一，简答题
1. 什么叫测试系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系?答：测
试装置输出信号的傅里叶变换和输入信号的傅里叶变换之比称为装置的频率响
应函数，若在系统中的传递函数H(s)已知的情况下，令H(s)中的s=jw 便可求得
频率响应函数。
2. 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？答：静态特性：（1）线性
度，（2）灵敏度，（3）回程误差，（4）分辨率，（5）零点漂移和灵敏度漂移。
动态特性：（1）传递函数，（2）频率响应函数，（3）脉冲响应函数，（4）环节的
串联和并联。
3. 在什么信号作用下，系统输出的拉斯变换就是系统的传递函数。答：在
单位脉冲信号作用下，（单位脉冲函数δ（t ）=1)。
4. 为什么电感式传感器一般都采用差动形式？答：差动式电感器具有高精
度、线性范围大、稳定性好和使用方便的特点。
5. 测试装置实现不失真测试的条件是什么？答：幅频和相频分别满足
A(w)=A 0=常数，Φ（w ）=-t 0w ;
6. 对于有时延t 0的δ函数）（0
t -t =δ ，它与连续函数f （t ）乘积的积分dt )(0?∞
∞--t f t t ）（δ将是什么？答： 对于有时延t 0的δ函数）（0t -t =δ
，它与连续函数f （t ）乘积只有在t=t 0时刻不等于零，而等于强度为f （t 0）的δ函数，在（-∞，+∞）区间中积分则dt )(0?∞∞--t f t t ）（δ=dt )(0
?∞
∞--t f t t ）（δ=f （t 0） 8. 巴塞伐尔定即 的物理意义是什么？在时域中计算总的
信息量等于在频域中计算总的信息量。
9. 试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需电容平衡的原因?答：由于
纯电阻交流电桥即使各桥臂均为电阻，但由于导线间存在分布电容，相当于在
各桥臂上并联了一个电容，因此，除了有电阻平衡外，必须有电容平衡。
10.说明测量装置的幅频特性A(ω)和相频特性φ(ω)的物理意义。答：测
量装置的幅频特性A(ω)是指定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出
信号和输入信号的幅值比。相频特性是指稳态输出对输入的相位差。11.差动型
变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在一个电桥中，这样做有什么
优点？ 答：这样做使得灵敏度和线性度都提高。
12.用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，对其时间常数τ应
提出什么要求？指出一种测量一阶系统的时间常数τ的方式。答：时间常数τ
应越小越好，测量方法：频率响应法、阶跃响应法。
13. 线性系统有哪些主要特性（最少指出3个）?答：（1）叠加性，（2）比
例性，（3）微分性，（4）积分性，（5）频率保持性。
14. 对于有时延t 0的δ函数）（0
t t +=δ ，它与连续函数f （t ）乘积的积分dt )(0?∞
∞-+t f t t ）（δ将是什么？答：对于有时延t 0的δ函数）（0t t +=δ，它与连续函
数f （t ）的积分只有在t=-t 0 时不等于零，而等于强度f （-t 0）的函数，在（-
∞，+∞）区间内，
15.一阶、二阶测试系统的动态特性是什么？答：一阶系统特性：（1）当激励频
率ω﹥﹥1/τ时，Αω≈1,输出输入几乎相等。（2）时间常数τ是反映一阶系
统特性的重要参数，实 际上决定了该装置适用的频率范围。（3）一阶系统的伯
德图可以用一条折线来近似描述。
二阶系统的特性：（1）当ω﹤﹤ωn 时，H(ω)≈1,当ω﹥﹥ωn 时，H(ω)
→0，（2）影响二阶系统动态特性的参数是固有频率和阻尼比。（3）二阶系统的
伯德图可用折线来近似描述，（4）在ω﹤﹤ωn 段，φ(ω)很小，且和频率近似
成正比增加。（5）二阶系统是一个振荡环节。
二、填空题
1.带通滤波器中心频率f 0=500Hz ，其-3dB 带宽B=10Hz ，该滤波器的品质因
数Q= 50 。
2. 某一阶系统的频率响应函数为121
)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t
t x =，
则输出信号)(t y 的频率为=ω 1/2 ，幅值=y 2/2 ，相位=φ -45o 。
3. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 测量不失真的频率特性 测试。此时，系统的频率特性为
=)(ωj H Ａ０ｅ－ｊｗ0τ 。 4. 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最
佳。
5. 测试系统的幅频特性是指 线性定常系统在简谐信号的激励下，其稳态输
出信号和输入信号的幅值比 的关系。
6. 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 变化量 越小。
7.若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生 混叠 现象。
8. 将被测物理量转换成与之相对应的、容易传输和处理的信号的装置称之为 传感器 。。
9.半导体应变片工作原理是基于 半导体材料的压阻 效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数 高 。
10. 一个灵敏度为k 的测试装置，若其输出y(t) =A 0sin （ωt-φ）,则输入
信号x （t ）= 。。
11. 极距变化型电容式传感器，极距越小，灵敏度越 高 。。
12. 确定测试装置动态特性的测量方法有 频率响应法 和 阶跃响应
法 。。
13.光波沿光纤传播是以_全反射 方式进行的。
14.周期性信号的幅值频率谱是 离散 的。
15.获得非周期时域信号的频谱用 傅里叶变换 数学工具。
16. 。
17.能用非接触方式测量位移的传感器有① 极距变化型电容传感器 ；②
光电传感器 等。 18. 金属丝式电阻应变片是基于金属材料的 发生机械变形时，其电阻值发
生变化 效应工作的;半导体式应变片基于半导体材料的 压阻 效应工作的。
19. 在测量扭矩时，为防止横向力干扰，贴在轴上的四个应变片必须与轴线
成 ４５ 度，且四个片沿圆周呈 ９０ 角度分布。
20. 光波沿光纤传播是以 全反射 方式进行的。
21. 光电效应有三类，即 外光电效应 、 内光电效应 、 光生伏打效应 。
22. 接在电路中的光敏二极管，在不受光照射时，处于 截止 状态;受光照
射时处于 导通 状态。
23. 已知信号x(t)的频谱为X(F)，信号w(t)的频谱W(F)，则信号x(t)与
信号w(t)乘积的频域为 X(F) ﹡W(F) 。
24. 工程中常见的周期信号，其谐波幅值是随谐波次数的增高而 减小 的。
25. 在进行四臂交流电桥设计时，若某两个相对臂接入电阻，为满足电桥平
衡条件，另两相对臂中一个用容抗，另一个用 容抗 。
26.δ 函数的频谱是 均匀谱 。
27. 测试装置输出信号的付里叶变换和输入信号的付里叶变换之比称为装置
的 频率响应函数 。
28. 一个测试装置，若其输出y(t)和输入x(t)满足y(t)=A 0x(t-t 0),其中A 0、t 0为常数，则该测试装置具有 不失真 测量的特性。
29. 用于静态测试的装置，理想条件下其输入和输出之间应该具有的 关系是 线性关系 。
30. 获得非周期时域信号的频谱用 傅里叶变换 数学工具。
31. 时域为常数1的信号，其频谱是 f=0处有脉冲谱线 。
32. 某线性系统，设灵敏度为S ，输入信号为2sin )(0t x t x =，则输出信号)(t y =
SX 0sint/2 。
33.频率不同的两个正弦信号，其互相关函数Rxy(τ)= ０ 。
34.若采样频率过低，不满足采样定理，则采样离散信号的频谱会发生 混
叠 。
现象。
34.随机信号x(t)的自相关函数为 。
四、单项选择题
1.数字信号处理中，采样频率fa 与被测信号中最高频率fc 的关系应为（B ）
fa ≥2fc ）。
2.低通滤波器的作用是（B ）滤除高频信号 ）。
3..用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数时，可取输出值达到稳态值
的 （A ）63.2% 所经过的时间作为时间常数。
4.从时域上看，系统的输出是输入与该系统 （C ）脉冲 响
应的卷积。
5.两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测
试系统，其相频特性为 （B ）)()(21ωωQ Q + 。
6. 窗函数在时域变窄，则其频域的频带（（C ）不变）。
7.一阶系统的动态特性参数是 (C)时间常数 。
8.工程中常见的周期信号其谐波的幅值随谐波的频率增加而（B ）减小 ）
五、设计题
1.利用互相关函数的性质设计一个测试系统，来测量输送带的运动速度，要
求按非接触测量。画出系统工作原理图，并简要说明系统工作原理。答:输送带表面的光经透镜聚焦在相距为d 的两个光电池上。反射光强度的波动经过光电池转换为电信号，再进行相关处理。当可调延时τ等于输送带上某点在两侧试点之间经过所需时间τd 时互相关函数值为最大，输送带的运动速度v=d/τ d t ，图略。
4.利用霍尔元件设计一种转速测量装置，画出设计简图并说明其工作原理。
答：将霍尔光元件置于磁场中，当转速发生改变时，霍尔元件的磁场感应强度也随之改变，从而改变霍尔元件的电动势。
5.指出一种测量圆轴两端受扭力后的相对扭转变形角的方法，画出示意图并
说明其工作原理。解：用光电式扭距传感器，示意图如下。光电传感器式转轴上固定的两圆盘光栅，如图所示在未承受扭矩时亮光山的明暗去正好互相遮挡，没有光线透过光栅照到光敏元件，也没输出。当转轴受扭矩后，扭矩变形将两光栅相对转过一角度，使部分光线透过光栅照到光敏元件上而产生输出，扭矩越大扭转角越大，穿过光闪的光量越多，输出越大，从而可测得扭矩。
1. 什么叫测试系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系?答：测
试装置输出信号的傅里叶变换和输入信号的傅里叶变换之比称为装置的频率响应函数，若在系统中的传递函数H(s)已知的情况下，令H(s)中的s=jw 便可求得频率响应函数。
2. 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？答：静态特性：（1）线性
度，（2）灵敏度，（3）回程误差，（4）分辨率，（5）零点漂移和灵敏度漂移。动态特性：（1）传递函数，（2）频率响应函数，（3）脉冲响应函数，（4）环节的串联和并联。
3. 在什么信号作用下，系统输出的拉斯变换就是系统的传递函数。答：在
单位脉冲信号作用下，（单位脉冲函数δ（t ）=1)。
4. 为什么电感式传感器一般都采用差动形式？答：差动式电感器具有高精
度、线性范围大、稳定性好和使用方便的特点。
5. 测试装置实现不失真测试的条件是什么？答：幅频和相频分别满足
A(w)=A 0=常数，Φ（w ）=-t 0w ;
6. 对于有时延t 0的δ函数）（0t -t =δ ，它与连续函数f （t ）乘积的积分
dt )(0?∞
∞--t f t t ）（δ将是什么？答： 对于有时延t 0的δ函数）（0
t -t =δ ，它与连续函数f （t ）乘积只有在t=t 0时刻不等于零，而等于强度为f （t 0）的δ函数，在（-∞，+∞）区间中积分则dt )(0?∞∞--t f t t ）（δ=dt )(0
?∞
∞--t f t t ）（δ=f （t 0） 8. 巴塞伐尔定即 的物理意义是什么？在时域中计算总的
信息量等于在频域中计算总的信息量。
9. 试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需电容平衡的原因?答：由于
纯电阻交流电桥即使各桥臂均为电阻，但由于导线间存在分布电容，相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了有电阻平衡外，必须有电容平衡。
10.说明测量装置的幅频特性A(ω)和相频特性φ(ω)的物理意义。答：测
量装置的幅频特性A(ω)是指定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出信号和输入信号的幅值比。相频特性是指稳态输出对输入的相位差。11.差动型变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在一个电桥中，这样做有什么优点？ 答：这样做使得灵敏度和线性度都提高。
12.用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，对其时间常数τ应
提出什么要求？指出一种测量一阶系统的时间常数τ的方式。答：时间常数τ
应越小越好，测量方法：频率响应法、阶跃响应法。
13. 线性系统有哪些主要特性（最少指出3个）?答：（1）叠加性，（2）比
例性，（3）微分性，（4）积分性，（5）频率保持性。
14. 对于有时延t 0的δ函数）（0
t t +=δ ，它与连续函数f （t ）乘积的积分dt )(0?∞
∞-+t f t t ）（δ将是什么？答：对于有时延t 0的δ函数）（0t t +=δ，它与连续函
数f （t ）的积分只有在t=-t 0 时不等于零，而等于强度f （-t 0）的函数，在（-∞，+∞）区间内，
15.一阶、二阶测试系统的动态特性是什么？答：一阶系统特性：（1）当激励频率ω﹥﹥1/τ时，Αω≈1,输出输入几乎相等。（2）时间常数τ是反映一阶系统特性的重要参数，实 际上决定了该装置适用的频率范围。（3）一阶系统的伯德图可以用一条折线来近似描述。
二阶系统的特性：（1）当ω﹤﹤ωn 时，H(ω)≈1,当ω﹥﹥ωn 时，H(ω)
→0，（2）影响二阶系统动态特性的参数是固有频率和阻尼比。（3）二阶系统的伯德图可用折线来近似描述，（4）在ω﹤﹤ωn 段，φ(ω)很小，且和频率近似成正比增加。（5）二阶系统是一个振荡环节。
1.利用互相关函数的性质设计一个测试系统，来测量输送带的运动速度，要
求按非接触测量。画出系统工作原理图，并简要说明系统工作原理。答:输送带表面的光经透镜聚焦在相距为d 的两个光电池上。反射光强度的波动经过光电池转换为电信号，再进行相关处理。当可调延时τ等于输送带上某点在两侧试点之间经过所需时间τd 时互相关函数值为最大，输送带的运动速度v=d/τ d t ，图略。
4.利用霍尔元件设计一种转速测量装置，画出设计简图并说明其工作原理。
答：将霍尔光元件置于磁场中，当转速发生改变时，霍尔元件的磁场感应强度也随之改变，从而改变霍尔元件的电动势。
5.指出一种测量圆轴两端受扭力后的相对扭转变形角的方法，画出示意图并
说明其工作原理。解：用光电式扭距传感器，示意图如下。光电传感器式转轴上固定的两圆盘光栅，如图所示在未承受扭矩时亮光山的明暗去正好互相遮挡，没有光线透过光栅照到光敏元件，也没输出。当转轴受扭矩后，扭矩变形将两光栅相对转过一角度，使部分光线透过光栅照到光敏元件上而产生输出，扭矩越大扭转角越大，穿过光闪的光量越多，输出越大，从而可测得扭矩。
六、分析、计算题
1. )(t x 为调制信号，t f t y 02cos )(π=为载波，)(t x m 为调幅波。试画出载波
与调幅波(设调幅波的频谱为一关于纵轴对称的三角波)的双边频谱图。
2. 用K 型热电偶测量温度时，已知冷端温度为200C ，热电偶的输出电压为14.8mV ，试求所测温度值。K 型热电偶的分度表如下。
解：设热电偶AB 的热电动势为E AB ,,其导体材料AB 的中间温度为T n 。则由
中间温度定律：E AB （T,T 0）=E AC (T,T n )+E CB (T n , T 0)
由热电偶分度表可知：E CB (T n , T 0)= E CB (20,0)=0.8mv
而由题意知：输出电压E AC (T,T n )=14.8 mv ，则E AB （T,T 0）=E AC (T,T n )+E CB (T n ,
T 0)=0.8+14.8=15.6 mv 。查热电偶分度表：所测温度值T=3800C 。
3.. 已知某测试系统传递函数为s H 5.011+=
，输入信号为t x π2sin =时，求
系统的稳态输出y （t ）。
解：利用频率保持特性：A （ω）=1/1+(τω) 2==1/1+(0.5×2π) 2
=0.30
Φ（ω）=-acrtg (τω)= -acrtg (0.5×2π)=-72.34o 。则系统的稳态输出：
y(t)=0.3sin(2πt-72.34o)
4.用四片灵敏度系数s=2的应变片组成全桥去测量图示悬臂梁在力F 作用下
截面B 出的应变，设四片应变片的原始阻值均为120Ω，供桥电压为6V ，电桥输出电压为3mV ，求截面B 处的应变值。
解:电桥电压(输出):U 0=U e /4(ΔR 1/R-ΔR 2/R+ΔR 3/R-ΔR 4/R)
当各臂应变片的灵敏度s 相同时， U 0= U e /4S(ε1-ε2+ε3-ε4)
由题知：U 0=U e S ε，ε= U 0/ U e S=3×10-3/6×2=0.25×10-3 。
《机械工程测试技术基础》试题1 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 ，改善非线性，进行 补偿。 4.为了 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 桥臂上。 5．调幅信号由载波的 携带信号的信息，而调频信号则由载波的 携带信号的信息。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 。 7．信号的有效值又称为 ，有效值的平方称为 ，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 ，后者频谱特点是 。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 和 。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= 。其几何意义是 。 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( )。 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 相乘 B ．相加 C ．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是( )。 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，( )是周期信号。 A ．5cos100()0 t t x t t π? ≥?=? ?
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 数控技术 一、填空题： 1.数控机床是用数字化代码来控制的相对运动，从而完成零件的加工。 2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行的过程。 3.对刀操作就是确定和之间关系的操作。 4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随化的 特性，而其机械特性是指其速度随变化的特性。 5.刀具在机床上的位置是由的位置来表示的。 63051-82规定，数控机床坐标轴和方向是基于固定，移动。 7.数控机床上采用的导轨主要有、、等三种形式。 8.用逐点比较法插补直线，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（5，8）， 若采用插补的总步数作为终点减法计数器的初始值，即＝。在插补过程中，每进给一步，计数器减1,当＝时，到达终点，停止插补。 9.光栅作为位移传感器，其高精度源于的莫尔条纹的和 两大效应。若光栅距为0.01，两块光栅之间的夹角为0.057°，则莫尔条纹宽度约为。 10.数控机床一般由控制介质、、测量装置和机械本
体五个部分组成。 11系统软件必须完成和两大任务。 12.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即和。 13.刀具在机床上的位置是由的位置来表示的。 14.在软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用以及占用时间的长短，解决的办法是 和相结合。 15.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的和 作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。 16.若三相步进电机（三相绕组分别为A、B、C），请写出三相六拍工作方式的通电顺序：。 17.对于第四象限逆圆弧来说，当F≥0时其进给方向为，偏差计算公式为。 18.数控机床的脉冲当量是指。 19.数控技术是指用对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 20.从系统使用的微机及结构来分，系统的硬件结构一般分为：和结构两大类。 21.改变，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铣加工。 22.数控机床按伺服系统的控制方式可分为、和。 二、判断题：
2-1 进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa ，将它与增益为0.005V/nC 的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V 。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa 时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？ 解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即 S =90.9(nC/MPa)?0.005(V/nC)?20(mm/V)=9.09mm/MPa 。 偏移量：y =S ?3.5=9.09?3.5=31.815mm 。 2-2 用一个时间常数为0.35s 的一阶装置去测量周期分别为1s 、2s 和5s 的正弦信号，问稳态响应幅值误差将是多少？ 解：设一阶系统1 ()1 H s s τ= +，1()1H j ωτω=+ ()()A H ωω== = ，T 是输入的正弦信号的周期 稳态响应相对幅值误差()1100%A δω=-?，将已知周期代入得 2-3 求周期信号x (t )=0.5cos10t +0.2cos(100t ?45?)通过传递函数为H (s )=1/(0.005s +1)的装置后得到的稳态响应。 解：1()10.005H j ωω= + ，()A ω=()arctan(0.005)?ωω=- 该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y (t )，根据线性定常系统的频率保持性、比 例性和叠加性得到 y (t )=y 01cos(10t +?1)+y 02cos(100t ?45?+?2) 其 中 0101(10)0.50.499 y A x == ≈， 1(10)arctan(0.00510) 2.86??==-?≈-? 0202(100)0.20.179 y A x == ≈， 2(100)arctan(0.005100)26.57??==-?≈-? 所以稳态响应为()0.499cos(10 2.86)0.179cos(10071.57)y t t t =-?+-? 2-5 想用一个一阶系统做100Hz 正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，那么时间常数应取多少？若用该系统测量50Hz 正弦信号，问此时的振幅误差和相角差是多少？ 解：设该一阶系统的频响函数为 1 ()1H j ωτω = +，τ是时间常数
《机械工程测试技术基础》课程教学大纲 课程代码： 课程英文名称：Foundation of Mechanical Measure Engineering 课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化，机械电子工程 大纲编写（修订）时间：2016 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 1．《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科（四年学制），是学生的专业基础必修课。在机械制造领域，无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中，工程测试技术应用及其普遍，所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础，对做好机械制造专业的工作尤为重要。 2．课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法，着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。因此，本门课程的教学目标是：掌握非电量电测法的基本原理和测试技术；常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法；测试信号的分析、处理方法。培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能；掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法；掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识；并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向，为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。 2．要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。 3．掌握测试技术基本知识、基本技能，具备检测技术工程师的基本素质与能力，能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题，初步形成解决科研、生产实际问题的能力。 （三）实施说明 本课程是一门技术基础课，研究对象为机械工程中常见动态机械参数，主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法；测试装置的工作原理、选择与使用。为后续专业课、选修课有关动态量的实验研究打基础，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试中。 1．从进行动态测试工作所必备的基本知识出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识： （1）掌握信号的时域和频域的描述方法，重点阐述建立明确的频谱概念，掌握信号强度的表达式、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，了解功率谱密度函数及应用和数字信号分析的一些基本概念。明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。 （2）测试装置的基本特性部分:掌握系统传递函数、频响函数以及一、二阶系统的静动态特性的描述及测试方法，掌握测试装置的基本特性评价方法和不失真条件，并能正确运用于测试装置分析和选择。
1、数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、（直线控制）和（轮廓控制）等几种。 2、数控机床的核心是（数控装置）其作用是处理输入信号并输出（指令）。 3、机床自运行考验的时间，国家标准9061-88中规定，数控车床为（16）小时，加工中心为（32）小时。都要求（连续）运转。 4、数控机床内部干扰源主要来自（电控系统的设计），（结构布局）及生产工艺缺陷。 5、数控机床的进给伺服系统由（伺服电路）（伺服驱动）（机械传动机构）及执行部件组成。 6、干扰是指有用信号与噪声信号两者之比小到一定程度时，（噪声信号）影响到数控系统正常工作这一物理现象。 7、滚珠丝杆螺母副间隙调整方式：（垫片式）（螺纹式）（齿差式）。 8、步进电机的驱动电路一般有（环形分配器）和（功率放大器）两部分。 9、机械磨损曲线包含（磨合阶段）、（稳定磨损阶段）、（急剧磨损阶段）三个阶段组成。 10、数控机床的自动换刀装置中，实现（刀库）和机床（主轴）之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。 11、滚珠丝杠螺母副，按滚珠返回的方式不同可以分为（内循环式）和（外循环式）两种。 12、数控机床常用的刀架运动装置有：（四方转塔刀架）（机械手链式刀架）（转塔式刀架）。 13、数控机床故障分为（突发性故障）和（渐发性故障）两大类。 14、数控机床电路包括（主电路）、（控制电路）和信号电路。 15、导轨按其摩擦性质可以分为(滑动导轨)、(滚动导轨)和(静压导轨)三大类。 16、选择合理规范的(拆卸)和(装配)方法，能避免被拆卸件的损坏，并有效地保持机床原有精度。 17、数控功能的检验，除了用手动操作或自动运行来检验数控功能的有无以外，更重要的是检验其（稳定性）和（可靠性）。 18、提高开环进给伺服系统精度的补偿措施有（传动间隙）补偿和（螺距误差）补偿。 19、提高进给运动低速平稳性的措施有：降低（执行部件质量）减少（动静摩擦之差）提高（传动刚度） 20、滚动导轨的预紧有两种方法，即采用（过盈配合）采用（调整元件） 21、数控机床的可靠性指标有（平均无故障时间）、（平均故障排除时间）和（有效度）。 22、故障诊断基本过程是：（先内后外）、（先机械后电气）、（先静后动）、（先公用后专用）、先简单后复杂、先一般后特殊。 23、数控机床自动换刀装置的形式有（回转刀架换刀）、（更换主轴头换刀）和（带刀库的自动换刀）。 24、各类信号接地要求包括：系统信号、直流信号、（数字信号）和（模似信号）。 25、机械手夹持刀具的方法有（柄式）夹持和（法兰盘）夹持两种。 26、数控系统软件类故障发生的原因可能有：误操作、（供电电池电压不足）、（干扰信号）、软件死循环、操作不规范和（用户程序出错）等等。 27、导轨副的维护一般包括（导轨副的润滑）、（滚动导轨副的预紧）和（导轨副的防护）。 28、在加工中心等机床上，由于自动换刀、精密镗孔加工等需要，往往需要主轴系统具有（定向准停）控制功能，此时，在机床上需安装（磁接近开关）或（脉冲编码器）等检测元件。 29、数控机床的精度检验内容包括（几何精度）、（定位精度）和（切削精度）。 30、故障自诊断技术是当今数控系统的一项十分重要的技术，数控系统的自诊断技术分为（启动自诊断）、（在线诊断）和（离线诊断）。
第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 答： （1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式R /R =S g 得 R =S g R =2100010-6120=0.24 1）I 1=1.5/R =1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I 2=1.5/(R +R )=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 3）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA 的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA 的电流变化。一般需要电桥图3-105 题3-4图
《机械工程测试技术基础》课程试题A 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绝对误差。 3.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。 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。 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()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是傅式三角级数的各项系数，而双边频谱图的依据数学表达式是傅式复指数级数中的各项级数。 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法。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= X(t-t0)。其几何意义是把原函数图像平移至t0的位置处。 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，(C)是周期信号。 A ．5cos100()00t t x t t π?≥?=??
数控机床技术测试试卷A卷＜附答案） 一、填空题＜每空1分，共30分） 1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为、、。 2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。 3、数控技术中常用的插补算法可归纳为插补法和插补法，前者用于数控系统，后者用于数控系统。 4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。 5、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备或使用。 6、电火花加工一次放电后，在工件和电极表面各形成一个小凹坑，其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等几个连续阶段。 7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。 8、影响电火花加工精度的主要因素是、、。 9、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定，当采用短脉冲时，一般应选用极性加工。 10、数控车床X轴方向上的脉冲当量为Z方向上的脉冲当量的 11、数控机床的日常维护与保养主要包括、、等三个方面内容。
12、3B 格式的数控系统没有功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按编程。 13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同，可分为工作方式和工作方式。 二、判断题<每题1分，共10分，正确打V错误打X) 1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。<) 2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。<) 3、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。<) 4、电火花成形加工在粗加工时一般选择煤油加机油作为工作液。<) 5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。<) 6、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。<) 7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时，其程序编制与刀具半径补偿值无 关。<) 8、只有加工中心机床能实现自动换刀，其它数控机床都不具备这一功能<) 9、M08t令功能在程序段运动结束后开始。<)
第1章绪论 1 计量、测试、测量的概念。 2 测试系统的组成及各环节的作用，并举例说明。 第2章传感器 1 在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？可举例说明。 解答：主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。 2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器，并说明它们的变换原理。 解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。 3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况来选用？ 解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。 电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。 半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。 选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。 4 有一电阻应变片，其灵敏度S g＝2，R＝120。设工作时其应变为1000，问R＝？设将此应变片接成如图所示的电路，试求：1）无应变时电流表示值；2）有应变时电流表示值；3）电流表指示值相对变化量；4）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式R/R=S g得 R=S g R=2100010-6120=0.24 1）I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I2=1.5/(R+R)=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 3）=(I2-I1)/I1100%=0.2% 4）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。 3-5 电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样后果？
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题 １、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、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差ζx2的关系是￠x2=H x2+óx2。 ３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路。 ４、测试系统的静态特性指标有、、。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。 ６、传感器按信号变换特性可分为、。 ７、当时，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。 ８、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、的变化，才能使输出有最大值。 ９、信号分析的过程主要包括：、。 10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。 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。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称，其解调电路称为。 15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝。 18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是 由误差引起的。 二、问答题（共30分） １、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） 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？（10分） ３、选用传感器的原则是什么？（10分） 三、计算题（共55分） １、已知信号x(t)=e-t (t≥0)， (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R x (η) 。（15分） ２、二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn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）３、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙δ0 =0.3mm， （1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，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 Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格？ （ε0 = 8.85×10-12 F/m）(8分) ４、已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx= 100sin1000t时， 求输出信号μy 。（7分） ５、（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) = sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。 (15分 一、填空题： 1、连续 2、￠x2=H x2+óx2 3、电桥、放大、调制解调电路 4、非线性度、灵敏度、回程误差 5、斜率 6、组合型、一体化型 7、Δó〈〈ó0定位 8、相邻相反相对相同 9、信号分析、信号处理 10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容 13、频率 14、鉴频、鉴频器 15、反比 16、带宽B 17、1 18、串联19、系统、随机 一、问答题 1、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
关于机械工程测试技术的 发展及其应用领地的探索 1、引言21世纪是一个伟大的世纪，对于一个学习机械工程类的学生而言，要想在这个充满魔力的世纪里大放光彩，为祖国的繁荣发展贡献出自己的一份力量，在市场逐渐趋于饱和状态的同时能够独立创新，迎合时代的发展，这就对我们当代大学生就提出了一个空前的挑战和机遇。 2，关于我国机械制造业的现状目前，我国机械制造业远远落后于世界发达国家，特别在高技术含量，大型高效或精密、复杂的机电新产品开发方面，缺乏现代设计理论和知识的积累，实验研究和开发能力较弱，停留在引进与仿制国外同类产品阶段，大部分关键机电产品不能自主开发和独立设计，仍然需要依靠进口或引进技术。造成这种情况的重要原因之一就是缺乏掌握现代设计理论知识，具有实验研究和创新开发能力的人才 工业设备在制造过程及整机性能测试中离不开各种机械量和几何量，有些工业设备在运行中还要经常对多种物量进行检测或监视，包括位移、速度、加速度、力、力矩、功率、压力、流量、温度、硬度、密度、湿度、比重、黏度、长度、角度、形状、位置、表面粗糙度、表面波形等，这些均属于物理量。实际生产、生活和科学实验中还会遇到化学量、生物量（包括医学），而所有这一切，从信号工程的角度来看，都需要通过传感器，将其转换成电信号（近代还可以转换成光信号），而后再进行信号的传输、处理、存储、显示、控制……，
从信息的角度看，这些信号连同声音和图象信息都是信息的源头，所以传感器和检测仪表、测量仪表是信息科学技术的三部分（信息获取、信息传输、信息处理）中的重要部分 为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展，电子信息种类日益繁多，信息传递速度日益加快，信息处理能力日益增强，相应的信息采集——传感技术也将日益发展，传感器也将无所不在。逐步在世界范围内掀起一股“检测传感器热”，各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产，检测传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。传感器技术包括敏感机理，敏感材料，工艺设备和计测技术四个方面约有30多种技术。随着微电子技术的发展，传感器技术发展很快，我国研发的力量尚需大量投入，特别要加强具存自主知识产权的传感器的创新开发。科研成果的转化及传感器生产产业化问题，在我国更是迫在眉睫的问题，在批量生产情况下，控制传感器产品性能（主要是稳定性、可靠性），使之合格率达到商业化产业要求，就需要有先进的制造工艺和自动化水平很高的工艺设备，因此应在开发专用工艺设备上下功夫，解决传感器生产产业化的“瓶颈”问题。在传感器的应用上，特别是新型传感器的应用上，还得大力推广，改革开放创造了市场经济条件，各种工业设备应用了先进的传感器，这扩大了传感器市场，也使我国新型传感器生产产业化有了动力。 在传感器生产产业化过程中，应该在引进国际技术和自主创新两方面都不放松。在引进国外先进技术中，可以提高自己的技术，
数控机床技术测试试卷A卷<附答案） 一、填空题<每空1分，共30分） 1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为、、。 2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。 3、数控技术中常用的插补算法可归纳为插补法和插补法，前者用于数控系统，后者用于数控系统。 4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。 5、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备或使用。 6、电火花加工一次放电后，在工件和电极表面各形成一个小凹坑，其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等几个连续阶段。 7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。 8、影响电火花加工精度的主要因素是、、。 9、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定，当采用短脉冲时，一般应选用极性加工。 10、数控车床X轴方向上的脉冲当量为Z方向上的脉冲当量的。
11、数控机床的日常维护与保养主要包括、、等三个方面内容。 12、3B格式的数控系统没有功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按编程。 13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同，可分为工作方式和工作方式。 二、判断题<每题1分，共10分，正确打√错误打×） 1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。<） 2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。<） 3、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。<） 4、电火花成形加工在粗加工时一般选择煤油加机油作为工作液。<） 5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。<） 6、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。<） 7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时，其程序编制与刀具半径补偿值无关。<）
一、选择题 1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的____2__倍. 2、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有__时域法_和__频域法_。 3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的__压电效应____。 4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___灵敏度___。 6、信息与信号二者间关系是___信息在信号之中___。 7、当两信号的互相关函数在t 0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t 0时，相关程度___最高__。 8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___被测量__越小。 9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取(有用信号) 10、时域信号的时移，则频谱变化为（ 相移 ） 11、 记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽(变窄，幅值增高) 12、 用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应(接近1/√2 ) 13、 对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为(A1＇sin （w1t+φ＇１）+A2＇sin （w2t+φ２＇）) 14、 概率密度函数提供了随机信号（沿幅值域分布）的信息 15、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是(电涡流式) 16、 只使在fe 1～fe 2间频率的信号通过，应采用（带通）滤波器 17、 在选用振子时，除了使阻尼比接近０.７外，应使被测正弦信号的最高频率fm(≤（０.５-０.６） )振动子的固有频率fn 18、 为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（电荷）放大器。 19、 当τ→∞时,信号x （t ）的自相关函数Rx （τ）呈周期性变化,说明该信号(含有周期成份)。 20、 正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息(丢失) 21、 不能用确定的数学公式表达的信号是（随机）信号。 22、 非线性度是表示定度曲线（偏离其拟合直线）的程度。 23、 自相关函数一定是（偶）函数。 24、 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用（相敏检波器）做为解调器。 25、 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的（2 ）倍 26、 压电式传感器前置放大器的主要作用是（把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出）。 27、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，___全桥___接法可以获得最大的输出。 28、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的是___将传感器的低阻抗输入变成高阻抗输出___。 29、幅值调制装置实质是一个乘法器 30、理想滤波器在通带内的幅频特性为常数 31．变极距型电容传感器的输出与输入，成（非线性）关系。 32．如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越大，则该窗函数的泄漏误差（越小）。 33．不能用涡流式传感器进行测量的是(非金属材料)。 34．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（C ）的频谱为X(f ＋f0）。 A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 0 2)(π 35．压电式传感器后面的放大器的主要功能为（阻抗变换和信号放大）。 36．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输 出电压（加大两倍） 二、判断题
数控原理与编程期末试卷10及标准答案 一、填空题（0.5分×40 = 20分） 1．操作面板一般有数控操作面板、机床操作面板。 2．数控机床的刀具必须具有寿命长、精度高、更换快。 3．数字控制系统简称NC系统，计算机控制系统简称CNC系统。 4．数控机床按加工路线分类，有点位控制系统, 点位直线控制系统和连续（轮廓）控制系统。 5．请写出下列常用缩写的英文全称：CNC Computer Numerical Control 6．通过计算机和数控机床上的标准串行接口，可以将数控加工程序直接送入数控系统进行加工。 7．RS232主要作用是用于程序的自动输入。 8．车床的刀具号T0101，前面两位数字表示____一号刀具____，后面两位数字表示____一号刀补____。 9．G49用来取消刀具____长度____补偿。 10．G40用来取消刀具半径补偿。 11．在车床上表示X坐标值，通常采用____直径____编程。 12．圆弧插补指令分顺时针G02和逆时针G03。 13．指令“G04 X-”中，X值的含意是暂停时间，不是坐标。 14、插补就是用直线或圆弧形成刀具运动轨迹来逼近或近似描述零件轮廓形状的过程。因为是在工件轨迹或轮廓曲线上的已知点之间， 进行数据点的插入密化，所以称之为插补。其形成的逼近曲线与零件轮廓的最大差值即为插补误差。 15. 数控机床的Z轴一般与主轴轴线重合或平行, 正方向以刀具远离工件方向为准。 16．数控程序编制中，尺寸系统有绝对值编程，增量值编程和混合编程。 17、圆弧插补需要指定插补平面，用G17/G18/G19指令。默认指令一般为G17，可不写。 18、切入点是刀具可以由此直接进入切削的刀具位置点。一般要求刀具切削表面反向延长线或切向切入工件。 17、程序延时指令G04，和刀具半径补偿指令G41/G42不能在同一程序段中指定。 19、返回参考点有手动和自动返回参考点两种。 20、数控机床通电后，必须首先寻找机床参考点，即回零，使各坐标轴均返回各自的参考点，从而确定了机床坐标系后，才能进行其他 操作。 21．车床加工时，刀具的换刀点通常设置在远离工件的位置，以免和工件发生碰撞。 18、要进行数控机床的其他操作，首先必须确定（或寻找）机床坐标系，使数控系统得知机床原点在机床坐标系中的坐标位置。而确定 （或寻找）机床坐标系的方法就是回机床参考点。 22、加工坐标系原点是零件所有尺寸的基准点，所以在每个程序的开头都要设定工件坐标系。 23、G代码中的非模态指令，只在所在程序段中有效。 24、进给速度是刀具向工件进给的相对速度，有两种单位即mm/min和mm/r，可以分别用G98和G99指令来指定。 25、接通恒线速控制用G96指令，取消恒线速控制用G97指令。 26、通过旋转机床面板上的转速倍率开关，可在不停机主轴旋转中调节主轴转速。 27．FANUC系统内M98常被用来表示调用子程序。 28、G92指令是通过程序来设定工件坐标系的，且只是设定加工坐标系，与当前的刀具位置有关，而不产生任何动作。 29、G50指令是通过程序来设定工件坐标系的，用G50指令对刀结束后，在加工前，刀具必须停在程序指定的坐标值的位置。 30、当数控系统具有刀具半径补偿功能时，CNC系统是根据零件程序和刀具半径（刀心离开工件轮廓的距离），自动计算刀心轨迹，完 成对零件的加工的。 31、数控机床是严格按照从外部输入的程序来自动地对被加工工件进行加工的。 32、所谓固定循环主要是指加工孔的固定循环和铣削型腔的固定循环。 33、刀具的运动位置，即四个平面为 初始平面---定位刀具的平面, G98使刀具返回到此面 R平面-------距工件表面距离,一般为2~5mm, G99刀具回到此面 工作平面---工件表面 孔底平面---孔底平面的位置 34、M01为选择停按钮。只在机床操作面板上“选择开关”ON时起作用。 35、当螺纹收尾处没有退刀槽时，可按45o退刀收尾。 36、多次固定循环切削是借助精加工程序设定相应参数，就可以完成粗车加工。多次固定循环切削有外圆粗切削循环G71、端面粗切削 循环G72、仿形切削循环G73、精切削循环G70。 37．圆弧插补程序的编制，书写方式有：圆心法和半径法。
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()x t 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2ψ)，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（阶跃响应法）。 10.连续信号()x t 与 0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= （0()x t t -） 。其几何意义是 把原函数图像平移至( t )位置处 。 11、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）。 12．调幅过程在频域相当于(频率搬移)过程，调幅装置实质上是一个(乘法器)。 13．周期信号的傅氏三角级数中的n 是从（0到+∞）展开的。傅氏复指数级数中的n 是从(－∞)到(＋∞)展开的。 14．周期信号x （t ）的傅氏三角级数展开式中：a n 表示(余弦分量的幅值)，b n 表示（正弦分量的幅值），a 0表示（直流分量）。 15．余弦函数只有（实频）谱图，正弦函数只有（虚频）谱图。 16．单位脉冲函数 0()t t δ-与在0t 点连续的模拟信号()f t 的下列积分： 0()()f t t t dt δ∞ -∞ -=? ()f t 。这一性质称为（脉冲采样）17、 若x(t)的傅立叶变换是X(f),则x(kt)的傅立叶变换是（18、 测试装置输出波形无失真但有时间延迟的不失真测试条件是：装置的幅频特性为（常数），相 。 19、 x(t) 的频谱是X （f ）,y(t)的频谱是Y(f),若在频域内X(f)与Y(f)作相乘运算，则对应在时域内x(t)与 y(t)应作__卷积___ 20、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有（线性）关系最佳。
机械工程测试技术基础第三版熊诗波 绪论 0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答：教材P4~5，二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值的准确和一致？ 解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定） 1、对计量单位做出严格的定义； 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备； 3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。 0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差） 0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。 ①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g ③(5.482±0.026)g/cm2 解答： ① ② ③ 0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么？ 解答： (1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 (2)要点：见教材P11。 0-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压，请问哪一个测量准确度高？ 解答： (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而 引用误差=绝对误差/引用值 其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大，引起的绝对误差越大，所以在选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程。
1)速度增益:速度环中进行速度调节的参数，其等于速度比上速度误差。 2)预紧:在配置轴承时，通过一定的调整方法使轴承获得一定的内部载荷，以负游隙状态使用， 这种使用方法称为预紧。 3)伺服系统:伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。 4)自动换刀装置:能自动更换加工中所用工具的装置 5)FMS:柔性制造系统简称FMS(Flexible Manufacture System)，是一组数控机床和其他自动 化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。 6)CAPP:指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理 等的功能来制定零件机械加工工艺过程。 7)中断型结构:除了初始化程序之外，整个系统软件的各种功能模块分别安排在不同级别的中 断服务程序中，整个软件就是一个大的中断系统。 8)相对坐标编程:刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一个位置的增量，在程序中用 G91指定。 9)刀位点:指刀具的定位基准点 10)自动编程:相对与手动编程而言的。它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。 11)手动编程:指编制零件加工的各个步骤均由人工完成，称为“手工程序编制” 12)宏程序：由用户编写的专用程序，它类似于子程序，可用规定的指令作为代号，以便调用。 13)LSI:大规模集成电路 14)点位控制系统：指数控系统只控制刀具或机床工作台，从一点准确地移动到另一点，而点 与点之间运动的轨迹不需要严格控制的系统 15)CIMS：计算机集成制造系统 16) 17) 18) 19) 20) 21)重复精度：一般指电子测量仪器，在重复测量某一点的值时，各次测量结果所显示的测量 值与实际值的偏差 22)机床结构静刚度：机床在切削力和其他作用力下抵抗变形的能力 23)CNC：CNC系统是一种位置（轨迹）控制系统，其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移 量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。 24)闭环控制系统：由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制 系统。 25)机床原点：指机床坐标系的原点,是机床上的一个固定点.它不仅是在机床上建立工件坐标系 的基准点,而且还是机床调试和加工时的基准点. 26)步进电机矩频特性：当电机带有一定的负载运行时，运行频率与负载转矩大小有关，两者 的关系称为运行矩频特性 27)刀具半径补偿：根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动 生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。