机械测试技术试卷A答案

微机原理试卷（Ａ） 第 1 页 共 3 页 05–06学年度第2学期期末考试试卷（A卷答案）

机电系

机制专业

专科 04级

机械测试技术课程

题号 一 二 三 总分 统分人

得分

一． 名词解释：本大题共6小题，每小题3分，共18分。

1, 计量

当测量涉及实现单位统一和量值准确可靠时称为计量。

2, 测量系统

测量系统是指为了确定被测量值所必须的器具和辅助设备的总体。包括传感器、测量变换器、检测器。

3, 相关函数

分子是时移τ的函数，反映了二个信号在时移中的相关性，称为相关函数。 4, 光电效应

光电式传感器是将光量转换为电量，光电器件的物理基础是光电效应。外光电效应是指在光线作用下，物质内的电子逸出物体表面向外发射的现象。内光电效应是指受光照物体电导率发生变化或产生光电动势的效应，可分为光电导效应和光生伏特效应两种。

5, 功率信号

在所分析的区间（-∞，∞），能量不是有限值．此时，研究信号的平均功率更为合适（一般持续时间无限的信号都属于功率信号）。

6，量化误差 模拟信号采样后的电压幅值变成为离散的二进制数码时，舍入到相近的一个量化电平上引起的随机误差。

二，问答题：本大题共6小题，每小题7分，共42分。

1，测试系统基本要求是什么？

理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输出关系。对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。 线性系统性质：a)叠加性 b)比例性 c)微分性 d)积分性 e)频率保持性 。线性系统的这些主要特性，特别是符合叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有重要作用。

2，如何消除温度对测量的影响？

温度自补偿应变片、电路补偿片；在测试操作中须满足以下三个条件：

工作片和补偿片必须是相同，补偿板和待测试件的材料必须是相同，工作片和补偿片的温度条件必须是相同或位于同一温度环境下。

3，位移测量的内容包括哪些？厚度、物位测量可以采用哪些方法？

相对轴位移指的是轴向推力轴承和导向盘之间在轴向的距离变化。相对轴膨胀是指机器的旋转部件和静止部件因为受热或冷却导致膨胀或收缩量。回转径向运动误差是指在回转过程中回转轴线偏离理想位置而出现的附加运动。

厚度测量可以采用非接触侧厚和接触测厚两种方法。物位测量可以采用机电测量法、电容测量法、超声测量法和放射性同位素测量法。

4，采样定理是什么？采样信号能否真实地反映原信号？

为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到4倍。在对信号进行采样时，满足了采样定理，只能保证不发生频率混叠，只能保证对信号的频谱作逆傅立叶变换时，可以完全变换为原时域采样信号xs(t)，而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号x(t)。

5，为什么要进行信号调制？幅值调制工作原理是什么？

由于传感器输出的电信号一般为较低的频率分量(在直流至几十千赫兹之间)，当被测量信号比较弱时，为了实现信号的传输尤其是远距离传输，可以采用放大或调制与解调。由于信号传输过程中容易受到工频及其它信号的干扰，若采用放大则在传输过程中必须采用措施抑制干扰信号的影响。而在实际中，往往采用更有效的先调制而后交流放大，将信号从低频区推移到高频区，也可以提高电路的抗干扰能力和信号的信噪比。因此，调制就是使一个信号的某些参数在另一个信号的控制下而发生变化的过程。前一信号称为载波，后一信号(控制信号)称为调制信号。对应于信号的三要素；幅值、频率和相位，得分 评卷人

得分 评卷人

密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。

班级 姓名 学号

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密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。

班级 姓名 学号

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幅值调制工作原理如下：调幅是将一个高频简谐信号（载波信号）与测试信号（调制信号）相乘，使载波信号的幅值随测试信号的变化而变化。假设调制信号为x(t)，其最高频率成分为mf，载波信号为cos20ft，0fmf，则有：x(t)

cos20ft=00221()()2jftjftxtexte，如果x(t) X（f），由傅立叶变换的卷积性质可知：x(t) cos20ft X（f）* 001()()2ffff。所以，调幅使被测信号x(t)的频谱由原点移至载波频率0f处，而幅值降低了一半，但x(t)中所包含的全部信息都完整地保存在调幅波中。载波频率0f称为调幅波的中心频率．0f+mf称为上旁频带，0f—mf称为下旁频带。调幅以后，原信号x(t)中所包含的全部信息均转移到以0f为中心，宽度为2mf的频带范围之内，即将有用信号从低频区推移到高频区。因为信号中不包含直流分量，可以用中心频率为0f，通频带宽是±mf的窄带交流放大器放大，然后再通过解调从放大的调制波中取出有用的信号。所以调幅过程相当于频谱“搬移”过程。

6，测试系统的静态特性包含哪些？简要说明之。

测试系统的静态特性就是在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。下面用定量指标来研究实际测试系统的静态特性。

非线性度是指测试系统的输入、输出关系保持常值线性比例关系的程度。定度曲线与拟合直线的最大偏差B与A的百分比，也即

非线性度=BA100％

灵敏度表征的是测试系统对输入信号变化的一种反应能力。若系统的输入有一个增量x，引起输出产生相应增量y，则定义灵敏度s为

S =yx

分辨力是指测试系统所能检测出来的输入量的最小变化量，通常是以最小单位输出量所对应的输入量来表示。一个测试系统的分辨力越高，表示它所能检测出的输入量的最小变化量值越小。分辨力也称为灵敏阚或灵敏限。

回程误差：由于仪器仪表中磁性材料的磁滞、弹性材料的迟滞现象，以及机械结构中的摩擦和游隙等原因，反映在测试过程中，输入量在递增过程中的定度曲线与输入量在递减过程中的定度曲线往往不重合。对应于同一输入量的两条定度曲线之差的最大maxih与标称的输出范围A之比称为回程误差，即回程误差=maxih/A*100％

漂移是指测试系统在输入不变的条件下，输出随时间而变化的趋势。在规定的条件下，产生漂移的原因有两个方面：一是仪器自身结构参数的变化，另一个是周围环境的变化(如温度、湿度等)对输出的影响。

以上是描述测试系统静态特性的常用指标。在选择或者设计一个测试系统时，要根据被测对象的情况、精度要求、测试环境等因素经济合理地选取各项指标。

三． 综合题，本大题共3小题，共40分。

1、（15分）求双边指数衰减函数的频谱。已知：0t0,ae-0t0,aeatat-)t(x式为：双边指数衰减函数表达

f)j2(a1f)j2(a1f)j2(a-eef)j2(aee-dteedtee-dte)t(x)f(x0ftj2-at-0-ftj2-at0ftj2-at-0ftj2-atftj2-

2、（10分）求正弦函数0()sin()xtxwt的自相关函数。

解：200011()()()sin()sin[()]TTxRxtxtdtxwtwtdtTT

T=2/w。令wt带入上式，则得

222000()sinsin()cos22xxxRwdw

3、（15分）设滤波器的输入电压为Ux，输出电压为Uy，电路结构如下图，试求出该滤波器的传递函数，并分析该滤波器种类是什么？

得分 评卷人

微机原理试卷（Ａ） 第 3 页 共 3 页 解：其微分方程为

yyxduRCuudt

令=RC为时间常数。经拉氏变换得传递函数1H(S)=s+1

这是一个典型的一阶系统。其截止频率为c1f2RC

当f12RC时，其幅频特性A(f)=1，信号不受衰减地通过。

当1f2RC时，A(f)= 12，也即幅值比稳定幅值降了—3dB。RC值决定着上截止频率。改变RC值就可以改变滤波器的截止频率。

当1f2RC时，输出与输入的积分成正比，衰减率为-20dB/10倍频程。

由上分析可知，该滤波器是低通滤波器。