《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》試卷選擇填空題（每小題2分，共20分）1.測(cè)試工作的任務(wù)主要是要從復(fù)雜的信號(hào)中提取()

A、干擾噪聲信號(hào)B、正弦信號(hào)C、有用信號(hào)D、頻域信號(hào)2.測(cè)試裝置靜態(tài)特性的一個(gè)基本參數(shù)是()

A、阻尼系數(shù)B、靈敏度C、單位脈沖響應(yīng)時(shí)間D、時(shí)間常數(shù)3.概率密度函數(shù)提供了隨即信號(hào)（）的信息。

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

A、宋B、方C、分貝D、瓦5.由幾個(gè)頻率不同的正弦信號(hào)合成的周期信號(hào)，合成信號(hào)的周期是（）。A、各信號(hào)周期的最小公倍數(shù)B、各信號(hào)周期的最大公約數(shù)C、各信號(hào)周期的平均值D、各信號(hào)周期中的最大值6.信號(hào)的時(shí)域與頻域描述方法是依靠（）來確立彼此的關(guān)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(shù)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(diào)幅波中很好地恢復(fù)出原被測(cè)信號(hào)，常用（）作為解調(diào)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(dāng)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(hào)必然是周期信號(hào)。（）2.當(dāng)信號(hào)的時(shí)間尺寸壓縮時(shí)，其頻譜的頻帶加寬，幅值增高。（）3.二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是阻尼比和固有頻率。（）4.測(cè)量小應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用金屬絲應(yīng)變片，測(cè)量大應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用半導(dǎo)體應(yīng)變片。（）5.A/D轉(zhuǎn)換就是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的數(shù)字信號(hào)。（）6.一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)τ越小越好。（）7.頻率不變性原理是指任何測(cè)試裝置的輸出信號(hào)的頻率總等于輸入信號(hào)的頻率。（）8.在常系數(shù)的線性系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為傳遞函數(shù)。（）9.壓電式傳感器采用電荷放大器或電壓放大器，所構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)的特性總是相同的。（）10.對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行離散采樣時(shí)，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(diào)制2.解調(diào)3.采樣4.壓電效應(yīng)四、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）1.傳感器選用應(yīng)考慮的基本原則有哪些。2.電阻絲式應(yīng)變片與半導(dǎo)體式應(yīng)變片在工作原理上有何不同？3.簡(jiǎn)要說明實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的基本條件。4.試說明二階測(cè)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(jì)算題（共10分）1.求指數(shù)函數(shù)x(t)=(a>0;t≥0)的頻譜。HR3FMNH-E7ERHCX-MWWKWHW-7EFEAPRH3FWYWA-NY7NERK-F3HHFWK-HNFK4HPRAW7FW4-XAAYAKW-WPY43RX-NPPHXXM《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課程試題試題編號(hào)：A課程代號(hào)：02020103課程學(xué)時(shí)：32總分得分填空題（20分，每空1分）1.測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱。工程測(cè)量可分為和。2.測(cè)量結(jié)果與之差稱為。3.將電橋接成差動(dòng)方式習(xí)以提高，改善非線性，進(jìn)行補(bǔ)償。4.為了溫度變化給應(yīng)變測(cè)量帶來的誤差，工作應(yīng)變片與溫度補(bǔ)償應(yīng)變片應(yīng)接在橋臂上。5．調(diào)幅信號(hào)由載波的攜帶信號(hào)的信息，而調(diào)頻信號(hào)則由載波的攜帶信號(hào)的信息。6．繪制周期信號(hào)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是，而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是。7．信號(hào)的有效值又稱為，有效值的平方稱為，它描述測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度(信號(hào)的平均功率)。8．確定性信號(hào)可分為周期信號(hào)和非周期信號(hào)兩類，前者頻譜特點(diǎn)是，后者頻譜特點(diǎn)是。9.為了求取測(cè)試裝置本身的動(dòng)態(tài)特性，常用的實(shí)驗(yàn)方法是和。10.連續(xù)信號(hào)與進(jìn)行卷積其結(jié)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(yīng)變片數(shù)時(shí)，電橋靈敏度將(C)。A．增大B．減少C.不變D.變化不定2．調(diào)制可以看成是調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)(A)。A相乘B．相加C．相減D.相除3．描述周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是(D)。A．相關(guān)函數(shù)B．拉氏變換C．傅氏變換D.傅氏級(jí)數(shù)4．下列函數(shù)表達(dá)式中，(B)是周期信號(hào)。A．B．C．5．時(shí)域信號(hào)的時(shí)間尺度壓縮時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度越高，則其測(cè)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(yīng)變片9.對(duì)于單向應(yīng)力狀態(tài)的測(cè)量，貼應(yīng)變片時(shí)，應(yīng)變片的方向與主應(yīng)力方向應(yīng)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(tǒng)不發(fā)生共振B．使得讀數(shù)穩(wěn)定C．獲得較好的幅頻、相頻特性得分三、簡(jiǎn)答題（共30分）1.信號(hào)分析和處理必需遵循的原則有哪幾點(diǎn)？（4分）答2.周期信號(hào)的頻譜具有哪幾個(gè)特點(diǎn)？（6分）答：3.現(xiàn)有電阻和，電感L和電容C，連結(jié)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(shè)激勵(lì)為，輸出為）。（5分）答：4.在使用電阻應(yīng)變片時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，若在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片的數(shù)量以提高靈敏度。試問在半橋上各串聯(lián)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(diào)制和解調(diào)？為什么要調(diào)制？（5分）答：6.在機(jī)械工程中常見的有哪些參數(shù)的測(cè)量？（5分）答：得分四、計(jì)算題（共20分，每小題10分）1.求如圖所示三角脈沖信號(hào)的頻譜。00T/2-T/2Atx(t)解：2.用電阻應(yīng)變片及雙臂電橋懸臂梁的應(yīng)變。其貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中，上下貼片位置對(duì)稱，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)。應(yīng)變值，電橋供橋電壓。試分別求出如圖組成橋路時(shí)的輸出電壓解：得分五、綜合設(shè)計(jì)題（共10分）請(qǐng)選擇以下兩種測(cè)量要求其中的一種，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程（包括傳感器的選用，傳感器的安裝，信號(hào)的傳輸，信號(hào)的分析和處理等內(nèi)容），并簡(jiǎn)述其過程。（1）針對(duì)載重卡車載物量進(jìn)行過磅測(cè)量，試設(shè)計(jì)一測(cè)試裝置并說明其工作原理；（2）大功率傳動(dòng)軸在長(zhǎng)時(shí)間的帶載運(yùn)轉(zhuǎn)下可能發(fā)生疲勞損壞，為了保證整機(jī)安全，防止事故的發(fā)生，對(duì)軸的扭振進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控，試設(shè)計(jì)一測(cè)試裝置并說明其工作原理。《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課程試題試題編號(hào)：B課程代號(hào)：02020103課程學(xué)時(shí)：32總分得分一、填空題（20分，每空1分）1、由信息與信號(hào)的關(guān)系可知，信號(hào)是信息的（）。2、數(shù)字信號(hào)是指時(shí)間和幅值都具有（）特性的信號(hào)。3、為了求取測(cè)試裝置本身的動(dòng)態(tài)特性，常用的實(shí)驗(yàn)方法是（）和（）。4、模似信號(hào)是指時(shí)間和幅值都具有（）特性的信號(hào)。5、正弦信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)是一個(gè)同頻的（）函數(shù)。6、直流電橋的平衡條件是（）。7、濾波器的分辨率越高，則測(cè)量信號(hào)時(shí)其響應(yīng)速度（）。8、帶通濾波器的中心頻率F=500HZ，負(fù)3分貝點(diǎn)的帶寬B=10HZ，則該濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q=（）。9、單位頻寬上的幅值表示的是（）函數(shù)。1．將電橋接成差動(dòng)方式習(xí)以提高，改善非線性，進(jìn)行補(bǔ)償。2．調(diào)幅信號(hào)由載波的攜帶信號(hào)的信息，而調(diào)頻信號(hào)則由載波的攜帶信號(hào)的信息。3．調(diào)幅過程在頻域相當(dāng)于過程，調(diào)幅裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)。4.測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱。工程測(cè)量可分為和。測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值之差稱為測(cè)量誤差。5．確定性信號(hào)可分為周期信號(hào)和非周期信號(hào)兩類，前者頻譜特點(diǎn)是，后者頻譜特點(diǎn)是。6．繪制周期信號(hào)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是，而雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是。7．周期信號(hào)的傅氏三角級(jí)數(shù)中的是從0到展開的。傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的是從到展開的。8．周期信號(hào)的傅氏三角級(jí)數(shù)展開式中：表示，表示，表示直流分量。9．余弦函數(shù)只有譜圖，正弦函數(shù)只有譜圖。10．單位脈沖函數(shù)與在點(diǎn)連續(xù)的模擬信號(hào)的下列積分：。這一性質(zhì)稱為。得分二、選擇題（20分，每題2分）1．為了保證實(shí)現(xiàn)極距變化型差動(dòng)電容傳感器的差動(dòng)工作，傳感器的兩個(gè)電容應(yīng)當(dāng)連接成()。A．并聯(lián)電路B．串聯(lián)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(yīng)()。A.增加B．減少C．不變3．描述非周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是。A三角函數(shù)B．拉氏變換C.傅氏變換D.傅氏級(jí)數(shù)4．下列信號(hào)中．信號(hào)的頻譜是連續(xù)的。A．B．C.5．?dāng)?shù)字信號(hào)的特征是。A．時(shí)間上離散、幅值上連續(xù)B．時(shí)間、幅值上均離散C．時(shí)間、幅值上都連續(xù)D．時(shí)間上連續(xù)、幅值上量化6．測(cè)試裝置能檢測(cè)輸入信號(hào)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(cè)試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)與它的頻率響應(yīng)函數(shù)間的關(guān)系是（）。A．卷積B．傅氏變換對(duì)C．拉氏變換對(duì)D．微分8．多種信號(hào)之和的頻譜是。A.離散的B.連續(xù)的C.隨機(jī)的D.周期的9．二階裝置，用相頻特性中時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率作為系統(tǒng)的固有頻率的估計(jì)值，該值與系統(tǒng)阻尼率的大小（）。A．有關(guān)B．無關(guān)C．略有關(guān)系D．有很大關(guān)系10.濾波器的上、下截止頻率為，中心頻率；則它們的關(guān)系是()。A．=B．=C.=得分三、簡(jiǎn)答題（共30分）1.測(cè)量按測(cè)量值獲得的方法進(jìn)行分類有哪些？（6’答：2.重復(fù)性誤差和遲滯誤差有何區(qū)別?（6’答：3.什么是不失真測(cè)試，不是真測(cè)試的條件是什么？（4’答：4.下面四個(gè)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(hào)的采樣和截?cái)嗟倪^程是怎樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)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(jì)算題（共20分，每小題10分）1.對(duì)稱方波的波形圖如圖所示。求傅里葉級(jí)數(shù)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(yīng)變片，為固定電阻。試求在電阻應(yīng)變片阻值變化為時(shí)，兩電橋的輸出電壓表達(dá)式并加以比較。解：五、分析題（10分）在輸油管道上，常裝有監(jiān)測(cè)裝置用以監(jiān)測(cè)管道的裂損或泄漏，并能確定損傷位置，如圖5-21所示。《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課程試題答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)試題編號(hào)：A課程代號(hào)：02020103課程學(xué)時(shí)：32一、填空題（20分，每空1分）1.靜態(tài)測(cè)量；動(dòng)態(tài)測(cè)量 2.被測(cè)真值；測(cè)量誤差3.靈敏度；溫度 4.補(bǔ)償；相鄰5．幅值；頻率 6．傅氏三角級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)；傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)。7．均方根值；均方值 8．離散的；連續(xù)的9.頻率響應(yīng)法；階躍響應(yīng)法 10.；把原函數(shù)圖像平移至位置處二、選擇題（20分，每小題2分）題號(hào)12345678910答案CADCBABDAC三、簡(jiǎn)答題（共30分）1.信號(hào)分析和處理必需遵循的原則有哪幾點(diǎn)？（4分）答：①各環(huán)節(jié)的輸入量與輸出量之間應(yīng)保持一一對(duì)應(yīng)的關(guān)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(hào)的頻譜具有哪幾個(gè)特點(diǎn)？（6分）答：①周期信號(hào)的頻譜是離散的。（2’）②每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，基波頻率是各分量頻率的公約數(shù)。（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(hào)，其諧波幅值總的趨勢(shì)是隨諧波次數(shù)的增高而減小的。因此，在頻譜分析中沒必要取那些次數(shù)過高的諧波分量。（2’）3.現(xiàn)有電阻和，電感L和電容C，連結(jié)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(shè)激勵(lì)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(yīng)變片時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問，在半橋上各串聯(lián)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?yàn)榘霕螂p臂時(shí)，其輸出電壓為：（2’）當(dāng)量橋臂各串聯(lián)電阻應(yīng)變片時(shí)，其電阻的相對(duì)變化量為（2’）即仍然沒有發(fā)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(shí)。（1’）5.什么是調(diào)制和解調(diào)？為什么要調(diào)制？（5分）答：所謂調(diào)制，就是在調(diào)制信號(hào)（測(cè)試信號(hào)）的控制下，使載波信號(hào)（工作信號(hào)）的某些參數(shù)（如幅值、頻率、相位）發(fā)生變化的過程。（2’）解調(diào)，就是從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過程一般的被測(cè)量，如力、位移、應(yīng)變等，經(jīng)傳感器檢測(cè)變換后，常常是一些緩變的電信號(hào)。（1’）經(jīng)過調(diào)制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調(diào)制波抗干擾能力強(qiáng)，也便于傳輸。（6.在機(jī)械工程中常見的有哪些參數(shù)的測(cè)量？（5分）答：在機(jī)械工程的測(cè)試過程中，常見的參數(shù)測(cè)量有：應(yīng)力的測(cè)量；應(yīng)變的測(cè)量；扭矩的測(cè)量、振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量；聲強(qiáng)測(cè)量；聲發(fā)射測(cè)量；位移的測(cè)量；流量的測(cè)量；壓力的測(cè)量等。（每一種0.5分）四、計(jì)算題（共20分，每小題10分）1.求如圖所示三角脈沖信號(hào)的頻譜。解：一個(gè)周期內(nèi)的表達(dá)式為：（2’）因?yàn)闉榕己瘮?shù)，所以，（1’）（2’）出此得的三角函數(shù)形式傅里葉級(jí)數(shù)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(yīng)變片及雙臂電橋懸臂梁的應(yīng)變。其貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中，上下貼片位置對(duì)稱，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)。應(yīng)變值，電橋供橋電壓。試分別求出如圖組成橋路時(shí)的輸出電壓解：如圖（b）組橋時(shí)的輸出電壓為（5’如圖（c）組橋時(shí)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(xué)生具體答題情況給分。《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課程試題答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)試題編號(hào)：B課程代號(hào)：02020103課程學(xué)時(shí)：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(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量5．離散的、連續(xù)的 6．傅氏三角級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)、傅氏復(fù)指數(shù)級(jí)數(shù)中的各項(xiàng)系數(shù)。7． 8．余弦分量的幅值；正弦分量的幅值9．實(shí)頻；虛頻 10．；脈沖采樣二、選擇題（20分，每小題2分）題號(hào)12345678910答案ABCCBDBCBA三、簡(jiǎn)答題（共30分，每小題5分）1.測(cè)量按測(cè)量值獲得的方法進(jìn)行分類有哪些？（6’答：直接測(cè)量——指無需經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計(jì)算，直接通過測(cè)量?jī)x器得到被測(cè)值得測(cè)量。（等精度直接測(cè)量和不等精度直接測(cè)量）；（2’）間接測(cè)量——指在直接測(cè)量值的基礎(chǔ)上，根據(jù)已知函數(shù)關(guān)系，計(jì)算被測(cè)量的量值的測(cè)量；（2’）組合測(cè)量——指將直接測(cè)量或間接測(cè)量與被測(cè)量值之間按已知關(guān)系組合成一組方程（函數(shù)關(guān)系），通過解方程組得到被測(cè)值得方法。（2.重復(fù)性誤差和遲滯誤差有何區(qū)別?（6’答：重復(fù)性是指測(cè)試裝置在輸入按同一方向做全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。一般來說正行程的最大重復(fù)性偏差為，反行程的最大重復(fù)性偏差為，重復(fù)性誤差取這兩個(gè)最大偏差中的較大者，再以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示。即（3’）遲滯是測(cè)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(duì)于同一輸入雖的最大差值。（3’）3.什么是不失真測(cè)試，不失真測(cè)試的條件是什么？（4’）答：若都是常數(shù)，如果一個(gè)測(cè)試裝置，則有，即認(rèn)為該測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)了不失真測(cè)量。（2’）這表明，輸出信號(hào)較輸入信號(hào)，幅值放大了倍，時(shí)間上滯后了，波形一致。對(duì)上式作傅里葉變換，有。所以，若要實(shí)現(xiàn)輸出波形不失真，其幅頻、相頻特性應(yīng)滿足如下條件。（2’）4.下面四個(gè)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(hào)的采樣和截?cái)嗟倪^程是怎樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)果如何？（5’答：采樣就是對(duì)時(shí)間歷程進(jìn)行等時(shí)間距離的信號(hào)“摘取”，以便于計(jì)算機(jī)的