大工20秋《机械工程测试技术》奥鹏平时在线作业3

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fc2、fc1，其带宽B =12ccff-；若其带宽为1/3倍频程则fc2= 32 fc1。

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。

带通滤波器所起的作用是只允许（）通过。

A.低频信号B.高频信号C.某一频带的信号D.所有频率分量信号正确答案:C在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是（）。

A.恢复载波信号B.恢复调制信号的幅值和极性C.恢复已调制波D.恢复调制信号的幅值正确答案:B一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围（）。

A.越宽B.越窄C.不变D.无规律可寻正确答案:B测量弯曲应变时，通常在构件上下表面对称布置4片应变片，若在同载荷下单臂测量电桥输出为、上下各取1应变片接成邻臂半桥的输出为2，则取4应变片构成全桥时的输出可能是（）。

A.4或0B.3或0C.3或1D.2或0正确答案:A一阶系统的动态特性参数是( )。

A.固有频率B.线性度C.时间常数D.阻尼比正确答案:C测试系统所能检测输入信号的最小变化能力，称为（）。

A.精度B.灵敏度C.精密度D.分辨率正确答案:D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.相除正确答案:A传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的是( )。

A.转换元件B.敏感元C.转换电路D.放大元件正确答案:B要测量x(t)=50Sin40πt+10Sin2000πt的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（）的惯性加速度计。

A.fn=15Hz、β=0707B.fn=1000Hz、β=0707C.fn=50Hz、β=004D.fn=1000Hz、β=004正确答案:B调整光线示波器的振动子（固有频率大于400Hz的较高频率）阻尼率β达到07通常采用的方法是（）。

A.油阻尼B.电磁阻尼C.电容阻尼D.以上都不对正确答案:A对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录时间不变时，则( )。

A.泄漏误差就越大B.量化误差就越小C.采样点数就越多D.频域上的分辨率就越低正确答案:C付氏级数中各系数表示各谐波分量的（）。

A.相位B.周期C.振幅D.频率正确答案:C交流电桥供桥电压的频率f0和输入信号的最高频率fm的关系是（）。

《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)(ο-+=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 。

《机械工程测试技术》习题与题解第二章 习题解答2-1．什么是信号？信号处理的目的是什么？2-2．信号分类的方法有哪些？2-3．求正弦信号()t A t x ωsin =的均方值2x ψ。

解：()24sin 4222cos 12sin 2sin 11222022022022022A T T A T dtt A T tdt A T dtt A T dt t x T T T T T x=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-====⎰⎰⎰⎰ωωωωωψ 也可先求概率密度函数：221)(xA t p -=π则：⎰∞∞-==2)(222A dx x p x xψ。

2-4．求正弦信号())sin(ϕω+=t A t x的概率密度函数p(x)。

解： 2221)(111,arcsinxA Ax A dx dt A x t -=-=-=ωωϕω代入概率密度函数公式得：22222200122221lim 1lim)(xA x A x A T T dt dx T t x x p x x -=-=-=⋅=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∆∆=∑→∆→∆πωπωωtxT 1-T 1T-T2-5．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解 在x(t)的一个周期中可表示为⎩⎨⎧<<≤=21)(11T t T T t t x该信号基本周期为T ，基频ω0=2π/T ，对信号进行傅里叶复指数展开。

由于x (t )关于t =0对称，我们可以方便地选取-T /2≤t ≤T /2作为计算区间。

计算各傅里叶序列系数c n 当n =0时，常值分量c 0：TT dt T a c T T 1002111===⎰- 当n ≠0时，110110011T T tjn T T t jn n e Tjn dt e T c -----==⎰ωωω最后可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-j e e T n c t jn t jn n 22000ωωω注意上式中的括号中的项即sin (n ω0 T 1)的欧拉公式展开，因此，傅里叶序列系数c n 可表示为0)(sin 2)sin(210010≠==n T n c TT n T n c n ，ωπωω其幅值谱为：)(sin 211T n c TT c o n ω=，相位谱为：ππϕ-=,,0n 。

大工13秋《机械工程测试技术》在线作业1,2,3大工13秋《机械工程测试技术》在线作业1,2,3 大工13秋《机械工程测试技术》在线作业1试卷总分：100 测试时间：--单选题判断题、单选题（共10 道试题，共60 分。

）1.矩形窗函数的时域窗宽T越大，主瓣宽度（）.A. 不变B. 越小C. 越大D. 不定满分：6分2.周期信号是由一个或几个、乃至无穷多个（）的谐波叠加而成.A. 不同频率B. 相同频率C. 不同幅值D. 相同幅值满分：6分3.测量器具的计量特性随时间的慢变化称为（）.A. 标称范围B. 量程C. 测量范围D. 漂移满分：6分4.对于高频信号来说，当传输距离与信号波长可比时，应考虑（）.A. 信道通道元器件噪声干**B. 长线传输干**C. 信号通道中信号的窜**D. 电磁场干**满分：6分5.理论上，一阶系统的响应当t趋向于（）时达到稳态.A. 0B. 1C. 无穷大D. ω满分：6分6.对于二阶装置，通常通过（）估计其动态特性参数.A. 幅频曲线p10.随机信号样本函数在有限时间区间上的部分称为（）.A. 样本记录B. 平稳随机过程C. 非平稳随机过程D. 各态历经随机过程满分：6分大工13秋《机械工程测试技术》在线作业1试卷总分：100 测试时间：--单选题判断题、判断题（共10 道试题，共40 分。

）1.影响二阶系统动态特性的参数是固有频率和阻尼比.A. 错误B. 正确满分：4分2.描述随机信号必须用概率和统计的方法.A. 错误B. 正确满分：4分3.用阶跃响应法求测量装置的动态特性是一种时域测试的易行方法.A. 错误B. 正确满分：4分4.灵敏度没有量纲.A. 错误B. 正确满分：4分5.在有一定传输长度的数字信号的传输中采用双绞线不能降低电磁干**的影响.A. 错误B. 正确满分：4分6.离散信号只能用离散图形表示.A. 错误B. 正确满分：4分7.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增大的.A. 错误B. 正确满分：4分8.每个信号有其特有的幅频谱和相频谱.A. 错误满分：4分9.几个简谐信号的叠加，一定是周期信号.A. 错误B. 正确满分：4分10.信号时域描述能反映信号幅值随时间变化的关系.A. 错误B. 正确满分：4分大工13秋《机械工程测试技术》在线作业2试卷总分：100 测试时间：--单选题判断题、单选题（共10 道试题，共60 分。

大工19秋《机械工程测试技术》在线作业3试卷总分:100 得分:100一、单选题(共10 道试题,共60 分)1.（）是把连续时间信号变成离散时间序列的过程。

A.混叠B.采样C.量化D.截断答案:B2.信号数字化过程中，每个量化电平对应（）个二进制数码。

A.一B.二C.三D.四答案:A3.频率采样间隔越大，频率分辨率（）。

A.越高B.不变C.越低D.不确定答案:C4.下列应用中不会用到相关分析的是（）。

A.振动测试分析B.雷达测距C.声发射探伤D.相敏检波答案:D5.假设A/D转换器的位数为无限多，则量化误差等于（）。

A.1B.2C.0D.3答案:C6.变量x和y之间的相关系数接近于（），则可认为x、y两变量之间完全无关。

A.0B.1C.2D.3答案:A7.x（t）和y（t）的系统是非线性的，则相干函数（）。

A.为1B.为0C.在0-1之间D.不确定答案:C8.对功率谱估计进行平滑处理时，所分的段数q越多，估计方差（）。

A.越小B.越大C.不变D.不定答案:A9.周期信号的频谱是（）函数。

A.线性B.脉冲C.功率D.相干答案:B10.下列变量中对于求解系统的频率响应函数无关的是（）。

A.输入的自谱B.输入的互谱C.输出的互谱D.输出的自谱答案:D二、判断题(共10 道试题,共40 分)11.低通滤波器能把高频噪声完全衰减干净。

答案:错误12.截断就是将信号乘以时域的有限宽矩形窗函数。

答案:正确13.频率采样间隔不是频率分辨率的指标。

答案:错误14.两个非同频的周期信号是不相关的。

答案:正确15.互相关函数不是偶函数。

答案:正确16.自相关函数为偶函数。

答案:正确17.周期图法适用于短记录数据或瞬变信号的场合。

答案:错误18.利用互谱进行分析不能排除噪声的影响。

答案:错误19.如果相干函数为零，表示输出信号与输入信号相干。

答案:错误20.自功率谱密度能用来检测信号中的周期成分。

答案:正确。

第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。

解答：在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩ 积分区间取（-T/2，T/2）000000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, ) T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为 001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±± 。

(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6, n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan1,3,5,200,2,4,6,nI n nRπn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩没有偶次谐波。

其频谱图如下图所示。

图1-4 周期方波信号波形图1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。

解答：00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰rmsx ==== 1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。

机械工程测试技术练习题及答案第一章绪论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，输入信号，则输出信号的频率为，幅值，相位。

2）当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现测试。

此时，系统的频率特性为。

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和，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为（）。

（1）（2）（3）（4）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）（2）（3）（4）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。

（）2）当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关。

（）3）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

（）4）测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。

（）5）幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。

（）6）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。