁率α称为旋转椭球体元素。 6、通过英国格林尼治天文台的子午线,称为首子午线(或起始子午线),垂直于地轴的各平面与地球表面的交线,称为纬线。 7、我国目前采用的平面坐标系为“1980年国家大地坐标系”,高程系统是“1985年国家高程基” 。 8、根据钢尺的零分划位置不同将钢尺分成端点尺和刻线尺。 9、地球表面某点的磁子午线方向和真子午线方向之间的夹角称为磁偏角,某点的真子午线北方向与该点坐标纵线北方向之间的夹角,称为子午线收敛角。 10、由标准方向的北端顺时针方向量到某直线的夹角,称为该直线的方位角,直线与标准方向线所夹的锐角称为象限角。
11、方位角的变化范围是0°~360°,而象限角的取值范围为0°~90°。 12、两点间的高程差称为高差,水准测量时高差等于后视读数减去前视读数。 13、水准仪上的水准器是用来指示视准轴是 竖轴是否竖直的装置。通过水准管零点作水准管圆弧的切线,称为水准管轴。 14、在水准仪粗略整平中,左手拇指旋转脚螺旋的运动方向就是气泡移动的方向。 15变更仪器高法或双面尺法。 16、水准测量的实测高差与其理论值往往不相符,其差值称为水准路线的闭合差。 17、6"级光学经纬仪的读数装置常见的有两种,一种是单平板玻璃测微器,另一种是测微尺。 18、水准测量时前后视距大致相等主要是消除端点尺与刻线尺不平行而引起的误差。 19、经纬仪的安置主要包括对中和敕平两方面。 20、三角高程测量中所讲的“两差”改正指球差和气差两项改正。 21、通常把外界环境、测量仪器和观测者的技术水平三方面综合起来称为观测条件。 22、测量误差按其对测量结果影响的性质,可分为系统误差和偶然误差。 23、系统误差具有明显的规律性和累积性,对测量结果影响很大。
机械工程测试技术_期末考试试题A
《机械工程测试技术基础》课程试题A 一、填空题(20分,每空1分) 1.测试技术是测量和实验技术的统称。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绝对误差。 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。 5.调幅信号由载波的幅值携带信号的信息,而调频信号则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式三角级数的各项系数,而双边频谱图的依据数学表达式是傅式复指数级数中的各项级数。 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,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,常用的实验方法是频率响应法和阶跃响应法。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是:0()()x t t t δ*-= X(t-t0)。其几何意义是把原函数图像平移至t0的位置处。 二、选择题(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 .减少 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.下列函数表达式中,(C)是周期信号。 A .5cos100()00t t x t t π?≥?=??
测量学_计算题库及参考答案
计算题库及参考答案 1、设A 点高程为15.023m ,欲测设设计高程为16.000m 的B 点,水准仪安置在A 、B 两点之间,读得A 尺读数a=2.340m ,B 尺读数b 为多少时,才能使尺底高程为B 点高程。 【解】水准仪的仪器高为=i H +=17.363m ,则B 尺的后视读数应为 b==1.363m ,此时,B 尺零点的高程为16m 。 2、在1∶2000地形图上,量得一段距离d =23.2cm ,其测量中误差=d m ±0.1cm ,求该段距离的实地长度 D 及中误差D m 。 【解】==dM D ×2000=464m ,==d D Mm m 2000×=200cm=2m 。 3、已知图中AB 的坐标方位角,观测了图中四个水平角,试计算边长B →1,1→2,2→3, 3→4的坐标方位角。 【解】=1B α197°15′27″+90°29′25″-180°=107°44′52″ =12α107°44′52″+106°16′32″-180°=34°01′24″ =23α34°01′24″+270°52′48″-180°=124°54′12″ =34α124°54′12″+299°35′46″ -180°=244°29′58″ 4、在同一观测条件下,对某水平角观测了五测回,观测值分别为:39°40′30″,39°40′48″,39°40′54″,39°40′42″,39°40′36″,试计算: ① 该角的算术平均值——39°40′42″; ② 一测回水平角观测中误差——±″; ③ 五测回算术平均值的中误差——±″。 6、已知=AB α89°12′01″,=B x 3065.347m ,=B y 2135.265m ,坐标推算路线为B →1→2,测得坐标推算路线的右角分别为=B β32°30′12″,=1β261°06′16″,水平距离分别为=1B D 123.704m , =12D 98.506m ,试计算1,2点的平面坐标。 【解】 1) 推算坐标方位角 =1B α89°12′01″-32°30′12″+180°=236°41′49″ =12α236°41′49″-261°06′16″+180°=155°35′33″ 2) 计算坐标增量 =?1B x ×cos236°41′49″=-67.922m , =?1B y ×sin236°41′49″=-103.389m 。 =?12x ×cos155°35′33″=-89.702m , =?12y ×sin155°35′33″=40.705m 。 3) 计算1,2点的平面坐标 =1x 2997.425m =1y 2031.876m =2x 2907.723m =2y 2072.581m 、试完成下列测回法水平角观测手簿的计算。 测站 目标 竖盘位置 水平度盘读数 (°′″) 半测回角值 (°′″) 一测回平均角值 (°′″) 一测回 B A 左 0 06 24 111 39 54 111 39 51 C 111 46 18 A 右 180 06 48 111 39 48 C 291 46 36 8、完成下列竖直角观测手簿的计算,不需要写公式,全部计算均在表格中完成。 测站 目标 竖盘 位置 竖盘读 (° ′ ″) 半测回竖直角 (° ′ ″) 指标差 (″) 一测回竖直角 (° ′ ″ ) A B 左 81 18 42 8 41 18 6 8 41 24 图 推算支导线的坐标方位角
关于机械工程测试技术的
关于机械工程测试技术的 发展及其应用领地的探索 1、引言21世纪是一个伟大的世纪,对于一个学习机械工程类的学生而言,要想在这个充满魔力的世纪里大放光彩,为祖国的繁荣发展贡献出自己的一份力量,在市场逐渐趋于饱和状态的同时能够独立创新,迎合时代的发展,这就对我们当代大学生就提出了一个空前的挑战和机遇。 2,关于我国机械制造业的现状目前,我国机械制造业远远落后于世界发达国家,特别在高技术含量,大型高效或精密、复杂的机电新产品开发方面,缺乏现代设计理论和知识的积累,实验研究和开发能力较弱,停留在引进与仿制国外同类产品阶段,大部分关键机电产品不能自主开发和独立设计,仍然需要依靠进口或引进技术。造成这种情况的重要原因之一就是缺乏掌握现代设计理论知识,具有实验研究和创新开发能力的人才 工业设备在制造过程及整机性能测试中离不开各种机械量和几何量,有些工业设备在运行中还要经常对多种物量进行检测或监视,包括位移、速度、加速度、力、力矩、功率、压力、流量、温度、硬度、密度、湿度、比重、黏度、长度、角度、形状、位置、表面粗糙度、表面波形等,这些均属于物理量。实际生产、生活和科学实验中还会遇到化学量、生物量(包括医学),而所有这一切,从信号工程的角度来看,都需要通过传感器,将其转换成电信号(近代还可以转换成光信号),而后再进行信号的传输、处理、存储、显示、控制……,
从信息的角度看,这些信号连同声音和图象信息都是信息的源头,所以传感器和检测仪表、测量仪表是信息科学技术的三部分(信息获取、信息传输、信息处理)中的重要部分 为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。逐步在世界范围内掀起一股“检测传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产,检测传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。传感器技术包括敏感机理,敏感材料,工艺设备和计测技术四个方面约有30多种技术。随着微电子技术的发展,传感器技术发展很快,我国研发的力量尚需大量投入,特别要加强具存自主知识产权的传感器的创新开发。科研成果的转化及传感器生产产业化问题,在我国更是迫在眉睫的问题,在批量生产情况下,控制传感器产品性能(主要是稳定性、可靠性),使之合格率达到商业化产业要求,就需要有先进的制造工艺和自动化水平很高的工艺设备,因此应在开发专用工艺设备上下功夫,解决传感器生产产业化的“瓶颈”问题。在传感器的应用上,特别是新型传感器的应用上,还得大力推广,改革开放创造了市场经济条件,各种工业设备应用了先进的传感器,这扩大了传感器市场,也使我国新型传感器生产产业化有了动力。 在传感器生产产业化过程中,应该在引进国际技术和自主创新两方面都不放松。在引进国外先进技术中,可以提高自己的技术,
机械工程测试技术答案
第1章绪论 1 计量、测试、测量的概念。 2 测试系统的组成及各环节的作用,并举例说明。 第2章传感器 1 在机械式传感器中,影响线性度的主要因素是什么?可举例说明。 解答:主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。 2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器,并说明它们的变换原理。 解答:气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。 3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?各有何优缺点?应如何针对具体情况来选用? 解答:电阻丝应变片主要利用形变效应,而半导体应变片主要利用压阻效应。 电阻丝应变片主要优点是性能稳定,现行较好;主要缺点是灵敏度低,横向效应大。 半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小;主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。 选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。 4 有一电阻应变片,其灵敏度S g=2,R=120。设工作时其应变为1000,问R=?设将此应变片接成如图所示的电路,试求:1)无应变时电流表示值;2)有应变时电流表示值;3)电流表指示值相对变化量;4)试分析这个变量能否从表中读出? 解:根据应变效应表达式R/R=S g得 R=S g R=2100010-6120=0.24 1)I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA 2)I2=1.5/(R+R)=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 3)=(I2-I1)/I1100%=0.2% 4)电流变化量太小,很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表,则量程不够,无法测量12.5mA的电流;如果采用毫安表,无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量,将无应变时的灵位电流平衡掉,只取有应变时的微小输出量,并可根据需要采用放大器放大。 3-5 电感传感器(自感型)的灵敏度与哪些因素有关?要提高灵敏度可采取哪些措施?采取这些措施会带来什么样后果?
测量学_选择题库及参考答案
选择题库及参考答案 第1章 绪论 1-1、我国使用高程系的标准名称是(BD 。 A.1956黄海高程系 B.1956年黄海高程系 C.1985年国家高程基准 D.1985国家高程基准 1-2、我国使用平面坐标系的标准名称是(AC 。 A.1954北京坐标系 B. 1954年北京坐标系 C.1980西安坐标系 D. 1980年西安坐标系 1-2、在高斯平面直角坐标系中,纵轴为( C )。 A.x 轴,向东为正 B.y 轴,向东为正 C.x 轴,向北为正 D.y 轴,向北为正 1-3、A 点的高斯坐标为=A x 112240m ,=A y 19343800m ,则A 点所在6°带的带号及中央子午线的经度分别为( D ) A 11带,66 B 11带,63 C 19带,117 D 19带,111 1-4、在( D )为半径的圆面积之内进行平面坐标测量时,可以用过测区中心点的切平面代替大地水准面,而不必考虑地球曲率对距离的投影。 A 100km B 50km C 25km D 10km 1-5、对高程测量,用水平面代替水准面的限度是( D )。 A 在以10km 为半径的范围内可以代替 B 在以20km 为半径的范围内可以代替 C 不论多大距离都可代替 D 不能代替 1-6、高斯平面直角坐标系中直线的坐标方位角是按以下哪种方式量取的?( C ) A 纵坐标北端起逆时针 B 横坐标东端起逆时针 C 纵坐标北端起顺时针 D 横坐标东端起顺时针 1-7、地理坐标分为( A )。 A 天文坐标和大地坐标 B 天文坐标和参考坐标 C 参考坐标和大地坐标 D 三维坐标和二维坐标 1-8、地面某点的经度为东经85°32′,该点应在三度带的第几带?( B ) A 28 B 29 C 27 D 30 1-9、高斯投影属于( C )。 A 等面积投影 B 等距离投影 C 等角投影 D 等长度投影 1-10、测量使用的高斯平面直角坐标系与数学使用的笛卡尔坐标系的区别是( B )。 A x 与y 轴互换,第一象限相同,象限逆时针编号 B x 与y 轴互换,第一象限相同,象限顺时针编号 C x 与y 轴不变,第一象限相同,象限顺时针编号 D x 与y 轴互换,第一象限不同,象限顺时针编号 第2章 水准测量 2-1、水准仪的( B )应平行于仪器竖轴。 A 视准轴 B 圆水准器轴 C 十字丝横丝 D 管水准器轴 2-2、水准器的分划值越大,说明( B )。 A 内圆弧的半径大 B 其灵敏度低 C 气泡整平困难 D 整平精度高 2-3、在普通水准测量中,应在水准尺上读取( D )位数。 A 5 B 3 C 2 D 4 2-4、水准测量中,设后尺A 的读数a=2.713m ,前尺B 的读数为b=1.401m ,已知A 点高程为15.000m ,则视线高程为( B )m 。 A.13.688 B.16.312 C.16.401 D.17.713 2-5、在水准测量中,若后视点A 的读数大,前视点B 的读数小,则有( A )。 A.A 点比B 点低 B.A 点比B 点高 C.A 点与B 点可能同高 D.A 、B 点的高低取决于仪器高度 2-6、自动安平水准仪,( D )。 A.既没有圆水准器也没有管水准器 B.没有圆水准器 C. 既有圆水准器也有管水准器 D.没有管水准器
测量学考试题库(附附答案解析)
第一章绪论 试题 名词解释题 (1)水准面(2)大地水准面 (3)参考椭球面 (4)绝对高程(5)相对高程 填空题 (1)地形图测绘工作程序,首先应作___________________________,然后才做 _________________________,这样做的好处是________________________ ____________________________和_________________________。 (2)确定地面点的空间位置必须有三个参量:(a)____________, (b)____________ (c)_______________。 (3)小区域独立测区坐标系可用______________________________坐标系; 大 区域测量坐标系应采用_______________________坐标系。 (4)测量工作的组织原则是______________________,_____________________ 和____________________________。 (5)普通工程测绘工作中,大比例尺是指_______________________________, 中比例尺是指_______________________________________,小比例尺是指 _________________________________________。 (6)测量工作内容的三要素是指:____________测量,____________测量以及 ___________测量。 (7)测量工作中使用的坐标系,其X、Y坐标轴位置与数学上正相反,其原因是 __________________________________________________________。 (8)测量的任务包括测绘与放样两方面,测绘是___________________________
机械工程测试技术基础课后习题答案汇总
机械工程测试技术基础第三版熊诗波 绪论 0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答:教材P4~5,二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值的准确和一致? 解答:(参考教材P4~6,二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定) 1、对计量单位做出严格的定义; 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备; 3、必须保存有基准计量器具,包括国家基准、副基准、工作基准等。 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准,将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。 0-3 何谓测量误差?通常测量误差是如何分类表示的? 解答:(教材P8~10,八、测量误差) 0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。 ①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g ③(5.482±0.026)g/cm2 解答: ① ② ③ 0-5 何谓测量不确定度?国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么? 解答: (1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计,亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 (2)要点:见教材P11。 0-6为什么选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程?为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用?用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压,请问哪一个测量准确度高? 解答: (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如,精度等级为0.2级的电表,其引用误差为0.2%),而 引用误差=绝对误差/引用值 其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程),所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大,引起的绝对误差越大,所以在选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程。
测量学深刻复习试题和答案解析
测量学试题库 一、填空题 1.地面点到铅垂距离称为该点的相对高程。 答案:假定水准面 2.通过海水面的称为大地水准面。 答案:平均水准面 3.测量工作的基本内容是、、。 答案:高程测量角度测量距离测量 4.测量使用的平面直角坐标是以为坐标原点,为x轴,以为y轴。答案:两条互相垂直线的交点南北方向的纵轴东西方向的横轴 5.地面点位若用地理坐标表示,应为、和绝对高程。 答案:经度纬度 6.地面两点间高程之差,称为该两点间的。 答案:高差 7.在测量中,将地表面当平面对待,指的是在范围内时,距离测量数据不至于影响测量成果的精度。 答案:100平方千米 8.测量学的分类,大致可分为,,,。 答案:大地测量学普通测量学摄影测量学工程测量学 9.地球是一个旋转的椭球体,如果把它看作圆球,其半径的概值为km。 答案:6371 10.地面点的经度为该点的子午面与所夹的角。 答案:首子午面二面
11.地面点的纬度为该点的铅垂线与所组成的角度。 答案:赤道平面 12.测量工作的程序是、。 答案:从整体到局部先控制后碎部 13.测量学的任务是。 答案:测绘和测设 14.直线定向的标准方向有、、。 答案:真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向 15.由方向顺时针转到测线的水平夹角为直线的坐标方位角。 答案:坐标纵轴线北端 16.坐标方位角的取值范围是。 答案:0°到360° 17.确定直线方向的工作称为,用目估法或经纬仪法把许多点标定在某一已知直线上的工作为。 答案:直线定向直线定线 18.距离丈量是用误差来衡量其精度的,该误差是用分子为的 形式来表示。 答案:相对 1 分数 19.用钢尺平量法丈量距离的三个基本要求是、、。答案:尺子要拉平标杆要立直且定线要直对点投点和读数要准确 20.直线的象限角是指直线与标准方向的北端或南端所夹的角,并要标注所在象限。 答案:锐 21.某点磁偏角为该点的方向与该点的方向的夹角。 答案:磁北真北
机械工程测试技术基础试题及答案
《机械工程测试技术基础》课后答案 章节测试题 第一章 信号及其描述 (一)填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息,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 ,其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述,以 为独立变量;而信号的频域描述,以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特 点: , , 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言,实频谱(幅频谱)总是 对称,虚频谱(相频谱)总是 对 称。 (二)判断对错题(用√或×表示) 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。( ) 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。( ) 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。( ) 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。( ) 5、 随机信号的频域描述为功率谱。( ) (三)简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ,均方值2x ψ,和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 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121 )(+=ωωj j H ,输入信号2 sin )(t t x =,则输出信号)(t y 的频率为=ω ,幅值=y ,相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和222 4.141n n n s s ωωω++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)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时,该系统能实现 测试。此时,系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高,就意味着传感器所感知的 越小。 6、 一个理想的测试装置,其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 (二)选择题 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
《机械工程测试技术基础》教学大纲
《机械故障诊断基础》教学大纲 课程类别:选修课(专业课) 适用专业;机械设计制造及其自动化 执行学时:24学时 一、本课程在培养计划中的作用 (一)本课程是一门专业课,研究的内容为机械系统动态信号处理与分析及以上内容在典型机械零部件运行过程中的状态分析与识别。在本课程中,培养学生利用所学知识正确分析与判断典型机械零部件运行过程中的状态的技能,并了解掌握故障诊断知识的更新及发展动向。 (二)基本要求 1 、从进行机械故障诊断所必备的基本知识与方法出发,学生学完本课程后应具备下列几方面的知识: (1)机械系统动态信号处理与分析方法 (2)转轴组件的振动特性的描述及故障分析方法。 (3)滚动轴承的振动特性的描述及故障分析方法。 (4)齿轮箱的振动特性的描述及故障分析方法。 (5)红外检测技术。 (6)润滑油样分析。 2 、本课程实践性很强,所以实验课是达到本课程教学要求和使学生经受工程技术训练必不可少的环节。开设实验应不少于6学时,重点为典型机械零部件运行过程中振动信号的测试与分析,典型故障信号的分析与故障判断。 (三)与其它课程的联系 在学习本课程之前应具有《机械工程测试技术基础》课程的知识。 讲课学时的分配: 概述 1 学时 信号分析方法及应用 3 学时 机械故障诊断依据的标准 2学时 转轴组件的振动特性描述及故障分析 2 学时 滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 2学时
齿轮箱的振动特性的描述及故障分析 2 学时 红外检测技术 2学时 润滑油样分析 2 学时 实验 6学时 总讲课学时 22学时 考试 2 学时 二、课程内容的重点、先进性、实用性和特点 本课程属专业课,与前设课程《机械工程测试技术基础》课程衔接紧密,并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试及状态判断中。 近年来,随着传感技术、电子技术、信号处理与计算机技术的突破性进展,《机械故障诊断基础》课程从理论、方法到应用领域都发生了很大的改变。要求本课程的讲授要知识面广、实践性强,结合新理论、新方法及新的使用领域,使学生了解前沿动态。 三、授课大纲 概述 课程的内容、方法。诊断信息的来源、获取,典型故障示例,学习方法。 第一章信号分析方法及应用 1、时域分析与频域分析。 2、时域与频域的转换。 3、时、频域信号中蕴涵的信息分析。 第二章机械故障诊断依据的标准 1、故障诊断的绝对判断标准 2、故障诊断的相对判断标准 3、故障诊断的类比判断标准 4、几种判断标准的选用及判断实例。 第三章转轴组件的振动特性描述及故障分析 1、转轴组件的振动机理 2、转轴组件的振动原因识别 3、现场平衡技术 第四章滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 1、滚动轴承失效的基本形式 2、滚动轴承的振动机理 3、滚动轴承的振动监测及故障判别
测量学课后习题答案完整版
测量学课后习题答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
《测量学》习题答案 一、测量基本知识 [题1-1] 测量学研究的对象和任务是什么? 答:测量学是研究地球的形状与大小,确定地球表面各种物体的形状、大小和空间位置的科学。 测量学的主要任务是测定和测设。 测定——使用测量仪器和工具,通过测量与计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地形图,供科学研究和工程建设规划设计使用。 测设——将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来,作为施工的依据。 [题1-2] 熟悉和理解铅垂线、水准面、大地水准面、参考椭球面、法线的概念。 答:铅垂线——地表任意点万有引力与离心力的合力称重力,重力方向为铅垂线方向。 水准面——处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。 大地水准面——通过平均海水面的水准面。 参考椭球面——为了解决投影计算问题,通常选择一个与大地水准面非常接近的、能用数学方程表示的椭球面作为投影的基准面,这个椭球面是由长半轴为a 、短半轴为b 的
椭圆NESW 绕其短轴NS 旋转而成的旋转椭球面,旋转椭球又称为参考椭球,其表面称为参考椭球面。 法线——垂直于参考椭球面的直线。 [题1-3] 绝对高程和相对高程的基准面是什么? 答:绝对高程的基准面——大地水准面。 相对高程的基准面——水准面。 [题1-4] “1956 年黄海高程系”使用的平均海水面与“1985 国家高程基准”使用的平均海水面有何关系? 答:在青岛大港一号码头验潮站,“1985 国家高程基准”使用的平均海水面高出“1956 年黄海高程系”使用的平均海水面0.029m。 [题1-5] 测量中所使用的高斯平面坐标系与数学上使用的笛卡尔坐标系有何区别? 答:x 与y 轴的位置互换,第Ⅰ象限位置相同,Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ象限顺指针编号,这样可以使在数学上使用的三角函数在高斯平面直角坐标系中照常使用。