机械工程测试技术基础

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、测试的概念目的：获取被测对象的有用信息。

测试是测量和试验的综合。

测试技术是测量和试验技术的统称。

2、静态测量及动态测量静态测量：是指不随时间变化的物理量的测量。

动态测量：是指随时间变化的物理量的测量。

3、课程的主要研究对象研究机械工程中动态参数的测量4、测试系统的组成5、量纲及量值的传递6、测量误差系统误差、随机误差、粗大误差7、测量精度和不确定度8、测量结果的表达第二章信号分析及处理一、信号的分类及其描述1、分类2、描述时域描述：幅值随时间的变化频域描述：频率组成及幅值、相位大小二、求信号频谱的方法及频谱的特点1、周期信号数学工具：傅里叶级数方法：求信号傅里叶级数的系数频谱特点：离散性谐波性收敛性（见表1-2）周期的确定：各谐波周期的最小公倍数基频的确定：各谐波频率的最大公约数2、瞬变信号（不含准周期信号）数学工具：傅里叶变换方法：求信号傅里叶变换频谱特点：连续性、收敛性3、随机信号数学工具：傅里叶变换方法：求信号自相关函数的傅里叶变换频谱特点：连续性三、典型信号的频谱1、δ(t)函数的频谱及性质△(f)=1 频率无限，强度相等，称为“均匀谱”采样性质：积分特性：卷积特性：2、正、余弦信号的频谱（双边谱）欧拉公式把正、余弦实变量转变成复指数形式，即一对反向旋转失量的合成。

解决了周期信号的傅里叶变换问题，得到了周期信号的双边谱，使信号的频谱分析得到了统一。

3、截断后信号的频谱频谱连续、频带变宽（无限）四、信号的特征参数1、均值：静态分量（常值分量）正弦、余弦信号的均值？2、均方值：强度（平均功率）均方根值：有效值3、方差：波动分量4、概率密度函数：在幅值域描述信号幅值分布规律五、自相关函数的定义及其特点1、定义：2、特点3、自相关图六、互相关函数的定义及其特点1、定义2、特点3、互相关图七、相关分析的应用八、相关系数及相干函数相关系数、相关函数在时域描述两变量之间的相关关系；相干函数在频域描述两变量之间的相关关系。

机械工程测试技术基础知识点总结一、测试的定义和作用1.1 测试的定义：测试是通过模拟实际工作条件和环境，对机械设备进行性能、功能、可靠性等方面的评估和验证的过程。

1.2 测试的作用：测试可以帮助发现机械设备的问题和缺陷，提高产品质量，降低故障率，保证设备的可靠性和安全性。

二、测试的基本原则2.1 客观性原则：测试结果应客观、真实、可靠，不能受个人主观因素的影响。

2.2 全面性原则：测试应涵盖机械设备的各个方面，包括性能、功能、可靠性等。

2.3 可重复性原则：测试应具备可重复性，即在相同条件下进行多次测试，结果应保持一致。

2.4 系统性原则：测试应按照一定的方法和步骤进行，以保证测试的系统性和有效性。

三、测试的分类3.1 功能测试：测试机械设备是否能够按照设计要求完成各项功能。

3.2 性能测试：测试机械设备在不同工作条件下的性能表现，包括速度、力量、转速等。

3.3 可靠性测试：测试机械设备在长时间工作或恶劣环境下的可靠性和稳定性。

3.4 安全性测试：测试机械设备在正常使用过程中是否存在安全隐患，以及对操作人员的安全保护措施是否有效。

四、测试的方法和技术4.1 实验法：通过搭建实验平台，对机械设备进行各项测试，并记录实验数据进行分析和评估。

4.2 检测法：利用各种检测仪器和设备对机械设备进行各项测试，如测力计、测速仪等。

4.3 数学统计法：通过对大量数据进行统计分析，评估机械设备的性能和可靠性。

4.4 模拟仿真法：利用计算机软件对机械设备进行虚拟仿真，评估其性能和功能。

4.5 试验法：在实际工作场景中对机械设备进行测试，观察和记录其表现和工作状态。

五、测试的关键要素5.1 测试计划：明确测试的目标、范围、方法和步骤，制定详细的测试计划。

5.2 测试环境：提供符合实际工作条件的测试环境，确保测试的真实性和可靠性。

5.3 测试数据：收集和记录测试过程中的数据，包括测试结果、故障信息等。

5.4 测试工具：选择适当的测试工具和设备，如测力计、测速仪等。

机械工程测试技术基础引言机械工程领域的发展需要依赖于有效的测试技术来保证产品的质量和性能。

机械工程测试技术基础是机械工程师必备的知识之一。

本文将介绍机械工程测试技术的基础知识，包括测试方法、测试设备、测试流程等方面的内容。

测试方法测试方法是机械工程测试的核心。

它包括了对产品的性能、质量和可靠性进行定量和定性的评估。

常用的机械工程测试方法有静态测试和动态测试两种。

静态测试静态测试是通过对物体的外部形态、尺寸、质量等特征进行测试。

这种测试方法一般可以通过目测、测量仪器等手段进行。

静态测试的目的是评估产品的静态性能，如刚度、强度、硬度等。

例如，在机械设计过程中，可以通过有限元分析等静态测试方法来评估产品的刚性和强度。

动态测试动态测试是通过给予物体外部力或运动状态下对其进行测试。

这种测试方法可以评估产品在不同运动状态下的性能和可靠性。

动态测试常用的方法有冲击测试、振动测试等。

例如，在机械工程领域中，可以通过振动台等设备对产品进行振动测试，以评估产品在振动环境下的可靠性和耐久性。

测试设备机械工程中常用的测试设备有很多种，根据不同的测试方法和需求，选择适合的测试设备非常重要。

传感器传感器是机械工程测试中常用的设备之一。

它们可以用来测量物体的尺寸、形态、力量、速度等各种参数。

常见的传感器包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器等。

传感器可以通过物理或电子方式将测试对象的特征转换为可读取的信号，进而进行数据分析和判读。

试验台试验台是机械工程测试中的另一个重要设备。

它可以提供稳定的工作台面和固定测试物体的能力。

试验台的设计要考虑到测试对象的大小、稳定性和安全性等因素。

试验台的种类很多，例如万能材料试验机、振动台、冲击试验台等。

根据具体的测试需求和要求，选择适用的试验台非常关键。

数据采集装置数据采集装置是机械工程测试中必不可少的设备。

它可以将传感器采集到的数据转化为数字信号，并保存或传输到计算机进行分析。

数据采集装置的功能包括数据采集、数据存储和数据传输等。

（机械制造⾏业）机械⼯程测试技术基础课后试题及答案《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 tt 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2sin )(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2224.141n 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。

机械⼯程测试技术基础知识点总结《机械⼯程测试技术基础》知识点总结1. 测试是测量与试验的概括，是⼈们借助于⼀定的装置，获取被测对象有相关信息的过程。

测试⼯作的⽬的是为了最⼤限度地不失真获取关于被测对象的有⽤信息。

分为：静态测试，被测量（参数）不随时间变化或随时间缓慢变化。

动态测试，被测量（参数）随时间（快速）变化。

2. 基本的测试系统由传感器、信号调理装置、显⽰记录装置三部分组成。

传感器：感受被测量的变化并将其转换成为某种易于处理的形式，通常为电量（电压、电流、电荷）或电参数（电阻、电感、电容）。

信号调理装置：对传感器的输出做进⼀步处理（转换、放⼤、调制与解调、滤波、⾮线性校正等），以便于显⽰、记录、分析与处理等。

显⽰记录装置对传感器获取并经过各种调理后的测试信号进⾏显⽰、记录、存储，某些显⽰记录装置还可对信号进⾏分析、处理、数据通讯等。

3. 测试技术的主要应⽤：1. 产品的质量检测 2.作为闭环测控系统的核⼼ 3. 过程与设备的⼯况监测4. ⼯程实验分析。

4. 测试技术是信息技术的重要组成部分，它所研究的内容是信息的提取与处理的理论、⽅法和技术。

现代科学技术的三⼤⽀柱：能源技术材料技术信息技术。

信息技术的三个⽅⾯：计算机技术、传感技术、通信技术。

5. 测试技术的发展趋势： (1) 1. 传感技术的迅速发展智能化、可移动化、微型化、集成化、多样化。

（2）测试电路设计与制造技术的改进（3）计算机辅助测试技术应⽤的普及（4）极端条件下测试技术的研究。

6. 信息：既不是物质也不具有能量，存在于某种形式的载体上。

事物运动状态和运动⽅式的反映。

信号：通常是物理、可测的（如电信号、光信号等），通过对信号进⾏测试、分析，可从信号中提取出有⽤的信息。

信息的载体。

噪声：由测试装置本⾝内部产⽣的⽆⽤部分称为噪声，信号中除有⽤信息之外的部分。

（1）信息和⼲扰是相对的。

（2）同⼀信号可以反映不同的信息，同⼀信息可以通过不同的信号来承载。

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。

《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域中的重要组成部分，它涉及到对机械系统的性能、参数和状态进行测量、分析和评估。

随着科技的发展，测试技术在提高产品质量、优化设计、降低成本和保障安全等方面发挥着越来越重要的作用。

第一部分：测试技术概述1.1 测试技术的定义测试技术是指利用各种仪器和方法对机械系统进行定量或定性的测量，以获取系统的性能参数和状态信息。

1.2 测试技术的重要性质量控制：确保产品符合设计标准和用户需求。

故障诊断：及时发现并解决机械故障，延长设备使用寿命。

性能优化：通过测试数据对机械系统进行优化设计。

第二部分：测试技术基础2.1 测量的基本概念测量单位：国际单位制（SI）和常用单位。

测量误差：系统误差、随机误差和测量不确定度。

2.2 传感器原理电阻式传感器：利用电阻变化来测量物理量。

电容式传感器：基于电容变化来测量。

电感式传感器：基于电感变化来测量。

光电传感器：利用光电效应来测量。

2.3 信号处理技术模拟信号处理：滤波、放大、模数转换。

数字信号处理：FFT、数字滤波、谱分析。

2.4 数据采集系统硬件组成：数据采集卡、接口、传感器。

软件功能：数据采集、处理、存储和分析。

第三部分：机械性能测试3.1 力和扭矩测试力测试：静力测试和动力测试。

扭矩测试：静态扭矩和动态扭矩的测量。

3.2 振动测试振动类型：随机振动、谐波振动、冲击振动。

振动测量：加速度计、速度计和位移计的使用。

3.3 温度测试接触式温度测量：热电偶、热电阻。

非接触式温度测量：红外测温技术。

3.4 流体特性测试压力测试：压力传感器的应用。

流量测试：流量计的选择和使用。

3.5 材料特性测试硬度测试：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

疲劳测试：循环加载下的应力-应变关系。

第四部分：测试技术的应用4.1 机械系统的故障诊断故障信号的采集：振动、声音、温度等。

故障特征的提取：频域分析、时域分析。

故障诊断方法：专家系统、神经网络、模糊逻辑。

机械工程测试技术基础知识点第一章绪论1. 测试技术是测量和试验技术的统称。

2. 工程测量可分为静态测量和动态测量。

3. 测量过程的四要素分别是被测对象、计量单位、测量方法和测量误差。

4. 基准是用来保存、复现计量单位的计量器具5. 基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。

6. 测量方法包括直接测量、间接测量、组合测量。

7. 测量结果与被测量真值之差称为测量误差。

8. 误差的分类:系统误差、随机误差、粗大误差。

第二章信号及其描述1. 由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号称为一般周期信号。

2. 周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。

1．信号的时域描述，以时间为独立变量。

4．两个信号在时域中的卷积对应于频域中这两个信号的傅里叶变换的乘积。

5信息传输的载体是信号。

6一个信息，有多个与其对应的信号；一个信号，包含许多信息。

7从信号描述上：确定性信号与非确定性信号。

8从信号幅值和能量：能量信号与功率信号。

9从分析域：时域信号与频域信号。

10从连续性：连续时间信号与离散时间信号。

11从可实现性：物理可实现信号与物理不可实现信号。

12可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。

13不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。

14周期信号。

按一定时间间隔周而复始出现的信号15一般周期信号:由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号。

16准周期信号:由多个简单周期信号合成，但其组成分量间无法找到公共周期。

或多个周期信号中至少有一对频率比不是有理数。

17瞬态信号（瞬变非周期信号）:在一定时间区间内存在，或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号。

18非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。

19一般持续时间无限的信号都属于功率信号。

20一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号（可以理解成能量衰减的过程）。

《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 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 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) 为独立变量。

3、 周期信号的频谱具有三个特点(离散性,谐波性,收敛性）4、 非周期信号包括准周期信号和 非周期瞬态 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值x μ，均方值2x ψ，方差2x σ6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 ｙ轴 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()(0ϕω+=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。

第一章 信号及其描述(一）1、信号；2、时间(t ）,频率（f ）;３、离散性，谐波性,收敛性;４、准周期,非周期瞬态;５、均值x μ，均方值2x ψ，方差2x σ；６、偶,奇;（二）1、√;2、√；3、╳;4、╳；5、√；（三）1、π02x ,20x ;２、０,220x ，)cos(10ϕωπ+t x ；３f j a A π2+、；4、()()T f c T T f c T )2(sin )2(sin 00ωπωπ-++； 5、fa j f a πωπω44202220+--；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2sin )(t t x =,则输出信号)(t y 的频率为=ω ,幅值=y ,相位=φ 。

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。