机械工程测试技术试卷及答案.doc

1、机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.一、填空题、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是 连续 的。、均方值x2表示的是信号的强度，它与均值x、方差x2的关系是 x2=Hx2+x2 。 、测试信号调理电路主要有 电桥 、 放大 、 调制解调电路 。、测试系统的静态特性指标有 非线性度 、 灵敏度 、 回程误差 。、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的 斜率 。、传感器按信号变换特性可分为 物性型传感器 、 结构型传感器 。、当 0 时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于 定值 。、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合 相邻相反 、

2、相对相同 的变化，才能使输出有最大值。、信号分析的过程主要包括： 信号分析 、 信号处理 。10、系统动态特性在时域可用 传递函数 来描述，在复数域可用 频率函数 来描述，在频域可用 脉冲响应 函数 来描述。11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对差模信号有放大作用。12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在 分布电容 。13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其 频率 与输入的控制电压成线性关系。14、调频波的解调又称鉴频，其解调电路称为鉴频器。15、滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系。16、滤波器的频率分辨力主要由其带宽决定。17、对于

3、理想滤波器，滤波器因数1。18、带通滤波器可由低通滤波器（fc2）和高通滤波器（fc1）串联而成（fc2 fc1）。19、测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是由随机误差引起的。二、问答题（共30分）、 什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分）、 说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）、 选用传感器的原则是什么？（10分）三、计算题（共55分）、 已知信号x(t)=e-t (t0)，(1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。(2) 求x(t)的自相关函数Rx () 。 （15分）、 二阶系统的阻尼比=0.2，求=

4、n时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10，应取多大阻尼比？。 （10分）、 一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙0 =0.3mm，（1）工作时如果传感器的工作间隙变化=2m，求电容的变化量。（2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在=2m时，读数仪表的指示值变化多少格？（0 = 8.8510-12 F/m） (8分)、 已知RC低通滤波器的R=1K，C=1MF，当输入信号x= 100sin1000t时，求输出信号y 。 （7分）、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量x(t) = sint，载波y(t

5、)=sin6t，画出各环节信号的波形图。 (15分一、 问答题答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。（1） 测量对象（2） 传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。（3） 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。（4） 信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）（5） 显示、记录部分：作用是输出测试结果。2、答：相同之处在于：都是将被测量的

6、变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)是由几何尺寸变化引起的阻值变化，E是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=E，SE。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。3、基本原则是：选用的传感器其性能应当与被测信号的性质相匹配。（1）静态特性方面：a、应使被测量的变化范围在传感器的线性范围以内，并保证线

7、性误差在允许范围内；b、传感器的分辨率（力）从数据上应小于测量要求的分辨率（力）c、满足实际要求的条件下，精度不宜过高。3.解：（1）S=- =-4.9410-9F/m 当=2Hm时， =S=-4.9410-9F/m（210-6m） =-+9.8810-15F（2）读取仪表的变化格数为： 9.8810-151012S1S2=9.8810-31005 =4.94（格）4.解：低通滤波器的截止频率Wc2=2fc2=2而输入信号Hx=100sin100t的频率Wx=1000HzWc2 ，所以低通滤波器相当于积分器，Hy=10-9 =10-10sin（1000t-900）5解：见课本101页，图3-1

8、9 动态应变仪方框图，以及各波形图。一、填空题（每空0.5分，共15分）1、非周期信号可分为瞬变非周期信号和 准周期信号 信号。、均方值x2表示的是信号的 强度 ，它与均值x、方差x2的关系是 。 、测试系统的静态特性指标有 灵敏度 、 非线性度 、 回程误差 。、测试系统的组成类型大体分为 组合型 和 一体化 型 。、当0 时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于 定值 。、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合 相邻相反 、 相对相同 的变化，才能使输出有最大值、信号分析的过程主要包括： 信号处理 、 信号分析 。、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡

9、旋钮，原因是导线间存在 分布电容 。、在数据采集系统中，常采用程序控制放大器。10、根据载波受调制的参数的不同，调制可分为调幅、调频、调相。11、压控振荡器的输出电压是方波信号，其 鉴频 与输入的控制电压成线性关系。12、调频波的解调电路称为鉴频器。13、滤波器的频率分辨力主要由其带宽决定。14、倍频程选择器决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。15、带通滤波器可由低通滤波器（fc2）和高通滤波器（fc1）串联而成（fc2 fc1）。16、用滤波的方法从信号提取的频率成分越窄，即带宽越小，需要的时间就越长。17、如信号的自相关函数为Acos，则其均方值x2=A。18、低通滤波器对阶跃响应的建

10、立时间Te带宽B成反比、，或者说它们之间的乘积是常数。19、测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是由随机误差误差引起的。二、问答题（共30分）1、什么是测试？简述测试技术的含义。（10分）、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分）、简述调幅波的特点。（10分）三、计算题（共55分）、 已知信号x(t)=e-t (t0)，(1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。(2) 求x(t)的自相关函数Rx () 。 （10分）2、求周期信号x(t)cos10t + sin (100t45 ) 通过时间常数为0.005s的一阶系统的输出信号。 （

11、10分）3、磁电式速度传感器线圈平均直径D=25mm，气隙磁感应强度B=6000Gs，如传感器的灵敏度S=600mv/cm/s，则工作线圈匝数应为多少？（7分）4、已知调幅波xm(t)(100 + 30 cost +20 cos3t )cosct ，其中f c =10KHz，f=500Hz 。试求：（1）xm(t)所包含的各分量的频率和幅值。（2）绘出调制信号与调幅波的频谱。 （13分）、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量x(t) = sint，载波y(t)=sin6t，画出各环节信号的波形图。 (15分)二、问答题1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的

12、探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。（6） 测量对象（7） 传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。（8） 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。（9） 信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）（10） 显示、记录部分：作用是输出测试结果。2、答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2

13、H)是由几何尺寸变化引起的阻值变化，E是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=E，SE。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。3、特点有： （1） 当调制信号x(t)0时，调幅波xm (t)与载波y(t)同频同相，其幅值的大小与x(t)的大小有关；x(t) y(t)（2） 当x(t)0时，xm (t)与载波y(t) 同频反相，其幅值大小仍与x(t)的大小有关；（3

14、） 调幅波是一高频，但其包洛线和调制信号x(t)相似，其副值受x(t)变化的影响，y(t)的频率越高，即波形越宽，相似程度越好。三、计算题：1、x(f)= x(t) e-j2ftdt=- e(-j2f-1)=则x(f)= (f)=-arctg(2f)频谱图如下：(2) Rx()=x(t)x(t+)dt=e=e-2、解：对于二阶系统：当w=wn时，A(w) =1/2，=-90。 幅值误差= A(w)-1100%=150%Am 相位误差=(w)= -90。 如使幅值误差不大于10%，则 A(w)-10.1 即0.9A(w)1/20.1 1/2.21/1.8, 阻尼比应在0.460.55之间选取。3

15、.解：磁感应传感器的灵敏度S=WRl,所以 线圈匝数 W =S/ Rl,有B=6000GS=0.6T=0.6VS/m2 v=D=25mm,S=600mv/cm/s=0.6v/10-2m/s=2510-3mW=0.6/(0.625)=4103/1274(匝) 4.解：（1）xm (t)=（100+30cost+20cos3t）cosWCt =100 cosWCt+15cos(WC+)t+15cos(WC-)t +10cos(WC+3)t+10cos(WC-3)t 其中=KHZ WC=20 KHZ 所以xm (t)包括五个分量，幅值和频率分别我：20KHZ，100；21KHZ，15；19KHZ，1

16、5；23KHZ，10；17KHZ，10。 （2）由（1）可得调幅波和调制信号分别如下：5解：见课本101页，图3-19 动态应变仪方框图，以及各波形图。一、填空题（每空1分，共20分）、周期信号的频谱是 离散 的，而非周期信号的频谱是连续的。2、周期信号可按三角函数分解成下列形式：， 其中， ， ， 。3、使信号中特定的频率成分通过，而衰减其他频率成分的电路称 滤波器 。 4、信号可分为确定性信号和 随机信号 ，也可分为模拟信号和 数字信号 。5、滤波器的品质因素Q与带宽B 的关系是 。6、金属应变片是根据 正 应变 效应 原理工作的。7、当把石英等晶体置于电场中，其几何尺寸将发生变化，这种由

17、于外电场作用导致物质机械变形的现象称为 逆电压效应 。8、矩形窗函数的频谱是 函数。 9、两个时域函数、的卷积定义为 。10、均方值x2表示的是信号的强度，它与均值x、方差x2的关系是 。 11、测试系统的静态特性指标有 灵敏度 、 非线性度 、 回程误差 。 12、半导体应变片是根据 压阻效应 原理工作的。13、根据载波受调制的参数的不同，调制可分 调频 、 调幅 、 调相 。三、问答题（共50分，每小题10分）、说明测试系统的构成及各组成部分的作用。2、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？3、交流电桥达到平衡时必须满足的条件是什么？如何来实现交流电桥的平衡？4、简要说明如何

18、求解测试装置动态特性的数学描述的3个函数，它们之间有何内在关系？5、以二阶系统为例，简述求解具体系统频谱特性的一般步骤，并简要说出二阶系统的特性。三、计算题（共30分）、 已知信号x(t)=e-t (t0)，(1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 （8分）(2) 求x(t)的自相关函数Rx () 。 （4分）、 二阶系统的阻尼比=0.2，求=n时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于20，应取多大阻尼比？ （10分）、 已知RC低通滤波器的R=10K，C=0.1MF，当输入信号x= 10sin100t时，求输出信号y 。 （8分）一、 填空（120）（每空1分） 1.

19、 离散 2、3滤波器 4随机、数字 5 6（正）应变效应 7.逆压电效应 8. 9. 10. 11. 非线性度、灵敏度、回程误差 12. 压阻效应13.调幅、调频、调相二、问答题（510）（每小题10分）1.答（11） 传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。（12） 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。（13） 信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等）（14） 显示、记录部分：作用是

20、输出测试结果。2.答：相同之处在于：都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且dR/R=(1+2H)+E,其中H为材料的泊桑比，E为材料的弹性模量，(1+2H)是由几何尺寸变化引起的阻值变化，E是由电阻率的变化引起的阻值变化。不同的是，电阻应变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以dR/R(1+2H)，S1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻变化。所以dR/R=E，SE。各自的优点分别为：电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的50-70倍。1、 答：两个条件：相对两臂阻抗之模的乘机应相等，并且它们的阻抗角之和也必须相等。实现：

21、电阻平衡，电容平衡。4、答：对系统的微分方程做拉氏变换，传递函数为输出和输入的拉氏变换之商，另拉氏变换中的a=0即可求得频率响应函数，对传递函数进行拉氏反变换就可求得脉冲响应函数。它们之间的关系分别是拉氏变换对和傅立叶变换对关系。5、答：一般步骤：1）对系统建模，2）求拉氏变换3）求传递函数4）求频率响应函数、幅频特性和相频特性；6）画相应的图形并分析改进之。二阶系统图形有几个关键点，对它进行讨论，并考虑最左最右的趋势。三、 计算题：（30分）1、 x(f)=x(t)e-j2ftdt=- e(-j2f-1)=则x(f)= (f)=-arctg(2f) 频谱图如下： （8分） (2) Rx()=

22、x(t)x(t+)dt=e=e- （4分）2、解：对于二阶系统：当w=wn时，A(w) =1/2，=-90。 （10分） 幅值误差= A(w)-1100%=150%Am 相位误差=(w)= -90。 如使幅值误差不大于20%，则 A(w)-10.2 即0.8A(w)1/21.2 1/2.41/1.6, 阻尼比应在0.050.63之间选取。3.解：低通滤波器的截止频率Wc2=2fc2=2而输入信号Hx=10sin100t的频率Wx=1000HzWc2 ，所以低通滤波器相当于积分器，Hy=10-9 （8分） =10-9sin（100t-900）一、填空题（每空1分，共20分）1、函数的频谱是 均匀

23、 谱。 2、使信号中特定的频率成分通过，而衰减其他频率成分的电路称 滤波器 。 3、对于实际滤波器，滤波器因数范围一般是（1，5）。4、传感器按结构可分为 电容式传感器 、 电感式传感器 等。5、两个时域函数、的卷积定义为 。6、测试系统的静态特性指标有 灵敏度 、 非线性度 、 回程误差 。7、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对差模信号有放大作用。8、滤波器的频率分辨力主要由其带宽决定。9、对于理想滤波器，滤波器因数1。10电感式传感器常可分为 自感式 、 互感式 等。11、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的 斜率 。12、当 0 时，可变磁阻

24、式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于 定值 。13、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在 分布电容 。14、调频波的解调电路称为鉴频器。15、滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系。二、问答题（共50分，每小题10分） 1、选用传感器的基本原则是什么？2、什么是调制和解调？其作用是什么？3、简述信号不失真条件。4、测试装置2个环节的串联后的频率响应函数与它的2个组成之间的关系是什么？为什么所有的系统都可以由一阶和二阶系统来组成？5、按一阶系统为例，简述求解具体系统频谱特性的一般步骤，并简要说出一阶系统的特性。三、计算题（共30分）1、试计算一阶低通RC滤波器

25、的频率特性函数，并推导出滤波器的截止频率。（8分）2、已知信号x(t)=3e-t (t0)，(1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 （8分）(2) 求x(t)的自相关函数Rx () 。 （4分）3、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙0 =0.3mm，（1）工作时如果传感器的工作间隙变化=1m，求电容的变化量。 （6分）（2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在=2m时，读数仪表的指示值变化多少格？（0 = 8.8510-12 F/m） （4分）一、填空（120分）（每个空1分）1.均匀谱 2滤波器 3. （1，5）

26、 4.结构型、物性型 5. 6. 非线性度、灵敏度、回程误差 7、差模 8. 带宽 9. 1 10.自感式、互感式11. 斜率 12.0 、定值 13.分布电容 14.鉴频器 15.反比 二、问答题（510分）（每小题10分）1. (1) 灵敏度(2) 响应特性 (3) 线性范围 (4) 稳定性 (5) 精确度 (6) 测量方式等2调制：就是使一个信号的某些参数在另一个信号的控制下而发生变化的过程。解调：从已调制波中恢复出调制信号的过程。作用：调制的目的：使缓变信号便于放大和输出。解调的目的：恢复原信号。3答：对一个测试装置，其输出y(t)和输入x(t)满足 y(t)=A0x(t-0)。式中A

27、0、0 均为常量。则，即实现不失真测量的基本条件为A()= A0 =常数，()=-04、测试装置2个环节的串联后的频率响应函数是它的2个组成频率响应函数之积。根据数学知识可知，任何多项式相除都可以化简为一次式和二次式组合而组成。故所有的系统都可以由一阶和二阶系统来组成。5、答：一般步骤：1）对系统建模，2）求拉氏变换3）求传递函数4）求频率响应函数、幅频特性和相频特性；6）画相应的图形并分析改进之。一阶系统图形有几个关键点，对它进行讨论，并分析最左最右的趋势。三、答： 1.一阶系统微分方程为， 两边拉氏变换得 ：， ，, （8分）2. x(f)=x(t)e-j2ftdt=- e(-j2f-1)

28、= 则x(f)= (f)=-arctg(2f) （8分）频谱图如上：(2) Rx()=x(t)x(t+)dt=e=e- （4分）3.解：（1）S=- =-4.9410-9F/m 当=2Hm时， =S=-4.9410-9F/m（110-6m） =-+4.9410-15F （6分）（2）读取仪表的变化格数为： 4.94210-151012S1S2=4.9410-31005*2 （4分） =5（格）一、 填空题（20分，每空1分）1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。2.测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差 。3.将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善

29、非线性，进行 温度 补偿。4.为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在 相邻 桥臂上。5调幅信号由载波的 幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。6绘制周期信号的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。7信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为 均方值，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。8确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和 阶跃响应

30、法。10.连续信号与进行卷积其结果是： 。其几何意义是 把原函数图像平移至位置处 。二、 选择题（20分，每题2分）1直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。A增大 B减少 C.不变 D.变化不定2调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。A相乘 B相加 C相减 D.相除3描述周期信号的数学工具是(D)。A相关函数 B拉氏变换 C傅氏变换 D.傅氏级数4下列函数表达式中，(B)是周期信号。ABC5时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。A频带变窄、幅值增高 B频带变宽、幅值压低C频带变窄、幅值压低 D频带变宽、幅值增高6非线性度是表示定度曲线(A)的程度。A偏离其拟合直线

31、B接近真值 C正反行程的不重合7一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B)。A越宽 B越窄 C不变8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D）A.波登管 B膜片C波纹管 D电阻应变片9.对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A）A.0 B45C90 D3010二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。A使系统不发生共振 B使得读数稳定 C获得较好的幅频、相频特性三、简答题（共30分）1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？（4分）答： 各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真；（2） 尽可能减小或消除各种干扰。（2）2.周期信号

32、的频谱具有哪几个特点？（6分）答： 周期信号的频谱是离散的。（2） 每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是各分量频率的公约数。（2） 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。因此，在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分量。（2）3.现有电阻和，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为，输出为）。（5分）答：正确的接桥方法如图所示：（3）电桥的平衡条件是：（2）4.有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵

33、敏度。试问，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？（5分）答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：（2）当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为（2）即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接。这时。（1）5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。（2）解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。（1）经过调制后，采用交流放大，比直接

34、用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。（2）6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5分）答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。（每一种0.5分）四、计算题（共20分，每小题10分）1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。0T/2-T/2Atx(t)解：1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。解：一个周期内的表达式为：（2）因为为偶函数，所以， （1）（2）出此得的三角函数形式傅里叶级数展开为（1）n次谐波分量的幅值（1）n次谐波分量的相位（1）画出的频谱如图所示。

35、（2）2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变。其贴片及组桥方法如图所示。已知图中，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数。应变值，电桥供桥电压。试分别求出如图组成桥路时的输出电压解：如图（b）组桥时的输出电压为（5）如图（c）组桥时的输出电压为（5）一、填空题（20分，每空1分） 8、带通滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=（ 50 ）。1将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。2调幅信号由载波的 幅值 携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。3调幅过程在频域相当于 频率搬移 过程，调幅装置实质上是

36、一个乘法器。4.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。测量结果与被测真值之差称为测量误差。5确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是 离散的 ，后者频谱特点是连续的。6绘制周期信号的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。7周期信号的傅氏三角级数中的是从0到展开的。傅氏复指数级数中的是从 到 展开的。8周期信号的傅氏三角级数展开式中：表示 余弦分量的幅值 ，表示 正弦分量的幅值 ，表示直流分量。9余弦函数只有 实频 谱图，正弦函数只有虚频谱图。10单位脉冲函数与

37、在点连续的模拟信号的下列积分：。这一性质称为 脉冲采样 。得分二、选择题（20分，每题2分）1为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作，传感器的两个电容应当连接成( a )。A并联电路 B串联电路 C电桥电路2要使RC低通滤波器的通带加宽，则RC值应( b )。A.增加 B减少 C不变3描述非周期信号的数学工具是 c 。A三角函数 B拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数4下列信号中 c 信号的频谱是连续的。A BC.5数字信号的特征是 b 。A时间上离散、幅值上连续 B时间、幅值上均离散C时间、幅值上都连续 D时间上连续、幅值上量化6测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为( d

38、)。A.精度 B灵敏度 C精密度 D.分辨率7测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是（ b ）。A卷积 B傅氏变换对 C拉氏变换对 D微分8多种信号之和的频谱是 c 。A.离散的 B.连续的 C.随机的 D.周期的9二阶装置，用相频特性中时所对应的频率作为系统的固有频率的估计值，该值与系统阻尼率的大小（b ）。A有关 B无关 C略有关系 D有很大关系10.滤波器的上、下截止频率为，中心频率；则它们的关系是( a )。A= B= C.=三、简答题（共30分）1.测量按测量值获得的方法进行分类有哪些？（6）答：直接测量指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值得测量。（等精度

39、直接测量和不等精度直接测量）；（2）间接测量指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算被测量的量值的测量；（2）组合测量指将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测值得方法。（2）2.重复性误差和迟滞误差有何区别? （6）答：重复性是指测试装置在输入按同一方向做全量程连续多次变动时，所得特性曲线不一致的程度。一般来说正行程的最大重复性偏差为，反行程的最大重复性偏差为，重复性误差取这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出的百分数表示。即（3）迟滞是测试装置在正反行程中输入输出曲线的不重合程度。即式中，是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。（3）3.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？（4）答：若都是常数，如果一个测试装置，则有，即认为该测试装置实现了不失真测量。（2）这表明，输出信号较输入信号，幅值放大了倍，时间上滞后了，波形一致。对上式作傅里叶变换，有。所以，若要实现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下条件。（2）4.下面四个图分别是哪一种滤波器的幅频曲线特性图，并说明各自的工作特征。（4）答：低通滤波器 之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1）高通滤波器 之间为通频带，的频率成分极大地衰减；（1）带通滤波器 之间为通频带，其它的频率成