《機械工程測試技術基礎》試卷選擇填空題（每小題2分，共20分）1.測試工作的任務主要是要從復雜的信號中提取()

A、干擾噪聲信號B、正弦信號C、有用信號D、頻域信號2.測試裝置靜態特性的一個基本參數是()

A、阻尼系數B、靈敏度C、單位脈沖響應時間D、時間常數3.概率密度函數提供了隨即信號（）的信息。

A、沿概率軸分布B、沿幅值域分布C、沿時域分布D、沿強度分布4.反映噪聲強弱程度的是響度，其單位是（）

A、宋B、方C、分貝D、瓦5.由幾個頻率不同的正弦信號合成的周期信號，合成信號的周期是（）。A、各信號周期的最小公倍數B、各信號周期的最大公約數C、各信號周期的平均值D、各信號周期中的最大值6.信號的時域與頻域描述方法是依靠（）來確立彼此的關系。

A拉氏變換B傅氏變換C卷積D相乘7..極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（）

A成正比B方成正比C成反比D平方成反比8.脈沖函數的頻譜是（）

A均勻譜B非均勻譜C逐漸增高D逐漸降低9.為了能從調幅波中很好地恢復出原被測信號，常用（）作為解調器。

A鑒相器B整流器C鑒頻器D變壓器10.光線示波器的振子的幅頻特性相當于（）濾波器的幅頻特性。

A低通B高通C帶通D帶阻二、判斷題（每小題2分，共20分）1.凡頻譜是離散的信號必然是周期信號。（）2.當信號的時間尺寸壓縮時，其頻譜的頻帶加寬，幅值增高。（）3.二階系統的動態特性參數是阻尼比和固有頻率。（）4.測量小應變時，應選用金屬絲應變片，測量大應變時，應選用半導體應變片。（）5.A/D轉換就是把模擬信號轉換成連續的數字信號。（）6.一階系統的時間常數τ越小越好。（）7.頻率不變性原理是指任何測試裝置的輸出信號的頻率總等于輸入信號的頻率。（）8.在常系數的線性系統中，當初始條件為零時，系統輸出的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為傳遞函數。（）9.壓電式傳感器采用電荷放大器或電壓放大器，所構成測量系統的特性總是相同的。（）10.對連續時間信號進行離散采樣時，只要采樣頻率足夠高，就可以避免頻譜“泄漏”。（）三、名詞解釋（每小題5分，共20分）1.調制2.解調3.采樣4.壓電效應四、簡答題（每小題6分，共30分）1.傳感器選用應考慮的基本原則有哪些。2.電阻絲式應變片與半導體式應變片在工作原理上有何不同？3.簡要說明實現不失真測量的基本條件。4.試說明二階測量裝置的阻尼比的值多采用0.6～0.7的原因。5.直流電橋平衡條件是什么？五、計算題（共10分）1.求指數函數x(t)=(a>0;t≥0)的頻譜。HR3FMNH-E7ERHCX-MWWKWHW-7EFEAPRH3FWYWA-NY7NERK-F3HHFWK-HNFK4HPRAW7FW4-XAAYAKW-WPY43RX-NPPHXXM《機械工程測試技術基礎》課程試題試題編號：A課程代號：02020103課程學時：32總分得分填空題（20分，每空1分）1.測試技術是測量和實驗技術的統稱。工程測量可分為和。2.測量結果與之差稱為。3.將電橋接成差動方式習以提高，改善非線性，進行補償。4.為了溫度變化給應變測量帶來的誤差，工作應變片與溫度補償應變片應接在橋臂上。5．調幅信號由載波的攜帶信號的信息，而調頻信號則由載波的攜帶信號的信息。6．繪制周期信號的單邊頻譜圖，依據的數學表達式是，而雙邊頻譜圖的依據數學表達式是。7．信號的有效值又稱為，有效值的平方稱為，它描述測試信號的強度(信號的平均功率)。8．確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是，后者頻譜特點是。9.為了求取測試裝置本身的動態特性，常用的實驗方法是和。10.連續信號與進行卷積其結果是：。其幾何意義是。得分選擇題（20分，每題2分）1．直流電橋同一橋臂增加應變片數時，電橋靈敏度將(C)。A．增大B．減少C.不變D.變化不定2．調制可以看成是調制信號與載波信號(A)。A相乘B．相加C．相減D.相除3．描述周期信號的數學工具是(D)。A．相關函數B．拉氏變換C．傅氏變換D.傅氏級數4．下列函數表達式中，(B)是周期信號。A．B．C．5．時域信號的時間尺度壓縮時，則其頻帶的變化為(B)。A．頻帶變窄、幅值增高B．頻帶變寬、幅值壓低C．頻帶變窄、幅值壓低D．頻帶變寬、幅值增高6．非線性度是表示定度曲線(A)的程度。A．偏離其擬合直線B．接近真值C．正反行程的不重合7．一般來說，測試系統的靈敏度越高，則其測量范圍(B)。A．越寬B．越窄C．不變8.下列哪一種敏感元件不屬于彈性式壓力敏感元件（D）A.波登管B．膜片C．波紋管D．電阻應變片9.對于單向應力狀態的測量，貼應變片時，應變片的方向與主應力方向應該相交成（A）A.0°B．45°C．90°D．30°10．二階裝置引入合適阻尼的目的是（C）。A．使系統不發生共振B．使得讀數穩定C．獲得較好的幅頻、相頻特性得分三、簡答題（共30分）1.信號分析和處理必需遵循的原則有哪幾點？（4分）答2.周期信號的頻譜具有哪幾個特點？（6分）答：3.現有電阻和，電感L和電容C，連結成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件。（設激勵為，輸出為）。（5分）答：4.在使用電阻應變片時，發現靈敏度不夠，若在工作電橋上增加電阻應變片的數量以提高靈敏度。試問在半橋上各串聯一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？（5分）答：5.什么是調制和解調？為什么要調制？（5分）答：6.在機械工程中常見的有哪些參數的測量？（5分）答：得分四、計算題（共20分，每小題10分）1.求如圖所示三角脈沖信號的頻譜。00T/2-T/2Atx(t)解：2.用電阻應變片及雙臂電橋懸臂梁的應變。其貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中，上下貼片位置對稱，應變片的靈敏度系數。應變值，電橋供橋電壓。試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓解：得分五、綜合設計題（共10分）請選擇以下兩種測量要求其中的一種，設計實驗過程（包括傳感器的選用，傳感器的安裝，信號的傳輸，信號的分析和處理等內容），并簡述其過程。（1）針對載重卡車載物量進行過磅測量，試設計一測試裝置并說明其工作原理；（2）大功率傳動軸在長時間的帶載運轉下可能發生疲勞損壞，為了保證整機安全，防止事故的發生，對軸的扭振進行測量和監控，試設計一測試裝置并說明其工作原理。《機械工程測試技術基礎》課程試題試題編號：B課程代號：02020103課程學時：32總分得分一、填空題（20分，每空1分）1、由信息與信號的關系可知，信號是信息的（）。2、數字信號是指時間和幅值都具有（）特性的信號。3、為了求取測試裝置本身的動態特性，常用的實驗方法是（）和（）。4、模似信號是指時間和幅值都具有（）特性的信號。5、正弦信號的自相關函數是一個同頻的（）函數。6、直流電橋的平衡條件是（）。7、濾波器的分辨率越高，則測量信號時其響應速度（）。8、帶通濾波器的中心頻率F=500HZ，負3分貝點的帶寬B=10HZ，則該濾波器的品質因數Q=（）。9、單位頻寬上的幅值表示的是（）函數。1．將電橋接成差動方式習以提高，改善非線性，進行補償。2．調幅信號由載波的攜帶信號的信息，而調頻信號則由載波的攜帶信號的信息。3．調幅過程在頻域相當于過程，調幅裝置實質上是一個。4.測試技術是測量和實驗技術的統稱。工程測量可分為和。測量結果與被測真值之差稱為測量誤差。5．確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是，后者頻譜特點是。6．繪制周期信號的單邊頻譜圖，依據的數學表達式是，而雙邊頻譜圖的依據數學表達式是。7．周期信號的傅氏三角級數中的是從0到展開的。傅氏復指數級數中的是從到展開的。8．周期信號的傅氏三角級數展開式中：表示，表示，表示直流分量。9．余弦函數只有譜圖，正弦函數只有譜圖。10．單位脈沖函數與在點連續的模擬信號的下列積分：。這一性質稱為。得分二、選擇題（20分，每題2分）1．為了保證實現極距變化型差動電容傳感器的差動工作，傳感器的兩個電容應當連接成()。A．并聯電路B．串聯電路C．電橋電路2．要使RC低通濾波器的通帶加寬，則RC值應()。A.增加B．減少C．不變3．描述非周期信號的數學工具是。A三角函數B．拉氏變換C.傅氏變換D.傅氏級數4．下列信號中．信號的頻譜是連續的。A．B．C.5．數字信號的特征是。A．時間上離散、幅值上連續B．時間、幅值上均離散C．時間、幅值上都連續D．時間上連續、幅值上量化6．測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為()。A.精度B．靈敏度C．精密度D.分辨率7．測試裝置的脈沖響應函數與它的頻率響應函數間的關系是（）。A．卷積B．傅氏變換對C．拉氏變換對D．微分8．多種信號之和的頻譜是。A.離散的B.連續的C.隨機的D.周期的9．二階裝置，用相頻特性中時所對應的頻率作為系統的固有頻率的估計值，該值與系統阻尼率的大小（）。A．有關B．無關C．略有關系D．有很大關系10.濾波器的上、下截止頻率為，中心頻率；則它們的關系是()。A．=B．=C.=得分三、簡答題（共30分）1.測量按測量值獲得的方法進行分類有哪些？（6’答：2.重復性誤差和遲滯誤差有何區別?（6’答：3.什么是不失真測試，不是真測試的條件是什么？（4’答：4.下面四個圖分別是哪一種濾波器的幅頻曲線特性圖，并說明各自的工作特征。（4’答：5.試敘述信號的采樣和截斷的過程是怎樣實現的，結果如何？（5’答：6.電器式傳感器包括哪幾種，各自的工作原理如何？（5’答：得分四、計算題（共20分，每小題10分）1.對稱方波的波形圖如圖所示。求傅里葉級數的三角形式展開，并畫出頻譜。解：2.如圖所示為兩直流電橋，其中圖(a)稱為臥式橋，圖(b)稱為立式橋，且，為應變片，為固定電阻。試求在電阻應變片阻值變化為時，兩電橋的輸出電壓表達式并加以比較。解：五、分析題（10分）在輸油管道上，常裝有監測裝置用以監測管道的裂損或泄漏，并能確定損傷位置，如圖5-21所示。《機械工程測試技術基礎》課程試題答案及評分標準試題編號：A課程代號：02020103課程學時：32一、填空題（20分，每空1分）1.靜態測量；動態測量 2.被測真值；測量誤差3.靈敏度；溫度 4.補償；相鄰5．幅值；頻率 6．傅氏三角級數中的各項系數；傅氏復指數級數中的各項系數。7．均方根值；均方值 8．離散的；連續的9.頻率響應法；階躍響應法 10.；把原函數圖像平移至位置處二、選擇題（20分，每小題2分）題號12345678910答案CADCBABDAC三、簡答題（共30分）1.信號分析和處理必需遵循的原則有哪幾點？（4分）答：①各環節的輸入量與輸出量之間應保持一一對應的關系，并盡量不失真；（2’）②盡可能減小或消除各種干擾。（2’）2.周期信號的頻譜具有哪幾個特點？（6分）答：①周期信號的頻譜是離散的。（2’）②每條譜線只出現在基波頻率的整倍數上，基波頻率是各分量頻率的公約數。（2’）③各頻率分量的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角。工程中常見的周期信號，其諧波幅值總的趨勢是隨諧波次數的增高而減小的。因此，在頻譜分析中沒必要取那些次數過高的諧波分量。（2’）3.現有電阻和，電感L和電容C，連結成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件。（設激勵為，輸出為）。（5分）答：正確的接橋方法如圖所示：（3’電橋的平衡條件是：（2’）4.有人在使用電阻應變片時，發現靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應變片數以提高靈敏度。試問，在半橋上各串聯一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？（5分）答：不能提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為：（2’）當量橋臂各串聯電阻應變片時，其電阻的相對變化量為（2’）即仍然沒有發生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接。這時。（1’）5.什么是調制和解調？為什么要調制？（5分）答：所謂調制，就是在調制信號（測試信號）的控制下，使載波信號（工作信號）的某些參數（如幅值、頻率、相位）發生變化的過程。（2’）解調，就是從已調制波中恢復出調制信號的過程一般的被測量，如力、位移、應變等，經傳感器檢測變換后，常常是一些緩變的電信號。（1’）經過調制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調制波抗干擾能力強，也便于傳輸。（6.在機械工程中常見的有哪些參數的測量？（5分）答：在機械工程的測試過程中，常見的參數測量有：應力的測量；應變的測量；扭矩的測量、振動信號的測量；聲強測量；聲發射測量；位移的測量；流量的測量；壓力的測量等。（每一種0.5分）四、計算題（共20分，每小題10分）1.求如圖所示三角脈沖信號的頻譜。解：一個周期內的表達式為：（2’）因為為偶函數，所以，（1’）（2’）出此得的三角函數形式傅里葉級數展開為（1’）n次諧波分量的幅值（1’）n次諧波分量的相位（1’）畫出的頻譜如圖所示。（2’）2.用電阻應變片及雙臂電橋懸臂梁的應變。其貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中，上下貼片位置對稱，應變片的靈敏度系數。應變值，電橋供橋電壓。試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓解：如圖（b）組橋時的輸出電壓為（5’如圖（c）組橋時的輸出電壓為（5’）五、分析題（10分）因題型范圍較寬，無確定的參考答案，視學生具體答題情況給分。《機械工程測試技術基礎》課程試題答案及評分標準試題編號：B課程代號：02020103課程學時：32一、填空題（20分，每空1分）1．靈敏度；溫度 2．幅值；頻率3．頻率搬移乘法器 4.靜態測量、動態測量5．離散的、連續的 6．傅氏三角級數中的各項系數、傅氏復指數級數中的各項系數。7． 8．余弦分量的幅值；正弦分量的幅值9．實頻；虛頻 10．；脈沖采樣二、選擇題（20分，每小題2分）題號12345678910答案ABCCBDBCBA三、簡答題（共30分，每小題5分）1.測量按測量值獲得的方法進行分類有哪些？（6’答：直接測量——指無需經過函數關系的計算，直接通過測量儀器得到被測值得測量。（等精度直接測量和不等精度直接測量）；（2’）間接測量——指在直接測量值的基礎上，根據已知函數關系，計算被測量的量值的測量；（2’）組合測量——指將直接測量或間接測量與被測量值之間按已知關系組合成一組方程（函數關系），通過解方程組得到被測值得方法。（2.重復性誤差和遲滯誤差有何區別?（6’答：重復性是指測試裝置在輸入按同一方向做全量程連續多次變動時，所得特性曲線不一致的程度。一般來說正行程的最大重復性偏差為，反行程的最大重復性偏差為，重復性誤差取這兩個最大偏差中的較大者，再以滿量程輸出的百分數表示。即（3’）遲滯是測試裝置在正反行程中輸入輸出曲線的不重合程度。即式中，是正反行程間，對于同一輸入雖的最大差值。（3’）3.什么是不失真測試，不失真測試的條件是什么？（4’）答：若都是常數，如果一個測試裝置，則有，即認為該測試裝置實現了不失真測量。（2’）這表明，輸出信號較輸入信號，幅值放大了倍，時間上滯后了，波形一致。對上式作傅里葉變換，有。所以，若要實現輸出波形不失真，其幅頻、相頻特性應滿足如下條件。（2’）4.下面四個圖分別是哪一種濾波器的幅頻曲線特性圖，并說明各自的工作特征。（4’答：①低通濾波器之間為通頻帶，的頻率成分極大地衰減；（1’）②高通濾波器之間為通頻帶，的頻率成分極大地衰減；（1’）③帶通濾波器之間為通頻帶，其它的頻率成分極大地衰減；（1’）④帶阻濾波器之間為阻帶頻率，其它的頻率成分通頻帶。（1’）5.試敘述信號的采樣和截斷的過程是怎樣實現的，結果如何？（5’答：采樣就是對時間歷程進行等時間距離的信號“摘取”，以便于計算機的