机械工程测试技术试题库汇总
绪论
第一章
一、选择题
1. 描述周期信号的数学工具是（ B ）。
A. 相关函数
B. 傅氏级数
C. 傅氏变换
D. 拉氏变换
2. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ C ）。
A. 相位
B. 周期
C. 振幅
D. 频率
3. 复杂的信号的周期频谱是（ A ）。
A. 离散的
B. 连续的
C. δ函数
D. sinc 函数
4. 如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的频率成分是（ C ）。
A. 有限的
B. 无限的
C. 可能是有限的，也可能是无限的
D. 不能确定
5. 下列函数表达式中，（ B ）是周期信号。
A. ?
??≤≥=0,00,10cos 5)(t t t t x π B. t t t x ππ10cos 1020sin 5)(+=，)(+∞<<-∞t C. t e t x t πα20cos 10)(-=，)(+∞<<-∞t D. t t t x ππ5cos 102sin 5)(+=，)(+∞<<-∞t
6. 多种信号之和的频谱是（ C ）。
A. 离散的
B. 连续的
C. 随机性的
D. 周期性的
7. 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
8. 下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。
A. )3sin()sin()(21?ω?ω+++=t B t A t x
B. t t t x 50sin 330sin 5)(+=
C. t e t x t 0sin )(ωα-=
D. t t t x ππ10cos 1020sin 5)(+=
9. 连续非周期信号的频谱是（ C ）。
A. 离散、周期的
B. 离散、非周期的
C. 连续非周期的
D. 连续周期的
10. 时域信号，当持续时间延长时，则频域中的高频成分（ C ）。
A. 不变
B. 增加
C. 减少
D. 变化不定
11. 将时域信号进行时移，则频域信号将会（ D ）。
A. 扩展
B. 压缩
C. 不变
D. 仅有移项
12. 已知 t t x ωsin 12)(=，)(t δ为单位脉冲函数，则积分?∞
∞-??? ??-dt t t x ωπδ2)(的函数值为（ C ）。
A. 6
B. 0
C. 12
D. 任意值
13. 如果信号分析设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄，将磁带记录仪的重放速度
（ A ），则也可以满足分析要求。
A. 放快
B. 放慢
C. 反复多放几次
D. 不能
14. 如果1)(??t δ，根据傅氏变换的（ A ）性质，则有0)(0t j e t t ωδ-?-。
A. 时移
B. 频移
C. 相似
D. 对称
15. 瞬变信号x(t)，其频谱X(f)，则|X(f)|2表示（ B ）。
A. 信号的一个频率分量的能量
B. 信号沿频率轴的能量分布密度
C. 信号的瞬变功率
D. 信号的功率
16. 不能用确定函数关系描述的信号是（ C ）。
A. 复杂的周期信号
B. 瞬变信号
C. 随机信号
D. 周期信号
17. 两个函数)(1t x 和)(2t x ，把运算式()?∞
∞--dt t x t x τ21)(称为这两个函数的（C ）。
A. 自相关函数
B. 互相关函数
C. 卷积
D. 互谱
18. 时域信号的时间尺度压缩时，其频谱的变化为（ ）。
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
19. 信号τt
e t x --=1)( ，则该信号是( C ).
A. 简单周期信号
B. 随机信号
C. 瞬变信号
D. 复杂周期信号
20. 数字信号的特性是（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
21. 非周期信号的频谱是（ A ）
A. 连续的
B. 离散的
C. 基频的整倍数
D. 非连续的
22. 信号是信息的（ A ）
A. 载体
B. 描述
C. 形式
D. 数量表示
23.脉冲函数的频谱是（ A ）
A. 均匀谱
B. 非均匀谱
C. 逐渐增高
D. 逐渐降低
24. 截断的方波信号的频谱是（ B ）
A. 离散谱
B. 连续谱
C. 低频谱
D. 高频谱
25. 方波信号的谐波频率是基波频率的（ C ）
A. 偶数倍
B. 自然数倍
C. 基数倍
D. 小数倍
26. 窗函数在时域变窄，则其频域的频带（ B ）
A. 缩小
B. 加宽
C. 不变
D. 不确定
27. 下面（ D ）的频谱与理想的白噪声频谱相同
A. 低频噪声
B. 高频噪声
C. 随机噪声
D. σ函数
28. 信号在时域的时移，则信号在频域（ A ）
A. 相移
B. 不变
C. 压缩
D. 放大
29. 信号的时域与频域描述方法是依靠（ B ）来确立彼此的关系
A. 拉氏变换
B. 傅氏变换
C. 卷积
D. 相乘
30. 各态历经随机过程必须是（ A ）
A. 平稳随机过程
B. 非周期性的
C. 集合平均统计特征随时间周期性变化
D. 连续的
31. 工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而（ B ）
A. 不变
B. 减小
C. 增加
D. 不确定
32. 将信号在时域进行扩展，则信号在频域将（ C ）
A. 不变
B. 扩展
C. 压缩
D. 相移
33. 由几个频率不同的正弦信号合成的周期信号，合成信号的周期是（ A ）
A. 各信号周期的最小公倍数
B. 各信号周期的最大公约数
C. 各信号周期的平均值
D. 都不对
二、填空题
1. 信号可分为 和 两大类。确定性信号；随机信号
2. 确定性信号可分为 和 两类，前者的频谱特点
是 。后者的频谱特点是 。周期信号；非周期信号；
离散的；连续的
3. 将确定行信号中那些不具有周期重复性的信号称为 。非周期信号
4. 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
的，因此，没有必要取那些次数过高的谐波分量。减小
5. 信号的有效值的平方称为 ，它描述测试信号的平均功率。均方值
6. 两个时间函数)(1t x 和)(2t x 的卷积定义式是 。
12()()x t x t d ττ∞
-∞?-?
7. 连续信号)(t x 与单位脉冲函数)(0t t -δ进行卷积其结果是：
=-*)()(0t t t x δ 。0()x t t -
8. 6. 单位脉冲函数)(t δ的频谱所有频段上都是等强度的，这种频谱常称
为 。均匀谱
9. 21. 窗函数)(t w 的频谱是sin c f τπτ?，则延时后的窗函数)2
(τ
-t w 的频谱应是 。
sin j f e c f πττπτ-?? 10. 信号当时间尺度在压缩时，则其频带 其幅值 。例
如将磁带记录仪 即是例证。展宽；降低；慢录快放
11. 单位脉冲函数)(t δ的频谱为 ，它在所有频段上都
是 ，这种信号又称 。1；等强度；白噪声
12. 余弦函数只有 谱图，正弦函数只有 谱图。实频；虚频
13. 计算积分值：=?+?∞
∞-dt e t t )5(δ 。 5-e
14. 两个时间函数12()()x t x t 和的卷积定义式是 。12()()x t x t d ττ∞
-∞?-?
15. 单位脉冲函数)(0t t -δ与在0t 点连续的模拟信号)(t f 的下列积分：
0()()f t t t dt δ∞
-∞?-=? 。这一性质称为 。
)(0t f ；脉冲采样
16. 已知傅氏变换对)(1f δ?，根据频移性质可知t f j e 02π的傅氏变换为 。
0()f f δ-
17. 已知傅氏变换对：)()(11f X t x ?和)()(22f X t x ?时，则当)()()(21t x t x t x ?=时，
()X f =＿＿＿。 12()()X f X f *
三、名词解释
1. 平稳随机过程
平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间而变化的随机过程。
四、计算题
1. 求下图所示三角波调幅信号的频谱。（已知图中所示三角波的傅立叶变换为
2sin ()22f c τ
πτ
）
解：
图中所示调幅波是三角波与载波 0cos t ω 的乘积。两个函数在时域中的乘积，对应其在频域中的卷积。
t
f (t )
-1 2
τ
-2τt
0ω
余弦信号频谱为001
[()()]2f f f f δδ++- 三角波频谱为：2sin ()22f c τ
πτ
则信号f (t )的频谱为：
=)(f F 2001
sin ()[()()]222f c f f f f τ
πτ
δδ*++-
2200()
()
[sin sin ]422f f f f c c πτπττ
+-=+
2. 求被截断的正弦函数0sin t ω的傅立叶变换。
???><=T t T
t t t x 0,sin )(0ω
解
原函数)(t x 可看作是正弦函数t t x 00sin )(ω=和矩形窗函数)(t w 的乘积，即
)()()(0t w t x t x ?=，其中
???><=T t T t t w 0,1)(
又[])()()(000ωωδωωδπω--+=j X
?∞
∞--=dt e t w W t j ωω)()(
?--=T T t
j dt e ω
ωωωj e e T
j T j --=-
)(sin 2T c T ω=
)()(21
)(0ωωπωW X X *=
[])(sin 2)()(21
00T c T j ωωωδωωδππ*--+?=
[]T c T c jT )(sin )(sin 00ωωωω--+=
3. 求被截断的余弦函数0cos t ω如下，求其傅立叶变换。（9分）
??
?><=T t T t t t x 0,cos )(0ω
解： 原函数)(t x 可看作是余弦函数t t x 00cos )(ω=和矩形窗函数)(t w 的乘积，即)()()(0t w t x t x ?=，其中
???><=T t T t t w 0,1)(
又[])()()(000ωωδωωδπω-++=X
?∞∞
--=dt e t w W t j ωω)()( ?--=T T
t j dt e ω T T
t
j j e ---=ωω
ω
ωωj e e T
j T j --=- )(sin 2T c T ω=
)()(21)(0ωωπ
ωW X X *= [])(sin 2)()(2100T c T ωωωδωωδππ
*-++?= []T c T c T )(sin )(sin 00ωωωω-++=
4. 求指数函数()(0,0)at x t Ae
a t -=>≥的频谱。
解： 2()()j ft X f x t e dt π∞
--∞
=? 20at j ft Ae e dt π∞--=? (2)0at j f Ae dt π∞
-+=?
(2)0
1(2)a j f t A e a j f ππ∞-+=-+
12A a j f
π=+ 4. 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ和均方值2x ψ。
解：
?∞→=T T x dt t x T 0
)(1lim μ ?+=T dt t x T 0
0)sin(1?ω 0=
?∞→=T T x dt t x T 0
22)(1lim ψ ?+=T dt t x T 0
220)(sin 1?ω []?+-=T
dt t T x 020)22cos(12?ω 2
20x = 5. 求衰减振荡信号0()cos at x t e
t ω-=，0,0≥>t a 的频谱。 解：设1()at x t e -=，20()cos x t t ω=
210()at j ft X f e e dt π∞
--=? (2)0a j f t e dt π∞-+=
? 12a j f
π=+ 2001()[()()]2
X f f f f f δδ=++- 12()()()X f X f X f =*
0011*[()()]22
f f f f a j f δδπ=++-+ 00111[]22()2()a j f f a j f f ππ=
++++- 6. 一时间函数)(t f 及其频谱函数)(ωF 如图1-2所示，其最高频率为m ω。函数
t t f t x 0cos )()(ω?=，（m ωω>0），试分别作出)(t x 及其频谱函数)(ωX 的图形。分析当m ωω<0时，)(ωX 的图形会出现什么情况
解：)(t x 相当于信号)(t f 与t 0cos ω的调幅信号，其时域与频域结果如下图所示：
图中，（a ）为调幅信号波形图，图（b ）为调幅信号频谱图。当m ωω<0时，两边图形将在中间位置处发生混叠，导致失真。
7. 图1-3所示信号a （t ）及其频谱A （f ）。试求函数0()()(1cos 2)f t a t f t π=?+的傅氏变换F （f ）并画出其图形。
解：由于 00()()(1cos 2)
()()cos 2f t a t f t a t a t f t ππ=?+ =+?
并且 )()]([f A t a FT =,
)]()([2
1)]2[cos(000f f f f t f FT -++=δδπ 所以00001()()()[()()]211()()()22
F f A f A f f f f f A f A f f A f f δδ=+*++- =+++- )(f F 的频谱图如下图所示：
第二章
一、选择题
2. 测试装置的传递函数H(s)是装置动态特性在（ ）中的描述。
A. 幅值域
B. 时域
C. 频率域
D. 复频域
3. 测试装置的频响函数H （jω）是装置动态特性在（ ）中的描述。
A. 幅值域
B. 时域
C. 频率域
D. 复频域
4. 用常系数微分方程描述的系统称为（ ）系统。
A. 相似
B.物理
C. 力学
D. 线性
5. 下列微分方程中，哪一个是线性系统的数学模型（ ）
A. 225d y dy dx t y x dt dt dt ++=+
B. 22d y dx y dt dt
+= C. 22105d y dy y x dt dt -=+ D. x dt dx y dt y d =+2
2 6. 线性系统的叠加原理表明（ ）。
A. 加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响
B. 系统的输出响应频率等于输入激励的频率
C. 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数
D. 多个输入信号同时作用于系统所产生的响应，等于各个原信号的响应之和
7. 测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（ ）。
A. 精度
B. 灵敏度
C. 精密度
D. 分辨率
8. 一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（ ）。
A. 越宽
B. 越窄
C. 不变
D. 不一定
9. 测试过程中，量值随时间而变化的量称为（ ）。
A. 准静态量
B. 随机变量
C. 动态量
D. 静态量
10. 线性装置的灵敏度是（ ）。
A. 随机变量
B. 常数
C. 时间的线性函数
D. 时间的非线性函数
11. 若测试系统由两个环节串联而成，且环节的传递函数分别为12(),()H s H s ，则该系统总的传递函数为（ ）。若两个环节并联时，则总的传递函数为（ ）。
A. 12()()H s H s +
B.12()()H s H s ?
C.12()()H s H s -
D.12()/()H s H s
12. 输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是（ ）。
A. 幅频特性
B. 相频特性
C. 传递函数
D. 频率响应函数
13. 时间常数为τ的一阶装置，输入频率为 1
ωτ=的正弦信号，则其输出与输入间的相位
差是（ ）。
A. -45°
B. -90°
C. -180°
D. 45°
14. 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（ ）。
A. 卷积
B. 傅氏变换对
C. 拉氏变换对
D. 微分
15. 时不变线性系统的频率响应函数等于（ ）。
A. 系统的正弦输出与正弦输入比
B. 系统稳态正弦输出的傅氏变换与正弦输入的傅氏变换之比
C. 用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与正弦输入之比
D. 系统稳态正弦输出的拉氏变换与正弦输入的啦氏变换之比
16. 对某二阶系统输入周期信号 000()sin()x t A t ω?=+，则其输出信号将保持（ ）。
A. 幅值不变，频率、相位改变
B. 相位不变，幅值、频率改变
C. 频率不变，幅值、相位改变
D. 幅值、频率、相位均不变
17. 二阶装置，用相频特性中?（ω）=-90°时所对应的频率ω作为系统的固有频率n ω的估计值，则值与系统阻尼频率ξ的大小（ ）。
A. 有关
B. 无关
C. 略有关系
D. 有很大关系
18. 二阶系统的阻尼率ξ越大，则其对阶越输入的时的响应曲线超调量（ ）。
A. 越大
B. 越小
C. 不存在
D. 无关
19. 二阶装置引入合适阻尼的目的是（ ）。
A. 是系统不发生共振
B. 使得读数稳定
C. 获得较好的幅频、相频特性
D. 使系统稳定
20. 不失真测试条件中，要求幅频特性为（）。
A. 线性
B. 常数
C. 是频率的函数
D. 没有要求
21. 不失真测试条件中，要求幅频特性为（），而相频特性为（）。
A. 线性
B. 常数
C. 是频率的函数
D. 没有要求
22.测试装置的频响函数H(jw)是装置动态特性在（）中的描述
A. 幅值域
B. 频域
C. 复频域
D. 时域
23. 测试装置传递函数H(s)的分母与（）有关
A. 输入量x(t)
B. 输入点的位置
C . 装置结构 D. 输出点的位置
24.非线性度是表示定度曲线（）的程度
A. 接近真值
B. 偏离其似合直线
C. 正反行程不重合
D. 回程误差
25. 用二阶系统作测试装置，为使系统响应最快，其固有频率（）
A. 越小越好
B. 越大越好
C. ～之间最好
D. 负值最好
26. 测试系统的传递函数和（）
A. 具体测试系统的物理结构有关
B. 具体测试系统的物理结构无关
C. 输入信号有关
D. 输出信号有关
27. 灵敏度越高的测试系统，（）
A. 系统越稳定
B. 回程误差越小
C. 漂移越大
D. 非线性误差越小
28. 用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数τ（）
A. 越小越好
B. 越大越好
C. ～之间最好
D. 负值最好
二、填空题
1.H（s）与输入x(t)及系统的初始状态无关，它只表达系统的。传输
特性
2.一阶装置的时间常数τ原则上。越小越好
3.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为系统。时不变
4.测试装置的特性可分为特性和特性。静态特性；动态特
性
5.测试装置的静态特性指标有、和。灵敏
度；非线性度；回程误差
6.描述测试装置动态特性的数学模型有、、等。
微分方程；传递函数；频率响应函数
7.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为系统。若其输入、
输出呈线性关系时，则称为系统。时不变；线性
8.线性系统中的两个最重要的特性是指和。线形叠加性；频率
保持性
9. 测试装置在稳态下，其输出信号的变化量y ?与其输入信号的变化量x ?之比值，称
为 。灵敏度
10. 测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 。传递
函数
11. 测试装置对单位脉冲函数δ（t ）的响应，称为 ，记为h （t ），h （t ）的傅
氏变换就是装置的 。脉冲响应函数；频率响应函数
12. 满足测试装置不失真测试的频域条件是 和 。0)(A A =ω；
ωτω?-=)(或幅频特性为常数；相频特性为线性
13. 为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 和 。
阶跃响应法；频率响应法
14. 二阶系统的主要特征参数有 和 。固有频率；阻尼比
15. 已知输入信号 x （t ）=30cos （30t+30°）， 这时一阶装置的A （ω）=，()?ω =°，
则该装置的稳态输出表达式是：y （t ）= 。（30t+°）
16. 影响一阶装置动态特性参数是 ，原则上希望它 。时间常数τ；
越小越好
17. 输入x （t ），输出y （t ），装置的脉冲响应函数h （t ），它们三者之间的关系是 。
()()()y t x t h t =*
三、名词解释
1.分辨力
引起测量装置的输出值产生一个可觉察变化的最小输入量（被测量）变化值称为分辨力。
2.灵敏度
当装置的输入x 有增量Δx 变化时，相应的输出y 有增量Δy 变化，把Δy 与Δx 的比值定义为灵敏度。
3.线性度
实际特性曲线与参考直线偏离的程度称为线性度。
四、计算题
1. 求周期信号)451000cos(2)(0-=t t x 通过传递函数为0.05()0.051
s H s s =
+的装置后所得到的稳态响应。
解：
0.005()0.0051s H s s =+
()A ω∴ =； )1arctan()(τω
ω?= 98.0)1000005.0(11000
005.0)1000(2≈?+?=A ；
031.11)1000
005.01arctan(
)1000(≈?=? 稳态响应为 )31.11451000cos(98.02)(00+-?=t t y
)69.331000cos(cos 96.00-=t
2. 某一阶测量装置的传递函数为
10.041
s +，若用这一测量装置测量频率为2Hz 的正弦信号，试求其幅度误差。
解： 1()0.041
H s s =+
()A f ∴ =
(2)A =
=
∴其幅度误差(1－×100%=%。
3. 用一个一阶测量装置测量100Hz 的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5％，问：此仪器的时间常数应不大于多少 （7分）
解：
1()1
H s s τ=+ （1分）
()A f ∴ = （1分）
(100)15%A =- （2分） s 41023.5-?≤τ （3分）
4. 试求传递函数为 1.53.50.5s +和222411.4n n n
s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的传递函数及系统总的灵敏度。
解：
当两环节串联时，系统的总传递函数为：
)()()(21s H s H s H ?=
2224.1415.05.35.1n
n n s s s ωωω++?+= )
4.1)(17(123222n n n s s s ωωω+++= 求当S=0时的两传递函数之值
22200
411.5 3.0;413.50.5 1.4n s n n s s s s ωωω====+++ 两环节串联后系统的总灵敏度为
S=×41=123
5. 用图示装置去测周期为1s ，2s ，5s 的正弦信号，问幅值误差是多少（R=350Kω，C=1μF ）
解：根据基尔霍夫定律
因为 1()()()i u t i t dt Ri t C
=
+? 并且 ()()(),()o o u t u t Ri t i t R
== 所以有 ()1()()o i o u t u t u t dt C R =+? 两边拉氏变换后得
()
()()()1()1()11o i o o i U s U s U s RCs
U s RCs H s U s RCs
RCs
=+===++ 这是一个高通滤波器，当3635010100.35RC τ-==??=时
0.35()0.351
0.35()0.351()()s
H s s j H j j H j A ωωωωω=
+=+== 幅值相对误差：1[1()]100%o o o o o
X Y Y r A X X ω-==-=-? 式中 o X ——输入信号幅值；
o Y ——输出信号幅值。
当T=2s 时，1111222,()0.91,9%f A r T
ωπππω==?=== 当T=1s 时，222,()0.74,26%A r ωπω===
当T=5s 时，3332,()0.4,60%5
A r ωπω=
== 第三章
一、选择题
1. 电涡流式传感器是利用什么材料的电涡流效应工作的。（ A ）
A. 金属导电
B. 半导体
C. 非金属
D. 2PVF
2. 为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（ B ）。
A. 电压放大器
B. 电荷放大器
C. 前置放大器
D. 电容放大器
3. 磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一个（ B ）。
A. 一阶环节
B. 二阶环节
C. 比例环节
D. 高阶环节
4. 磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应（ ）其固有频率。
A. 远高于
B. 远低于
C. 等于
D. 不一定
5. 随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将（ ）。
A. 相应减小
B. 比例增加
C. 保持不变
D. 不确定
6. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高（B ）。
A. 电压灵敏度
B. 电荷灵敏度
C. 电压和电荷灵敏度
D. 保持不变
7. 调频式电涡流传感器的解调电路是（C ）。
A. 整流电路
B. 相敏检波电路
C. 鉴频器
D. 包络检波电路
8. 压电式加速度传感器的工作频率应该（C ）其固有频率。
A. 远高于
B. 等于
C. 远低于
D. 没有要求
9. 下列传感器中哪个是基于压阻效应的（ B ）
A. 金属应变片
B. 半导体应变片
C. 压敏电阻
D. 磁敏电阻
10. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（）成正比。
A. 位移
B. 速度
C. 加速度
D. 频率
11. 石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（）的表面上产生电荷量。
A. 机械轴
B. 电轴
C. 光轴
D. 晶体表面
12. 石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（ C ）。
A. 大得多
B. 相接近
C. 小得多
D. 不确定
13. 光敏晶体管的工作原理是基于（ B ）效应。
A. 外光电
B. 内光电
C. 光生电动势
D. 光热效应
14. 一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（A ）。
A. 较宽
B. 较窄
C. 较高
D. 不确定
15. 金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B ）来决定的。
A. 贴片位置的温度变化
B. 电阻丝几何尺寸的变化
C. 电阻丝材料的电阻率变化
D. 电阻丝材料长度的变化
16. 电容式传感器中，灵敏度最高的是（C ）。
A. 面积变化型
B. 介质变化型
C. 极距变化型
D. 不确定
17. 极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为（B ）
A. 电容量微小影响灵敏度
B. 灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线性误差
C. 非接触测量
D. 两电容极板之间距离变化小
18. 高频反射式涡流传感器是基于（A ）和集肤效应来实现信号的感受和变化的。
A. 涡电流
B. 纵向
C. 横向
D. 压电
19. 压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为（D ）效应。
A. 压电
B. 压阻
C. 压磁
D. 逆压电
20. 下列传感器中，能量转换型传感器是（A ）
A. 光电式
B. 应变片
C. 电容式
D. 电感式
21.测试工作的任务主要是从复杂的信号中提取（C ）
A. 干扰噪声信号
B. 正弦信号
C. 有用信息
D. 频域信号
22.压电式传感器是属于（B ）型传感器
A. 参量型
B. 发电型
C. 电感型
D. 电容型
23.莫尔条纹光栅传感器是（B ）的
A. 数字脉冲式
B. 直接数字编码式
C. 调幅式
D. 调频式
24.磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是（）
A. 一阶环节
B. 二阶环节
C. 比例环节
D. 积分环节
25.电涡流传感器是利用被测（A ）的电涡流效应
A. 金属导电材料
B. 非金属材料
C. PVF2
D. 陶瓷材料
26. 当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（A ）
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 不定
27.极距变化型电容传感器的灵敏度与（D ）
A. 极距成正比
B. 极距成反比
C. 极距的平方成正比
D. 极距的平方成反比
28.压电式加速度传感器的工作频率应（C ）其固有频率
A. 远高于
B. 等于
C. 远低于
D. 不确定
29.调频式电涡流传感器的解调电路是（ C ）
A. 电荷放大器
B. 相敏检波器
C. 鉴频器
D. 鉴相器
30.高频反射式电涡流传感器，其等效阻抗分为等效电阻R和等效电感L两部分，M为互
感系数。当线圈与金属板之间距离δ减少时，上述等效参数变化为（ B ）
A. R减小，L不变，M增大
B. R增大，L减小，M增大
C. R减小，L增大，M减小
D. R增大，L增大，M增大
31.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（ B ）
A. 电压放大器
B. 电荷放大器
C. 相敏检波器
D. 鉴相器
32.在测量位移的传感器中，符合非接触式测量且不受油污等介质影响的是（D ）传感器
A. 电容式
B. 压电式
C. 电阻式
D. 电涡流式
33. 半导体热敏电阻随温度上升，其阻值（）
A. 上升
B. 下降
C. 保持不变
D. 变为0
34. 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
35. 涡流式位移传感器的输出与被测对象的材料（C ）
A. 无关
B. 不确定
C. 有关
D. 只限于测铜
36.磁电式绝对振动速度传感器测振频率应（C ）其固有频率
A. 远高于
B. 等于
C. 远低于
D. 不确定
37.自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（）
A. 提高很多倍
B. 提高一倍
C. 降低一倍
D. 降低很多倍
38. 变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随（A ）而增大
A. 间隙的减小
B. 间隙的增大
C. 电流的增大
D. 电压的增大
40.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（ C ）成正比
A. 位移
B. 速度
C. 加速度
D. 时间
41.压电式传感器是高阻抗传感器，要求前置放大器的输入阻抗（A ）
A. 很大
B. 很低
C. 不变
D. 随意
42. 半导体应变片的灵敏度和电阻应变片的灵敏度相比（A ）
A. 半导体应变片的灵敏度高
B. 二者相等
C. 电阻应变片的灵敏试验高
D. 不能确定
43. 若石英晶体沿机轴受到正应力，则会在垂直于（ ）的面上产生电荷
A. 机轴
B. 电轴
C. 光轴
D. 都不
44. 压电式传感器是个高内阻传感器，因此要求前置放大器的输入阻抗（ ）
A. 很低
B. 很高
C. 较低
D. 较高
45. 极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（ D ）
A. 成正比
B. 平方成正比
C. 成反比
D. 平方成反比
46. 随电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度（ A ）
A 相应减小
B 比例增加
C 保持不变
D 不确定
47. 压电式加速度计，其压电片并联可提高（ B ）
A. 电压灵敏度
B. 电荷灵敏度
C. 电压和电荷灵敏度
D. 电流灵敏度
48.（ B ）的基本工作原理是基于压阻效应
A. 金属应变片
B. 半导体应变片
C. 压敏电阻
D. 压电陶瓷
49. 可变磁阻式电感传感器，当线圈匝数N 及铁芯截面积Ａ0确定后，原始气隙δ0越小，则
电感L （ D ）
A. 越小
B. 满足不失真条件
C. 阻抗匹配
D. 越大
50. 压电晶体式传感器其测量电路常采用（ B ）
A. 电压放大器
B. 电荷放大器
C. 电流放大器
D. 功率放大器
二、填空题
1. 涡流式传感器的变换原理是利用金属导体在交流磁场中的 。涡电流
效应
2. 磁电式传感器是把被测物理量转换为 的一种传感器。感应电动势
3.
4. 将压电晶体置于外电场中，其几何尺寸也会发生变化，这种效应称之为 。
逆压电效应
5. 利用电阻随温度变化的特点制成的传感器叫 。热电阻传感器
6. 可用于实现非接触式测量的传感器有 和 等。涡流式；电容式
7. 电阻应变片的灵敏度 表达式为/12/dR R S E dl l
υλ==++，对于金属应变片来说：S= ，而对于半导体应变片来说S= 。12;S S E υλ=+=
8. 当测量较小应变值时应选用 效应工作的应变片，而测量大应变值时应
选用 效应工作的应变片。压阻效应；应变效应
9. 电容器的电容量0A C εεδ
=，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为 。 20
δ
εεδA d dC S -== 10. 差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应 。反相串接
11. 光电元件中常用的有 、 和 。光敏电阻；光敏晶体管；
光电池
12.压电传感器在使用放大器时，其输出电压几乎不手电缆长度变化的影响。
电荷
13.超声波探头是利用压电片的效应工作的。逆压电
14.压电传感器中的压电片并联时可提高灵敏度，后接放大器。而
串联时可提高灵敏度，应后接放大器。电荷；电压；电压；电压
15.电阻应变片的电阻相对变化率是与成正比的。应变值ε
16.电容式传感器有、和3种类型，其中型
的灵敏度最高。面积变化型；极距变化型；介质变化型；极距变化型
17.霍尔元件是利用半导体元件的特性工作的。霍尔效应
18.按光纤的作用不同，光纤传感器可分为和两种类型。功能型；
传光型
三、名词解释
1.一块金属板置于一只线圈附近，相互间距为δ，当线圈中有一高频交变电流i通过时，
便产生磁通φ。此交变磁通通过邻近金属板，金属板表层上产生感应电流即涡电流，涡电流产生的磁场会影响原线圈的磁通，使线圈的阻抗发送变化，这种现象称为涡流效应。
2.某些物质在受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面上有电荷出
现，出现电场，当外力去除后，有重新恢复到原来状态，这种现象成为压电效应。
3.金属材料在发生机械变形时，其阻值发生变化的现象成为电阻应变效应。
4.将霍尔元件置于磁场中，当相对的两端通上电流时，在另相对的两端将出现电位差，称
为霍尔电势，此现象称为霍尔效应。
5.当激光照射到运动物体时，被物体反射或散射的光频率即多普勒频率发生变化，且多普
勒频率与物体运动速度成比例，这种现象称为多普勒效应。
6.某些半导体元件，当在相对的两端通上电流时，将引起沿电流方向电阻的变化，此现象
称为磁阻效应。
7.传感器是直接作用于被测量，并能按一定规律将被测量转换成同种或别种量值输出的器
件。
8.半导体材料受到光照时，电阻值减小的现象称为内光电效应。
9. 压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现
象。
10. 在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸出的现象称为外光电效应。
11. 在光的照射下使物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏打效应。
四、计算题
1. 把灵敏度为404×10-6PC ／Pa 的压电力传感器与一台灵敏度调到／PC 的电荷放大器相接，
求其总灵敏度。
解：
S ＝404×10-6PC ／Pa×／PC
＝×10-5 mV ／Pa
2. 进行某次动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为MPa ，将它与增益为nC 的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V 。当压力变化为时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少。
解：
S=××20mm/ MPa
=9.09 mm/ MPa
记录笔在记录纸上的偏移量×3.5mm ＝31.82mm
3. 一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r ＝4mm ，工作初始00.03mm δ=，如果间隙变化量1m δμ?=±时，电容变化量是多少（真空中介电常数为ε0=×10-12F/m ）。
解：
电容传感器的灵敏度
021
S A εεδ=-
1232
328.8510 3.14(410)(0.0310)
----????=? F/m 9109.4-?-=F/m
∴6910109.4--??±=??=?δS C F/m 3109.4-?=pF
4. 一电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm ，工作初始间隙00.3d mm =，空气介质，试求：（已知空气介电常数128.8510/F m ε-=?）
（1）通过测量得到的电容变化量为3310C pF -?=±?，则传感器与工件之间由初始间隙变化的距离?=?δ
（2）如果测量电路的放大倍数pF mV K /1001=，读数仪表的灵敏度25S =格/mV ，则此时仪表指示值变化多少格
解：（1），极距变化型电容传感器灵敏度为：
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实验指导书讲解
《机械工程测试技术基础》实验指导书实验一观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成 一、实验目的 1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。 2、观测基波和其谐波的合成 二、实验设备 1、信号与系统实验箱：TKSS-A型或TKSS-B型或TKSS-C型： 2、双综示波器。 三、实验原理 1、一个非正弦周期函数可以用一系列频谱成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的 2、 3、 4、。。。、n等倍数分别称二次、三次、四次、。。。、n次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小，直至无穷小。 2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。 3、一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式如下，方波频谱图如图2-1表示 图2-1方波频谱图
1、方波 ()?? ? ??++++= t t t t u t u m ωωωωπ7sin 715sin 513sin 31sin 4 2、三角波 ()?? ? ??++-= t t t U t u m ωωωπ5sin 2513sin 91sin 82 3、半波 ()?? ? ??+--+= t t t U t u m ωωωππ4cos 151cos 31sin 4212 4、全波 ()?? ? ??+---= t t t U t u m ωωωπ6cos 3514cos 1512cos 31214 5、矩形波 ()?? ? ??++++= t T t T t T U T U t u m m ωτπωτπωτππτ3cos 3sin 312cos 2sin 21cos sin 2图中LPF 为低通滤波器，可分解出非正弦周期函数的直流分量。BPF 1～BPF 6为调谐在基波和 各次谐波上的带通滤波器，加法器用于信号的合成。 四、预习要求 在做实验前必须认真复习教材中关于周期性信号傅立叶级数分解的有关内容。 五、实验内容及步骤 1、调节函数信号发生器，使其输出50Hz 的方波信号，并将其接至信号分解实验模块 BPF 的输入端，然后细调函数信号发生器的输出频率，使该模块的基波50Hz 成分BPF
机械工程测试技术课后习题答案
思考题与习题 3-1 传感器主要包括哪几部分试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别 答：金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：金属电阻应变片是基于电阻应变效应工作的；半导体应变片则是基于压阻效应工作的。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出 解：由0dR R s ε = 得，0R R s ε?=??即，6012010001020.24R R s ε-?=??=???= ()1.5 12.5120 I mA = = 3-5 电容式传感器常用的测量电路有哪几种 答：变压器式交流电桥、直流极化电路、调频电路、运算放大电路。 3-6 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 ，求： 图3-105 题3-4图
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。
机械工程测试技术参考学习资料
第二章信号分析基础 （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 _信号_，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以_时间一为独立变量；而信号的频域描述，以 _频率_为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三点： 离散性 , 谐波性，收敛性。 4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数 ,有均值 x ，均方值 2 、、, 2 x ，方差 x 6、 对信号的双边谱而言，实频谱 （幅频 总是偶 对称，虚频谱（相频谱）总是奇 对 称。 7、 信号x （t ）的均值口 x 表示信号的 直流 分量，方差 2 x 描述信号的 波动量。 2 7、当延时T = 0时，信号的自相关函数 R x （O ）= x ，且为R X （T ）的—均方—值。 9、 周期信号的自相关函数是 一同频率—周期信号，但不具备原信号的 —相位—信息。 10、 为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 _概率密度函数_、和 ___________ 自相关函 数。 11、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有—傅里叶变换法—、 和 _____ 滤波法 ________________________ 2 12、 设某一信号的自相关函数为 Acos （），则该信号的均方值为 x =A ,均方根值为 X rms = '、A o （二）判断对错题（用"或X 表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。 （对） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。 （对） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。 （错） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。 （错） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。 （对） 6、 互相关函数是偶实函数。（错 ） （三）单项选择题 1、 下列信号中功率信号是（ ）o
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?≥?=??
机械工程测试技术基础试卷及答案
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连续的。 ２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差ζx2的关系是￠x2=H x2+óx2。 ３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路。 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、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） ３、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 (η) 。（15分） ２、二阶系统的阻尼比ξ=0.2，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 = 8.85×10-12 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： 1、连续 2、￠x2=H x2+óx2 3、电桥、放大、调制解调电路 4、非线性度、灵敏度、回程误差 5、斜率 6、组合型、一体化型 7、Δó〈〈ó0定位 8、相邻相反相对相同 9、信号分析、信号处理 10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容 13、频率 14、鉴频、鉴频器 15、反比 16、带宽B 17、1 18、串联19、系统、随机 一、问答题 1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。 （1）测量对象
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，
中南大学机械工程测试技术实验指导书
机械工程测试技术基础 实验报告 学号：0801130801 学生: 俞文龙 指导老师：邓春萍
实验一电阻应变片的粘贴及工艺 一、实验目的 通过电阻应变片的粘贴实验，了解电阻应变片的粘贴工艺和检查方法及应变片在测试中的作用，培养学生的动手能力。 二、实验原理 电阻应变片实质是一种传感器，它是被测试件粘贴应变片后在外载的作用下，其电阻丝栅发生变形阻值发生变化，通过阻桥与静动态应变仪相连接可测出应变大小，从而可计算出应力大小和变化的趋势，为分析受力试件提供科学的理论依据。 三、实验仪器及材料 QJ－24型电桥、万用表、兆欧表、电烙铁、焊锡、镊子、502胶、丙酮或酒精、连接导线、防潮材料、棉花、砂纸、应变片、连接片。 四、实验步骤 1、确定贴片位置 本实验是在一梁片上粘贴四块电阻应变片，如图所示： 2、选片 1）种类及规格选择 应变片有高温和常温之分，规格有3x5，2x4，基底有胶基箔式和纸基箔式。常用是3*5
胶基箔式。 2)阻值选择： 阻值有120欧，240欧，359欧，500欧等，常用的为120欧。 3)电阻应变片的检查 a.外观检查，用肉眼观察电阻应变是否断丝，表面是否损坏等。 b.阻值检查：用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。 4)配组 电桥平衡条件：R1*R3 = R2*R4 电桥的邻臂阻值小于0.2欧。 一组误差小于0.2% 。在测试中尽量选择相同阻值应变 片组桥。 3．试件表面处理 1) 打磨，先粗打磨，后精细打磨 a. 机械打磨，如砂轮机 b. 手工打磨，如砂纸 打磨面积应大于应变片面积2倍，表面质量为Ra = 3.2um 。应成45度交叉打磨。因为这样便于胶水的沉 积。 2)清洁表面 用棉花粘积丙酮先除去油污，后用酒精清洗，直到表面干净为止。 3)粘贴。涂上502胶后在电阻应变片上覆盖一薄塑料模并加压，注意电阻应变片的正反面。反面涂胶，而正面不涂胶。应变片贴好后接着贴连接片。 4)组桥：根据要求可组半桥或全桥。 5)检查。 用万用表量是否断路或开路，用兆欧表量应变片与被测试件的绝缘电阻，静态测试中应大于100M欧，动态测试中应大于50M欧。 6)密封 为了防止电阻应变被破坏和受潮，一般用AB胶覆盖在应变片上起到密封和保护作用，为将来长期监测做好准备。 五实验体会与心得 本次亲自动手做了应变片的的相关实验，对应变片有了进一步的认识，通过贴应变片组成电桥，认识并了解了应变片的粘贴工艺过程，以及对应变片在使用之前是否损坏的检查。通过实验，进一步了解了应变片在试验中的作用，同时也锻炼了自身的动手能力。
机械工程测试技术课后习题答案
机械工程测试技术课后 习题答案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 答： （1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其 应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）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）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 图3-105 题3-4图
机械工程测试技术试卷4,有答案
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 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2ψ ，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*-= 0()x t t - 。其几何意义是 把原函数图像平移至0t 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，(B)是周期信号。 A ．5cos100()00 t t x t t π? ≥?=? ?
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。
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
机械工程测试技术基础实验报告
武汉理工大学《机械工程测试技术》课程实验报告 专业：机械电子工程 姓名：大傻逼 年级：2019级 班级：测控1班 学号：201903704567
实验三等强度梁弯矩、拉力测试和标定实验 实验目的 学会制定梁的弯矩和拉力传感器制作方法；学会金属电阻应变片的标定方法；学会通过弯矩信号推导等强度梁的垂向结构参数（固有频率和阻尼比系数） 2实验原理 实验原理图： 应变片R1 R2 R3 R4接线图 （3）电桥的灵敏度 电桥的灵敏度Su是单位电阻变化率所对应的输出电压的大小
Su=U/(ΔR/R)=0.25UO(ΔR1/R1+ΔR2/R2+ ΔR3 / R3- ΔR4 / R4)/(ΔR/ R) n=(R1/R1- R2 / R2+ R3/R3- R4/R4)/(ΔR/ R) 则Su=0.25n U1 式中，n 为电桥的工作臂系数 利用最小二乘法计算单臂全桥的电压输出灵敏度S，S = ΔV/Δm，并做出V～m 关系 在载物平台上加标准砝码，每加一个记录一个放大器输出电压值，并列表： 灵敏度为直线的斜率为 =（1.35+0.81+0.28）-（1.09+0.54+0）/3*2=0.135 V/k 实验图片贴片
贴片一 贴片二 固有频率和阻尼比的计算 在这个实验中，我们使用的是自由衰减法，以下是实验应该得到的曲线样本及物理模型。 做震动减弱原理图
实验步骤及内容 1，按要求，把各实验仪器连接好接入电脑中，然后在悬臂梁上粘紧压电式加速度传感器打开计算机，。。 2，打开计算机，启动计算机上的“振动测试及谱分析.vi ”。 3，选择适当的采样频率和采样点数以及硬件增益。点击LabVIEW 上的运行按钮（Run ）观察由 脉冲信号引起梁自由衰减的曲线的波形和频谱。 4，尝试输入不同的滤波截止频率，观察振动信号的波形和频谱的变化。 5，尝试输入不同的采样频率和采样点数以及硬件增益，观察振动信号的波形变化。 6，根椐最合适的参数选择，显示最佳的结果。然后按下“结束按钮，完成信号采集。最后我选择的参数是：采样频率sf 为512HZ,采样点数N为512点。 7，记录数据，copy读到数据的程序，关闭计算机。
机械工程测试技术参考
第二章 信号分析基础 （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 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数,有均值x μ，均方值2x ψ，方差2 x σ 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 偶 对称，虚频谱（相频谱）总是 奇 对 称。 7、信号x(t)的均值μx 表示信号的 直流 分量，方差2x σ描述信号的 波动量 。 7、 当延时τ＝0时，信号的自相关函数R x (0)= 2x ψ，且为R x (τ)的 均方 值。 9、 周期信号的自相关函数是 同频率 周期信号，但不具备原信号的 相位 信息。 10、 为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 概率密度函数 、和 自相关函 数 。 11、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 傅里叶变换法 、 和 滤波法 12、 设某一信号的自相关函数为)cos(ωτA ，则该信号的均方值为2 x ψ=A ，均方根值 为x rms = （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。（对 ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（对 ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（错 ）
4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（错 ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（对 ） 6、 互相关函数是偶实函数。（错 ） （三）单项选择题 1、下列信号中功率信号是（ ）。 A.指数衰减信号 B.正弦信号、 C.三角脉冲信号 D.矩形脉冲信号 2、周期信号x(t) = sin(t/3)的周期为（ ）。 A. 2π/3 B. 6π C. π/3 D. 2π 3、下列信号中周期函数信号是（ ）。 A.指数衰减信号 B.随机信号 C.余弦信号、 D.三角脉冲信号 4、设信号的自相关函数为脉冲函数，则自功率谱密度函数必为（ ）。 A. 脉冲函数 B. 有延时的脉冲函数 C. 零 D. 常数 5、两个非同频率的周期信号的相关函数为（ ）。 A. 0 B. 1 C. π D. 周期信号 6、概率密度函数提供的信号的信息是（ ）。 A. 沿频率轴分布 B. 沿时域分布 C. 沿幅值域分布 D. 沿强度分布 7、不能用确定的数学公式表达的信号是（ ）。 A ．复杂周期信号 B ．瞬态信号 C ．随机信号 D.非周期信号 8、已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f)，则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（ ）。 A ． )3( 2f X B ．)3(32f X C ． )(3 2f X D ． 2X(f) （四）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。
《机械工程测试技术》实验指导书
《机械工程测试技术》 实验指导书 山东大学机械工程学院实验中心 2008年2月
目录 实验一信号分析实验——————2 实验二传感器的标定实验——————8 实验三测试装置特性实验——————————15 实验四静态应力应变测试实验——————23 实验五动态应力应变测试实验——————33 实验六机械振动测试梁的固有频率测定实验————42 实验七传感器应用---转速测量实验————48 实验八扭转振动测量实验————————38 实验九设计实验—————————————50
实验一信号分析 一、实验目的 1.掌握信号时域参数的识别方法，学会从信号时域波形中观察和获取信号信息。 2.加深理解傅立叶变换的基本思想和物理意义，熟悉典型信号的频谱特征，掌握使用频谱分析提取测量信号特征的方法。 3.理解信号的合成原理，观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。 4. 初步了解虚拟仪器的概念。 二、实验原理 1．信号时域分析 信号时域分析又称为波形分析或时域统计分析，它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。信号的时域分析很简单，用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。通过本实验熟悉时域参数的识别方法，能够从信号波形中观测和读取所需的信息，也就是具备读波形图的能力。 2信号频谱分析 信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部和虚部 为纵坐标画图，称为时频－虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的 幅值。和相位为纵坐标画图，则称为幅值－相位谱。