机械工程测试原理习与技术题.docx
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机械工程测试原理习与技术题
机械工程测试原理习与技术题
第二章信号分析基础 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,实频谱总是 对称,虚频谱总是 对 称。
7、信号x(t)的均值μx表示信号的 分量,方差?
x描述信号的 。
7、当延时τ=0时,信号的自相关函数Rx(0)= ,且为Rx(τ)的 值。
9、周期信号的自相关函数是 周期信号,但不具备原信号的 信息。
10、 为了识别信号类型,常用的信号分析方法有 、 2 和 。
11、为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有 、 和 12、 设某一信号的自相关函数为Acos(?
?
),则该信号的均方值为?
x= ,2均方根值为xrms= 。
判断对错题 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。
6、互相关函数是偶实函数。
单项选择题 1、下列信号中功率信号是。
A.指数衰减信号B.正弦信号、C.三角脉冲信号D.矩形脉冲信号2、周期信号x(t)=sin(t/3)的周期为。
A.2π/3 B.6π C.π/3 D.2π3、下列信号中周期函数信号是。
A.指数衰减信号B.随机信号C.余弦信号、D.三角脉冲信号4、设信号的自相关函数为脉冲函数,则自功率谱密度函数必为。
A.脉冲函数B.有延时的脉冲函数C.零D.常数5、两个非同频率的周期信号的相关函数为。
A.0B.1C.πD.周期信号 6、概率密度函数提供的信号的信息是。
A.沿频率轴分布B.沿时域分布C.沿幅值域分布D.沿强度分布7、不能用确定的数学公式表达的信号是。
A.复杂周期信号B.瞬态信号C.随机信号D.非周期信号8、已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为。
A.2X( 简答和计算题 1、求正弦信号x(t)?
x0sin?
t的绝对均值μ |x|和均方根值 f2f2) B.X() C.X(f) D.2X(f)3333xrms。
22、求正弦信号x(t)?
x0sin(?
t?
?
)的均值?
x,均方值?
x,和概率密度函数p(x)。
3、求指数函数x(t)?
Ae?
at(a?
0,t?
0)的频谱。
4、求被截断的余弦函数x(t)?
?
?
cos?
0t?
0|t|?
T|t|?
T的傅立叶变换。
5、求指数衰减振荡信号x(t)?
e?
atsin?
0t(a?
0,t?
0)的频谱。
6、已知信号x(t)?
4cos(2?
f0t?
?
4),试计算并绘图表示 傅里叶级数实数形式的幅值谱、相位谱; 傅里叶级数复数形式的幅值谱、相位谱; 幅值谱密度。
7、已知信号x(t)?
A0?
A1cos(?
1t?
?
1)?
A2sin?
(2t?
?
2),求信号的自相关函数 。
Rx(?
),并画出自功率谱Sx(?
)8、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。
9、相关滤波器的基本原理是什么?
举例说明其工程应用。
10、 试根据一个信号的自相关函数图形,讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成 分。
11、 某一系统的输入信号为x(t),若输出y(t)与输入x(t)相同,输入的自相关函数Rx(?
)和输入—输出的互相关函数Rxy(?
)之间的关系为Rx(?
)?
Rx(?
?
T),试说明该系统起什么作用?
第三章测试系统的基本特性 填空题 1、某一阶系统的频率响应函数为H(j?
)?
12j?
?
1,输入信号x(t)?
sint,则输出信号2y(t)的频率为?
?
,幅值y?
,相位?
?
。
41?
、试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统 ?
?
?
ns?
?
n2和 。
3、当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?
A0x(t?
t0)时,该系统能实现 测试。
此时,系统的频率特性为H(j?
)?
。
4、传感器的灵敏度越高,就意味着传感器所感知的 越小。
5、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。
选择题 1、 不属于测试系统的静特性。
灵敏度线性度回程误差阻尼系数2、从时域上看,系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。
正弦 阶跃脉冲 斜坡 3、两环节的相频特性各为Q1(?
)和Q2(?
),则两环节串联组成的测试系统,其相频特性 为 。
2的总灵敏度。
为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有 、 Q1(?
)Q2(?
)Q1(?
)?
Q2(?
) 4、一阶系统的阶跃响应中,超调量 。
存在,但 Q1(?
)Q2(?
)Q1(?
)?
Q2(?
) Q1(?
)?
Q2(?
)零阶一阶二阶高阶6、一阶系统的动态特性参数是 。
固有频率线性度(3)时间常数阻尼比 7、用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数,可取输出值达到稳态值 倍所经过的时间作为时间常数。
8、属于传感器动态特性指标的是。
重复性 线性度 灵敏度 固有频率9、测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为。
精度 灵敏度 分辨率 精密度 10、不属于测试系统的静特性是。
灵敏度 .线性度 回程误差 判断对错题 1、一线性系统不满足“不失真测试”条件,若用它传输一个1000Hz的正弦信号,则必然 导致输出波形失真。
2、在线性时不变系统中,当初始条件为零时,系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为 传递函数。
3、当输入信号x(t)一定时,系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s),而与该系统 的物理模型无关。
4、传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。
5、测量装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。
6、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
简答和计算题 1、什么叫系统的频率响应函数?
它和系统的传递函数有何关系?
2、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些?
3、测试装置实现不失真测试的条件是什么?
4、某测试装置为一线性时不变系统,其传递函数为H(s)?
1。
求其对周期信号 ?
1x(t)?
?
(100t?
45?
)的稳态响应y(t)。
5、将信号cos?
t输入一个传递函数为H(s)?
内的输出y(t)的表达式。
1的一阶装置,试求其包括瞬态过程在1?
?
s6、有一传感器,其实测的输入/输出特性曲线与拟合直线的最大偏差为△Lmax=4℃,而理论满量程测量范围为℃,试求该传感器的线性度。
7、压电式加速度传感器与电荷放大器联接,电荷放大器又与一函数记录仪联接,如下图所示。
已知,传感器的电荷灵敏度kq=100pC/g,电荷放大器ku=1mv/pC,被测加速度a=。
若函数记录仪的灵敏度ky=2mm/mV,求记录仪在纸上的移动距离y=?
a压电式传感器kq电荷放大器ku题2图 函数记录仪kyy 第四章信号调理 填空题 1、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。
2、在桥式测量电路中,按照 的性质,电桥可分为直流和交流电桥。
3、在桥式测量电路中,根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。
4、调幅是指一个高频的正弦信号与被测信号 ,使高频信号的幅值随被测信 号的 而变化。
信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。
5、调频波的解调又称为 。
6、调频是利用信号电压的控制一个振荡器,使其输出为等幅波,而 与信号电压成正比。
7、常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为 ,其带宽B = ,若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为 。
8、RC低通滤波器中RC值愈 ,则上截止频率愈低。
A.很高 B.较高 C.很低 D.较低16、半导体应变片的工作原理是基于。
A.压磁效应 B.压电效应 C.压阻效应 D.霍尔效应 判断对错题 1、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。
2、涡流式传感器属于能量控制型传感器 3、压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽。
4、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。
简答和计算题 1、哪些传感器可选作小位移传感器?
2、涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较,其主要优点是什么?
涡流式传感器能否测 量大位移量?
为什么?
3、电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量?
4、电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移?
若能测量理是什么?
不能测量理是 什么?
应采取什么措施改进,就可以用电涡流传感器测量了。
5、压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同,为什么?
6、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理;两个线圈通常应该接在什么电路中?
用图说明如何接法。
7、某电容传感器的圆形极板半径r?
4(mm),工作初始极板间距离 ?
0?
(mm),介质为空气。
问:
如果极板间距离变化量?
?
?
?
1(?
m),电容的变化量?
C是多少?
(mVpF),读数仪表的灵敏度k2?
5如果测量电路的灵敏度k1?
100mV)在?
?
?
?
1(?
m)时,读数仪表的变化量为多少?
8、选用传感器的基本原则是什么?
9、什么是物性型传感器?
10、什么是压电效应?
11、为什么压电式加速度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器?
12、什么是结构型传感器?
第7、8、9章振动、力等测试 1、对某齿轮箱状态进行振动监测,试进行方案设计,包括振动传感器的选择、调理电路、数据采集、处理分析等。
2、在圆柱弹性元件上下表面各帖一片应变片R1和R2,如图35,在拉、弯联合作用下,应变片应如何正确接电桥才能测定拉力F和弯矩力P,试画出接桥图,并分析如何消除拉力和弯矩力间的相互干扰。
3、用压电式加速度传感器和电荷放大器测量某机器的振动。
已知,传感器的灵敏度为100pC/g,电荷放大器的反馈电容C=μF,测得输出电压的峰值Uom=。
振动频率为100Hz。
①求机器振动加速度的最大值Am/s2②假定振动为正弦波,求振动速度v(t);③求振动幅度的最大值X。
4、试设计用两个同型号的热电偶测量:
①两点间温度之和;②两点间温度之差;③两点平均温度的测温线路。
5、圆柱形弹性元件,在拉、弯联合作用下,见下图,应变片应如何布片和正确接电桥才能测定拉力P和弯矩M,并有消除拉力和弯矩间的相互干扰?
试画出布片图与接桥图。
6、一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。
已知,传感器的灵敏度为15mV/mm,最大线性范围6mm。
现将传感器安装在主轴右侧,见图a。
用记录仪记录振动波形,见图b。
问:
①传感器与被检测金属的安装距离l为多少毫米时,可得到较好的测量效果?
②轴向振幅的最大值A为多少?
③主轴振幅的基频?
是多少?
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