机械工程测试技术基础(1)
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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)。
机械工程测试技术试卷及答案Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-《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()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(第三版)课后答案全集机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集第一章测试与测量基础知识1. 概述机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分。
它涉及到测量、测试和控制等方面的知识,为机械设计和制造提供了重要的支撑。
本章将介绍测试与测量的基础知识,为后续章节的学习打下基础。
2. 测试与测量的概念测试是指根据一定的方法和程序对被测对象进行实验或观察,并获取数据以评价其性能、特性或状态的过程。
测量是指采用设备、仪器或传感器等工具对被测对象进行定量或定性分析的过程。
3. 测试与测量的分类测试与测量可按照被测量的对象、被测量的量理性质、测试方法等进行分类。
按照被测量的对象可分为机械测试、电气测试、化学测试等。
按照被测量的量理性质可分为温度、压力、力量、速度等。
按照测试方法可分为直接测量和间接测量等。
4. 测量数据的误差与精度在测量过程中,会存在着各种误差,如系统误差、随机误差和人为误差等。
误差的存在会影响到测量结果的准确性和可靠性。
精度是指测量结果与被测量真实值之间的接近程度,可以通过误差精度限制来描述。
5. 测量数据的处理在实际测试过程中,我们往往需要对测量数据进行处理和分析。
常用的方法包括平均值、标准差、方差、相关系数等。
这些方法可以帮助我们更好地理解和利用测量数据。
第二章机械测试技术基础知识1. 概述机械测试技术是机械工程中的一个重要分支,它主要涉及到各种机械性能的测试和测量。
本章将介绍机械测试技术的基础知识,包括机械测试的目的、方法和步骤等。
2. 机械测试的目的机械测试主要是为了评价机械产品的性能和质量,以指导机械设计和制造的改进。
通过对机械产品进行测试,可以了解其强度、刚度、疲劳寿命、噪声等性能指标,为产品的改进提供依据。
3. 机械测试的方法机械测试的方法包括静态测试和动态测试两种。
静态测试是指在静止状态下对机械产品进行测试,如材料的拉伸试验、硬度测试等。
动态测试是指在运动状态下对机械产品进行测试,如振动测试、冲击试验等。
x x x一、填空题机械工程测试技术基础试卷一1、周期信号的频谱是离散的,而非周期信号的频谱是 的。
2、均方值Ψ 2表示的是信号的强度,它与均值μ 、方差σ 2的关系是 。
3、测试信号调理电路主要有 、、。
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 (τ) 。
(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?。
一、 填空(20分,每空1分)1.測試技術是測量和實驗技術の統稱。
工程測量可分為 靜態測量 和 動態測量 。
2.測量結果與 被測真值 之差稱為 測量誤差 。
3.將電橋接成差動方式習以提高 靈敏度 ,改善非線性,進行 溫度 補償。
4.為了 補償 溫度變化給應變測量帶來の誤差,工作應變片與溫度補償應變片應接在 相鄰 橋臂上。
5.調幅信號由載波の 幅值 攜帶信號の信息,而調頻信號則由載波の 頻率 攜帶信號の信息。
6.繪制周期信號()x t の單邊頻譜圖,依據の數學表達式是 傅氏三角級數中の各項系數 ,而雙邊頻譜圖の依據數學表達式是 傅氏複指數級數中の各項系數 。
7.信號の有效值又稱為 ,有效值の平方稱為 ,它描述測試信號の強度(信號の平均功率)。
8.確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類,前者頻譜特點是 ,後者頻譜特點是 。
9.為了求取測試裝置本身の動態特性,常用の實驗方法是 和 。
10.連續信號()x t 與0()t t δ-進行卷積其結果是:0()()x t t t δ*-= 。
其幾何意義是 。
二、 選擇題(20分,每題2分)1.直流電橋同一橋臂增加應變片數時,電橋靈敏度將(C)。
A .增大 B .減少 C.不變 D.變化不定 2.調制可以看成是調制信號與載波信號(A)。
A 相乘 B .相加 C .相減 D.相除 3.描述周期信號の數學工具是(D)。
A .相關函數B .拉氏變換C .傅氏變換 D.傅氏級數 4.下列函數表達式中,(B)是周期信號。
A .5cos100()0tt x t t π⎧≥⎪=⎨⎪<⎩当当B .()20cos20()atx t et t π-=-∞<<+∞C .()5sin 2010cos10()x t t tt ππ=+-∞<<+∞5.時域信號の時間尺度壓縮時,則其頻帶の變化為(B)。
A .頻帶變窄、幅值增高 B .頻帶變寬、幅值壓低 C .頻帶變窄、幅值壓低 D .頻帶變寬、幅值增高 6.非線性度是表示定度曲線(A)の程度。
一、 信号及其描述1、周期信号频谱的特点:①离散性——周期信号的频谱是离散的;②谐波性——每条谱线只出现在基波频率的整数倍上,基波频率是诸分量频率的公约数;③收敛性——谐波分量的幅值按各自不同的规律收敛。
2、傅里叶变换的性质:奇偶虚实性、对称性、线性叠加性、时间尺度改变特性、时移和频移特性、卷积特性、积分和微分特性。
3、非周期信号频谱的特点:①非周期信号可分解成许多不同频率的正弦、余弦分量之和,包含了从零到无穷大的所有频率分量;②非周期信号的频谱是连续的;③非周期信号的频谱由频谱密度函数来描述,表示单位频宽上的幅值和相位;④非周期信号频域描述的数学基础是傅里叶变换。
二、测试装置的基本特性1、测量装置的静态特性是在静态测量情况下描述实际测量装置与理想时不变线性系统的接近程度。
线性度——测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系的偏离程度。
灵敏度——单位输入变化所引起的输出变化。
回程误差——描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性,在整个测量范围内,最大的差值称为回程误差。
分辨力——能引起输出量发生变化的最小输入量。
零点漂移——测量装置的输出零点偏离原始零点的距离,它是可以随时间缓慢变化的量。
灵敏度漂移——由于材料性质的变化所引起的输入与输出关系的变化。
2、传递函数的特点:①()s H 与输入()t x 及系统的初始状态无关,它只表达系统的传输特性;②()s H 是对物理系统的微分描述,只反映系统传输特性而不拘泥于系统的物理结构;③对于实际的物理系统,输入()t x 和输出()t y 都具备各自的量纲;④()s H 中的分母取决于系统的结构。
3、一阶测试系统和二阶测试系统主要涉及哪些动态特性参数,动态特性参数的取值对系统性能有何影响?一般采用怎样的取值原则? 答:测试系统的动态性能指标:一阶系统的参数是时间常数τ;二阶系统的参数是固有频率n ω和阻尼比ξ。
对系统的影响:一阶系统的时间常数τ值越小,系统的工作频率范围越大,响应速度越快。
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 为独立变量;而信号的频域描述,以 频率 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 瞬变周期 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、 均方值 、 方差 。
6、 对信号的双边谱而言,实频谱(幅频谱)总是 关于Y 轴 (偶) 对称,虚频谱(相频谱)总是 关于原点(奇) 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。
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的。
2、均方值Ψx 2表示的是信号的强度,它与均值μx、方差σx2的关系是。
3、测试信号调理电路主要有、、。
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 (τ) 。
(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?。
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。