工程测试技术基础
第一章 测试技术基础知识
用量程为150V 的级电压表和量程为30V 的级电压表分别测量25V 电压，请问哪一个测量准
确度高为什么使用电压表时应尽可能在电压表量程上限的三分之二以上使用 解：
1）量程为150V 的级电压表，其最大引用误差为%,所以其最大绝对误差为
0.5%1500.75()m m x V δγ==?=
量程为30V 的级电压表，其最大引用误差为%,所以其最大绝对误差为
1.5%300.45()m m x V δγ==?=
所以测量25V 电压时，量程为30V 的级电压表的准确度高。
2）测量同一个电压量时，通常量程与被测量越接近的电压表，其测量准确度越高。
常用的测量结果的表达方式有哪3种对某量进行了8次测量，测得值分别为：、、、、、、、。试
用第3种表达方式表示其测量结果。
解：1）常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和
基于不确定度的表达方式等3种
2）基于不确定度的表达方式可以表示为
0x x x x σ∧
=±=±
均值为
8
1
18i i x x ===∑
标准偏差为
s =
=
样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为
?x σ
== 所以
082.440.014
x =±
第二章 信号描述与分析
2-2 一个周期信号的傅立叶级数展开为
12ππ120ππ
()4(
cos sin )104304
n n n n n y t t t ∞
==++∑（t 的单位是秒） 求：1）基频0ω；2）信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式。
解：基波分量为
12ππ120ππ
()|cos sin 104304
n y t t t ==
+ 所以：1）基频0π
(/)4
rad s ω=
2）信号的周期0
2π
8()T s ω==
3）信号的均值
42a = 4）已知 2π120π
,1030
n n n n a b ==
，所以
4.0050n A n π=== 120π30arctan arctan arctan 202π10
n n n
n b
n a ?=-=-=-
所以有
0011
π
()cos()4 4.0050cos(arctan 20)24n n n n a n y t A n t n t ω?π∞∞
===++=+-∑∑
即
1π()4 4.0050sin(
arctan 20)42
n n y t n t π
π∞
==+-+∑
2-3 某振荡器的位移以100Hz 的频率在2至5mm 之间变化。将位移信号表示成傅立叶级数，并绘制信号的时域波形和频谱图。 解：设该振荡器的位移表达式为
()sin()s t A t B ω?=++
由题意知100f Hz =振荡频率，所以有
2200f ωππ==
信号的幅值
52
1.52
A -=
= 信号的均值
25
3.52
B +=
= 信号的初相角
0?=
所以有
() 3.5 1.5sin(200)s t t π=+
即该信号为只含有直流分量和基波分量的周期信号。
2-4周期性三角波信号如图所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。
图 周期三角波信号（习题2-4图）
解：()f t 在一个周期,22T T
??
-????
内的表达式为 202
()202
E
T
t E t T
f t E T t E t T
?+-
≤
?-+≤≤
?? （1）由图像可知,该信号的直流分量
022
a E = （2）求该信号傅立叶级数
00200/20000/2/200002/2/2
0020024()cos d ()cos d ()
42(()cos )42(cos cos )
84cos cos 811[(sin cos )]T n T T T T T T T a f t n t t f t n t t T T E
t E n tdt T T
E
t n tdt E n tdt T T
E E t n tdt n tdt T T E t n t n t T n n ωωωωωωωωωωω-------===+=+=+=+??????? 被积函数是偶函数00000
0220
0002
2
0041
sin /2/20008181141
sin +cos sin /2/2/22+
(1cos )+()
4, 1,3,5,() 0, 2,4,6,E n t
T T T n E E E t n t n t n t T T T T T n T n n T n E
n n E
n n n ωωωωωωπωωωωπππ+--=
+----?=????
=??=????
（注意：＝２）＝００
2
022()sin d 0
T n T b f t n t t T ω-==?（被积函数是奇函数）
2
4, 1,3,5,() 0, 2,4,6,n n E
n n A a n π?=????
===??=????
arctan
0n
n n
b a ?=-= 00000222
1444()cos()cos()cos(3)cos(5)22()(3)(3)
n n n a E E E E f t A n t t t t ω?ωωωπππ∞==++=++++???∑
３）基波有效值rms
122
1422()()
n E x A ππ==
==
４）信号有效值rms
2221
444[]22()(3)(3)n n E E E E E x A πππ∞==+=++++???
５）信号的平均功率
222rms 222
444{[]}
22()(3)(3)x E E E E x ψπππ==+
+++??? 2-5 求指数函数()e (00)at
x t A a t -=>≥，的频谱。√
解：
()()j t at j t X n x t e dt Ae e dt ωωω+∞
+∞
----∞
==?
?
()22
)
j a t
A
A A a j e a j a j a ωωω
ωω+∞-+-=-
=
=+++（（到此完成，题目未要求，可不必画频谱）
鉴于有的同学画出了频谱图，在此附答案：
|()||
|()arctan
A X j ωαωω
φωα
==
+=-
2-6求被截断的余弦函数0cos t ω
0cos ||()0 ||t t T
x t t T
ω
≥? (题图3-4 )的傅里叶变换。√
()()j t X x t e dt ωω+∞
--∞
=
?
000000000000T
T
T
()()T
()()00()()()()00()()0012121[]
21[()()]211[()][2j t j t j t j t j t T T j t j t
T T
j T j T j T j T j T j T e e e dt e e dt j j
e e j j
e e e e j j
e e ωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωω
ωωωωωωωω----+---+----++----++=
==-+-=---+-=
-++-??（+）（+）00()()000000()]2sin[()]sin[()]
[
]
({sin c[()]sin c[()]}
j T j T e e T T T T T ωωωωωωωωωωωω
ωωωω----+-=++-=++-到此式也可以）
2-9求()h t 的自相关函数。√
e (00)
()0 (0)
at t a h t t -?≥>=?
解：
对能量有限信号()h t 的相关函数
()
()()()d ()h at
a t h R h t h t t
R e
e
dt
ττττ∞
-∞∞
--+=+=???
20
a at e
e dt τ
∞
--=?
201()2a at e e a
τ--+∞
=-
题图
2a e a
τ-=
2-10求正弦波和方波的互相关函数。√ 解法一：
()sin x t t ω=，1(/23/2)
()1(0/2,3/22)
t y t t t πππππ<≤??=?
-<≤<≤?? 0
1
()lim ()()T
xy T R x t y t dt T ττ→∞=+?
1()()T x t y t dt T τ=+?
/23/22/23/2[sin sin sin ]2tdt tdt tdt πτπτπτ
τπτπτ
ωωωωπ-----=-++-??? /23/22/23/2[cos |cos |cos |]2t t t πτπτπτ
τπτπτωωωωπ
-----=
-+ 2sin ωτ
π
=
解法二：
因为()()xy yx R R ττ-=
322
2
2
1
()lim ()()()
1
lim ()()sin ()sin ()2sin T
xy T yx T
T R x t y t dt
T R y t x t dt T t dt t dt
ππ
ππττττωτωτωτ
π
→∞→∞-
=+=-=-=--+-=
????
2-12 已知信号的自相关函数为cos A ωτ，请确定该信号的均方值2
x ψ和均方根值rms x 。√
解：2
(0)cos 0x x R A A ψ===
rms x ==
2-18 三个余弦信号1()cos 2x t t π=、2()cos 6x t t π=、3()cos10x t t π=进行采样，采样频率4Hz s f =，求三个采样输出序列，比较这三个结果，画出1()x t 、2()x t 、3()x t 的波形及采样点位置并解释频率混叠现象。√ 解：
114
s s T f =
= 若信号为x (t),其采样输出序列为
()()()
()()()()44s s
n s
s
n n x t x t t nT x nT t nT n n x t δδδ∞
=-∞
∞
=-∞∞
=-∞
=?
-=-=
-∑∑∑
将三个余弦信号代入上式得三个采样输出序列
1()cos(2)()44cos()()
24s n n n n x t t n
n t πδπδ∞
=-∞
∞
=-∞=
-=-∑∑
cos
2
n π
=（也可以写成这种形式） 2()cos(6)()443cos()()
24s n n n n
x t t n n t πδπδ∞
=-∞
∞
=-∞=
-=-∑∑
3cos
2
n π= 3()cos(2)()445cos()()
24s n n n n
x t t n n t πδπδ∞
=-∞
∞
=-∞
=
-=-∑∑
5 cos
2n
π=
∵ 8s ωπ=，πω21=，πω62=，πω103=
∴12s ωω>， 1()x t 不产生混叠；
22s ωω<、32s ωω<，2()x t 、3()x t 产生混叠。
第三章 测试系统的基本特性
3-2已知某测试系统静态灵敏度为4V/kg 。如果输入范围为1kg 到10kg ，确定输出的范围。
解：
4V /kg 1~104~40()
S x kg y Sx V ===已知＝，所以输出
3-6求周期信号()0.5cos100.2cos(10045)x t t t =+-o
通过传递函数为1()0.0051
H s s =+的装置后所得到的稳态响应。√ 解：
由1
()0.0051
H s s =
+，可知0.005()s τ=
令1()0.5cos10x t t =，则110(/)rad s ω=
那么：1()0.9988A ω=
=
=
11()arctan()arctan(0.00510) 2.8624o
?ωτω=-=-?=- 令2()0.2cos(10045)o
x t t =-，则2100(/)rad s ω=
那么：2()0.8944A ω=
=
=
22()arctan()arctan(0.005100)26.5650o
?ωτω=-=-?=-
所以稳态响应为：
()0.50.9988cos(10 2.8624)0.20.8944cos(1004526.5650)o o o y t t t =?-+?-- 0.4994cos(10 2.8624)0.1789cos(10071.5650)o o t t =-+-。
3-10
频率函数为
2
3155072
(10.01j )(1577536176j )
ωωω++-的系统对正弦输入()10sin(62.8)x t t =的稳态响应的均值显示。√
解：
22
22
2
1222
03155072
()(10.01)(1577536176)
11256210.011256212560.07()1
1256(),
()10.011256212560.07()2()10sin(62.8),10,62.8(/H j j j j j j H j H j j j j S x t t x rad ωωωωωωωωωω
ωωω=
++-=??
++??+∴==
++??+∴===Q 系统为一阶系统和二阶系统串联，灵敏度由可知
=112
2222
)1
(
)0.01()
10.01()0.8469
1256()1256212560.07()0.07,1256
()n s H j s j A H j j j A ωτωωωωωζωω=
=+∴====
+??+==∴=
=对于，有对于有001200.998
()()1020.84960.99816.9580
211.9893
rms y x SA A y y ωω∴==???=∴=?=稳态输出的幅值为：稳态输出的均值为：
3-11试求传递函数分别为 1.5
3.50.5s +和222
411.4n n n
s s ωωω++的两环节串联后组成的系统的总灵敏度。√ 解： 由1 1.53
() 3.50.571
H s s s =
=
++，可知13K = 由2222
41() 1.4n
n n
H s s s ωωω=++，可知241K = 所以，两环节串联后组成的系统的总灵敏度12341123S K K =?=?=
3-12已知某力传感器的固有频率800Hz ，阻尼比0.14ζ=，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可改为
0.7ζ=，问()A ω和()?ω又将如何变化√
解：
2
22
()()228001600(/)
()sin(2400)800(/)
n
n n
n H j j j rad s x t A t rad s ωωωζωωωωπππ?ωπ=++=?==?+=由题意知，该力传感器为一个二阶系统：
其中，输入信号为：
，即其角频率为
22
(1)0.14() 1.31
800220.141600()arctan arctan
10.68001()1()
1600n n A ζωωπ
ζ
ωπ?ωωπωπ=
=??
=-=-=---当传感器的阻尼系数＝时，有
22
(2)0.7()0.975
800220.71600()arctan arctan
438001()1()
1600n n A ζωωπ
ζ
ωπ?ωωπωπ
∴=
=??
=-=-=---当传感器的阻尼系数＝时，有
3-13一阶变换器的输出端与二阶的显示设备相连。变换器的时间常数为，静态灵敏度为2V/℃。显示设备的灵敏度、阻尼比和固有频率分别为1V/V，和5000Hz。
确定测试系统对输入()1050sin628
x t t
=+（单位：℃）的稳态响应。解：
12
1
12
3
2
1
()1050sin628()10()50sin628
()
()10211020
2(V/ 1.4100.0014()()
()
x t t x t x t t
x t
y t K K
K s x t
A
τ
ω
-
=+==
=??=??=
?
==
1
1
由题意知该测试系统由一个一阶系统和一个二阶系统串联组成。
由输入信号，可设，
1)系统对的稳态响应为：
2)对于一阶系统，有=℃)，＝＝，其对的稳态响应为：
11
22 2
0.7510
()arctan()arctan(0.0014628)41.3218
1(V/0.92500010000() ()
o
n
K x t
A
?ωτω
ζωππ
ω
=
=-=-?=-
?
=
=
对于二阶系统，有=V)，＝，＝＝，其对的稳态响应为：
2
22
2
221212
1.0004
628
220.14
10000
()arctan arctan0.3266
628
1()1()
10000
()
()50()()sin(628()())
50210.7510 1.0004sin(62841.321840.3266)75.1
o
n
n
o o
x t
y t K K A A t
t
ω
ζ
ωπ
?ω
ω
ωπ
ωω?ω?ω
??
=-=-=-
--
=????++
=????--=
1
所以系统对的稳态响应为：
12
3sin(62841.6484)
3)()
()()()4075.13sin(62841.6484)
o
o
t
x t
y t y t y t t
-=+=+-
所以系统对输入的稳态响应为：
第四章 常用传感器与敏感元件
4-4有一电阻应变片(如图，其灵敏度S ＝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)电流表示值相对变化量(注：με为微应变)。
解：图示电路的总电阻为+R R R ?总＝
(1)无应变时R ?＝0，所以+120R R R ?Ω总＝＝
，所以电流1 1.5
12.5()120
U I mA R 总＝＝＝ (2)有应变时6
12021000100.24R RS ε-?==???=Ω，所以+120.24R R R ?Ω总＝＝，所
以电流2 1.512.4750()120.24
U I mA R 总＝
＝＝ (3)电流表示值相对变化量为212112.475012.50.025()
12.475012.50.025
0.2%12.5
I I I mA I I I
I I I ?=-=-?====-＝- 图 题4-4图
4-7一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r ＝4mm ，工作初始间隙0δ＝0.03mm ，问： 1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量1μm δ?=±时，电容变化量是多少
2）如果测量电路灵敏度S 1=100mv ／pF ，读数仪表的灵敏度S 2＝5格／mv ，在1μm δ?=±时，表的指示值变化多少格 解：
1)根据变极距型电容式传感器工作原理有
1232602
32
1
1
8.85101 3.14(410)(10)0.4940()(0.0310)
C A
pF εεδδ----?=-?=-??????
?±=?m 2）表的指示变化为
120.49401005247()Y C S S ?=???=??=m 格
4-12 电式压力传感器的灵敏度S ＝pC/Pa(皮库仑／帕)，把它和一台灵敏度调到／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，试给出这个测试系统的框图，并计算其总的灵敏度。 解：
1）测试系统的框图如下图所示：
2）已知S ＝1pC/Pa ，S 1＝／pC ，S 2＝20mm/V ，所以总的灵敏度为： S 总＝S ×S 1×S 2=1××20=(mm/Pa)
4-3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选用√
答：半导体式应变片的工作原理是给予电阻的应变效应，对于半导体敏感栅来说，由于形变效应影响甚微，其应变效应主要为压阻效应。
半导体材料的突出优点是灵敏系数高，最大的K 值是（1+2μ）的50-70倍，机械滞后小，横向效应小，体积小，缺点是温度稳定性差，大应变时非线性较严重，灵敏系数离散性大，随着半导体集成电路工艺的发展，上述缺点相应得到了克服，电阻丝应变片的工作原理给予电阻的应变效应，即导体材料产生机械变形时，它的阻值产生相应改变的现象。
其优点是灵敏系数高，电阻率高，稳定性好，机械强度高，抗氧化，耐腐蚀。
4-10光电传感器包含哪几种类型各有何特点用光电式传感器可以测量哪些物理量 √
答：光电传感包括模拟式光电传感器与开关式光电感器。
模拟式光电传感器将被测量转换成连续变化的光电流，要求光电元件的光照特性为单值线性，且光源的光照均匀恒定。
开关式光电传感器利用光电元件受光照或无光照“有“、”无“电信号输出的特性将测量信号转换成断续变化的开关信号。
用光电式传感器可以测量直径、表面粗糙度、应变、位移、振动速度、加速度以及物体的形状等物理量。
4-11何为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。√答：
当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端之间出现电势差的现象成为霍尔效应，该电势差成为霍尔电势差或霍尔电压。
物理本质是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用形成的电场，产生电视，霍尔元件可测位移、微压、压差、高度、加速度和振动，如：霍尔效应位移传感器，利用霍尔效应测量位移，微压传感器是利用霍尔效应测量微压。
ps 用传感器的基本原则是什么√
答：
1.适当的灵敏度
2.足够的精确度
3.高度的可靠性
4.对被测对象的影响小
5.良好的稳定性
6.线性范围合适
7.频率相应特性
第5章 模拟信号的调理与转换
5-1如图所示的直流电桥。在初始平衡条件下2127.5R =Ω；若将3R 与4R 交换，当
2157.9R =Ω时，电桥重新实现平衡，问未知电阻1R 的大小是多少 解：
由初始平衡条件：4231R R R R =，即4315.127R R R ?Ω=
若将3R 与4R 交换平衡条件为：3241R R R R =，即3419.157R R R ?Ω= 联立求解得：1141.9R ≈Ω
5-4 低通、高通、带通及带阻滤波器各什么特点，画出它们的理想幅频特性曲线。√ 解：特点:
1） 低通滤波器：允许0c ω-频率的信号通过滤波器，阻止c ω-∞频率的信号通过； 2） 高通滤波器：允许c ω-∞频率的信号通过，阻止0c ω-频率的信号通过； 3） 带通滤波器：允许12c c ωω-之间频率的信号通过，阻止10c ω-、2c ω-∞频率
的信号通过；
4） 带阻滤波器：允许10c ω-、2c ω-∞频率的信号通过，阻止12c c ωω-之间频率的信号通过。 理想幅频特性：
5-5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，在半桥双臂上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度为什么 答：否。
5-7图是实际滤波器的幅频特性曲线，指出它们各属于哪一种滤波器在图上标出
截止频率的位置。
图滤波器幅频特性图
解：
a)高通 b)低通 c)带通
在图上找出幅值为707.0时对应的频率即为上下截止频率。
5-8图所示RC 低通滤波器中0.01μF C =，输入信号x e 的频率为10f =kHz ，输出信
号滞后于输入30o ，求：R 值应为多少如果输入电压的幅值为100V ，则其输出电压幅值为多少
解：已知：相位差()arctan arctan 230f ?ωωτπτ=-=-=-o
得，6
9.1910τ-=?
由RC τ=，得R = Ω
幅值比：()A f =
=
所以，输出电压U==
5-9RC 低通滤波器的10k ΩR =，1μF C =。试求：1）滤波器的截止频率c ω；2）当输入为()10sin102sin1000x t t t =+时，求滤波器稳态输出。
解：(1)其时间常数01.010
110106
3
=???==-RC τ
1/1/0.01100(/)c rad s ωτ===
(2) 参见题3-6，得()9.95sin(10 5.71)0.20sin(100084.29)y t t t =-+-o
o
5-12如图所示，调制波为()f t ，载波0cos t ω √
1) 画出调幅波的时间波形。 2) 画出调幅波的频谱。
3) 如果采用偏置调幅（A=1），什么情况下将产生过调制
图 习题5-12图
解：
1) 采用抑制调幅时，调幅波的时间波形为:
0()()cos m f t f t t ω=?
2) 调幅波的频谱: 即求 ()m f t 的频谱F m (ω) (a)设基带信号()f t 的频谱F(ω):
图 习题5-8图
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? ≥?=? ?
《测试技术基础》期末试题及答案--
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 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个特点：离散的 ，谐波型 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和 准周期 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。 （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。（ v ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ v ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ x ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ x ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ v ） （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2 x 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1 21 )(+= ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y √2/2 ，相位=φ -45 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35 .1+s 和2 2 2 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。123 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 傅里叶级数展开式 、 和 傅里叶变换 。 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 延时 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 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题 1、 4 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 3 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 2 。 （1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）) ()() ()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。 （1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 2 系统。 （1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶
《传感器与检测技术》习题答案
第1章传感器与检测技术基础思考题答案 l.检测系统由哪几部分组成？说明各部分的作用。 答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号.通常传感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作. 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2。传感器的型号有几部分组成,各部分有何意义？ 依次为主称(传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2; 转换原理—-用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3; 序号-—用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Ｑ不用）。 例：应变式位移传感器: C ＷＹ-ＹB—２0；光纤压力传感器：C Y—GQ—２. ３。测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量.此时输出电压认可表示为Ｕ0，U0＝U+△U,其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量,仪表必须有较大量程以满足Ｕ０的要求,因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准.测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表-—毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载,Ｅ１、R1和R w表示电位差计的参数.在测量前调整R１使电位
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?≥?=??
测试技术基础知识
第1章测试的基础知识 1．1 知识要点 1．1．1测试的基本概念 1．什么是测量、计量、试验和测试？ 测量是指以确定被测对象值为目的的全部操作；计量是指实现单位统一和量值准确可靠的测量；试验是对被研究对象或系统进行实验性研究的过程，通常是将被研究对象或系统置于某种特定的或人为构建的环境条件下，通过实验数据来探讨被研究对象性能的过程；测试是人们认识客观事物的方法，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合，是依靠一定的科学技术手段定量地获取某种研究对象原始信息的过程。 2．什么是信息和信号？ 对于信息，一般可理解为消息、情报或知识，从物理学观点出发来考虑，信息不是物质，也不具备能量，但它却是物质所固有的，是其客观存在或运动状态的特征。因此，可以理解为：信息是事物运动的状态和方式。把传输信息的载体称为信号，信息蕴涵于信号之中，信号是物理性的，含有特定的信息，易于被测得或感知，易于被传输，是物质，具有能量。人类获取信息需要借助信号的传播，信号的变化则反映了所携带信息的变化。 3．测试工作的任务是什么？ 测试工作就是信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。测试工作的基本任务是通过测试手段，对研究对象中有关信息量作出比较客观、准确的描述，使人们对其有一个恰当的全面的认识，并能达到进一步改造和控制研究对象的目的，进一步提高认识自然改造自然的能力。测试工作中的一项艰巨任务是要从复杂的信号中提取有用的信号或从含有干扰的信号中提取有用的信息。 4．测试有什么作用？ 人类从事的社会生产、经济交往和科学研究活动总是与测试技术息息相关。首先，测试是人类认识客观世界的手段之一，是科学研究的基本方法。科学的基本目的在于客观地描述自然界，科学定律是定量的定律，科学探索离不开测试技术，用定量关系和数学语言来表达科学规律和理论也需要测试技术，验证科学理论和规律的正确性同样需要测试技术。事实上，科学技术领域内，许多新的科学发现与技术发明往往是以测试技术的发展为基础的，可以认为，测试技术能达到的水平，在很大程度上决定了科学技术发展水平。 同时，测试也是工程技术领域中的一项重要技术。工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能试验等都离不开测试技术。在自动化生产过程中常常需要用多种测试手段来获取多种信息，来监督生产过程和机器的工作状态并达到优化控制的目的。 在广泛应用的自动控制中，测试装置已成为控制系统的重要组成部分。在各种现代装备系统的设计制造与运行工作中，测试工作内容已嵌入系统的各部分，并占据关键地位。
自动检测技术题库
第一章检测技术的基础知识 一、填空题 1．检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。 2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。 3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。 4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值2/3 的区域。 5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。（因为U≥2/3Umax） 二、选择题 1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。 A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元 2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。 A．转换元件B．敏感元件C．转换电路D．嵌入式微处理器 3．有四台量程均为0-600℃的测量仪表。今要测一约为500℃的温度，要求相对误差≤2.5%，选用精度为 D 的最为合理。 A．5.0级B．2.5级C．2.0级D．1.5级 4．有四台量程不同，但精度等级均为1.0级的测温仪表。今欲测250℃的温度，选用量程为 C 的最为合理。A．0～1000℃B．300～500℃C．0～300℃D．0～500℃ 5．某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克 力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是Ｂ。 A．绝对误差B．示值相对误差C．满度相对误差D．精度等级 6．在选购线性仪器时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为 欲测量的Ｃ左右为宜。 A．3倍B．10倍C．1.5倍D．0.75倍 7．用万用表交流电压档（频率上限为5kHz）测量100kHz、10V左右的高频电压，发现示值不到2V，该误差属 于 B 。用该表主流电压档测量5号电池电压，发现每次示值均为1.8V,该误差属于 A 。 A．系统误差B．粗大误差C．随机误差D．动态误差 8．重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了Ｄ。 A．提高精度B．加速其衰老C．测试其各项性能指标D．提高可靠性能 9．电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 B 测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于C 测量。 A．偏位式B．零位式C．微差式 三、计算题 1．有一温度计，它的测量范围为0~200℃，精度为0.5级，求： 1）该仪表可能出现的最大绝对误差。 2）当示值分别为20℃、100℃时的示值相对误差。 2．已知待测拉力约为70N左右。现有两只仪表，一只为0.5级,测量范围为0~500N；另一只为1.0级，测量范围 为0~100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？ 3．有一台测量压力的仪表，测量范围为（0~10）Mpa,压力与仪表输出电压之间的关系为U0=a0+a1p+a2p2,式中a0=1V， a1=0.6V/ Mpa，a2=-0.02V/Mpa2 求: 1)该仪表的输出特性方程; 2)该仪表的灵敏度表达式;
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，
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。
测试技术基础答案 赵文礼
第2章习题及解答 1.判断正误 (1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。( × )准周期信号 (2)任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。( × ) (3)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。( × ) (4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。( √ ) (5)非周期变化的信号就是随机信号。( × )准周期信号 (6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。( × ) (7)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。( × ) (8)各态历经随机过程是平稳随机过程。( √ ) (9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。( √ ) (10)非周期信号的频谱都是连续的。( × ) 准周期信号 (11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√） (12)直流信号的频谱是冲击谱（√） 2.选择正确答案填空 (1)描述周期信号的数学工具是(B )。 A.相关函数 B. 傅里叶级数 C. 拉普拉斯变换 D. 傅里叶变换 (2)描述非周期信号的数学工具是( C )。 A.三角函数 B. 拉普拉斯变换 C. 傅里叶变换 D. 傅里叶级数 (3)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. 仅有相移 (4)瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C ) A.信号的一个频率分量的能量 B. 在f处的微笑频宽内，频率分量的能量与频宽之比 C. 在f处单位频宽中所具有的功率 (5)概率密度函数是在（C）域，相关函数是在（A）域，功率谱密度函数是 在（D）域描述随机信号。
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
《现代检测技术基础复习题》
现代检测技术基础试题 一、阐述仪器线性度的概念，说明有哪些直线拟合方法。阐述回程差、灵敏度和分辨力的概念。 二、仪表的精确度等级是怎样规定的？写出计算公式。某测温仪表的测温范围为0---600℃，准确度等级为2.5级；另一测温仪表的测温范围为0---1200℃，准确度等级为1.5级。现欲测量温度为500℃的设备温度，问选哪种测温仪表会更好？计算说明为什么？ 三、（1）假设你开发一台称重仪，在实验室完成了传感器、放大电路和单片机系统的设计制作，但是没有条件施加标准砝码或标准力对传感器和你的系统进行实际标定，你只有一块可用来测量电压和电流的表(或万用表), 在这种条件下你应该首先对仪器的那些指标进行测定?从误差的角度出发,你对你使用的表有何要求? （2）设传感器误差为0.1%；测量放大电路误差为0.03%；系统采用的A/D转换器为10位，试分析仪器最后能达到的最好精度等级是多少？ （3）用干电池分压的办法模拟传感器输出信号对电路进行测试，试在整个量程范围内确定其测试点。若每一个测试点测试了十次，说明你对这些数据的处理方法并写出数据处理公式。 三、画图并说明光电池的下列特性： （1）开路电压、短路电流与光照度的关系； （2）输出电流与负载电阻及光照度的关系。 四、画图并说明光电二极管与放大器的电流放大连接法、电压放大连接法和阻抗变换连接法。说明各连接法适用于哪些测量情况。 五、（1）怎样测试光敏电阻的好坏？（2）比较光敏电阻、光电池、光电二极管的异同点。（3）说明选择光电检测器时应注意哪些问题。 六、写出朗伯-比尔定律的数学表达式，说明各符号的含义。 七、用于测量输送皮带上粉粒物料的近红外水分仪为何要采用三个波长进行测
机械工程测试技术基础试题A
一、填空题(每空1分，共10分) 1.信号可分为____ _____两大类。 2.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_________。 3.对于线性系统，若输入为x(t)=x 0e j ω t ，则其稳态输出y(t)=y e j t 00()ω?+，这个性质称为 _________。 4.已知滤波器的带宽为B ，它对阶跃响应的建立时间为Te ，则B 和Te 的关系为_______。 5.若测试系统由两个环节并联而成，且各个环节的传递函数分别为H 1(S)和H 2(S)，则该系统的传递函数为_________。 6.若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样的离散信号的频谱会发生_______现象。 7.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数R xy (τ)=_________。 8.若信号满足y(t)=kx(t)关系，式中k 为常数，则互相关系数ρxy (τ)=________。 9.两个时域函数乘积的傅里叶变换等于这两个函数_________。 10.图1-10所示电桥的输出为_________。 图1-10 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号 填在题干的括号内。每小题1分，共15分) 1.描述非周期信号的数学工具是( ) A.三角函数 B.拉氏变换 C.傅氏级数 D.傅氏变换 2.时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换是( ) A. 1 22 ()()j f X f π B. 122()()πf X f C. (j2πf)2X(f) D. (2πf)2X(f) 3.概率密度函数是在什么域上描述随机信号的分布规律( ) A.时间域 B.频率域 C.幅值域 D.复数域 4.测试装置的传递函数H(S)的分母与( )有关。 A.输入量x(t) B.输出量y(t) C.输入点的位置 D.装置的结构 5.无论二阶系统的阻尼比ξ如何变化，当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时，该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为( ) A. 0° B. 90° C. 180° D.不定值 6.差动式电感传感器和差动式电容传感器具有( )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
机械工程测试技术试卷(答案)
试 卷 《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 （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)(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 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 ） 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 =+22 " 9.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 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. 半导体应变片 C. 压敏电阻 D. 磁敏电阻 13.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 | 14.下列传感器中，能量转换型传感器是（A ） A. 光电式 B. 应变式 C. 电容式 D. 电感式 15.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 16.要使RC 低通滤波器的通带加宽，则RC 值应（B ）。 A. 增加 B.减少 C. 不变 D. 不确定 17.在一定条件下RC 带通滤波器实际上是低通滤波器与高通滤波器（A ）而成的。 A. 串联 B. 并联 C. 串并联 D. 叠加 18.滤波器的截止频率是其幅频特性等于（B ）时所对应的频率 A ．A0/2 B. A0/ C. A0/3 4 : 19. 调幅波是（B ） A. 载波幅值随调制信号频率而变 B. 载波幅值随调制信号幅值而变 C. 载波频率随调制信号幅值而变 D. 载波幅值随调制信号相位而变 20.数字信号处理中，采样频率fa 与被测信号中最高频率成分fh 的关系应为( B ) A. fa=fc B. fa>2fc C. fa