机械工程测试技术基础试题A及答案

0 一、填空题 (每空 1 分，共 10 分)

1.信号可分为 两大类。

2. 在平稳随机过程中， 若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统

计特性，则该过程叫。

3. 对于线性系统，若输入为 x(t) ω t，则其稳态输出 y(t)= y e j( t 0 ) ，这个性质称为。

4. 已知滤波器的带宽为 B，它对阶跃响应的建立时间为，则 B 和的关系为。

5. 若测试系统由两个环节并联而成， 且各个环节的传递函数分别为 H1(S)和 H2(S)，则该系统的传递函数为。

6. 若采样频率过低，不满足采样定理，则被采样的离散信号的频谱会发生现象。

7. 频率不同的两个正弦信号，其互相关函数 (τ )。

8. 若信号满足 y(t)(t) 关系，式中 k 为常数，则互相关系数 ρ (τ )。

9. 两个时域函数乘积的傅里叶变换等于这两个函数。

10. 图 1-10 所 示 电 桥 的 输 出 为 。图 1-10

二、单项选择题 (在每小题的四个备选答案中，选出一个正确

答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题 1 分，共 15 分)

1.描述非周期信号的数学工具是 ( )

A. 三角函数 B. 拉氏变换

C.傅氏级数 D. 傅氏变换

2. 时域信号 x(t) 二阶导数的傅里叶变换是 ( )

A. 1 X( f ) B. 1 X (f )

( j2 f ) 2 ( 2 f ) 2

C. (j2 π f)2X(f) D. (2 π f)2X(f)

3. 概率密度函数是在什么域上描述随机信号的分布规律 ( )

A. 时间域 B.频率域 C.幅值域 D. 复数域4.测试装置的传递函数 H(S)的分母与 ( )有关。

A. 输入量 x(t) B.输出量 y(t)

C.输入点的位置

5.无论二阶系统的阻尼比

ξ 如何变化， D.装置的结构

当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时，

该

系统的位移响应与激振力之间的相位差必为 ( )

A. 0 ° B. 90 ° C. 180° D. 不定值

6. 差动式电感传感器和差动式电容传感器具有 ( )的特点。

A. 灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍B.灵敏度和非线性度都降低了

C. 灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干

D. 灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍

7. 欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用 ( )传感器。 0 0 0 A. 压电式 B.磁电式 C. 电阻式 D.热电式8.为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响，应选用 ( )放大器。

A. 电压 B.比例 C. 电荷 D.差动

9. 常用于对调幅波解调的装置是 ( )

A. 乘法器 B.滤波器 C. 鉴频器 D.相敏检波器10.正弦信号 x(t) 0 (ω φ )的自相关函数为 ( )

A. x 2

sin B. 2 0 cos C.

2 2 0 sin D. x 2 cos

2

11. 数字信号的特征是 ( )

A. 时间上连续幅值上离散 B. 时间上离散幅值上连续

C.时间上和幅值上都连续 D. 时间上和幅值上都离散

12. 已知模拟量的最大幅值为± 5V ，现要求转换器的输出最大误差≤ 0.5，应选用下列哪一种转换器 ( )

A. 8 位 B. 10 位 C. 12 位 D. 16 位

13. 恒带宽比滤波器 (信频程滤波器 )的带宽 B 与中心频率 ( )

A. 比值为常数 B.无关 C. 成正比 D.成反比

14. 一选频装置，其幅频特性在 f 1～f 2 区间急剧衰减 (f 2>f 1)，在 0～ f 1 和 f2 ～∞之间近乎平直，这叫 ( )滤波器。

A. 低通 B.高通 C. 带通 D.带阻15.电荷放大器是一个 ( )放大器。

A. 高增益，带电阻反馈的运算 B. 低增益，带电容反馈的运算

C.高增益，带电容反馈的运算 D. 高增益的电桥三、问答题 (每小题 6 分，共 30 分)

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 ?

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。

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。

4. 选用传感器时应考虑到哪些原则 ?

5. 机械量的计算机辅助测试系统有哪几个基本环节组成 ?用框图示意说明。四、计算题 (每小题 15 分，共 30 分)

1. 设有一时间函数 f(t) 及其频谱如图 4-1 所示，现乘以振荡函数 2π f0t (f 0>)。其中，

函数 f(t) 叫做调制信号， 2π f0t 叫做载波，试求调幅信号 f(t)2 π f0 t 的傅里叶变换，

示意画出调幅信号及其频谱。 x x 5 2. 求传递函数为 H(S)= 1 0.01S

出幅值误差和相位误差。五、综合题 (15 分) 的系统对正弦输入 x(t)=10(62.8t) 的稳态响应 y(t), 并求

有一加速度传感器由壳体 1、弹性梁 2、质量块 3 和应变片 4 组成如图 5-1 所示，若

将此传感器输出信号接入电桥电路进行测量。设 R1234

(1)试用电桥示意图说明应变片应如何接在电桥电路中；

(2)若电桥由交流电源供电， (t)=82000 π t，应变片应变 ε (t)100 π t，求电桥输出电压

U0(t)，并绘出 U 0(t) 的频谱 (双边谱 )

一、填空题 (每空 1 分，共 10 分)

1. 确定性信号和非确定性信号 (或随机信号 )

2. 各态历经随机过程 (或遍历随机过程 )

3. 频率保持性

1 4 常数 (或 B∝ ) Te

5(S)1(S) 2(S)

6.频混 (或混叠 )

7.0

8.± 1

9.傅里叶变换的卷积

10.0

二、单项选择题 (每小题 1 分，共 15 分)

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

11 12 13 14 15

三、问答题 (每小题 6 分，共 30 分)

1. 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与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. 测试装置实现不失真测试的条件是A( ω )0 =常数

φ (ω) 0ω

为能满足上述条件，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 =0～0.58ω n。

3. 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) 测量方式及其它

5. 传感器—→抗混叠滤波器—→转换器—→计算机处理器四、计算题 (每小题 15 分，共 30 分)

1 1. 解：设 x1(t)2 π f 0t 则 X 1(f)= j 2

( f f

0 ) ( f f 0 )

令 x(t)(t)x 1(t) 则 X(f)(f)*X 1(f)

即 X(f)(f)* j 1

2

( f f

0 ) ( f f 0 )

= j 1 F( f f )

2 0 1 F(f f )

2 0

2. 解：由频率保持性知

y(t)=10( ω )(62.8 φ (ω ))

且 ｜ H( ω )｜ = S

5 4.23

1 ( ) 2 1 (0.01 62.8) 2

φ(w)( τ ω )1(0.01 × 62.8)32°

∴y(t)=42.3(62.832 ° )

∴幅值误差为 5× 10-42.3=7.7 ，相位误差为 32°

五、综合题 (15 分) 解： (1) 电桥应接成全桥如图示

R

(2)U 0(t)=

R U i ( t) R

ε (t)

R

∴ U0(t)(t) ε (t)

· 82000π t· 100πt

=8［2100 π 1900π t］

∵ f1 1 2 1050 f 2 2

2 950

∴ U0(f)=4 ［ δ(1050)+ δ (1050) ］ +4［δ (950)+ δ (950)］

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 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。

4. 为了 补偿 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相邻 桥臂上。

5. 调幅信号由载波的 幅值 携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率携带信号的信息。

6. 绘制周期信号 x(t) 的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系

数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。

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