机械工程测试技术试题及答案(成人教育)

、填空题（本题共20分，每个空格0.5分）

2、 均方值 ¥ x 2表示的是信号的强度，它与均值

卩X 、方差（T X 2

的关系是02

=『+ 62

。

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「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、一体型。

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：

信号加工、信号变换。

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 带宽决定。

17、对于理想滤波器，滤波器因数 入=1o

f c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1 ）o

系统误差引起的；而重复性误差是由 随机误差引起的。

二、简答题（本题共30分，每小题10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）

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

（2） 传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信 号。是测

试系统中的关键部件。

（3） 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号

进行传输、放大和转换，使其适合显示、 纪

录、数据处理。

（4） 信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分 析、数据

储存等）显示、记录部分：作用是输出测试结果。

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）

答］相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化， 且dR/R=（1+2H ） & +入E & ,其中H 为材料的泊桑比， E 为材料的弹性模量，（1+2H ） &是由几何尺寸变化引起的阻值变化，

入E &是由电阻率的变化引起的阻值变化。 不同的是：电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以 dR/R ~（1+2H ） £, A 1+2H;而半导体应变

片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以 dR/R=X E £, S 〜入E o

各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变

片的50-70倍。

3、选用传感器的原则是什么？ （

10分）

答］基本原则是：选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。 （1）静态特性方面：a 应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内，

并保证线性误差在允许范围内；b 、

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。

18、 带通滤波器可由低通滤波器（ 19、 测试系统的线性度和滞后度是由

传感器的分辨率（力）从数据上应小于测量要求的分辨率（力）c、满足实际要求的条件下，精度不宜过高。

三、综合分析题

(共50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。 ⑵ 求x(t)的自相关函数F X ( T )。( 10分)

x(t) e

-

」2

⑴二占[

e

"

f-1)

]

=d27

频谱图如下:

答刁对于二阶系统：当 w=w n 时，A(w) =1/2 Z 1 (w) =-90

幅值误差=[A(w)-1] X 100%=150%A m 相位误差=巾(w)= -90。

如使幅值误差不大于10%，贝UI A(w)-1 I <0.1 即 0.9

••• 1/2.2

3、 一电容传感器，其圆形极板

r = 4mm ，工作初始间隙 S 0 =0.3mm

(1)

工作时如果传感器的工作间隙变化 =±2卩m 求电容的变化量。

(2) 如果测量电路灵敏度 S=100mv/pF ,读数仪表灵敏度 S 2=5格/mv ,在=± 2^m 时，读数仪表的指示值变化 多少格？

-12 八

(£ 0 = 8.85 X 10 F/m ) (8 分)

解：(1)v S^c

=-^V =-4.94X 10-9F/m

2Hm 时，c =S? =-4.94X 10-9F/m X( 2X 10-6

n ) =-+9.88 X 10-15

F

答：1、x(f)=

x(f)

1 4 2f 2

(f)=-arctg(2 f)

(2) Rx()=

x(t)x(t+

2、

二阶系统的阻尼比E 应取多大阻尼比？。

= 0.2，求3 =3 n 时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于

(10 分)

二当