工程测试技术试题及答案3
工程测试技术试题
1.测试装置的静态特性指标主要有灵敏度、线性度、回差、精确度一阶系统的动态参数是时间常数τ,二阶系统的动态参数是时间常数τ和阻尼比ξ;2测试装置的幅频特性描述的是输出信号与输入信号幅值比随输入信号频率变化的关系, 相频特性描述的是输出信号与输入信号相位差随输入信号频率变化的关;2.表征测试装置动态特性的频率响应特性应包括_幅频特性,和_相频特性;3.将信号xt=6sin2t输入时间常数τ= 的一阶装置,则稳态输出的幅值Y0= ,相位滞后φ0=_____,输出信号yt= ;︒-︒当测量较小应变值时,应选用根据压阻效应工作t4545)的半导体应变片,而测量大应变值时应选用根据电阻应变效应工作的金属电阻应变片;4.常用的应变片有半导体与金属丝两大类;对于金属电阻应变片来说：S=1+2μ,而对于半导体应变片来说 S＝πLE ;前一种应变片的灵敏度比后一种低5.金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的几何尺寸变化产生的;6.差动变压器式传感器工作时,如果铁芯做一定频率的往复运动,其输出电压是调制波;7.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈_互感_____系数的变化,两个次级线圈要求_反向____串接;11交流电桥的平衡条件为相对桥臂阻抗之模的乘积相等和阻抗角和相等 ,因此,当桥路相邻两臂为电阻时,则另外两个桥臂应接入电阻性质的元件才能平衡;12自感式传感器通过改变气隙、面积和有效线圈匝数从而改变线圈的自感量,可将该类传感器分为变气隙式自感式传感器、变面积式自感传感器和螺管式自感传感器 ;13压电传感器在使用电荷放大器时,其输出电压几乎不受电缆长度变化的影响;14压电传感器中的压电片并联时可提高电荷灵敏度,适用于测量缓变信号和以电荷为输出量的场合;而串联时可提高电压灵敏度,适用于以电压为输出量的场合;15压电传感器在使用前置放大器时,连接电缆长度的改变,测量系统的灵敏度也将发生变化;16压电式传感器是双向可逆型换能器,即可将机械能转换为电能,这是由于压电效应；也可将电能转换为机械能,这是根据逆压电效应;8.压电传感器前置放大器的作用是把传感器输入的高阻抗变为低阻抗输出和把传感器的微弱信号放大9.周期信号的频谱是离散的,非周期信号的频谱是连续的；非周期信号的频谱可以借助于数学工具傅立叶变换而得到;10.在非电量的电测技术中,总是将被测的物理量转换为___电_____信号;11.组成热电偶的条件是两电极材料不同和两电极有温度差 ;12.测试系统的特性可分为静态特性和动态特性;13.能用确切数学表达式表达的信号称为确定性信号,不能用确切数学表达式表达的信号称为随机信号;14.描述测试系统动态特性的数学模型有微分方程和频率响应函数 ;15.附加传感器质量将使原被测系统的固有频率减小增大、减小、不变;16.温度引起电阻应变片阻值变化的原因有两个,其一电阻温度效应 ,其二线膨胀系数不同 ;17.均方差表示信号的波动量 ,方差表示信号的绕均值波动的程度 ;18.测试系统不失真条件是幅频特性为常数、相频特性为过原点的负方向斜线 ;19.常用的温度传感器有热电偶、电阻温度计等;20.利用霍尔元件可以测量位移和转速等运动量;21.单位脉冲的频谱是均匀谱 ,它在整个频率范围内具有幅值相等 ;22.线性系统具有频率保持性,即系统输入一正弦信号,其稳态输出的幅值和相位一般会发生变化;23.差动电桥可提高灵敏度 ,改善非线性 ,进行温度补偿;24.为补偿温度变化给应变测量带来的误差,主应变片与补偿应变片应接相邻桥臂;25.一般将控制高频振荡的缓变信号称为调制信号 ,载送缓变信号的高频振荡信号称为载波 ,经过调制的高频震荡信号称为已调制波 ;判断1. 周期信号的频谱必定是离散的;2. 灵敏度指输出增量与输入增量的比值,又称放大倍数;X3. 传递函数表征系统的传递特性,并反映其物理结构;因此,凡传递函数相同的系统其物理结构亦相同;X4. 变间隙式电感传感器,只要满足δ<<δo的条件,则灵敏度可视为常数;5. 用差动变压器测量位移时,根据其输出特性可辨别被测位移的方向;X6.莫尔条纹的间距B随光栅刻度线夹角θ增大而减小;7. 测量小应变时,应选择灵敏度高的金属丝应变片,测量大应变时,应选用灵敏度低的半导体应变片;X8.霍尔元件包括两个霍尔电极和两个激励电极;9. 在光的照射下材料的电阻率发生改变的现象称为外光电效应;X10. 采用热电偶冷端恒温法进行冷端温度补偿,只能将冷端置于冰水混合的容器中;X11. 非周期信号的频谱是离散谱;X12. 随机信号的概率密度函数是表示信号的幅值落在指定区间的概率;13.为提高测试精度,传感器灵敏度越高越好;X14. 依靠被测对象输入能量使之工作的传感器称为能量转换型传感器;X15. 根据压电效应,在压电材料的任何一个表面的压力均会在相应表面上产生电荷;X16. 由同一种材料构成热电偶即使两端温度不等也不会形成电势;17. 若将四个承受应力的应变片作为全桥四臂,则电桥输出电压一定比仅用一个应变片大四倍;X18. 对某常系数线性系统输入周期信号,则其稳态输出信号将保持频率、幅值和相位不变;X19. 任何周期信号都可以由不同频率的正弦或余弦信号迭加而成;20. 一个信号不能在时域和频域上都是有限的;21. 当信号在时间尺度上压缩时,其频谱频带加宽,幅值增高;X22. 线性定常系统中,当初始条件为零时,系统输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数;X23. 莫尔条纹有位移放大作用,可以通过莫尔条纹进行脉冲计数来测量微小位移;24. 同一个传递函数可表征多个完全不同的物理系统,因此不同物理系统可能会有相似传递特性;X25. 一阶系统时间常数和二阶系统固有频率越小越好;26.调幅波是频率不变而幅值发生变化的已调波;27. 相敏检波器是一种能鉴别信号相位和极性而不能放大信号的检波器;28. 频率保持性是指测试系统的输出信号频率总等于输入信号的频率;X29. 测试装置的灵敏度越高,其测量范围就越大;30. 一阶测试系统的时间常数越小越好;X31. 动态特征好的测试系统应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特征;32.线性定常系统,初始条件为零时,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数;33. 时间常数表征一阶系统的惯性,是过渡过程长短的度量;34. 用常系数微分方程描述的系统为线性系统;00000傅里叶级数中的系数表示谐波分量的振幅_;1.准周期信号的频谱是__.离散的_________;2.如果一个信号的频谱是离散的,则该信号的频率成份是有限的或无限的______;3.时域信号使其变化速度减慢,则低频成分__增加____;概率密度函数是_.幅值_____域上来描述随机信号的;4.二阶系统的阻尼比越小,则阶跃响应的超调量__越大_________;5.幅值解调过程中,相敏检波器的作用是__判断极性和提取已调波的幅值信息_________;6.在非电量的电测技术中,总是将被测的物理量转换为__电 ______信号;7.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系称___相频特征 _____; 测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数的关系为__.傅氏变换对______;8.9.的灵敏度;11.高频反射式涡流传感器是基于涡电流和集肤效应来实现信号的感受和变换的;,,14.;15.,这;,18.输出电压几乎不受联接19.,,则应该增大加速度计固有频率,则应减小加速度计固有频率,可以增大质量块的质量或者减小弹簧的刚度,此时灵敏度 ;23.测量应变所用电桥特性是电桥的和差特性 ;为提高电桥灵敏度,极性相同的应变片应该接于相对臂,极性向反的应变片应接于相邻臂;24.由测量仪器本身结构或原理引起的误差称为系统误差;25.能完成接受和实现信号转换的装置称为传感器 ;26.对某二阶系统输入周期信号,则其输出信号将保持频率不变,幅值、相位改变 ;27.减小随机误差影响的主要办法是增加测量次数 ;28.低通滤波器的作用是滤除高频信号 ;29.半导体应变片是根据压阻效应原理工作的;30.压电式传感器属于发电型传感器;31.采用直流电桥进行测量时,每一桥臂增加相同的应变片数,则电桥的测量精度不变 ;32.用某一调制信号xt=Acos40pt+Bcos400pt,调制载波信号yt=Ccos4000pt,则调制波的频率宽为 2000-200~2000+200； ;33.灵敏度始终是常数的传感器是变面积式自感传感器和电阻应变片 ;计量光栅测量位移时,采用细分技术是为了提高分辨率34.描述周期信号的数学工具是傅立叶级数,描述非周期信号的数学工具是傅立叶变换 ;35.将信号在时域平移,则在频域中信号将会仅有相移 ;36.金属丝应变片在测量某一构件的应变时,其电阻变化主要由金属丝几何尺寸变化来决定;为什么通常二阶系统的阻尼比ζ≈左右频域：在一定误差范围下,ζ≈时系统可测频带范围宽;时域：ζ≈时,当ω0越大,响应时间越短;何为调制、解调调制与解调的目的是什么调制就是用调制信号控制载波信号,让后者的某一特征参数按前者变化;解调就是从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号;调制的目的是使缓变信号便于放大和传输;解调的目的是恢复原信号;简述系统不失真测试的条件时域和频域及其物理意义;时域：yt=kxt-t0;物理意义：系统的输出波形与输入信号的波形完全相似,保留了原信号的全部特征信息；输出波形与输入信号的波形只是幅值放大了k倍,在时间上延迟了t0;频域：Aω=k=常数,φω=-ωt0;物理意义：幅频特性在xt频谱范围内恒为常数,即输入信号各频率成分幅值通过此系统所乘系数相同,幅频特性\有无限宽通频带；相频特性是通过原点向负方向发展并与ω成线性关系的直线,即输入信号中各频率成分相位角通过此系统时成与频率ω成正比的滞后移动,滞后时间都相同;试说明为什么不能用压电式传感器测量变化比较缓慢的信号由于传感器的内阻及后续测量电路输入电阻Ri 非无限大,电路将按指数规律放电,造成测量误差,电荷泄漏使得利用压电传感器测量静态或准静态量非常困难;通常压电传感器适宜作动态测量,动态测量时电荷量可以不断得到补充;简述测试系统的静态特性指标;a灵敏度：若系统的输入x增量△x,引起输出y发生变化△y时,定义灵敏度S为: S=△y/△xb线性度：对测试系统输入输出线性关系的一种度量;c回程误差：描述系统的输出与输入变化方向有关的特性;d重复性：衡量测量结果分散性的指标,即随机误差大小的指标;e精度：评定测试系统产生的测量误差大小的指标;f 稳定性和漂移：系统在一定工作条件下,当输入量不变时,输出量随时间变化的程度;g 分辨力率：测试装置分辨输入量微小变化的能力;h 可靠性：评定测试装置无故障工作时间长短的指标;分别列举位移、温度、转速测量传感器各一种并简述其原理;位移传感器：变气隙式自感传感器——电磁感应原理;温度传感器：热电偶——热电效应;转速测量传感器：霍尔式转速测量传感器——霍尔效应;测试系统的基本特性是什么静态特性：灵敏度、线性度、回程误差、重复性、精度、稳定性和漂移、分辨力率、可靠性等;动态特性负载特性抗干扰特性简述常用温度测试方法及相应传感器原理;接触式测温法：膨胀式：根据热胀冷缩原理设计,如液体、气体和金属膨胀式温度计；电阻式：根据电阻温度效应设计,如电阻式、半导体温度计；热电偶：根据热电效应设计;非接触式测温法：基于热辐射效应,如红外式温度计;一阶系统和二阶系统主要涉及哪些动态特性参数这些动态特性参数的取值对系统性能有何影响一般采用怎样的取值原则一阶系统：时间常数τ;时间常数τ决定着一阶系统适用的频率范围,τ越小测试系统的动态范围越宽,反之,τ越大则系统的动态范围就越小;为了减小一阶系统的稳态响应动态误差,增大工作频率范围,应尽可能采用时间常数τ小的测试系统;二阶系统：阻尼比ξ、固有频率ω0;二阶系统幅频特性曲线是否出现峰值取决于系统的阻尼比ξ的大小；当二阶系统的阻尼比ξ不变时,系统固有频率越大,保持动态误差在一定范围内的工作频率范围越宽,反之,工作频率范围越窄;对二阶系统通常推荐采用阻尼比ξ＝左右,且可用频率在0~ 范围内变化,测试系统可获得较好的动态特性,其幅值误差不超过 5％,同时相频特性接近于直线,即测试系统的动态特性误差较小;传感器采用差动形式有什么优点试举例;1改善非线性;2提高灵敏度;3对电源电压、频率的波动及温度变化等外界影响有补偿作用;4对电磁吸力有一定的补偿作用,从而提高测量的准确性;若调制信号的最高频率为fm,载波频率为f0,那么fm与f0应满足什么关系原因何在若调制信号为瞬态信号连续谱,信号最高频率fm,则调幅波的频谱也是连续谱,位于f0± fm之间;只有f0>>fm,频谱不会产生交叠现象;为了正确进行信号调制,调幅信号的频宽2fm相对于中心频率载波频率f0应越小越好,实际载波频率通常f0≥10fm;测量、测试、计量的概念有什么区别测量：以确定被测对象属性和量值为目的的全部操作;测试：意义更为广泛的测量——具有试验性质的测量;计量：实现单位统一和量值准确可靠的测量;何谓测量误差通常测量误差是如何分类、表示的说明各类误差的性质、特点及其对测量结果的影响;测量误差：测量结果与被测量真值之差;误差分类：随机误差由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律产生,再现性、系统误差因许多不确定性因素而随机产生、偶然性、粗大误差系统各组成环节发生异常和故障等引起;误差表示：绝对误差、相对误差真值相对误差、示值相对误差、引用误差;准周期信号与周期信号有何异同之处与非周期信号有何异同之处满足什么要求简谐信号才能叠加成周期信号该信号的周期如何确定准周期信号: 由多个周期信号合成,各信号周期没有最小公倍数;频谱离散;周期信号：按一定时间间隔重复出现的信号,由多个周期信号合成,各信号周期有最小公倍数;频谱离散;非周期信号：不会重复出现的信号,包括准周期信号、瞬态信号;其中准周期信号频谱离散,瞬态信号频谱连续;各简谐信号周期有最小公倍数才能叠加成周期信号;该信号周期为各信号周期的最小公倍数;金属电阻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选用金属电阻应变片的工作原理基于其敏感栅发生几何尺寸改变,使金属丝的电阻值随其变形而改变,即电阻应变效应,产生1＋2μεx项;而半导体应变片的工作原理是利用半导体材料沿某一方向受到外加载荷作用时,由应力引起电阻率的变化,即压阻效应,产生πL Eεx 项;两种应变片相比,半导体应变片最突出的优点是灵敏度高,另外,由于机械滞后小、横向效应小及本身的体积小等特点,扩大了半导体应变片的使用范围,最大缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大,在较大应变作用下,非线性误差大等,给使用带来困难;当测量较小应变值时,应选用根据压阻效应工作的半导体应变片,而测量大应变值时应选用根据应变效应工作的金属电阻应变片;电阻应变片产生温度误差的原因有哪些怎样消除误差由温度引起应变片电阻变化的原因主要有两个：一是敏感栅的电阻值随温度的变化而改变,即电阻温度效应；二是由于敏感栅和试件线膨胀系数不同而产生的电阻变化;进行温度补偿,消除误差的方式主要有三种：温度自补偿法、桥路补偿法和热敏电阻补偿法;温度自补偿法是通过精心选配敏感栅材料与结构参数来实现温度补偿；桥路补偿法是利用电桥的和差特性来达到补偿的目的；热敏电阻补偿法是使电桥的输入电压随温度升高而增加,从而提高电桥的输出电压;涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关被测体对涡流传感器的灵敏度有何影响涡流形成范围:径向为线圈外径的～倍,且分布不均匀,与线圈外径D有关；涡流贯穿深度有限,深度一般可用经验公式求得,与导体电阻率、相对导磁率和激励频率有关;涡流效应与被测导体电阻率、导磁率、几何形状与表面状况有关,因此涡流传感器的灵敏度也与上述被测体的因素有关;涡流式传感器的主要优点是什么电涡流式传感器能对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等进行非接触式连续测量,另外还具有体积小,灵敏度高,频率响应宽等特点;非接触测量,抗干扰能力强；灵敏度高；分辨力高,位移检测范围：±1mm～±10mm,最高分辨率可达%；结构简单,使用方便,不受油液等介质影响压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器电荷放大器有何特点压电式传感器的前置放大器有两个作用：一是阻抗变换把压电式传感器输出的高阻抗变换成低阻抗输出；二是放大压电式传感器输出的微弱信号;电荷放大器的输出电压与外力成正比,与反馈电容Cf成反比,而与Ca、Cc和Ci无关,当制作线路时使Cf成为一个非常稳定的数值,则输出电压唯一的取决于电荷量,与外力成反比;电缆分布电容变化不会影响传感器灵敏度及测量结果是电荷放大器的突出优点,但电路复杂,造价较高;采取何种措施可以提高压电式加速度传感器的灵敏度选用压电系数大的压电材料做压电元件；增加压电晶片数目；合理的连接方法;如何减小电缆噪声对测量信号的影响使用特制的低噪声电缆；输出电缆应予以固紧,用夹子、胶布、腊等固定电缆以避免振摇；电缆离开试件的点应选在震动最小处;什么是霍尔效应为什么半导体材料适合于作霍尔元件霍尔效应：置于磁场中的通电半导体,在垂直于电场和磁场的方向产生电动势的现象;根据霍尔效应,霍尔元件的材料应该具有高的电阻率和载流子迁移率;一般金属的载流子迁移率很高,但其电阻率很小；绝缘体电阻率很高,但其载流子迁移率很低；只有半导体材料最适合做霍尔元件;霍尔元件的不等位电势的概念是什么产生不等位电势的主要原因有哪些如何进行补偿不等位电势：当磁感应强度B为零、激励电流为额定值IH时,霍尔电极间的空载电势;产生不等位电势的原因主要有：霍尔电极安装位置不正确不对称或不在同一等电位面上；半导体材料的不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀；激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等;补偿电路见P173;简述霍尔位移传感器的工作原理;当改变磁极系统与霍尔元件的相对位置时,即可得到输出电压,其大小正比于位移量;保持霍尔元件的控制电流I一定,使其在一个有均匀梯度的磁场中移动,则霍尔电势与位移量成正比;简述热电偶产生热电势的条件是什么热电偶的两个电极材料不同,两个接点的温度不同;简述热电偶冷端温度补偿的各种方法的特点0℃恒温法：将热电偶冷端放在冰和水混合的容器中,保持冷端为0℃不变;这种方法精度高,但在工程中应用很不方便,一般在实验室用于校正标准热电偶等高精度温度测量;修正法：实际使用中,设法使冷端温度保持不变放置在恒温器中,然后采用冷端温度修正的方法,可得到冷端为0℃时的热电势;根据中间温度定律,EABT,T0＝ EABT,Tn＋EABTn,T ,因为保持温度Tn不变,因而EABTn,0 ＝常值,该值可以从热电偶分度表中查出;测量的热电势与查表得到的相加,就可得到冷端为0℃时的热电势,然后再查热电偶分度表,便可得到被测温度T;补偿导线法：将热电偶的自由端引至显示仪表,而显示仪表放在恒温或温度波动较小的地方;采用某两种导线组成的热电偶补偿导线,在一定温度范围内0～100℃具有与所连接的热电偶相同的热电性能;不同的热电偶要配不同的导线,极性也不能接错;补偿电桥法：利用不平衡电桥又称冷端补偿器产生不平衡电压来自动补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化;。
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一、填空题1、信号可分为（确定性信号）和（随机信号），确定性信号又分为（周期信号）和（非周期信号）。
2、测量结果与（变量真值）之差称为测量误差。
3、在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性，则该过程叫（各态历经）。
4、用来定量变量的（仪器）和（技术）统称为标准。
5、测试技术是（测量）和（试验技术）的统称。
6、测量装置的干扰来自多方面，干扰窜入测量装置主要有（电磁场干扰）、（信道干扰）和（电源干扰）三种途径。
7、某装置由于后接另一装置而产生的种种现象，称为（负载效应）。
8、传感器就是（输入量为被测量）的测量变换器。
9、传感器的选用原则一般从灵敏度、(响应特性)、线性范围、（可靠性）、精确度、（测量方法）和稳定性这些方面来综合考虑。
10、频率调制是指利用（调制信号）控制（高频载波信号）频率变化的过程。
二、选择题1、周期信号的每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是诸分量频率的（C）A、公倍数B、平均值C、公约数D、最大值2、描述非周期信号的数学工具是（D）A、三角函数B、拉氏变换C、傅氏级数D、傅氏变换3、时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换是（C）A、1(j2πf)2X(f) B、1(2πf)2X(f) C、(j2πf)2X(f) D、(2πf)2X(f)4、概率密度函数是在什么域上描述随机信号的分布规律（C）A、时间域B、频率域C、幅值域D、复数域5、差动式电感传感器和差动式电容传感器具有（C）的特点。
A、灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍B、灵敏度和非线性度都降低了C、灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干D、灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍6、欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用（B）传感器。
A、压电式B、磁电式C、电阻式D、热电式7、常用于对调幅波解调的装置是（D）A、乘法器B、滤波器C、鉴频器D、相敏检波器8、数字信号的特征是（D）A、时间上连续幅值上离散B、时间上离散幅值上连续C、时间上和幅值上都连续D、时间上和幅值上都离散9、电荷放大器是一个（C）放电器。
机械工程测试技术试卷及答案
《机械工程测试技术基础》试卷一、选择填空题（每小题2分，共20分）1. 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取( )A、干扰噪声信号B、正弦信号C、有用信号D、频域信号2. 测试装置静态特性的一个基本参数是( )A、阻尼系数B、灵敏度C、单位脉冲响应时间D、时间常数3. 概率密度函数提供了随即信号（）的信息。
A、沿概率轴分布B、沿幅值域分布C、沿时域分布D、沿强度分布4. 反映噪声强弱程度的是响度，其单位是（）A、宋B、方C、分贝D、瓦5. 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、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、各信号周期中的最大值6. 信号的时域与频域描述方法是依靠（）来确立彼此的关系。
A 拉氏变换B 傅氏变换C 卷积D 相乘7. .极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（）A 成正比B 方成正比C 成反比D 平方成反比8. 脉冲函数的频谱是（）A 均匀谱B 非均匀谱C 逐渐增高D 逐渐降低9. 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，常用（）作为解调器。
A 鉴相器B 整流器C 鉴频器D 变压器10. 光线示波器的振子的幅频特性相当于（）滤波器的幅频特性。
A 低通B 高通C 带通D 带阻二、判断题（每小题2分，共20分）1.凡频谱是离散的信号必然是周期信号。
（）2.当信号的时间尺寸压缩时，其频谱的频带加宽，幅值增高。
（）3.二阶系统的动态特性参数是阻尼比和固有频率。
（）4. 测量小应变时，应选用金属丝应变片，测量大应变时，应选用半导体应变片。
（）5. A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。
（）6. 一阶系统的时间常数τ越小越好。
（）7. 频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号的频率总等于输入信号的频率。
（）8. 在常系数的线性系统中，当初始条件为零时，系统输出的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。
（）9. 压电式传感器采用电荷放大器或电压放大器，所构成测量系统的特性总是相同的。
机械工程测试技术基础试卷与答案
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σx2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 (τ) 。
（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？。
《机械工程测试技术基础》-熊诗波-试卷集(共四套)含详细答案
x x x一、填空题机械工程测试技术基础试卷一１、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Ψ 2表示的是信号的强度，它与均值μ 、方差σ 2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、 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 (τ) 。
（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？。
测试技术试卷及答案
测试技术试卷及答案《机械工程测试技术基础》课程试题一、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．绘制周期信号某(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，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.连续信号某(t)与(tt0)进行卷积其结果是：某(t)(tt0)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(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。
5co10tA．某(t)0B．某(t)20eat当t0当t0co20t(t)(t)C．某(t)5in20t10co10t5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(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，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B)。
A．越宽B．越窄C．不变8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（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该相交成（A）A.0°B．45°C．90°D．30°10．二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。
1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连续的。
2、均方值Ψx 2表示的是信号的强度，它与均值μx 、方差σx 2的关系是 222x x x μσψ=+ 。
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非线性度、灵敏度、回程误差 。
５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的斜率。
６、传感器按信号变换特性可分为组合型、一体化型。
４、测试系统的组成类型大体分为组合型和一体化型。
７、当Δó〈〈ó0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 趋于定值。
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相邻相反 相对相同的变化，才能使输出有最大值。
９、信号分析的过程主要包括：信号分析、信号处理。
9、信号分析的过程主要包括：信号加工、信号变换，提取又有信号的过程。
10、系统动态特性在时域可用传递函数来描述，在复数域可用频率函数来描述，在频域可用 脉冲响应函数来描述。
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，对差模 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，原因是导线间存在分布电容。
13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其频率与输入的控制电压成线性关系。
14、调频波的解调又称鉴频，其解调电路称为鉴频器。
15、滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系。
16、滤波器的频率分辨力主要由其带宽B 决定。
17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝1。
18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1）。
19、测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是 由随机误差引起的。
1、非周期信号可分为瞬变非周期信号和非周期信号。
８、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在分布电容。
机械工程测试技术试卷(答案)
机械工程测试技术试卷(答案)机械工程测试技术》2022至2023学年度第二学期期末（A）卷班级：________ 姓名：________ 学号：________题号得分评卷人一二三四五合计考生注意：答案须写在答题纸上，并注明题号，考试结束后将试卷连同答题纸一齐交）一、选择题1.信号是信息的（A）。
A。
载体 B。
描述 C。
形式 D。
数量表示2.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3.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4.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5.两个函数和，把运算式称为这两个函数的（C）。
A。
自相关函数 B。
互相关函数 C。
卷积 D。
互谱6.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7.测试装置的频响函数H(jw)是装置动态特性在（B）中的描述。
A。
幅值域 B。
频域 C。
复频域 D。
时域8.下列微分方程中，哪一个是线性系统的数学模型？（B）d^2y/dt^2 + t(dy/dt) + 5y = x + yd^2y/dt^2 + 10(dy/dt) + 5y = x9.不失真测试条件中，要求幅频特性为（B）。
A。
线性 B。
常数 C。
是频率的函数 D。
没有要求10.测试装置传递函数H(s)的分母与（C）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11.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）。
A。
越小越好 B。
越大越好 C。
0.6～0.7之间最好 D。
负值最好12.下列传感器中哪个是基于压阻效应的？（B）A。
金属应变 B。
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章节测试题 第一章信号及其描述(」）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 的频域扌田述， 以 为独立变量。
3、 周 期 信 号 占： 八、、♦ : 的 频谱 具 /、 有 三 。
个 特 4、 非周期信号包括 信号和P p p P p p p p p 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X 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在 sdfs 率谱。
（） （三） 简答和计算题1、 求正弦信号X （t ）=X 0Sin 7的绝对均值（I |X|和均方根值X rms 。
22、 求正弦信号x （t ） =x 0sinC ・t 讦呵'）的均值"x ，均方值x ，和概率密度函数 p （x ）。
3、 求指数函数x （t ） =Ae d （a ■ 0,t _ 0）的频谱。
'cos%t|t|<T 亠4、 求被截断的余弦函数 X （t ）=」的傅立叶变换。
0 |t"5、 求指数衰减振荡信号 x （t^e Jt si n 「°t （a ・0,t —0）的频谱。
第二章测试装置的基本特性（一）填空题的总灵敏度。
为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 ____________________________________和 。
1、2、 1t某一阶系统的频率响应函数为H （j 「） ,输入信号x （t ）二sin —,则输出信2 j o +1 2，幅值y，相位''=4血n * 1 2 3 y （t ）的频率为-■二试求传递函数分别为1.5和 ------ — -------- 的两个环节串联后组成的系统 3.5s 0.5 s 214 • n s J（1）Q 1（JQ 2（J （ 2） Q1C ） Q 2C ） （ 3） 一、—、0“）+ Q 2（灼）一阶系统的阶跃响应中，超调量 (1)存在，但＜5%(3)在时间常数很小时存在 忽略质量的单自由度振动系统是 (1)零阶 (2) 一阶(四) 简答和计算题 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 测试装置实现不失真测试的条件是什么？ 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为 H(s)。
求其对周期信号 0.005s +1 x(t) =0.5cos10t 0.2cos(100t -45 )的稳态响应 y(t)。
1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1 +%内的输出y(t)的表达式。
第三章常用传感器(一) 填空题1、 属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有 ____________________________ 等(每个至少举例两个)。
2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于： 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，实际应用时常常采用 __________ 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交流磁场中的 _______________ 效应。
Q1(')Q2()( 4)Q 1(.)_Q 2「)O(2)存在，但＜1 (4)不存在________ 系统。
(3)二阶 (4)高阶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)阻尼比用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数， 可取输出值达到稳态值 时间作为时间常数。
(1) 0.632 (2) 0.865 (3) 0.950 (4) 0.982 (三) 判断对错题(用"或x 表示)一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个 导致输出波形失真。
()倍所经过的 1、 1000Hz 的正弦信号，则必然2、 3、 4、 5、在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为 传递函数。
( )当输入信号x(t) 一定时，系统的输出 y(t)将完全取决于传递函数 H (s)，而与该系统的物理模型无关。
() 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。
( 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。
( 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
1、2、4、 5、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)选择题1、电阻应变片的输入为 _______ 。
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：S1 2 2（1）k—（2）k、：（3）（4）一k、：59、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）判断对错题（用"或x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控制型传感器（）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）简答和计算题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，还能测量哪些非电量？4、电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应采取什么措施改进，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）两个线圈通常应该接在什么电路中？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=0.3（mm），介质为空气。
问：（1）如果极板间距离变化量，电容的变化量C是多少？（2）如果测量电路的灵敏度读数仪表的灵敏度k2=5 （格/ mV ）在厶二=1（J m）时，读数仪表的变化量为多少？第四章信号调理、记录和显示（一）填空题（1 ）力（2）应变（3）速度（4）加速度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，按照的性质，电桥可分为直流和交流电桥。
3、在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的可将其分为半桥与全桥测量电路。
4、调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号__________ ，使高频信号的幅值随被测信号的 而变化。
信号调幅波可以看作是载波与调制波的。
5、 调频波的解调又称为 。
6、 调频是利用信号电压的 号电压成正比。
控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而与信7、 常用滤波器的上、下截止频率= ，若为倍频程滤波器f c1、f c2的定义为 f c1与f c2的关系为。
，其带宽B8 RC 低通滤波器中 RC 值愈，则上截止频率愈低。
（二）选择题1、设有一电路， R i 是工作桥臂，R 2 , R 3, R 4是固定电阻，且R 4。
工作时R t 尺+2也尺，则电桥输出电压ey 叱（）。
eo 为电桥的电源电压。
2、 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，其幅一频特性在f 2》：：区间近于平直，在 f 2 > 0区间急剧衰减，这叫 滤波器。
（1）低通 （2）高通（3）带通（4）带阻5、 一带通滤波器，其中心频率是f o ，-3dB 带宽是B ，则滤波器的品质因数Q 等于 ___________ 。
（1）f oB （2） f o - B（3） f o B（ 4） f °「B（三） 判断对错题（用"或x 表示）1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。
（） 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，其频率选择性越好。
（ ） 4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。
（）（四） 简答和计算题1、何谓电桥平衡？要使直流电桥平衡， 桥臂参数应满足什么条件？交流电桥应满足什么条 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。
5、 以阻值R =120i 」，灵敏度S =2的电阻丝应变片与阻值为 1201的固定电阻组成电桥, 供桥电压V 。
=3V ，若其负载电阻为无穷大，应变片的应变 2000」；。