目录
第一章习题 (2)
参考答案 (7)
典型例题 (10)
第二章习题 (22)
参考答案 (25)
典型例题 (26)
第三章习题 (40)
参考答案 (43)
典型例题 (44)
第四章习题 (52)
参考答案 (57)
典型例题 (58)
第五章习题 (66)
参考答案 (70)
典型例题 (71)
第一章习题
一、 选择题
1.描述周期信号的数学工具是（ ）。
.A.相关函数 B.傅氏级数 C. 傅氏变换 D.拉氏变换 2. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ ）。 A.相位 B.周期 C.振幅 D.频率 3.复杂的信号的周期频谱是（ ）。
A ．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数 4.如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的频率成分是（ ）。
A.有限的
B.无限的
C.可能是有限的，也可能是无限的 5.下列函数表达式中，（ ）是周期信号。
A.
5cos10()0x t ππ ≥?= ? ≤?当t 0
当t 0
B.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞
C .()20cos 20()at
x t e
t t π-= -∞<<+∞
6.多种信号之和的频谱是（ ）。
A. 离散的
B.连续的
C.随机性的
D.周期性的 ７.描述非周期信号的数学工具是（ ）。
A.三角函数
B.拉氏变换
C.傅氏变换
D.傅氏级数 ８.下列信号中，（ ）信号的频谱是连续的。
A.12()sin()sin(3)x t A t B t ω?ω?=+++
B.()5sin 303sin x t t =+
C.0()sin a t
x t e
t ω-=?
９.连续非周期信号的频谱是（ ）。
A.离散、周期的
B.离散、非周期的
C.连续非周期的
D.连续周期的 10.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的高频成分（ ）。
A.不变
B.增加
C.减少
D.变化不定
11.将时域信号进行时移，则频域信号将会（ ）。
A.扩展
B.压缩
C.不变
D.仅有移项 12.已知 ()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数，则积分()()2x t t d t π
δω
∞
-∞?-
?的
函数值为（ ）。
A ．6 B.0 C.12 D.任意值
13.如果信号分析设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄，将磁带记录仪的重放速度（ ），则也可以满足分析要求。
A.放快
B.放慢
C.反复多放几次
14.如果1)(??t δ，根据傅氏变换的（ ）性质，则有0
)(0t j e t t ωδ-?-。
A.时移
B.频移
C.相似
D.对称 15.瞬变信号x （t ），其频谱X （f ），则∣X （f ）∣2表示（ ）。
A. 信号的一个频率分量的能量
B.信号沿频率轴的能量分布密度
C.信号的瞬变功率
16.不能用确定函数关系描述的信号是（ ）。
A.复杂的周期信号
B.瞬变信号
C.随机信号 17.两个函数12()()x t x t 和，把运算式12()()x t x t d ττ∞-∞
?-?
称为这两个函数的
（ ）。
A.自相关函数
B.互相关函数
C.卷积 18.时域信号的时间尺度压缩时，其频谱的变化为（ ）。
A.频带变窄、幅值增高
B.频带变宽、幅值压低 .频带变窄、幅值压低 D.频带变宽、幅值增高 19.信号()1t
x t e
τ
-=- ，则该信号是( ).
A.周期信号
B.随机信号
C. 瞬变信号 20.数字信号的特性是（ ）。
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
二、填空题
1. 信号可分为 和 两大类。
2. 确定性信号可分为 和 两类，前者的频谱特点是＿＿＿＿。后者的
频谱特点是＿＿＿＿。
3. 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）
4. 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＿＿＿＿。
5. 周期信号的傅氏三角级数中的n 是从＿＿＿＿到＿＿＿＿展开的。傅氏复指数级数
中的n 是从＿＿＿＿到＿＿＿＿展开的。
6. 周期信号x （t ）的傅氏三角级数展开式中：n a 表示＿＿＿，n b 表示＿＿＿，0a 表
示＿＿＿，n A 表示＿＿＿，n ?表示＿＿＿,0n ω表示＿＿＿。
7. 工程中常见的周期信号，其谐波分量幅值总是随谐波次数n 的增加而＿＿＿的，因
此，没有必要去那些高次的谐波分量。 8. 周期方波的傅氏级数：10021()(cos cos 3)3
A
x t A t t ωωπ
=+
+
+ 周期三角波的傅氏级
数：2002
411()(c o s c o s 3c o s 5)
2
9
25
A A
x t t t ωωπ
=
+
++
+ ，它们的直流分量分别是＿＿＿和＿＿＿。信号的收敛速度上，方波信号比三角波信号＿＿＿。达到同样的测试精度要求时，方波信号比三角波信号对测试装置的要求有更宽的＿＿＿。 9. 窗函数ω（t ）的频谱是sin c f τπτ?，则延时后的窗函数()
2t τ
ω-
的频谱应是＿＿＿。
10.信号当时间尺度在压缩时，则其频带＿＿＿其幅值＿＿＿。例如将磁带记录仪＿＿
＿即是例证。
11.单位脉冲函数()t δ的频谱为＿＿＿，它在所有频段上都是＿＿＿，这种信号又称＿
＿＿。
12.余弦函数只有＿＿＿谱图，正弦函数只有＿＿＿谱图。 13.因为2
lim
()T T
T x t dt -→∞
?
为有限值时，称()x t 为＿＿＿信号。因此，瞬变信号属于＿＿
＿，而周期信号则属于＿＿＿。
14.计算积分值：
(5)t t e d t δ∞-∞
+?=?
＿＿＿。
15.两个时间函数12()()x t x t 和的卷积定义式是＿＿＿。
16.连续信号x （t ）与单位脉冲函数0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-=＿＿＿。
其几何意义是：＿＿＿。
17.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∞-∞
?-=?
＿＿＿。这一性质称为＿＿＿。
18.已知傅氏变换对1()f δ ，根据频移性质可知02j f t
e
π的傅氏变换为＿＿＿。
19.已知傅氏变换对：112212()()()()()()()
x t X f x t X f x t x t x t =? 和当时，则()X f =＿＿＿。
20.非周期信号，时域为x （t ），频域为()X f ，它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分
别是：()X f =＿＿＿，x （t ）= ＿＿＿。
三、计算题
1. 三角波脉冲信号如图1-1所示，其函数及频谱表达式为
f
求：当
(
时，求的表达式。
2.一时间函数f（t）及其频谱函数F（ω）如图1-2所示已知函数
，示意画出x（t）和X（ω）的函数图形。当
时，X（ω）的图形会出现什么情况？（为f（t）中的最高频率分量的角频率）
图1-2
3.图1-3所示信号a（t）及其频谱A（f）。试求函数
()()(1cos2)
f t a t f t
π
=?+的傅氏变
换F（f）并画出其图形。
图1-3
4.求图1-4所示三角波调幅信号的频谱。
参考答案
一、选择题
1.B
2.C
3.A
4.C
5.B
6.C
7.C
8.C
9.C 10.C 11.D 12.C 13.B 14.A 15.B 16.C 17.C 18.B 19.C 20.B
二、填空题
1.确定性信号；随机信号
2.周期信号；非周期信号；离散的；连续的
3. 均方根值；均方值
4. 傅氏三角级数中的各项系数（0,,,n n n a a b A 等 ）傅氏复指数级数中的各项系数（,,n n n c c c -）。
5.0；+∞；–∞；+∞
6. n a —余弦分量的幅值；n b —正弦分量的幅值；0a —直流分量；n A -- n 次谐波分量的幅值；n ?--n 次谐波分量的相位角；0n ω--n 次谐波分量的角频率
7.衰减
8.A ；A/2；更慢；工作频带 9.sin j f e
c f πτ
τπτ-??
10.展宽；降低；慢录快放 11. 1；等强度；白噪声 12. 实频；虚频
13.能量有限；能量有限；功率有限 14.5e - 15.12()()x t x t d ττ∞-∞
?-?
16.0()x t t -；把原函数图象平移至 位置处 17. 0()f t ；脉冲采样 18.0()f f δ-
19.12()()X f X f * 20.2()()j t
X f X f e
df π∞-∞
=
??
三、计算题
1. 解：1202()2()0202A
t dx t A x t t dt τττ
τ
τ? -≤≤??
?==- ≤≤ ?
??
>?
?
当当当t 函数图形见图1-5
所示。
图1-5
12
()(2)()2sin (
)
2
2
X f j f X f A
f j f c πτπτ
π=? = ?
2.解：见图1-6所示。图（a ）为调幅信号波形图，图（b ）为调幅信号频谱图。当 时，两边图形将在中间位置处发生混叠，导致失真。
3.解：由于0
()()(1cos2)
()()cos2
f t a t f t
a t a t f t
π
π
=?+
=+?
并且
000
()()
1
cos2[()()]
2
a t A f
f t f f f f
πδδ
++-
所以
00
00
1
()()
()
[()()]
2
11
()()()
22
F f A f A f f f f f
A f A f f A f f
δδ
=+*++-
=+++-
F（f）的频谱图见图1-7所示：
4.
对：
2
sin()
22
f
c
τπτ
余弦信号频谱为
00
1
[()()]
2
f f f f
δδ
++-
卷积为2
00
1
sin()[()()]
222
f
c f f f f
τπτ
δδ
*++-
2
2
00()
()
[sin sin ]4
2
2
f f f f c
c
πτπττ
+-=+
典型例题
例1.判断下列每个信号是否是周期的，如果是周期的，确定其最小周期。 （1）()2cos(3)4
f t t π
=+
（2）2
()[sin()]
6
f t t π
=-
（3）()[cos(2)]()f t t u t π=? （4）00()sin sin f t t t ω=+ 解：（1）是周期信号，m in 23
T π=
；
（2）是周期信号，m in T π=；
（3）是非周期信号，因为周期函数是定义在(,)-∞∞区间上的，而()[cos 2]()f t t u t π=是单边余弦信号，即t>0时为余弦函数，t<0无定义。属非周期信号； （4）是非周期信号，因为两分量的频率比为
，非有理数，两分量找不到共同的重复
周期。但是该类信号仍具有离散频谱的特点（在频域中，该信号在0ωω=和0ω=处分别有两条仆线）故称为准周期信号。
例2.粗略绘出下列各函数的波形（注意阶跃信号特性） （1）1()(3)f t u t =-+ （2）2()(23)f t u t =-+ （3）3()(23)(23)f t u t u t =-+---
解：（1）1()f t 是由阶跃信号()u t 经反折得()u t -，然后延时得[(3)](3)u t u t --=-+，其图形如下(a)所示。
（2）因为23
()(23)[2()]2f t u t u t =-+=--。其波形如下图(b)所示。（这里应注意
(2)()u t u t =）
（3）3()f t 是两个阶跃函数的叠加，在32
t <-时相互抵消，结果只剩下了一个窗函数。
见下图(c)所示。
例3. 粗略绘出下列各函数的波形（注意它们的区别） （1） 10()sin ()()f t t t u t ω=-?； （2）20()sin ()f t t u t t ω=?- （3）200()sin ()()f t t t u t t ω=-?-
解：（1）具有延时的正弦函数与单位阶跃函数的乘积。其波形如下图(a)所示。 （2）正弦函数与具有延时的单位阶跃函数的乘积。其波形如下图(b)所示。
（3）具有延时的正弦信号与延时相同时间的阶跃信号的乘积。其波形如下图(c)所示。
例4.从示波器光屏中测得正弦波图形的“起点”坐标为（0，-1），振幅为2，周期为4π，求该正弦波的表达式。 解：已知幅值X=2，频率0220.54T
ππωπ
=
==，而在
t=0时，x=-1，则将上述参数代入一
般表达式00()sin()x t X t ω?=?+ 得012sin(0.5)t ?-=+
030o
?=-
所以()2sin(0.530)x t t =-
例5.设有一组合复杂信号，由频率分别为724Hz ，44 Hz ，500 Hz ，600 Hz 的同相正弦波叠加而成，求该信号的周期。
解：合成信号的频率是各组成信号频率的最大公约数则：
244,724,500,600
222 362 250 300
11 181 125 150
而 110.25()4
T s f
=
=
=
所以该信号的周期为0.25s 。
例6．利用δ函数的抽样性质，求下列表示式的函数值：
（1） 31()();t f t e t δ--= （2）()2(44)(1);f t u t t δ=-- （3） ()[()];t
d f t e
t dt δ-=? （4）00()()();f t f t t t t dt δ∞-∞=
- -? （5） 2
()(4);f t t dt δ∞-∞
=
-?
（6）()(1cos )();2
f t t t dt π
δ∞-∞
=
- -
?
解：δ函数是一类应用广泛的重要函数。在卷积运算、傅立叶变换及测试系统分析中，利用它可以简化许多重要结论的导出。本例题的目的在于熟悉并正确应用δ函数的性质。
（1）由于()())f t t f t δδ =(0) ?( 311()()()t f t e t e t δδ---==
则311()()()t f t e t e t δδ---== （2）
()2(44)(1)2(0)(1)(1)
f t u t t u t t δδδ=-- =-=-
这里应注意：11(0)[(0)(0)]2
2
u u u -
+
=
+=
000()()()(0)()(0)
f t f t t t t dt f t t dt f δδ∞-∞∞-∞
=
-?- = ?-=?
?
（3）
'
()[()]
[()]()
t
d f t
e t dt d t t dt
δδδ-=
=
=
（4）
000()()()(0)()(0)
f t f t t t t dt f t t dt f δδ∞-∞∞-∞
=
-?- = ?-=?
?
（5）
2
()(4)(2)(2)2
f t t dt
t t dt δδδ∞-∞
∞-∞
=- =
[ + + - ]=??
这里应注意信号2(4)t δ-的含义，由于()t δ表示t=0时有一脉冲，而在0t ≠时为零。所以2(4)t δ-就表示当t=±2时各有一脉冲，即2(4)(2)(2)t t t δδδ-=++-。
（6）
()(1cos )()2
)1
2
f t t t dt
t dt π
δπ
∞-∞
∞-∞
=
-- =
( -
=??
例7.已知一连续时间信号x （t ）如下图(a)所示，试概括的画出信号(2)3
t
x -的波形图。
解：
(2)3t x -
是
x （t ）经反折，尺度变换并延时后的结果。不过三种信号运算的次序可以任
意编排，因此该类题目有多种解法。以下介绍其中的两种求解过程。 方法一 信号x （t ）经反折→尺度变换→延时
（1） 反折：将x （t ）反折后得x （-t ），其波形如图(b)所示。
（2）
尺度变换：将x （-t ）的波形进行时域扩展的()3t
x -。其 波形如图(c)所
示。
（3）
延时：将()3
t
x -中的时间t 延时6，得[(6)]3
t
x t --其波形如图(d)所示。
方法二 信号x （t ）经尺度变换→反折→延时。 （1） 尺度变换：将x （t ）在时域中扩展，得()3t
x 。其波形如图(e)所示。
（2） 反折：将()3
t x 反折，得()3
t
x -，其波形如图(f)所示。
（3）
延时：将()3
t x -中的时间t 延时6，即将原波形向右平移6，得[(6)]3
t
x t --。
同样可得变换后的信号(2)3
t
x -。其波形如图(g)所示。
例8.已知()e t 和()h t 的波形图如下图(a),(b)所示，试计算()e t 与()h t 的卷积积分。
()()()()e t h t e h t d τττ∞-∞
*=
-?
解：（1）反折：将()e t 与()h t 的自变量t 用τ替换。然后将函数()h τ 以纵坐标为轴线进行反折，得到与()h τ对称的函数 。见图(c)所示。
（2）平移：将函数()h t τ- 沿τ轴正方向平移时间t ，得函数()h t τ- 。（注意，这里的t 是参变量），见图(d)所示。
（3）相乘并取积分：将()h t τ- 连续地沿τ轴平移。对于不同的t 的取值范围，确定积分上、下限，并分段计算积分结果。 以下进行分段计算：
（a ）当12
t -∞<<-时，()h t τ- 的位置如图(e)所示。这时()h t τ-与没有重合部分。
所以 ()()0e t h t *=
（b ）112
t -
<<时，
的位置如图(f)所示。这时()h t τ-与 ()e τ的图形重叠区间为12
-至t 。把它作为卷积积分的上、下限，得：
2
12
11()()1()2
4
4
16
t t
t e t h t t d ττ-*=
?
-=
+
+
?
（c ）312
t <<时（即1t >，并且122
t -<-
时），则的位置如图(g)所示，这时的图
形重叠区间为（12
-，1），把它作为卷积积分的上、下限，得：
12
133()()1()2
4
16
t e t h t t d t ττ-
*=
?-=
-
?
（d ）332
t <<时，（即122
t ->-，同时21t -<），由图(h)可知积分区间为（t-2，1）。
得 2
1
2
13()()1()2
4
2
4
t t
t e t h t t d ττ-*=
?
-=-
+
+
?
（e ）3t <<∞时，()h t τ-与()e τ无重叠部分，见图(i)所示，这时
()()0e t h t *=
归纳以上结果得2
210211144162333()()1416
2334
2420t t
t t t
e t h t t t t t t ?
-∞ <<-???++ -<< ??
?*=- <<
???-++ << 3 ?
? > 3 ???
当当当当当
卷积结果见图（j ）所示。
例9.求下图所示锯齿波信号的傅立叶级数展开式。
02T
πω=
由公式得
202
1()112
T
T T a f t dt
T t dt T
T
-= =
=
??
00
2co s 0
T n t a n td t T T ω ==? 00
21b sin T
n t
n tdt T T
n ωπ =
=-
?
所以 000011
111()(sin sin 2sin 3sin )
22
3
f t t t t n t n
ωωωωπ
=-
++++
式中 02T
πω=
例10.周期性三角波信号如下图所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。
解：先把信号展开为傅立叶级数三角形式为
2
2
22
1
02
2
2
2
22
2
1()31212[(1)(1)]0.577T
T T
T E
f t dt T
E t dt E t dt T T T
T
E
--=
=+
+
-
=
=?
?
?
1112
2
411()(cos cos 3cos 5)
23
5
E E
f t t t t ωωωπ
=
+
+
+
+
显然，信号的直流分量为02E a =
2
40.287E
E π
=
信号的有效值为
1
2
22
2
1
02
2
2
2
220
2
1[()]1212[(1)(1)]0.577T
T T
T f t dt T
E t dt E t dt T
T
T
T
E
--=+
+
-
=
=?
?
?
信号的平均功率为
2
2
22
1()3
T
T E f t dt T
-=
?
例11. 周期矩形脉冲信号f （t ）的波形如下图所示，并且已知τ=0.5μs ，T=1μs ，A=1V ，则问；该信号频谱中的谱线间隔Δf 为多少？信号带宽为多少？
解：（1）谱线间隔：：
6
16
122210
10
T ππωωπ-?==
==?
或 16
1
111000()10
f f kH z T -?===
=
（2）信号带宽
6
6
22()410
0.510B π
πωπτ
-=
=
=??
或 6
1
1
()2000()0.510
B f kH z τ-=
=
=?
例12.求指数衰减振荡信号0()(sin )()at f t e t u t ω-=?的频谱。
解：由于0001(sin )()()()2j t
j t
at at
e t u t e
e
e
u t j ωωω---?=
-?
并且1[()]at F e u t a j ω
-?=+
于是可得
00001[()]()
1[()]()
j t
at
j t
at
F e e u t a j F e
e
u t a j ωωωωωω---?=+-?=
++
利用傅立叶变换的线形性质可得
0000
2
2
1
1
1[sin ()][
]
2()
()
()at
F e
t u t j a j a j a j ωωωωωωωω-?=
-
+-++ =
++
例13.已知0()()F ωδωω=-，试求f （t ）。
解：利用傅立叶变换的对称性可求得f （t ）。将题中给定的F （ω）改写为f （t ），即
0()()F t t δω=-
根据定义
000[()][()]()j t
j t
F F t F t t e
dt
e
ωωδωδωδ∞-∞
-=- =
- = (
?
函数抽样性质）
于是
[()]2()j F F t f e
ωωπω-=- ( = 对称性质）
将上式中的（-ω）换成t 可得0
2()j t f t e ωπ- =
所以有0()j t
f t e
ωπ
1 =
2
例14. 已知()cos f t t π
= (4+ )3
，试求其频谱
F （ω）
解：因为
443
3
11cos 2
2
j
j
j t
j t
t e
e
e
e
π
π
π--(4+
) =
?+
?3
利用频移性质可得
44()2(4)()2(4)j t
j t
F e F e
πδωπδω-=-=+
于是3
3
[cos (4)(4)j
j
F t e
e
π
π
ππδωπδω- (4+
)] =?-++3
例15.求下图（a ）所示三角脉冲信号的频谱。三角脉冲的分段函数表示为
2()222()()222A
t t A
x t t t t τττττττ?+ -≤ ≤0??
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当当当
解：方法一、 按傅氏变换的定义求解。因为x （t ）是偶函数，傅氏变换为：
《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? ≥?=? ?
机械基础《习题册》答案（部分） 绪论 任务 一、填空题 1、人为的实体，确定相对，能量，有用机械功； 2、动力部分，传动部分，执行部分，控制部分； 3、动力，工作，信息； 4、运动，力； 5、机器，机构； 6、构件，零件； 7、直接接触，可动； 8、低副，高副； 9、移动副，转动副，螺旋副； 10、电气，液压； 11、往复移动，连续转动； 12、机构运动简图。 二、判断题 1 ×2×3√4×5√6√7×8√9×10× 三、选择题 1 B 2D 3C 4B 5B 6D 7C 四、名词解释 机构：若干构件通过运动副连接而成的各部分间具有确定相对运动的构件组合体。 构件：机构中独立的运动单元； 零件：机器中最小的制造单元； 运动副：两个构件直接接触且能够产生相对运动的连接。 五、简答题 1、动力部分：机器工作的动力源； 执行部分：直接完成机器预定工作任务的部分； 传动部分：将动力部分的运动和动力传递给执行部分的中间环节； 控制部分：控制机器动作的其他组成部分； 辅助部分 2、构件是机器中取小的运动单元，零件是机器中最小的制造单元。构件可以是一个零件，也可以是由若干个零件组成，如内燃机中的连杆。 3、低副是面接触，易加工，承载能力大，效率低，不能传递复杂的运动； 高副是点红接触，难加工，易磨损，寿命低，能传递复杂的运动。
模块一 任务一 一、填空题 1、主要参数，接头，安装方法； 2、主动带轮，从动带轮，传动带； 3、摩擦型，啮合型； 4、平带，V 带，多楔带，圆带； 5、矩形、内表面； 6、开口传动，交叉传动，半交叉传动； 7、黏接，带扣，螺栓； 8、打滑，其他零件损坏。 二、判断题 1× 2√ 3√ 4× 5√ 6√ 7√ 三、选择题 1D 2B 3C 4C 5A 四、简答题 2、1）改变中心距的方法：①定期张紧，②自动张紧； 2）使用张紧轮。 任务二 一、填空题 1、等腰梯形，两侧面； 2、伸张层，压缩层； 3、帘布芯，绳芯； 4、7，Y ，E ； 5、型号，基准长度，标准编号； 6、轮缘，轮毂，轮辐； 7、铸铁，HT150，HT200； 8、定期检查，重新张紧，张紧力； 9、平行，重合； 10、带齿，轮齿； 11、链，齿轮； 12、>30m/s ，104~5×105r/min ； 13、平带，V 带 二、判断题 1√ 2× 3× 4√ 5√ 6× 7√ 8× 9× 三、选择题 1B 2C 3D 4D 5C 6D 7A 8C 9A 10D 11A 五、简答题 1、普通V 带分为Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E 七种型号，按次序其截面面积依次增大，传递的功率随截面面积的增大而增大。 六、计算题 1、解：5.21002501212=== d d d d i
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。
机械设计基础第七版课后习题答案 第一章 1-1什么是运动组合？高对和低对有什么区别？ 答:运动副:使两个部件直接接触并能产生一定的相对运动联系。 平面低副-所有表面接触的运动副分为旋转副和移动副。平面高副-与点或线接触的运动副。 1-2什么是机构运动图？它是做什么的？ 答:简单的线和符号用于表示部件和运动副，每个运动副的位置按比例确定，以表示机构的组成和传动。如此绘制的简明图形称为机构运动图。功能:机构的运动图不仅能显示机构的传动原理，还能通过图解法找出机构上各相关点的运动特性(位移、速度和加速度)。在分析和设计机构时，表达机构的运动是一种简单而科学的方法。 1-3平面机构有确定运动的条件是什么？ 答:如果机构的自由度f大于0且等于活动部件的数量，则确定机构部件之间的相对运动；这是机构有确定运动的条件。(复习关于自由度的四个结论P17)第2章 2-1曲柄摇杆机构的快速返回特性和死点位置是什么？ 答:急回特性:当曲柄以相同速度旋转时，摇杆的往复速度不同。反向冲程期间摇臂的平均摆动速度必须大于正常冲程期间的平均摆动速度，这是快速返回特性。死点位置:摇杆是驱动部分，曲柄是从动部分。当曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆施加到曲柄上的驱动力f刚好经过曲柄的旋转中心，因此不会产生转动曲柄的力矩。该机构的位置称为死点位置。也就是说，机构从动件卡住或运动不确定的位置称为死点位置(从动件的驱动角？=0).第三章 3-2通常用什么方法保持凸轮与从动件接触？ 答:力锁:使用重力、弹簧力或其他外力来保持从动件始终与凸轮轮廓接触。
形状锁定:使用高副元件本身的几何形状，使从动件始终与凸轮轮廓接触。 3-3什么是刚性冲击和柔性冲击？如何避免刚性冲击？ 答:刚性冲击:从动件的速度在运动开始和推动过程结束的瞬间突然变为零。 理论上，加速度是无限的，导致无限的惯性力。该机构受到很大冲击，这被称为刚性冲击。柔性冲击:当从动构件以相等的加速度或减速度运动时，从动构件的惯性力也会在某些加速度突变点发生有限的突变，从而产生冲击。这种由有限突变引起的冲击比由无限惯性力引起的刚性冲击要软得多，所以它被称为柔性冲击。 避免刚性冲击的方法:为了避免刚性冲击，已知运动规律的两段运动，即开始和结束，经常被修改以逐渐增加和降低速度。让随动件按照正弦加速度运动(既不是刚性运动也不是柔性冲击)第4章 4-1棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的运动特点是什么？给出了这些间歇运动机构的应用实例。 答:槽轮机构特点:结构简单，运行可靠。它通常用于只需要恒定旋转角度的分度机构。停止运动主要取决于槽的数量和圆柱销的数量(运动系数)用途:适用于低转速、间歇旋转的设备。例如:电影放映机纺织机械的自动传动链装置 棘轮机构的特点:这种齿形棘轮至少有一个齿距的过程变化，工作时会发出噪音。应用:起重机绞车成型机横向进给机构计数器 不完全齿轮机构的特点:普通齿轮传动，只是轮齿不是分布在整个圆周上。 主动轮上的锁定弧和从动轮上的锁定弧相互配合锁定，保证从动轮停在预定位置。 应用:各种计数器多站自动机半自动机第6章 6-1设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答:足够的强度和刚度、摩擦和耐磨性、耐热性和抗振性(衡量机械零件工作能力的标准)。
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?≥?=??
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量：
图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱
动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则
根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。
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，
机械基础习题参考答案 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-
一机械传动概述 1.什么是零件？什么是构件？构件与零件的关系是什么？ 零件：构成机械最小单元的，也是制造的最小单元。 构件：由若干零件组成，能独立完成某种运动的单元。 2. 2..什么是机器？什么是机构？机构与机器的关系是什么？ 机器：是执行机械运动，变换机械方式或传递能量的装置。 机构：由若干零件组成，可在机械中转变并传递特定的机械运动。 3.什么叫做运动副？常见的运动副有哪些？ 运动副：构件之间的接触和约束。有那些：低副，高副，平副。 4.什么是低副？什么是高副？在平面机构中的低副和高副各引入几个约束？ 低副：两个构件之间为面接触形成的运动副。高副：两个构件之间为点接触形成的运动副。二常用机构 1.何谓连杆机构？何谓铰链四杆机构？判别各铰链四杆机构的类型什么是曲柄？什么是摇杆？什 么是连杆？ 连杆机构：由一些刚性杆件用铰链和滑道等连接而成的机构。 铰链四杆机构：在平面连杆机构中，有一种由四个构件相互用铰链连接而成的机构。 2.铰链四杆机构有哪几种基本形式？试说明它们的运动特点，并举出应用实例。 3种1）取与最短杆相邻的任何一杆为机架，并取最短杆为曲柄时，为曲柄摇杆机构。2）取最短杆为机架时，为双曲柄机构。3）取最短杆对面的杆为机架时，为双摇杆机构。 3.试述铰链四杆机构类型的判别方法。根据图中注明的尺寸，。 a双曲柄机构（方法：最短杆固定）b双摇杆机构（方法：与最短杆相对的杆固定）c曲柄摇杆机构（方法:与最短杆相邻的杆固定）d双摇杆机构（方法:任意杆固定）
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
一机械传动概述 1.什么是零件什么是构件构件与零件的关系是什么 零件：构成机械最小单元的，也是制造的最小单元。 构件：由若干零件组成，能独立完成某种运动的单元。 2. 2..什么是机器什么是机构机构与机器的关系是什么 机器：是执行机械运动，变换机械方式或传递能量的装置。 机构：由若干零件组成，可在机械中转变并传递特定的机械运动。 3.什么叫做运动副常见的运动副有哪些 运动副：构件之间的接触和约束。有那些：低副，高副，平副。 4.什么是低副什么是高副在平面机构中的低副和高副各引入几个约束 低副：两个构件之间为面接触形成的运动副。高副：两个构件之间为点接触形成的运动副。 二常用机构 1.何谓连杆机构何谓铰链四杆机构判别各铰链四杆机构的类型什么是曲柄什么是摇杆什 么是连杆 连杆机构：由一些刚性杆件用铰链和滑道等连接而成的机构。 铰链四杆机构：在平面连杆机构中，有一种由四个构件相互用铰链连接而成的机构。 2.铰链四杆机构有哪几种基本形式试说明它们的运动特点，并举出应用实例。 3种1）取与最短杆相邻的任何一杆为机架，并取最短杆为曲柄时，为曲柄摇杆机构。2）取最短杆为机架时，为双曲柄机构。3）取最短杆对面的杆为机架时，为双摇杆机构。 3.试述铰链四杆机构类型的判别方法。根据图中注明的尺寸，。 a双曲柄机构（方法：最短杆固定）b双摇杆机构（方法：与最短杆相对的杆固定）c曲柄摇杆机构（方法:与最短杆相邻的杆固定）d双摇杆机构（方法:任意杆固定） 4.试述曲柄滑块机构的组成和运动特点。 组成：曲柄，连杆，滑块及机架。特点：若曲柄为主动件，当曲柄作整周连续转动时，可通过连杆带动滑块作往复直线运动；反之若滑块为主动件，当滑块作往复直线运动时，又可通过连杆带动曲柄作整周连续转动。 5.什么是机构的急回特性在生产中怎样利用这种特性 急回特性：平面连杆机构中的摇杆往复摆动时所需时间一般并不相同，要求返回空行程明显快于工作行程。
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。
第一章静力学 一、填空 1、力对物体的作用效应取决于力的三要素，即力的力的大小、力的方向和力的作用点。 2、平衡是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。 3、柔性约束对物体的作用力为沿柔体伸长的方向的_拉_力。 4、铰链约束分为__固定铰链__和_ 活动铰链__。 5、活动铰链的约束反力必通过_铰链中心__并与__支承面__相垂直。 6、固定铰链的约束反力是随转动零件所处的位置的变化而变化的，通常可用两个相互垂直的分力表示。约束反力的作用线必定通过铰链的中心。 7、固定端约束反力一般情况下可分解为相互垂直的两个分力和一个阻止其转动的力偶矩。 8、力对物体的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体产生变形.。 9、平面汇交力系平衡的几何条件是_力多边形自行封闭_；平衡的解析条件是_力系中所有各力在两坐标轴 上的投影的代数和分别为零___。 10、作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点为该两力的作用点，合力的大 小和方向用该两个分力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示。 11、力偶对物体的转动效应取决于_力偶矩的大小_、_力偶的转向__和_力偶作用面的方位__三要素。 12、力偶是指_作用于同一物体上大小相等，方向相反，而作用线不在同一直线上的一对平行力_。 13、物体受到的力一般可分为两类，一类是使物体产生运动的力称为主动力；另一类是约束体对物体的 运动起限制作用的力称为约束反力。 14、作用在刚体上各个力的作用线如果均在同一平面内，则这种力系称为平面力系；平面力系中如果各 力的作用线都汇交于一点，这样的力系又叫做平面汇交力系；若平面力系中各力的作用线均相互平行， 这种力系称为平面平行力系；作用在物体上的各力的作用线在同一平面内，若它们既不汇交于一点，又 不相互平行，这样的力系称为平面任意力系。 15、平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于该力系中各分力对同一点的力矩的代数和。 16、任意一个平面任意力系均可向物体内的任一点进行简化，简化结果得到○1一个主矢，它等于原力 系中各力的矢量和，作用在简化中心；○2一个主矩，它等于原力系中各力对简化中心之矩的代数和。
《机械工程测试技术基础》课后答案 章节测试题 第一章 信号及其描述 （一）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（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对 称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 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。（ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和222 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 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 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 6、 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。 （二）选择题 1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）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。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡