机械工程测试技术基础第五章习题 及答案

第1章习题及解答

测试系统的组成

静态测试与动态测试

第2&6章习题及解答

周期信号的频谱特点及分析方法

典型非周期信号的频谱：指数信号，矩形窗信号，单位冲击信号，单位冲击序列，直流信号，噪声信号

为什么要进行信号采样？信号采样应遵从什么原理？什么叫采样误差？如何消除或减小采样误差？

为什么要进行信号截断？信号截断的原理是什么？什么叫信号能量泄露？如何克服截断误差？

试述单边指数衰减信号和闸门信号的工程应用，它们的频谱特点？

1.判断正误

(1) 凡频谱是离散的信号必然是周期信号。( × )准周期信号

(2) 任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。( × )

(3) 周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。( × )

(4) 周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。( √ )

(5) 非周期变化的信号就是随机信号。( × )准周期信号

(6) 非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。( × )

(7) 信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。( × )

(8) 各态历经随机过程是平稳随机过程。( √ )

(9) 平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。( √ )

(10) 非周期信号的频谱都是连续的。( × ) 准周期信号 (11) 单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√ ）

(12) 直流信号的频谱是冲击谱（√ ）

2.选择正确答案填空

(1) 描述周期信号的数学工具是(B )。

A.相关函数 B. 傅里叶级数 C. 拉普拉斯变换 D. 傅里叶变换

(2) 描述非周期信号的数学工具是( C )。

A.三角函数 B. 拉普拉斯变换 C. 傅里叶变换 D. 傅里叶级数

(3) 将时域信号进行时移，则频域信号将会( D )

机械工程测试技术基础习题解答

教材： 机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社， 2006年 9月第 3版第二次印刷。 绪论

0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答：教材 P4~5， 二、法定计量单位 。

0-2 如何保证量值的准确和一致？ 解答：(参考教材 P4~6， 二、法定计量单位 ~五、量值的传递和计量器具检定 )

1、对计量单位做出严格的定义；

2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备；

3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。

3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标 准传递到工作计量器具。

0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？

解答：(教材P8~10,八、测量误差)

0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。

① 1.0182544V ±8 N

② (25.04894 0.00003)g

③ (5.482 0±.026)g/cm2

解答：

7.8 10-6/1.0182544 7.6601682/10 6

0.00003/25.04894 1.197655/106

③

0-5

INC-1(1980) 》的要点是什么？

解答：

(1) 测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计， 测量值不能肯定的程度。

(2) 要点：见教材 P11。

0-6 为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能

地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为 150V的0.5级电压表和量程为 30V的1.5级电压表分

别测量 25V 电压，请问哪一个测量准确度高？

解答：

(1) 因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如，精度等级为

0.2 级的电表，其引用误差为 0.2%)，而

引用误差 =绝对误差 /引用值

习题一

题型：选择题

题目：关于系统稳定的说法错误的是【 】

A．线性系统稳定性与输入无关

B．线性系统稳定性与系统初始状态无关

C．非线性系统稳定性与系统初始状态无关

D．非线性系统稳定性与系统初始状态有关

分析与提示：线性系统稳定性与输入无关；非线性系统稳定性与系统初始状态有关。

答案：C

习题二

题型：填空题

题目：判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 或为具有负实部的复数，即系统的特征根必须全部在 是系统稳定的充要条件。

分析与提示：判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实数或为具有负实部的复数，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。

答案：负实数、复平面的左半平面

习题三

题型：选择题

题目：一个线性系统稳定与否取决于【 】

A．系统的结构和参数

B．系统的输入

C．系统的干扰

D．系统的初始状态

分析与提示：线性系统稳定与否取决于系统本身的结构和参数。

答案：A

习题四

题型：填空题

题目：若系统在 的影响下，响应随着时间的推移，逐渐衰减并回到平衡位置，则称该系统是稳定的

分析与提示：若系统在初始状态的影响下（零输入），响应随着时间的推移，逐渐衰减并趋向于零(回到平衡位置)，则称该系统是稳定的；反之，若系统的零输入响应发散，则系统是不稳定的。

答案：初始状态

习题五

题型：填空题

题目：系统的稳定决定于 的解。

分析与提示：系统的稳定决定于特征方程的解。

答案：特征方程

习题一

题型：填空题

题目：胡尔维兹（Hurwitz）判据、劳斯（Routh）判据又称为 判据。

分析与提示：胡尔维兹（Hurwitz）判据、劳斯（Routh）判据，又称为代数稳定性判据。

答案：代数稳定性

习题二

题型：填空题

题目：利用胡尔维兹判据，则系统稳定的充要条件为：特征方程的各项系数均为 ；各阶子行列式都 。

机械工程测试技术基础习题解答

教材：机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社， 2006 年 9 月第 3 版第二次印刷。

绪 论

0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。

解答：教材 P4~5，二、法定计量单位 。

0-2 如何保证量值的准确和一致？

解答：（参考教材 P4~6，二、法定计量单位 ~五、量值的传递和计量器具检定 ）

1、对计量单位做出严格的定义；

2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备；

3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。

3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。

0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？

解答：（教材 P8~10，八、测量误差 ）

0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。

① 1.0182544V ±7.8μV

② (25.04894 0±.00003)g

③ (5.482 0±.026)g/cm 2 解答：

① 7.8 10-6 /1.0182544 7.6601682/10 6

② 0.00003/25.04894 1.197655/10 6

③ 0.026/5.482 4.743‰

0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于 1980 年提出的建议《实验不确定度的规定建议书

INC-1(1980) 》的要点是什么？

解答：

(1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计， 亦即由于测量误差的存在而对被 测量值不能肯定的程度。

(2)要点：见教材 P11。

0-6 为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能

地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为 150V 的 0.5 级电压表和量程为 30V 的 1.5 级电压表分