测试技术模拟题含答案.docx

测试技术模拟题含答案.docx

《测试技术模拟题含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测试技术模拟题含答案.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

测试技术模拟题含答案

8力和扭矩的测量

8-1单选题

1、关于轮辐式弹性元件，下列叙述中有误的是（）。

（A）轮辐式弹性元件对加载方式不敏感，抗偏载性能好；

（B）轮辐式弹性元件测向稳定，是剪切受力的弹性元件；

（C）在各轮辐上下表面分别安装应变计；

（D）应变计分别安装在轮辐的侧面。

2、在工程结构上粘贴应变计时，（）的做法是不适当的。

（A）贴片前用细砂纸交叉打磨试件，用4H铅笔划线，用丙酮檫净表面；

（B）粘贴后用兆欧表测量绝缘电阻；

（C）接线后采用硅胶作应变计的保护；

（D）在环境温度下使用酚醛树脂粘接剂粘贴应变计。

3、在复杂受力情况下的单向应力测量中，如果试件材料的泊松比为0.3，利用电桥的加减特性或桥臂电阻的串、并联最大可以使拉压力测量的读数增加到实际应变的（）倍。

（A）2；（B）；（C）1.6；（D）4

8-2填空题

1、在平面应力状态下测量主应力，当主应力方向完全未知时，使用（）应变化。

2、测量转轴扭矩时，应变计应安装在与轴中心线成（）的方向上。

3、在转轴扭矩测量中，（）集电装置结构简单，使用方便，但是许用的线速度较低。

8-3简答题

1、以单臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？

把工作应变片和补偿片接在相邻桥臂，利用电桥的加减特性消除温度的影响。

条件是被测件与粘贴完补偿片温度的补偿板的材料相同；工作应变片和补偿片的规格型号相同；工作应变片和补偿片处于相同温度场中。

2、转轴扭矩的测量方法有哪几种？

试述采用应变原理测量转轴扭矩的原理及方法。

扭矩测量方法如下：

测量转轴的应变，例如应变式扭矩测量；

测量转轴两横截面的相对扭转角，例如用磁电感应式、光电感应式传感器测量扭矩；

测量轴材料导磁率的变化，例如采用压磁式传感器测量扭矩。

应变式扭矩测量方法如下：

沿与轴线

方向粘贴应变片，应变计的布置及组桥方式应考虑灵敏度、温度补偿及抵消拉、压及弯曲等非测量因素干扰的要求，如图8-1所示。

若沿与轴线

方向轴的应变值为ε1，则扭矩为

式中E——材料的弹性模量；

μ——材料的泊松比；

Wn——材料的抗扭模量。

测量前应做扭矩标定。

若应变仪输出应变为ε仪，则

仪/4

对于实心圆轴

图中电桥输出可经拉线式或电刷式集电装置连接到电阻应变仪。

图8-1

1简述常温固化的箔式应变计安装步骤，说出使用的工具和材料。

（1）检查和分选应变计。

用放大镜做应变计的外观检查，用欧姆表和电桥测量和分选应变计。

（2）试件的表面处理。

用砂纸打磨试件表面，用铅笔画线，用无水酒精或丙酮等试剂清洁表面。

（3）贴片。

用502胶或环氧树脂型粘结剂，用小镊子拨正，上复玻璃纸等不被粘结的薄膜后，挤压出多余的胶水和气泡。

基本固化后，去掉薄膜。

（4）检查。

用放大镜做粘贴质量的外观检查，用兆欧表检查敏感栅与试件的绝缘电阻。

（5）接线。

用绝缘套管保护引线，通过接线端子连接导线。

焊接器材有电烙铁、焊锡、松香等。

（6）检查。

用欧姆表检查电桥各桥臂的阻值。

（7）防护。

用硅橡胶等防护剂防护，用胶带和布带包扎，并在导线上做标记。

8-4应用题

1、一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变片，如题图8.1所示。

梁材料的泊松比为μ，在力P的作用下，梁的轴向应变为ε，用静态应变仪测量时，如何组桥方能实现下列读数？

a）ε；b）（1+μ）ε；c）4ε；d）2（1+μ）ε；e）0；f）2ε

题图8.2

解：

本题有多种组桥方式，例如图8-3所示。

题图8.3

2、如图8.4所示，在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。

试分析各应变片感受的应变，将其值填写在应变表中。

并分析如何组桥才能进行下述测试：

（1）只测弯矩，消除拉应力的影响；

（2）只测拉力，消除弯矩的影响。

电桥输出各为多少？

题图8.4

解

（1）组桥如图8.5a。

题图8.5

设构件上表面因弯矩产生的应变为ε，材料的泊松比为μ，供桥电压为u0，应变片的灵敏度系数为K。

各应变片感受的弯应变如表8.1-1。

表8.1-1

R1

R2

R3

R4

-με

ε

-ε

με

可得输出电压

其输出应变值为

（2）组桥如图8.5b。

设构件上表面因拉力产生的应变为ε，其余变量同

（1）的设定。

各应变片感受的应变如表8.1-2。

表8.1-2

R1

R2

R3

R4

-με

ε

ε

-με

可得输出电压

输出应变值为

3、用YD－15型动态应变仪测量钢柱的动应力，测量系统如题图10.6所示，若R1=R2=120Ω，圆柱轴向应变为220με，μ，应变仪外接负载为Rfz=16Ω，试选择应变仪衰减档，并计算其输出电流大小。

（YD－15型动态应变仪的参数参见表8.3-1和8.3-2。

）

表8.3-1YD-15应变仪衰减档位

衰减档位置

1

3

10

30

100

衰减档总电阻（Ω）

600

600

600

600

600

衰减档用电阻（Ω）

600

200

60

20

6

信号衰减比（％）

100

33

10

1

量程（με）

±100

±300

±1000

±3000

±10000

表8.3-2YD-15应变仪输出及灵敏度

匹配电阻（Ω）

12,2

16

20

50

1000

输出灵敏度（mA/με）

10（mV/με）

满量程输出（mA）

±25

±

±

±1

±1（V）

解

电桥输出应变

με

由题表8.3-1选衰减档3。

由题表8.3-2可知16Ω负载时的灵敏度为με，于是，输出电流的幅值

I=

4、用三轴45°应变花测得受力构件一点的应变值为：

ε0=–267με，ε45=–570με，ε90=79με，已知材料的弹性模量E＝×105Mpa，μ＝，试计算主应力大小和方向。

解：

它们与零度应变计的夹角分别为：

5、用三角形应变花测得受力构件某点的应变值为：

ε0=400με，ε60=–250με，ε120=–300με，已知材料的弹性模量E＝×105Mpa，μ＝0.3,试计算主应力大小和方向。

它们与零度应变计的夹角分别为：

6、应变电桥如图8-7所示，其中R1，R2为应变计（R=120Ω，K=2）；若分别并联Ra=200kΩ，Rb=60kΩ，Rc=20kΩ，各相当于多少应变值输出？

图8-7

7、在一特性常数A=5με/N的等强度梁上，安装应变计如图8-8，若悬臂端加载P=20N，泊松比μ=0.25，根据图8-9中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数（με）。

R9，R10为温度补偿片。

图8-8

150

-150

-400

125

200

图8-9

8、用应变计测量一个小轴的扭矩，测量系统框图如图8-10，试在图8-11中表示如何布片和组桥，要求电桥的灵敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。

已知小轴直径D=25mm，弹性模量E=2×105MPa，泊松比μ=0.25；应变仪灵敏度K=10mV/με，满量程输出为±1V，衰减档位置如表8-1所示；由A/D和PC构成虚拟仪器，设定其满量程输出为±1000μεD3，D3。

应变仪的特性参数如表8-1，8-2。

）

当小轴加载扭矩为T=50Nm时，请选择应变放大器增益档，如果把显示值标定为输入扭矩，标定系数应为多少？

图8-10

图8-11

解：

布片和组桥方式参见图8-1。

轴的扭转公式为：

于是，可以求得

=

ε=4ε45=4×100=400με

I=Kε=10×400=4000mV

衰减档位置10，输出电压为

U0=4000/10=400mV

显示应变ε0=U0×1000με/1000mV=400με

9、用应变计测量一模拟小轴的扭矩，测量系统框图如图8-12，电桥电源电压为15V，应变计灵敏度系数为2.0。

试在图8-11中表示如何布片和组桥，要求电桥的灵敏度最高并消除附加弯曲和拉、压载荷的影响。

已知小轴直径D=30mm，弹性模量E=2×105MPa，泊松比μ8；应变放大器有1，10，100，1000等4个增益档，其电压放大倍数分别为1，10，100，1000，满量程输出为±5V；由A/D和PC构成虚拟仪器，A/D输入范围为±5V，虚拟仪器对应的显示值是±5000mV。

当小轴加载扭矩为T=50Nm时，请选择应变放大器增益档，如果把显示值标定为输入扭矩，标定系数应为多少？

图8-12

mV

选增益1000，输出电压为

mV

标定系数K=50/1778=0.02812N-m/mV

10、设计一圆筒形拉（压）力传感器，如何布片组桥才能消除加载偏心的影响，并由最大可能的灵敏度？

最大负荷P=9.8kN时，电桥输出的应变值为1150με，若材料的弹性模量E×105MPa，泊松比μ=0.25，且设定此传感器弹性元件的内径为20mm，试确定传感器弹性元件的外径。

解：

布片和组桥方式见图8-13所示。

试件的实际应变值

ε=ε′/[2（1+μ）]=1150/[2（1+0.25）]=460με

图8-13

负荷等式为：

0.785（D2–d2）Eε=9800

0.785（D2–202）×10-6××105×106×460×10-6=9800

于是，有D

11、减速器速比为i=3.5，输入轴直径d=50mm，输出轴直径D=80mm，利用应变计按扭矩测量方法测得输入轴应变读数εd=700με，输出轴应变读数εD=540με，两轴材料相同，布片接桥相同，求减速器的机械效率。

解：

因为

所以，机械效率

η=（ω2T2）/（ω1T1）=（εDD3）/（iεdd3）=（540×803）/（×700×503

12、见图8-14所示，力P作用在一个悬臂梁上（该梁的各种参数均为已知），试问如何布片、接桥和计算才能测得P？

图8-14

解：

把P分解成Px和Py，并在梁上布片，如图8-15（a）所示。

测量Py的组桥方式如图8-15（b）所示，测量Px的组桥方式如图8-15（c）所示。

P力的大小：

P=（Px2+Py2）1/2

图8-15

P与Px之间的夹角：

θ=arctan（Py/Px）

13矩形横截面的发动机连杆承受拉力N（示意图如图8.16所示）。

为了测量拉力，如何布片组桥才能消除加载偏心和温度变化的影响，并有最大可能的灵敏度？

已知最大负荷Nmax=10kN，电桥的供桥电压U0=12V，材料的弹性模量E=2×105MPa，泊松比μ=0.25，连杆的横截面积A=100mm2，应变计的灵敏度系数K=2，该电桥的最大输出电压是多少？

解：

布片组桥如图8.17所示。

应变

电桥输出电压

放大器的增益：

G×10-3）=667

或

GdB=20lg667=56.5dB

1-1以下信号，哪个是周期信号？

哪个是准周期信号？

哪个是瞬变信号？

它们的频谱各具有哪些特征？

（1）

（2）

（3）

解答：

（1）瞬变信号。

频谱具有连续性、衰减性。

幅频谱是偶函数，相频谱是奇函数。

（2）准周期信号。

频谱具有离散性的特点。

（3）周期信号。

频谱具有离散性、收敛性、谐波性的特点。

1-6已知某信号x（t）的频谱X（f）,求

的频谱，并作频谱图。

若

，频谱图会出现什么情况？

解答：

频谱图：

若

，则频谱图会产生混叠现象。

习题1：

已知信号

试画出其单边频谱和双边频谱。

单边频谱：

、

双边频谱：

、

习题2：

已知信号时域表达式

问:

（1）该信号是属于哪类信号？

（2）画出其频谱图。

此信号属于周期信号。

例题：

求周期方波信号的频谱。

方法1：

利用定义求。

方法2：

利用单边频谱和双边频谱的关系求。

幅值：

相位：

P10

例1.1:

因为x（t）为奇函数,所以

例1．求:

x（t）=（）

P15

森克函数

特点:

1、正弦函数幅值按1/x衰减

2、x=n

时，sincx＝0

3、x=0时，特殊极限值，sincx=1

4、为偶函数