工程测试技术基础
机械工程测试技术基础知识点总结
机械工程测试技术基础知识点总结一、引言机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分，它主要涉及到对机械产品进行各种测试和评估的技术方法和手段。
本文将从以下几个方面对机械工程测试技术的基础知识点进行总结。
二、测试目的与方法1. 测试目的：机械工程测试的目的是为了评估机械产品的性能、可靠性和安全性，以确保其符合设计要求和使用需求。
2. 测试方法：机械工程测试可以采用静态测试、动态测试、功能测试、环境测试等多种方法。
其中静态测试主要用于评估机械产品的结构强度和刚度，动态测试用于评估机械产品的振动、噪声和动力性能，功能测试用于评估机械产品的功能是否正常，环境测试用于评估机械产品在不同环境条件下的性能。
三、测试设备与工具1. 测试设备：机械工程测试需要使用各种测试设备，如力传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器等。
这些设备用于测量机械产品在测试过程中产生的各种物理量。
2. 测试工具：机械工程测试还需要使用各种测试工具，如测量仪器、测试仪器、数据采集仪等。
这些工具用于对测试设备进行校准、数据采集和分析。
四、测试流程与方法1. 测试准备：机械工程测试前需要进行测试准备工作，包括制定测试计划、选择测试方法和设备、清洁测试环境等。
2. 测试执行：根据测试计划，进行具体的测试操作，包括设置测试参数、采集测试数据、记录测试结果等。
3. 测试分析：对测试数据进行分析和处理，评估机械产品的性能指标是否符合要求，找出可能存在的问题和改进方向。
4. 测试报告：根据测试结果，编制测试报告，包括测试目的、测试方法、测试数据、测试结论等内容，供相关人员参考和决策。
五、常见测试指标与评估方法1. 结构强度：通过静态测试和有限元分析等方法，评估机械产品的结构是否能承受设计载荷，并满足安全要求。
2. 动力性能：通过动态测试和数学模型仿真等方法，评估机械产品的加速度、速度、位移等动力性能指标是否符合设计要求。
3. 噪声与振动：通过振动测试和噪声测试等方法，评估机械产品在运行过程中产生的噪声和振动是否超过限制值，是否对人体健康造成影响。
工程测试技术基础复习题
工程测试技术基础复习题选择题：1、以下哪项不属于常用的弹性元件（D）A、弹簧管B、薄膜式弹性元件C、波纹管C、悬臂梁2、滤波器对不同频率的信号有不同的作用，下列说法错误的是（A）A、在通带使信号受到很大的衰减而不通过。
B、在通带与阻带之间的一段过滤带使信号受到不同程度的衰减。
C、在阻带使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。
D、在通带使信号受到很小的衰减而通过。
3、以下哪项指标不属于滤波器的特征频率（D）A、通带截止频率B、阻带截止频率C、转折频率D、载波频率4、关于传感器，下列说法不正确的是（B）A、传感器一般由敏感元件、转换元件以及其他辅助元件构成。
B、电容式传感器有变面积型和变极距型两种。
C、应变片式传感器是利用应变片电阻的应变效应制成的。
D、有些传感器中的敏感元件既是敏感元件又起转换元件的作用。
5、对测量控制电路的主要要求，一下说法不正确的是（C）A、测控电路应具有较高的精度。
B、测控电路应具有较好的动态性能。
C、测控电路只要能够保证“精、快、灵”就可以了。
D、测控电路应具有合适的输入与输出阻抗。
6、下列指标中，哪项不是滤波器的主要特性指标（C）A、特征频率B、群时延函数C、线性度D、阻尼系数与品质因数7、下列哪项不正确（B）A、有些半导体材料也可以制成电阻式应变片。
B、只有金属导体才能制成电阻式应变片。
C、当金属电阻丝受拉时，其长度和截面积都要发生变化，其阻值也发生变化D、当金属电阻丝受拉时，其电阻率要发生变化，阻值也要发生变化。
8、单臂电桥的灵敏度为（D ）A、UB、U/2C、U/3D、U/49、下面属于光生伏特效应的光电元件是（A ）Ａ、光敏晶体管Ｂ、光敏电阻Ｃ、光电管Ｄ、光电倍增器10、以下关于温度测量的说法中不正确的是（A）Ａ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于中低温度区测量，而热电阻用于高温度区测量。
Ｂ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于高温度区测量，而热电阻用于中低温度区测量。
工程测试技术基础
例子：求下图波形的频谱
+
X1(f)
X2(f)
用线性叠加定理简化
2.5 信号的频域分析
5 频谱分析的应用
频谱分析主要用于识别信号中的周期分量是信号分析中最常用的一种手段
案例：在齿轮箱故障诊断 通过齿轮箱振动信号频谱分析，确定最大频率分量，然后根据机床转速和传动链，找出故障齿轮。
2.5 信号的频域分析
a.奇偶虚实性
b.线性叠加性 若 x1t ←→ X1fx2t ←→ X2f 则：c1x1t+c2x2t ←→ c1X1f+c2X2f
e. 时移性 若xt ←→ Xf则 xt±t0 ←→ e±j2πft0 Xf
2.5 信号的频域分析
d. 时间尺度改变性 若 xt ←→ Xf则 xkt ←→ 1/kXf/k
案例：螺旋浆设计 可以通过频谱分析确定螺旋浆的固有频率和临界转速，确定螺旋浆转速工作范围。
2.5 信号的频域分析
谱阵分析：设备启/停车变速过程分析
2.5 信号的频域分析
2.5 信号的频域分析
动手做：
用计算机声卡和麦克风对乐器进行测量分析，给出不同音阶对应的频率。 设计一个计算机电子琴。
T――周期 T=2π/ω0； ω0――基波圆频率； f0= ω 0 /2π
2.5 信号的频域分析
实验：方波信号的合成与分解
2.5 信号的频域分析
实验：手机和弦铃声的合成
2.5 信号的频域分析
实验：双音频DTMF信令模拟实验系统
2.5 信号的频域分析
频谱图的概念
工程上习惯将计算结果用图形方式表示以fn ω 0为横坐标bn 、an为纵坐标画图称为实频－虚频谱图
工程测试技术信号分析基础掌握信号时域波形分析方法
工程测试技术信号分析基础掌握信号时域波形分析方法信号分析是工程测试技术中非常重要的一部分，它可以帮助我们详细了解信号的特征和性质，进而为问题的解决提供有力的依据。
信号的时域波形分析方法是信号分析的基础，下面我将为大家介绍几种常用的时域波形分析方法。
首先，最基本的时域波形分析方法是观察和分析信号的波形图。
通过观察信号的波形图，我们可以直观地了解信号的振幅、周期和频率等特征。
比如，正弦信号的波形图是一个周期性的正弦曲线，通过观察波形图我们可以测量信号的振幅和频率。
此外，对于非周期性信号，我们也可以通过观察波形图得到一些重要的信息，比如信号的上升时间、下降时间和持续时间等。
其次，快速傅里叶变换（FFT）是一种用于信号频谱分析的重要方法。
通过对信号进行FFT计算，我们可以将信号从时域转换为频域，在频谱图上观察和分析信号的频谱结构。
频谱图可以清晰地展示信号中不同频率分量的大小和分布情况。
通过对频谱图的分析，我们可以确定信号是否存在特定频率的谐波成分，进而准确地定位和判断信号中的故障。
此外，自相关分析是一种广泛应用于信号分析的方法。
自相关函数描述了信号与其自身在不同时间点上的相似程度，通过计算自相关函数，我们可以得到信号的自相关曲线。
自相关曲线可以帮助我们判断信号中的周期性分量和重复出现的模式。
比如，当自相关曲线具有明显的周期性时，说明信号中存在周期性变化的分量。
最后，平均处理是信号分析中常用的一种方法。
平均处理可以帮助我们消除信号中的噪声，从而提高信号的可靠性和准确性。
平均处理的基本思想是对多次观测到的信号进行平均，以减小随机噪声的影响。
通过对多次观测信号的平均，我们可以得到一个更加平滑和精确的信号波形图。
综上所述，信号分析的时域波形分析方法对于工程测试技术至关重要。
很多问题的解决都需要先对信号进行详细的分析和了解，时域波形分析方法可以帮助我们直观地观察和分析信号的特征，为问题的解决提供有效的依据。
通过掌握这些方法，我们可以更好地理解和利用信号，提高工程测试的准确性和效率。
机械工程测试技术基础考试
机械工程测试技术基础考试1. 考试简介机械工程测试技术基础考试是考察机械工程师在测试技术方面的基本知识和技能水平的一项考试。
通过此考试可以评估机械工程师对于测试技术的理解和应用能力，以及其在机械工程领域中的实际操作技巧。
2. 考试范围考试范围涵盖以下内容：2.1 测试概念与方法•测试的定义和目的•测试过程和测试策略•静态测试和动态测试•黑盒测试和白盒测试2.2 测试计划与测试用例•测试计划的编制•测试用例的设计•测试用例的执行和评估2.3 测试工具与设备•常用的测试工具和设备•测试设备的选择和配置•测试数据采集与分析2.4 测试报告与质量控制•测试报告的撰写•测试结果的评估和分析•质量控制的方法和工具3. 考试形式机械工程测试技术基础考试采用笔试形式，考试时间为2小时。
考试题型为选择题和简答题，包括理论知识和实际应用题。
考生需要根据题目要求进行答题，并在规定时间内完成试卷。
4. 考试准备为了顺利完成机械工程测试技术基础考试，考生需要进行充分的准备：4.1 学习教材和课件认真学习相关教材和课件，掌握测试技术的基本概念和方法。
理解测试计划的编制过程和测试用例的设计原则等内容。
4.2 实践操作和模拟练习通过实践操作和模拟练习，积累测试工具和设备的使用经验。
熟悉测试数据采集和分析的操作步骤，提高实际应用能力。
4.3 参加培训和研讨会参加相关的培训和研讨会，了解最新的测试技术和行业发展趋势。
与同行交流经验，提升专业水平。
5. 考试注意事项考生在参加机械工程测试技术基础考试时需注意以下事项：5.1 遵守考场规则考场内需保持安静，遵守考场纪律。
不得携带手机等通讯工具，禁止抄袭和作弊行为。
严禁在试卷上标记个人信息。
5.2 认真审题答题仔细阅读题目要求，理解问题的含义。
在回答选择题时，注意选项之间的差异和细节；在回答简答题时，清晰明确地表达自己的观点和思路。
5.3 合理安排时间在考试过程中，合理安排时间分配。
避免太早提交试卷或因时间不够而匆忙答题，导致错误和遗漏。
机械工程测试技术基础试题A及答案
机械⼯程测试技术基础试题A及答案⼀、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 ωt ，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. 122()()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。
机械-工程测试技术基础试题及答案
一、选择题1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的___A___倍.A、2B、3C、4D、52、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有___D___ 和__D____。
A、时域法，相频法B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法D、时域法，频域法3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的___B___。
A、电阻应变效应B、压电效应C、电磁感应D、霍尔效应4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___B___。
A、线性度B、灵敏度C、稳定性D、回程误差6、信息与信号二者间关系是__C____。
A、信息与信号相同B、信息包含信号C、信息在信号之中D、信息与信号无关7、当两信号的互相关函数在t0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t时，相关程度__B____。
A、最低B、最高C、适中D、一般8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___A__越小。
A、被测量B、输出量C、频率特性D、显示值9、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10、时域信号的时移，则频谱变化为（）A、扩展B、压缩C、不变D、相移11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽( )A、变窄，幅值压低B、扩展，幅值压低C、扩展，幅值增高D、变窄，幅值增高12、用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应( )A、愈大愈好B、愈小愈好C、接近1/2D、接近13、对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为( )A、A1sin(w1t+φ1）+A2sin(w2t+φ2）B、A1A2sinw1tsinw2tC、A1＇sinw1t+A2＇sinw2tD、A1＇sin（w1t+φ＇１）+A2＇sin（w2t+φ２＇）15、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( )A、电容式B、压电式C、电阻式D、电涡流式16、只使在fe1～fe2间频率的信号通过，应采用（）滤波器A、带阻B、带通C、高通D、低通17、在选用振子时，除了使阻尼比接近０.７外，应使被测正弦信号的最高频率fm( )振动子的固有频率fnA、等于B、>2倍C、≤（０.５-０.６）D、<０.1倍18、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（）放大器。
《工程测试技术基础》.doc
《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1.信息与信号之间的关系是信息在信号之中。
2.描述周期信号的数学工具是（傅氏级数）。
3.傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（振幅）4.关于信息和信号，下面的说法正确的是（信号是信息的载体）。
5.多种信号之和的频谱是（C随机性的）。
6.下列信号中，（C ）信号的频谱是连续的。
C・=。
一"‘・sin CO o t7.不能用确定函数关系描述的信号是（随机信号）。
8.复杂的周期信号的频谱是（A离散的）。
9.数字信号的特性是（时间、幅值上均离散）。
10.下列函数表达式中，（B ）是周期信号。
B. X0 = 5sin20^+10cosl0^ （-OO</<-HX）） n.下列信号属周期信号的有（A ）。
A. yi=Sinco（）t+SincDit12.描述非周期信号的数学工具是（C傅氏变换）。
13.下列传感器中半导体应变片是基于压阻效应的.14.信号x（r） = 1 — g 「，则该信号是（C 瞬变信号15.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（电轴）的表面上产生电荷量。
17.将电阻应变片贴在（C弹性元件）上，就可以做成测力、位移、压力等物理参数的传感器。
18.采样信号的特征是（A时间上离散，幅值续）。
19.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C小得多）。
20. 一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（B越窄）。
21.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其儿何尺寸将随之发生变化，这称为（逆压电D）效应。
22.非线性度是表示定度曲线（B偏离其拟合直线）的程度。
23.在动态测试中，电桥的输出量通常采用（电压量）0 24.电涡流式传感器是利用（金属导电）材料的电涡流效应工作的。
25.差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成（B线圈互感）的变化装置，通过这一转换从而获得相应的电压输出。
26.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电荷放大器）。
工程测试技术基础大纲
工程测试技术基础教学大纲适用专业：机械设计制造及自动化课程学时：40（理论学时：34，实验学时：6 ）一、课程性质、目的与任务机械工程测试技术是机械工程类本科生的一门重要专业基础课。
本课程主要教学内容有：机械工程测试中常用的传感器和相应的调理电路的工作原理；测量装置(仪器及系统)静态、动态特性的评价方法；动态信号的描述、分析处理；常见机械制造工程领域中各类静态、动态物理信号的测试分析方法。
通过本课程的学习，使学生了解信号的特征；能较正确地选用传感器等测试元件构成测试仪器及系统；掌握测试的基本理论、基本方法及基本试验技能，为进一步学习和研究测试领域的实际问题打下基础，为机械制造自动化工程服务。
二、课程教学内容（有☆号者为选讲）(一)理论教学第一部分绪论（2学时）介绍测试技术在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用情况和测试技术的发展趋势。
第二部分信号分析基础（4学时）介绍信号的分类，信号时域分析、幅值域分析、频谱分析、相关分析原理及应用。
包括：1. 基本概念：信号的分类、信号的描述方法、信号分析的内容2. 周期信号与离散频谱：正弦信号表示法、复杂周期信号的分解、周期信号的强度分析、周期信号的频谱分析3. 非周期信号与连续频谱：傅里叶变换简述、非周期信号的频谱分析、几种典型非周期信号的频谱4. 相关分析第三部分传感器及应用原理（8学时）介绍电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、半导体传感器等常用传感器的工作原理、测量电路和传感器的特性以及在制造业中的应用。
1.概述：传感器的作用及组成、传感器的分类、对传感器性能的要求简介2.电阻式传感器：电位器式电阻传感器、电阻应变式电阻传感器。
3.电感式传感器：自感型电感传感器、变压器式电感传感器、涡流式传感器4.电容式传感器：电容式传感器的类型及变换原理、实际测量电路5.压电式传感器：压电效应、压电式传感器及其等效电路、测量电路6.磁电式传感器：动圈式磁电传感器、磁阻式磁电传感器7.热电式传感器：热电偶、热电阻传感器8.半导体传感器：磁电转换元件、光电转换元件☆9.其它新型传感器简介第四部分测试系统特性（4学时）介绍测试系统基本组成，测试系统的静态、动态特性，不失真测量条件，滤波器及应用，测试系统特性的评定方法。
《机械工程测试技术基础》课后习题及答案详解
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)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩ 积分区间取（-T/2，T/2）000000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, ) T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为 001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±± 。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6, n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan1,3,5,200,2,4,6,nI n nRπn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩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：00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰rmsx ==== 1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。