《机械工程测试技术》练习题

1、什么是测试装置的静态特性？常用哪几个特性参数来描述？答：测试装置的静态特性就是指在静态测量情况下描述实际测试装置及理想定常线性系统的接近程度。

常用的特性参数有灵敏度、线性度和回程误差等。

2、实现不失真测试的条件是什么？分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试。

答：测试装置实现不失真测试的条件是A（ω）=A0=常数φ（ω）=-t0ω为满足上述条件，对于一阶装置，时间常数τ原则上越小越好，对于二阶装置一般选取ξ=0.6~0.8，ω=0~0.58ωn.3、调制波有哪几种？分别说明其含义，并指出常用的有哪两种。

答：调制波有调幅波、调频波和调相波三种。

载波信号的幅值受调制信号控制时，输出的已调波称为调幅波；载波信号的频率受调制信号控制时，输出的已调波称为调频波；载波信号的相位受调制信号控制时，输出的已调波称为调相波；常用的调制波有调幅波和调频波两种。

4、选用传感器时应考虑到哪些原则？答： 选用传感器时应考虑到以下原则：（1）灵敏度 （2）响应特性 （3）线性范围 （4）可靠性（5）精确度 （6）测量方法 （7）稳定性及其他5、电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？ 答：包括电阻式、电感式、电容式三种。

电阻式传感器工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种装置；电感式传感器工作原理：把被测量如位移转换为电感量变化的一种装置；电容式传感器工作原理：把被测物理量转换为电容量变化的一种装置。

一、计算题1、求图中周期性三角波的傅里叶级数。

解：在x(t)的一个周期中可表示为x(t)={A +2A T 0t − T 02≤t ≤0 A −2A T 0t 0≤ t ≤T 02常值分量a 0=1T 0∫x (t )dt T 02−T 02 = 2T 0∫(A −2A T 0t )dt T020 = A 2 余弦分量的幅值a n =2T 0∫x (t )cosnω0tdt T 02−T 02 = 4T 0∫(A −2A T 0t )cosnω0tdt T020=4An2π2sin2nπ2= {4An2π2n=1,3,5,0n=2,4,6,正弦分量的幅值b n = 2T0∫x(t)sinnω0tdtT02−T02= 02、求传递函数为H（s）=51+0.001S的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应y(t)。

第一章 绪论1、列举出一些农业工程中应用测试技术的例子。

2、写一篇关于位移、速度、温度、力或应变测量系统的构成和测量过程的简短报告。

3、何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？4、为什么是用测量仪器时，不仅要考虑其准确度，而且要考虑其量程？第二章 测试装置基本特性1、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2sin)(tt x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。

2）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 。

3）传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。

4）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。

2、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3）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（ ）。

（1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）)()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q -4）一阶系统的阶跃响应中，超调量（ ）。

（1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在5）忽略质量的单自由度振动系统是 系统。

（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6）一阶系统的动态特性参数是（ ）。

固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）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。

（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 3、判断题1）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。

机械工程测试技术考试题及答案一、选择题1.机床主轴的主要用途是： A. 固定工件 B. 固定刀具 C. 固定主轴箱 D.转动刀具和工件答案：D2.齿轮传动的优点是： A. 传动效率高 B. 传动平稳 C. 转速范围广 D. 传动比可调答案：A、B、C、D3.测量中一个刻度最小的量值称为： A. 分度 B. 标准量 C. 刻度 D. 分度带答案：A二、填空题1.若要进行精密测量，需要使用________测量工具进行测量。

答案：微型2.热处理是通过对材料进行加热和________控制来改变其组织和性能。

答案：冷却3.润滑油的主要作用是减少________和________之间的摩擦。

答案：金属、金属三、简答题1.请简要描述传动结构中的平面副和柱面副的区别与应用领域。

答：平面副是一个简单的副，由于平面的所有点只有两个不受约束的旋转自由度，因此平面副的应用广泛。

常见的平面副有滑动副、齿轮副等。

柱面副是由一个圆柱面接触和约束的副，它具有更高的刚度和承载能力，因此适用于承受大载荷和高速旋转的场合。

柱面副常用于轴承、齿轮传动等。

2.请简要介绍机械工程中常用的热处理方法，并说明其作用。

答：机械工程中常用的热处理方法包括淬火、回火、退火等。

淬火是将材料加热至临界温度以上，然后迅速冷却，以使材料获得高硬度和韧性。

回火是将经过淬火的材料加热至较低的温度，然后冷却，在一定程度上降低材料的硬度和提高韧性。

退火是将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，以改变材料的组织结构，提高材料的可加工性和塑性。

四、论述题请论述机械工程测试技术在产品质量控制中的应用。

答：机械工程测试技术在产品质量控制中起着重要作用。

通过对产品进行各种性能指标的测试和检测，可以实时监测产品的质量状况，并对产品进行调整和改进。

测试技术可以通过检测产品的尺寸、形状、力学性能等方面的指标，来评估产品的质量水平。

通过合理选择和应用测试技术，可以有效地提高产品的质量控制水平，避免不合格品的出现，提高产品的竞争力和市场占有率。

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 A 倍.A 2B 3C 、4D 5 2、 信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有 __D ______ 和 _______ 。

A 、时域法，相频法 B 时域法，幅频法 C 、相频法，幅频法 D 时域法，频域法 3、 压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的 __B —。

A 电阻应变效应 B 压电效应 C 、电磁感应 D 霍尔效应 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 A 线性度 B 、灵敏度 C 、稳定性 D 回程误差 5、 若电容式传感器在真空中，其覆盖板面为一圆形， r=20cm,极板间距d=2mm 其电容量为: 者E 是错的 。

A 1.11 X 10八-9 B 、1.11 X 10A-15 C 、3.27 X 10^-96、 信息与信号二者间关系是 ___ C D 3.27 X 10A-9 A 、信息与信号相同B 、信息包含信号 C 、信息在信号之中7、 当两信号的互相关函数在10有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移 A 最低 B 、最高 C 适中 D —般 &传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的A 被测量B 、输出量C 、频率特性9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取 rA 干扰噪声信号厂 10、时域信号的时移，贝U 频谱变化为( rA 扩展B 压缩 厂 B 、正弦信号 " )C 、不变 __ a__ 小。

D 显示值 () C 、有用信号11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽() r ' ' 答案D 信息与信号无关 t o 时，相关程度 ____ B 」 D 频域信号 A 变窄，幅值压低厂 C 扩展，幅值增高挣 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r' ''B 、扩展，幅值压低D 变窄，幅值增高 B 愈小愈好厂 C 、接近1/2 a A 愈大愈好广 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() r ''(0.6 — 0.8 )C A A1sin(w1t+ © 1) +A2sin(w2t+ 伸 2) C A1, sinw1t+A2，sinw2t 14、概率密度函数提供了随机信号( r B 、A1A2sinwltsinw2tD A! sin (w1t+ ^1) +A2 sin (w2t+© 2，) )的信息 B 沿幅值域分布 D 强度方面 A 沿频域分布冷C 沿时域分布 厂 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 r16、 r厂 A 电容式只使在fe i 〜fe 2间频率的信号通过，应采用( A 带阻挣 厂B 、压电式C 、电阻式挣 C 、高通广D 电涡流式 )滤波器 D 低通 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()振动子的固有频率fnrB 、＞2倍冷C C 、w(0 . 5 - 0 . 6)D <0 .1 倍18、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（ ）放大器。

机械⼯程测试技术基础习题及答案_V1[1].2.3修正补充版第⼀章习题⼀、选择题1.描述周期信号的数学⼯具是（ B ）。

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（ C ）。

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 ）。

A ．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数 4.下列函数表达式中，（B ）是周期信号。

A. 5cos10()0x t ππ ≥?= ?≤?当t 0当t 0B.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞C.()20cos 20()atx t et t π-= -∞<<+∞D.0()sin a tx t etω-=?5.多种信号之和的频谱是（ C ）。

A. 离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的 6.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 7.下列信号中，（ C ）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 tx t et ω-=?D.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞8.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的⾼频成分（ C ）。

A.不变B.增加C.减少D.变化不定9.已知()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数，则积分()()2x t t d tπδω∞-∞-的函数值为（ C ）。

A ．6 B.0 C.12 D.任意值10.如果1)(??t δ，根据傅⽒变换的（ A ）性质，则有0)(0t j et t ωδ-?-。

A.时移B.频移C.相似D.对称 11.不能⽤确定函数关系描述的信号是（ C ）。

机械工程测试技术基础习题及答案第一章一、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 ．博氏变换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．复杂周期信号的频谱是。

A.离散的B.连续的C. δ函数函数４．下列函数表达式中，是周期信号。

A.=)(t x <≥00010cos 5t t t当当πB.)(10cos 1020sin 5)(+∞<<-∞+=t tt t x ππ C.)(20cos 20)(+∞<<-∞=-t t et x at π５.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６.下列信号中信号的频谱是连续的。

A.)3sin()sin()(21?ω?ω+++=t B t A t xB.t t t x 50sin 330sin 5)(+=C.t e t x at 0sin )(ω?=-７．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８.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.仅有移相9.已知)(,sin 12)(t t t x δω=为单位脉冲函数，则积分dt t t x )2()(?∞∞--?ωπδ的函数值为。

A ．6 Ｂ. 0 C ．1210．如果1)(?t δ，根据傅氏变换的性质，则有0)(0t j et t ωδ-?-。

A.时移B.频移 C ．相似 D.对称二、填空题l.信号可分为和两大类。

2.确定性信号可分为和两类，前者频谱特点是，后者频谱特点是。

3.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。

4.工程中常见的周期信号，其谐波分量的幅值总是随谐波次数n 的增加而的，因此，没有必要取那些高次的谐波分量。

5.周期方波的傅氏级数：）?+++=t t AA t x 0013cos 31(cos 2)(ωωπ周期三角波的傅氏级数：）?++++=t t t A t x 000225cos 2513cos 91(cos 42A )(ωωωπ，它们的直流分量分别是和。

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。

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 ωϕωϕ=+++B.()5sin 303sin x t t =+C.0()sin at 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 dt πδω∞-∞⋅-⎰的函数值为（ ）。

试 卷《机械工程测试技术》2022至 2023 学年度第 二学期期 末 （A ）卷班级 姓名 学号（考生注意：答案须写在答题纸上，并注明题号，考试结束后将试卷连同答题纸一齐交）一、 选择题1.信号是信息的（ A ）A. 载体B. 描述C. 形式D. 数量表示2.描述周期信号的数学工具是（ B ）。

A. 相关函数B. 傅氏级数C. 傅氏变换D. 拉氏变换3.瞬变信号x(t)，其频谱X(f)，则|X(f)|2表示（ B ）。

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D. 信号的功率4.不能用确定函数关系描述的信号是（ C ）。

A. 复杂的周期信号B. 瞬变信号C. 随机信号D. 周期信号5.两个函数)(1t x 和)(2t x ，把运算式()⎰∞∞--dt t x t x τ21)(称为这两个函数的（ C ）。

A. 自相关函数 B. 互相关函数 C. 卷积 D. 互谱6.数字信号的特性是（ 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7.测试装置的频响函数H(jw)是装置动态特性在（ B ）中的描述A. 幅值域B. 频域C. 复频域D. 时域8.下列微分方程中，哪一个是线性系统的数学模型？（ B ）A. 225d y dy dx t y x dt dt dt ++=+B.22d y dx y dt dt += C. 22105d y dy y x dt dt -=+ D. x dt dx y dt y d =+229.不失真测试条件中，要求幅频特性为（ B ）。

A. 线性B. 常数C. 是频率的函数D. 没有要求10.测试装置传递函数H(s)的分母与（ C ）有关A. 输入量x(t)B.输入点的位置C.装置结构D.输出点的位置11.用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数τ（ A ）A. 越小越好B. 越大越好C.0.6～0.7之间最好D. 负值最好12.下列传感器中哪个是基于压阻效应的？（B ）A. 金属应变B. 半导体应变片C. 压敏电阻D. 磁敏电阻13.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C ）。

测试技术试题及答案第一次作业1、一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作用是什么?答：主要环节：试验装置、测量装置、数据处理装置、记录装置。

作用：1试验装置：试验装置是使被测对象处于预定的状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门装置。

2测量装置：测量装置是把被测量通过传感器变换成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，将其变成易于处理和记录的信号。

3数据处理装置：数据处理装置是将测量装置输出的信号进一步进行处理以排除干扰和噪声污染，并清楚的估计测量数据的可靠度，获取有用的特征信息。

4记录装置：记录装置是测试系统的输出环节，它可将对被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或记录下来。

第二次作业3、阐述测量装置的静态特性指标及其定义？答：一、线性度：是指测试系统的输入输出保持直线关系的程度。

二、灵敏度：输入量变化与其所引起的输出量变化的比值。

三、分辨力：是指仪器能检测出和显示被测信号的最小变化量，是最小单位输出量所对应的输入量。

四、迟滞误差：测试装置在输入量由小增大和由大减小的测试过程中，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量，这种现象称为迟滞。

五、漂移：在正常使用的条件下，输入量不发生任何变化，而测试系统的输出量在经过一段时间后却发生了改变，这种现象称为漂移。

六、重复性：是指传感器在输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得曲线不一致的程度。

七、稳定度：稳定度是指在规定的工作条件下，测试系统的某些性能随时间变化的程度。

4、线性定常系统有那些基本特性？说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。

答：基本特性：1叠加性，2比例性，3微分特性，4积分特性，5频率保持性。

频率保持性在测量中的作用：根据频率保持性，若知道输入激励频率，则在所测得的响应信号中只有与输入激励信号同频率的分量才是输入所引起的，而其他频率分量都是噪声。

5、频率响应函数、幅频特性和相频特性的物理意义是什么？测试系统实现不失真测试的条件是什么？答：频率响应函数物理意义：系统稳态输出信号y(t)的傅里叶变换和输入信号x(t)的傅里叶变换之比： 幅频特性物理意义：系统稳态输出和输入的幅值比A(ω) ,反应测试系统对输入信号频率分量的幅值缩放能力。

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(0t )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∞-∞-=⎰0()f t 。

机械工程测试技术试卷与答案(总15页)--本页仅作预览文档封面，使用时请删除本页--2《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( )。

3A ．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()00t t x t t π⎧≥⎪=⎨⎪<⎩当当B ．()20cos20()at x t e t t π-=-∞<<+∞C ．()5sin 2010cos10()x t t tt ππ=+-∞<<+∞ 5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为( )。

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( )的程度。

绪论1-1.机械工程测量系统在机械工程中有哪些应用？为什么它受到机械工程中各个行业地普遍重视？1-2.叙述测量系统在自动控制中地地位和作用.1-3.测量系统有那些环节,各个环节有什么功能？1-4.举例说明接触测量与非接触测量地优缺点.1-5.什么叫智能传感器？1-6.计算机测试系统地特点是什么？1-7.虚似仪器地含义是什么？1-8.测量、测试、计量地概念有什么区别？第二章信号分析与处理2-1.信号一般有哪几种分类方法？各分为哪几类？请简要说明.2-2.请简述信号地几种描述方法.2-3.写出周期信号两种展开式地数学表达式,并说明系数地物理意义.2-4.周期信号和非周期信号地频谱图各有什么特点？它们地物理意义有何异同？2-5.求出如图2-11所示地周期性锯齿波、半波整流波形、全波整流波形地傅立叶展开式,并画出其频图.对这几个信号1000Hz.设它们地频率均为,有周期性方波、三角波、全波整流三个周期信号2-6.进行测量时,后续设备通频带地截止频率上限各应是多少？（设某次谐波地幅值降低到基波地1/10以下,则可以不考虑）2-7.求出下列非周期信号地频谱图(见图2-12）（1）被截断地余弦信号?（t)=（2）单一三角波（3）单一半个正弦波（4）衰减地正弦振荡?tt)=Aesinwt (a>0,t>=0)2-8.已知正弦信号?(t)=Asin(w t+￠),求其自相关函数和功率谱密度函数.2-9.简要说明模拟信号离散化过程中需要考虑地几个方面.第三章测量装置地基本特性3-1.线性定常系统有那些基本特性？简述同频性在动态测量中地重要意义.3-2.测量装置有哪些静态特性指标？3-3.待测压缩机转速为1000 r/min,现有1.0级精度,量程为1000 r/min及2.0级精度,量程为3000 r/min地两个转速,请问使用哪一个转速表较好,并说明原因.3-4.说明测量装置地幅频特性A(ω)和相频特性φ(ω)地物理意义.为什么A(ω)=k(常数）和φ(ω)=-ωt.时,可以作到理想地不失真测量？3-5.用时间常数为0.5秒地一阶测量装置进行测量,若被测参数按正弦规律变化,如果要求仪表指示值地幅值误差小于2%,问：被测参数变化地最高频率是多少？如果被测参数地周期是2秒幅值误差是多少？,秒5和3-6.求周期信号χ(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45°)通过频率响应为Η（jω)=1/(1+0.005jω)地测量装置后得到地稳态响应.3-7.用一个一阶测量装置测量100Hz地正弦信号,如果要求振幅地测量误差小于5%,问：此仪器地时间常数应不大于多少？若用具有该时间常数地测量仪器测量50Hz地正弦信号,相应地振幅误差和相位滞后是多少？3-8.试说明二阶测量装置地阻尼比地值多采用0.6～0.7地原因.3-9.已知一个二阶测量装置,阻尼比ζ=0.65,fn=1200Hz,问：输入240Hz和480Hz地信号时A（ω）和φ(ω)是多少？若阻尼比ζ变为0.5和0.707,A（ω）和φ(ω)又各是多少？3-10.已知某一测力传感器为二阶测量装置,其动态参数为固有频率fn=1200Hz,ζ=0.707.试求当测量信号χ(t)=sin2πft+sin6πft+sin10πft时其幅值、相位变化,其中f=600Hz.最后请用幅频、相频图作出定性解释.第四章测量误差分析4-1.什么是测量准确度？什么是测量不确定度？它们地作用如何？4-2.量程为10A地0.5级电流表经检定在示值5A外地示值误差最大,其值为15mA,问该表是否合格？4-3.对约为70V地电压进行测量,现有两只电压表可供选择；一只地量程为100V,级别为1.0级；另一只量程为200V,级别为0.5级.问用哪一只电压表测量合适？4-4.对某量进行了8次测量,测得值为：802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43,求测量量地最佳估计值和测量不确定度.4-5.按公式V=πrrh计算圆柱体积,若已知r约为2cm,要使体积地相对误差等于1%,试问r和h测量时误差应为多少？4-6.测量某电路地电流I=22.5mA,电压V=12.6,I和U地标准偏差为SI=0.5mA,SV=0.1V,求所耗功率及其标准不确定度.（I和V互不相关）4-7.设间接测量量z=x+y,在测量时,x和y是同时读数地.试求z及其标准不确定度.y51 51 54 50 51 52 50 50 53 104-8.某电子测量设备地技术说明书指出：当输入信号地频率在200kHz时,其误差不大于±2.5%；环境温度在（20±10）1/°C；电源电压变化±10%时,附加误差不大于±2%；更换晶体管时附加误差不大于±1%；假设在环境温度时使用该设备,使用前更换了一个晶体管,电源电压220V,被测信号为0.5V、220kHz地交流信号,量程为1V,试估算测量不确定度.4-9.对某测量重复测量数据如下：25.6,25.2,25.9,25.3,25.7,26.8,25.5,25.4,25.5,25.6试判断该缓数据中是否含有粗大误差.第五章信号地获取与调理5-1.参数式传感器与发电式传感器有何主要不同》试各举一例.5-2.电阻丝式应变片与半导体式应变片在工作原理上有何不同？各有何优缺点？5-3.一个电容测微仪,其传感器地圆形极板地半径r=4mm,工作初始间隙d0=0.3mm空气介质.问：（1）通过测量得到电容变化量为±3×0.001PF.,则传感器与工作之间由初始间隙变化地距离△d=?；（2）如果测量电路地放大系数K1=100mV/PF,读数仪表灵敏度K2=5格/mV,则此时仪表指示值变化多少格？5-4.差动式传感器地优点是什么？5-5.一个直流应变电桥如图5-38.已知：R1=R2=R3=R4=R=120Ω,E=4V,电阻应变片灵敏度S=2.求：（1）当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化R1/R=1/100时,输出电压为多少？（2）当R2也改为工作应变片,若R2地电阻变化为1/100时,问R1和R2是否能感受同样极性地应变,为什么？调幅波是否可以看成是载波与调制信号地迭加？为什么？5-6.5-7.霍尔效应地本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举三个例子说明.5-8.已知调幅波χ（t)=(100+30cosΩt+20cosΩt)(cosωt),其中fc=10kHZ,fΩ=500Hz,ω=2πfc.试求：（1）χ（t)所包含地各分量地频率及幅值；（2）绘出调制信号与调幅波地频谱.5-9.热电偶是如何实现温度测量地？影响热电势与温度之间关系地因素是什么？5-10.设计利用霍尔元件测量转速地装置,并说明其原理.5-11.试选择适当地中间转换器补充完整题图5-39中动态电阻应变仪方框图.5-12.设计用电涡流传感器实时监测扎制铝板厚度地装置,试画出装置地框图,简要说明工作原理.5-13.用应变片搭成电桥测量题图5-40所示两种情况地力,请回答下列问题：（1）两种情况下,应变片应接在电桥哪两用个臂上？（2）两种情况下,应分别采取什么措施来抵消温度变化引起地电阻值变化？第六章计算机测试技术6-1.自动测试系统主要由哪些部分组成？各部分地作用是什么？6-2.在设计计算机测试系统时,选择模拟多路开关要考虑地主要因素是什么？6-3.测量信号输入A/D转换器前是否一定要加采样保持电路？为什么？6-4.在选择采样保持器时,要考虑地主要因素是什么？6-5.一个计算机测试系统地测试对象是温室大棚地温度和湿度,要求测量精度分别是+1°C和+3%RH,每10min采集一次数据,应选择何种类型地A/D转换器和通道方案？6-6.如果一个计算机测试系统,要求有1%级精度性能指标,在设计该计算机测试系统时,怎样选择系统地各个器件？6-7.一个带有采样保持器地数据采集系统是否其采样频率可以不受限制？为什么？6-8.一个带有采样保持器地数据采集系统,其采样频率fs=100kHz,FSR=10V,△tap=3ns,n=8,试问系统地采样频率fs是否太高？什么叫智能仪表？它有什么特点？6-9.6-10.智能仪表有哪些基本组成部分？同时它又有哪些功能模块？6-11.何为虚拟仪器？与传统仪器相比,虚拟仪器有什么特点？6-12.试用LabVIEW5.0/6.0系统设计一个频谱分析仪.6-13.设计一个测量系统时应事先考虑哪些影响因素？并以此如何进行详细设计？6-14.为什么测量仪器设计过程中一定要注意抗干扰问题？干扰窜入仪器地方式有那些？针对不同地干扰方式,各用什么方法来解决仪器地抗干扰问题？。

、填空题（本题共20分，每个空格0.5分）2、 均方值 ¥ x 2表示的是信号的强度，它与均值卩X 、方差（T X 2的关系是02=『+ 62。

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「线性度、灵敏度、回程误差 。

5、 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。

6、 传感器按信号变换特性可分为 组合型、一体型。

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 趋于定值。

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 相邻相反、相对相同的变化,才能使输出有最大值。

9、 信号分析的过程主要包括：信号加工、信号变换。

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、对于理想滤波器，滤波器因数 入=1of c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1 ）o系统误差引起的；而重复性误差是由 随机误差引起的。

二、简答题（本题共30分，每小题10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）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。

一、填空（每空1份，共20分）1.测试技术的基本任务是 获取有用的信息2.从时域看，系统的输出是其输入与该系统 脉冲响应函数的卷积。

3.信号的时域描述，以 时间(t ) 为独立变量；而信号的频域描述，以频率f 或)(ω 为独立变量。

4.如果一个信号的最高频率为50Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 100Hz 。

5.在桥式测量电路中，根据其 激励电压（或工作电压或桥压或电源） 的性质，可将其分为直流电桥与交流电桥。

6.金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：前者利用导体机械形变 引起的电阻变化，后者利用 半导体电阻率的（或半导体压阻效应） 变化引起的电阻变化。

7.压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。

8.带通滤波器的上下限截止频率为fc 2、fc 1，其带宽B = 12c c f f - ；若其带宽为1/3倍频程则fc 2 1。

9.属于能量控制型的传感器有 电阻式传感器 、 涡电流传感器 电容式传感器、电感式传感器等。

10. 根据载波受调制的参数不同，调制可分为 调幅、调频、调相 。

11. 相关滤波的工作原理是 同频相关不同频不相关/同频检测原理12 测试装置的动态特性可以用 传递 函数、 频率响应 函数和 脉冲响应函数进行数学描述。

二、选择题（把正确答案前的字母填在空格上，每题1分，共10分）1．不能用确定的数学公式表达的信号是 D 信号。

A 复杂周期B 非周期C 瞬态D 随机2．平稳随机过程必须 B 。

A 连续B统计特征与时间无关 C 各态历经 D 统计特征等于时间平均3．一阶系统的动态特性参数是C 。

A 固有频率B 阻尼比C 时间常数D 灵敏度4．系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为 A 。

A 回程误差B 绝对误差C 相对误差D 非线性误差5．电阻应变片的输入为 B 。

A 力B 应变C 速度D 加速度6． D 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

《机械工程测试技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】：本课程《机械工程测试技术》（编号为09009）共有计算题,简答题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。

一、计算题1. 求如下图所示周期性方波的复指数形式的幅值谱和相位谱2. 求所示信号的频谱)5.2()5.2(21)(21-+-=t x t x t x式中x 1(t ), x 2(t )是所示矩形脉冲。

txT 1-T 1T-T)(t x )(1t x t tt )(2t x3. 余弦偏置调制信号t f t f t x z m ππ2cos )2cos 1()(0+=的频谱。

4. 已知信号x(t)=5sin10t+5cos(100t-π/4)+4sin(200t+π/6)，通过传递函数为1005.01)(+=s s H 的测试系统，试确定输出信号的频率成分并绘出输出信号的幅值谱。

5. 一阶温度传感器，其时间常数τ=3.5 (s)，试求：将其快速放入某液体中测得温度误差在2％范围内所需的近似时间。

6. 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200με，问ΔR 是多少？若将此应变片与2V 直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？。

7. 用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s 和5s ，问幅值误差是多少？8. 已知低通滤波器的频率特性为)21(1)(τπf j f H +=，式中τ= 0.05s,当输入信号)45100cos(2.010cos 5.0)( -+=t t t x 时，求其输出)(t y ,并比较)(t y 与)(t x 的幅值与相位有何区别。

9. 进行某次动态压力测量时，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 。

一、判断题.(本题共23分，对则打“√”，不对则打“×”)1．对多次测量的数据取算数平均值，就可以减少随机误差的影响。

（ √ ）2．传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。

（ √ ）3．一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。

（ √ ）4．一台仪器的重复性很好，但其静态测量结果也可能存在很大的误差。

（ √ ）5．频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号的频率总等于输入信号的频率。

（ √ ）6．固有频率600=n f Hz 的振动子测量600Hz 的谐波信号，输出不会失真。

（ × ）7．若振动子的固有频率400=n f Hz ，则其工作频率范围为400~0Hz 。

（ × ）8．测试系统的幅频特性在工作频带内通常是频率的线性函数，而线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。

（ × ）9．线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。

（ × ）10．测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。

（ × ）11．测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。

（ √ ）12．测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。

（ × ）13．一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测试范围越窄。

（ √ ）14．同一测量系统，测量有效频带不同的信号时肯定表现出不同的幅频特性。

（ × ）15．由于H(s)=Y(s)/X(s)，即将X(s)减小时，H(s)将增大，因此H(s)和输入有关。

（ × ）16．一阶系统的时间常数τ越小越好。

（ √ ）17．一般的机械系统都可近似看成是二阶的“质量-弹簧-阻尼”系统。

（ √ ）18．在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。

（ √ ）19．当输入信号)(t x 一定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(t H ,而与系统的物理模型无关。

机械工程测试技术基础试题及答案一、选择题1.机械工程测试技术是指通过什么手段对机械产品进行测试和评估？A. 理论研究B. 实验分析C. 数值仿真D. 生产制造答案：B. 实验分析2.机械工程测试技术的主要目的是什么？A. 验证理论模型B. 确保产品性能C. 降低成本D. 提高效率答案：B. 确保产品性能3.下列哪项不属于机械产品测试的主要指标？A. 功能性能B. 可靠性C. 经济性D. 操作性答案：C. 经济性4.机械工程测试技术中常用的测试方法有哪些？A. 静态测试和动态测试B. 理论模拟和数值分析C. 试验台架和原型测试D. 外部观察和内部检测答案：C. 试验台架和原型测试5.以下哪种测试技术可以模拟真实工作条件下的力学载荷？A. 外场测试B. 加速试验C. 静态测试D. 动态测试答案：D. 动态测试二、判断题1.模型试验是机械工程测试技术中常用的测试方法之一。

答案：正确2.机械工程测试技术只涉及实物试验，不包括数值评估。

答案：错误3.机械产品测试的主要指标包括功能性能、可靠性和经济性。

答案：正确4.机械工程测试技术可以通过外部观察和内部检测来进行。

答案：正确5.动态测试可以模拟真实工作条件下的力学载荷。

答案：正确三、简答题1.请简述机械产品功能性能测试的方法和步骤。

答：机械产品功能性能测试是对产品设计和制造过程中的关键性能进行验证的一项测试。

常用的方法包括静态测试和动态测试。

静态测试通过对机械产品进行外部观察、内部检测和可靠性分析来评估其功能性能；动态测试则通过在试验台架上对机械产品进行模拟工作条件下的运行，测量其参数并分析其响应来判断功能性能是否满足要求。

步骤包括确定测试目标和指标、选择合适的测试方法和工具、准备测试样机、执行测试并记录数据、分析测试结果并给出评估。

2.什么是机械产品可靠性测试？可靠性测试的目的是什么？答：机械产品可靠性测试是通过模拟实际工作环境和使用条件，对产品的性能进行定性和定量评估的一种测试方法。