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机械工程测试技术课程试题（一）一、 填空（共40分，每题2分）1频谱是 的集合，它完整地揭示了信号的 。2阻尼比为0.707的二阶系统，其固有频率为n。当要求幅值误差小于5%、相位失真也很小时，则被测信号的频率应在 范围内。3由传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度为 。4在选用传感器时应考虑： 、 、 、 、 、 。5滤波器的频率分辨力是 的能力，它与带宽的关系是 。6带通滤波器的上截止频率为fc2，下截止频率为fc1，则其中心频率f0为 。7A/D转换器是将 信号转换成 信号的装置。8已知信号x(t)的自相关函数，则该信号的均方值= ，均方根值= 。9压力变送器是 的压力传感器，常用的压力变送器有 和 。二、判断正误（共20分，每题2分）1凡是频谱离散的信号必然是周期信号。 2测试系统的频率响应特性表示的是在正弦信号的激励下，其输出与输入之间的关系。 3平稳随机过程的平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。4对于一个线性系统，它可能发生的失真有频率失真、幅值失真及相位失真。 5压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，故不能用普通电表测量。 6下截止频率相同时，倍频程滤波器的中心频率是1/3倍频程滤波器中心频率的倍。 7调幅波可以看成是载波与调制信号的迭加。 8两个同频的谐波信号总是相关。 9自相关函数是偶函数，而互相关函数是奇函数。 10函数在原点处的幅值为无穷大，表明冲激能量为无限值。 三、问答题（共16分）1试述霍尔转速传感器的工作原理，并给出霍尔元件输出的脉冲频率与待测转速之间的关系式。（5分）x(t)t-T/2A0 T/22 试叙述频混现象，并说明不产生频率混叠的条件。（5分）3 电阻应变仪在使用中应如何补偿环境温度的影响？（6分）四、计算题（共24分，每题12分）1求周期三角波展开成三角函数形式的付里叶级数，并绘出频谱图。2一测试装置的幅频特性如下图所示；其相频特性为：=125.5 rad/s时相移75；=150.6 rad/s时相移90；626 rad/s时相移180。若用该装置测量以下两个复杂周期信号；。试问：该装置对x1(t)和x2(t)能否实现不失真测量？为什么？ A（）(rad/s) A() )85120机械工程测试技术课程试题（二）一、填空与问答（共20分，每小题2分）1非确定性信号的特征是不能用 来表达，但它可以用 方法来描述。2已知一被处理的信号频率3002500HZ范围内，则采样频率应大于 HZ。3时域非周期信号变为频域信号所用的数学工具是 ；时域周期信号变为频域信号所用的数学工具是 。4已知图1为直流电桥，uo为输入，uy为输出，其平衡条件 。5光纤导光能力取决于 的性质，光纤的机械强度取决于 的机械性能。6随机信号主要用均值、方差、均方值等参数来描述，其中均值反映了信号的 分量、方差反映了信号偏离均值的 分量。7对测试装置的基本要求是 。8测试系统完成的测量主要有静态测量和动态测量，其中动态测量是指 。9系统的灵敏度是指 ，若输入为x，输出为y，输出与输入之间的关系是y=10x2+4 则当x=2 时系统的灵敏度为 。10电容式传感器主要可用于 的测量、 的测量、 的测量和 的测量。二、单项选择题（共10分，每小题2分）1测试系统的第二个环节为信号调理，它的作用是 。非电物理量转换为电量从被测对象中提取被测对象状态和特征的相关信息从电量（电阻、电感、电容等）转换为电量（电压、电流）2关于信息和信号，下面的说法正确的是 。信号是事物运动的状态和方式信号是信息的载体信息描述了事物某物理量的变化过程3下列信号属于时域有限信号的是 ，属于频域有限信号的是 。 正弦信号 函数 4图2所示信号属功率信号的是 。5下列信号属周期信号的有 。 y1=Sin0t+ Sin1t y2=Cont+Sint y1=Sint+Sin2t三、判断正误（共10分，每小题2分）1时域有限信号经傅氏变换后一定为频域无限信号（ ）。2传感器是一种将电信号转换为另一种电信号的装置（ ）。3静态测量仅需要利用系统的静态性能指标，而动态测量只需要利用系统的动态性能指标（ ）。4所谓幅度调制，就是调制波的振幅在载波信号控制下发生变化的过程（ ）。5压电式传感器用电荷放大器时输出电压与电缆长度无关（ ）。四、（10分）证明实现不失真测试的条件是：系统的幅频特性为常数；系统的相频特性为线性。五、（15分）已知某一以常速纪录的时域信号和它相应的频谱如图3所示。根据时间尺度改变特性，画出下列两种情况下的时域和频域特性图：）放信号的速度比纪录时提高一倍；）放信号的速度是纪录时速度的一半。图3六、（15分）图4为利用电容式传感器测量位移的测量电路。若电容c0及输入电压u0为常量，试确定：）电容平行板之间的距离与输出电压之间的关系；）系统的灵敏度及提高灵敏度的途径；）系统能否满足测试系统的基本要求？图4七、（8分）说明霍尔元件的工作原理及其应用。八、（12分）关于模拟滤波器，回答下列两题：1（4分）已知单位阶跃函数分别作用于图5-1所示的模拟滤波器，图中参数满足c1c2c3，图6-2为三个滤波器在单位阶跃作用下的响应，响应时间满足t2t1t3，分别指出每个滤波器所对应的响应（可用连线）。2（8分）已知滤波器如图6所示。问：）图7所示电路是什么滤波器？）图中左边的虚线框为何种滤波器？）图中右边的虚线框为何种滤波器？）有下列四个电子元件：2F, 3F, 12k,15k组成尽可能窄的带通滤波器，确定图7中的具体参数值。图5-2图5-1图6机械工程测试技术课程试题（三）一、填空（每空1分，共30分）1幅值和时间都连续的信号是 信号。2在描述测试系统静态特性的参数中， 反映了系统的滞后现象。3试判别下列信号的类型： 信号 信号 信号 信号4压电式传感器在工作时利用了压电材料的 效应，即 ；霍尔式传感器在工作时利用的是霍尔元件的 效应，即 。5用一量程为0100A的电流表测量50A的电流，电流表的示值为50.5A，则电流测量的绝对误差= 、相对误差= ，该表的精度等级为 级。6工程中的信号分析方法有 法和 法，通过 法可以分析信号的频率特性。7图1为由三个环节串联组成的测试系统，其总的灵敏度为 。 图18在所学过的传感器中，试举出三个非接触式传感器 、 、 。9直流电桥的桥臂中可接入的是 ，交流电桥的桥臂中可接入 。10滤波器的频率分辨力为 的能力，它与 有关，其关系为 。11在调制解调中，已调波是 ，根据调制方法的不同，它可分为 波、 波和 波，而交流电桥的输出是 波。二、选择题（每空1分，共10分）1信息与信号之间的关系是 （ ） 。A信息与信号并列 B信息与信号无关C信息包含信号 D信息在信号之中2描述周期信号的数学工具是（ ）。A相关函数 B傅氏级数 C拉氏变换 D傅氏变换3采样信号的特征是（ ）。A时间上离散，幅值上连续； B时间上和幅值上都离散；C时间上和幅值上都连续； D时间上连续，幅值上离散量化4按敏感元件与被测对象之间的能量关系进行分类，电阻应变片式传感器属能量（ ）型传感器，压电式传感器属能量（ ）型传感器，霍尔式传感器属能量（ ）型传感器。A转换 B控制5频率响应函数H（）和传递函数H（s）分别是在（ ）和（ ）中进行测试装置动态特性的描述。A频域 B时域 C复数域 D幅值域 6如果只想让fc1 fc2范围内的频率信号通过，则应采用（ ）滤波器。A带阻 B带通 C高通 D低通7对于一个线性系统，它可能发生的失真有（ ）。A 频率失真、幅值失真及相位失真 B频率失真和幅值失真C频率失真和相位失真 D幅值失真及相位失真三、判断正误题（对为；错为）（每空1分，共6分）1周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。 （ ）2测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片；测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。 （ ）3周期信号与非周期信号进行频谱分析的数学工具不同，而且它们的频谱也无任何共同之处。 （ ）4测试系统的频率响应特性表示的是在正弦信号的激励下，其输出与输入之间的关系。 （ ）5当下截止频率相同时，倍频程滤波器的中心频率是1/3倍频程滤波器中心频率的倍。 （ ）6调幅波可以看成是载波与调制信号的迭加。 （ ）四、 （6分）电容式传感器在工作中为何常接成差动式？并简要说明差动式电容传感器的工作原理。五、（6分）如图2所示的交流电桥应如何调平衡？为什么？ 图2六、（10分）试举出两种进行电机转速测量的方法，画出原理简图并说明其测量原理。七、（10分）已知某一阶测试系统的频响函数为=（）= - arctg（1）测试系统若想在频域中实现不失真测试，应满足什么条件？（2）试分析当输入信号为x(t)=sint+sin3t时，该系统是否会发生波形失真。八、（10分）已知一RC低通滤波器，。试求（1）该滤波器的频率响应函数；（2）当输入信号时，求滤波器的输出信号。九、（12分）以两个阻值R=120、应变灵敏系数Sg=2的电阻应变片与两个阻值为120的固定电阻组成半桥双臂工作电桥，供桥电压为3V。当工作时发生1000应变时，问（1）电阻应变片的阻值变化R为多少？（2）电桥的输出电压为多少？（3）该电桥如何补偿环境温度的影响？机械工程测试技术课程试题（四）一 、填空（每空1分，共30分）1 描述周期信号的数学工具是（ ）；描述非周期信号的数学工具是（ ）。2 将时域信号时间尺度压缩，则频谱的频带（ ），幅值（ ）。3 任何时间函数与的乘积是一个强度为（ ）的函数。4 设一带通滤波器的下截止频率，上截止频率，则其中心频率为（ ）。5 时不变线性系统对输入导数的响应等于对原输入相应的（ ）。6 截止频率为的高通滤波器和截止频率为的低通滤波器串联，构成的带通滤波器的上截止频率为（ ）、下截止频率为（ ）。7 根据采样定理，采样信号频率与被测信号最高频率之间应满足（ ）关系。8 测试装置的线性度是指（ ）与（ ）之间保持常值比例关系的程度。9 测试系统特性在时域可用（ ）函数来描述，在频域可用（ ）函数来描述，在复数域可用（ ）函数来描述。10 （ ）型传感器是依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号的变换的；（ ）型传感器是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转换的。11 电阻应变式传感器的应用一是直接用来测定结构的（ ），二是将应变片贴于（ ）性元件上，作为测量力、位移等物理参数的传感器。12 按照变换方式的不同，电感式传感器可分为（ ）型和 （ ）型。13 极距变化型与面积变化型电容式传感器相比，（ ）变化型的输出与输入成线性关系，（ ）变化型的灵敏度大。14 通常采用带电容反馈的（ ）放大器作为压电式传感器的前置放大电路。15 交流电桥平衡要求相对两臂阻抗之（ ）的乘积相等，并且它们的（ ）之和也必须相等。16 根据载波受调制的参数的不同，调制可分为调幅、（ ）和（ ）三种。17 滤波器的通频带带宽越宽，响应的建立时间越（ ）；通频带越窄，则分辨力越（ ）。二、判断正误（在正确的后面划号，错误的后面划号。每题2分，共20分）1 所有周期信号的频谱都是离散的，所有非周期信号的频谱都是连续的。（ ）2 周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。（ ）3 当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理结构无关。（ ）4 测试装置的相频特性表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。（ ）5 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个的正弦信号，则必然导致输出波形失真。（ ）6 能量转换型传感器直接消耗被测对象的输入能量，因而必然造成被测对象状态的变化而产生测量误差。（ ）7 压电式加速度传感器特别适合测量动态量。（ ）8 调幅波是载波与调制信号的叠加。（ ）9 如果信号中含有周期成分，当时，其自相关函数呈周期性变化。（ ）10 只要采样频率足够高，在频域中就不会引起泄漏。（ ）三、简答题（共20分）1 说明具有二阶动态特性的测试装置阻尼比大多采用的原因。（4分）2 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?各有何优缺点？（4分）3 列举接触式与非接触式传感器各一个，列出它们的名称、变换原理，并指出用在何处？（6分）4 下图为一个变阻器式传感器接线图，它的输入量是什么？输出量是什么？分析在什么条件下它的输出量与输入量之间有较好的线性关系?（6分） 四、分析计算题（共30分）1 已知RC低通滤波器，确定函数式，及滤波器截止频率。（10分）2 已知低通滤波器的频率响应函数，式中，当输入信号时，求其输出。（10分）3 已知调幅波，试求：（1）所包含的各分量的频率及幅值。（2）绘出调制信号与调幅波的频谱。（10分）机械工程测试技术课程试题（五）一、选择题（每空1分，共12分）1信息与信号之间的关系是 （ ） 。A信息与信号并列 B信息与信号无关C信息包含信号 D信息在信号之中2在描述测试系统静态特性的参数中，（ ）反映了系统的滞后现象。A线性度 B回程误差 C灵敏度3按敏感元件与被测对象之间的能量关系进行分类，压电式传感器属能量（ ）型传感器，电阻应变片式传感器属能量（ ）型传感器，霍尔式传感器属能量（ ）型传感器。A控制 B转换4试判别下列信号的类型： （ ） （ ） （ ） （ ）A准周期信号 B简谐信号 C复杂周期信号 D瞬变非周期信号5对于一个线性系统，它可能发生的失真有（ ）。B 频率失真、幅值失真及相位失真 B频率失真和幅值失真C频率失真和相位失真 D幅值失真及相位失真6直流电桥的桥臂中可接入的是 （ ） ，交流电桥的桥臂中可接入的是（ ）。A电阻 B电容 C电感二、填空（每空1分，共30分）1描述周期信号的数学工具是 ；描述非周期信号的数学工具是 。2采样信号的特征是时间上 ，幅值上 。3频率响应函数H（）是在 域中进行测试装置动态特性的描述；传递函数H（s）是在 域中进行测试装置动态特性的描述。4工程中的信号分析方法有 法和 法，通过 法可以分析信号的频率特性。4 压电式传感器在工作时利用了压电材料的 效应，即 ；霍尔式传感器在工作时利用的是霍尔元件的 效应，即 。6图1为由三个环节串联组成的测试系统，其总的灵敏度为 。 图17用一量程为0100A的电流表测量50A的电流，电流表的示值为50.5A，则电流测量的绝对误差= 、相对误差= ，该表的精度等级为 级。8在所学过的传感器中，试举出三个非接触式传感器 、 、 。9当下截止频率相同时，倍频程滤波器的中心频率是1/3倍频程滤波器中心频率的 倍。10滤波器的频率分辨力为 的能力，它与 有关，其关系为 。11如果只想让fc1 fc2范围内的频率信号通过，则应采用 滤波器。12在调制解调中，已调波是 ，根据调制方法的不同，它可分为 波、 波和 波，而交流电桥的输出是 波。三、判断正误题（对为；错为）（每空1分，共4分）1测量大应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片；测量小应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。 （ ）2周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。 （ ）3测试系统的频率响应特性表示的是在正弦信号的激励下，其稳态输出与输入之间的关系。 （ ）4模拟信号是幅值和时间都连续的信号。 （ ）四、 （6分）可变磁阻式电感传感器在工作中为何常接成差动式？并简要说明其工作原理。五、（10分）试举出两种进行金属加工件计数的方法，并说明其测量原理。六、（6分）试解释如图2所示的交流电桥为何除需调电阻平衡外，还需调电容平衡？ 图2七、（10分）已知一RC低通滤波器，。试求（1）该滤波器的频率响应函数；（2）当输入信号时，求滤波器的输出信号。八、（10分）已知某一阶测试系统的频响函数为=（）= - arctg（1）测试系统若想在频域中实现不失真测试，应满足什么条件？（2）试分析当输入信号为x(t)=sint+sin3t时，该系统是否会发生波形失真。九、（12分）以两个阻值R=120、应变灵敏系数Sg=2的电阻应变片与两个阻值为120的固定电阻组成半桥双臂工作电桥，供桥电压为3V。当工作时发生1000应变时，问（1）电阻应变片的阻值变化R为多少？（2）电桥的输出电压为多少？（3）该电桥如何补偿环境温度的影响？机械工程测试技术课程试题（六）一、填空与问答（共15分，每小题3分）1测试系统主要有三个环节组成，请在图1中填上未标明的环节内容。2测试包括两方面的含义即： 和 。3信号与信息的关系是 是 的载体。4回程误差是测试系统静态特性之一。引起回程误差的原是 、 和 。5时域有限信号经傅氏变换后一定成为频域 信号；频域有限信号经傅氏逆变换后一定成为时域 信号。二、单项选择题（共15分，每小题3分）1关于信息和信号，下面的说法不正确的是 。信息是事物运动的状态和方式信号是信息的载体信息描述了事物某物理量的变化过程2测试系统的第二个环节为信号调理，它的作用 。信号滤波将时域信号转为频域信号从被测对象中提取被测对象状态和特征的相关信息3下列信号属准周期信号的有 。y1=Sint+Sin8t y2=Cos10t+Sin5ty1=Sin0t+ Sin1t4数字信号是指 。独立变量连续取值，函数值（信号）连续独立变量离散取值，函数值（信号）离散独立变量连续取值，函数值（信号）除有限个第一类间断点外都有确定的函数值且连续5测试系统的第一个环节为传感器，它的作用是 。从电量（电阻、电感、电容等）转换为电量（电压、电流）从被测对象中提取被测对象状态和特征的相关信息非电物理量转换为电量三、多项选择题（共15分，每小题3分）1智能传感器的功能主要体现在 。 自动数据处理功能 双向通信功能 自动补偿能力 信息存储和记忆功能2下列信号属确定性信号的是 。函数 非周期信号 瞬变信号 随机信号3关于传递函数，下面说法正确的是 。 传递函数是复变量S的有理分式（一般分子S的指数m分母S的指数n）。传递函数只决定于系统的物理结构及元件参数，与外界输入和初始条件无关。同一个传递函数描述的是具有相同或类似的微分方程系统。4信号处理的目的是 。滤除噪声信号，提高信噪比从信号中提取有用特征信息修正系统的某些误差。5下列信号属于时域无限信号的是 。 正弦信号 函数 余弦函数 Sin c(t)函数（滤波函数）四、（16分）已知电阻应变式传感器，其电阻变化率和应变之间的关系如下式：，请回答下列问题：）金属电阻应变片测量应变的工作原理；）半导体应变片测量应变的工作原理；）金属电阻应变片测量应变的灵敏度；）半导体应变片测量应变的灵敏度。五、（14分）证明实现不失真测试的条件是：系统的幅频特性为常数；系统的相频特性为线性。六、（15分）图2为利用电容式传感器测量位移的测量电路。若电容C0及输入电压U0为常量，试确定：）电容平行板之间的距离与输出电压之间的关系；）系统的灵敏度及提高灵敏度的途径；）系统能否满足测试系统的基本要求。图 2七、（10分）说明霍尔元件的工作原理及其应用。机械工程测试技术课程试题（七）一、填空（每空1分，共25分）1在测试装置的静态特性参数中， 反映了装置的滞后特性。2一个阻尼比为0.707的二阶系统，固有频率为n，当要求幅值误差小于5%、相位失真也很小时，则被测信号的频率应在 n 的范围内。3影响压电式加速度计动态特性的参数是 和 。4电阻应变式传感器通常以 为测量电路。5为消除级间耦合影响，带通滤波器的高、低通两级之间常利用 进行隔离，因此实际的带通滤波器通常是有源滤波器。7随机变量x和y之间的相关程度通常用 来表示，其取值为 。8按敏感元件与被测对象之间的能量关系进行分类，压电式传感器为能量 型传感器，电容式传感器为能量 型传感器， 磁电式传感器为能量 型传感器。9 根据载波受控制的参数的不同，调制可分为 、 和 。10在测量工作中，如果压电式传感器后接电荷放大器，则多个压电晶片应 联。 11若采样频率过低，不能满足采样定理的要求，则采样信号的频谱将发生变化，高、低频成分发生混淆，这种现象称为 。12现用一块准确度等级为0.5级、量程为0300V的电压表测量电压，测量的示值误差= 、引用误差= 。13对于倍频程带通滤波器，下截止频率为fc1，上截止频率为fc2，中心频率为f0，则fc2= fc1，f0= fc1。14现欲对某一信号进行数据采集，该信号频谱中的最高频率为1KHz。那么，根据采样定理的要求，完成一次数据采集所需要的时间不能大于 s。15已知各态历经随机信号x(t)的自相关函数，则该信号的均方值= ，有效值= ，平均功率= 。二、选择题（每空1分，共10分） 1描述周期信号和非周期信号的数学工具分别是（ ）和（ ）。a)相关函数； b)拉普拉斯变换； c)傅里叶级数； d)傅里叶变换2对于一个线性系统，它可能发生的失真有（ ）。a)频率失真、幅值失真及相位失真； b) 幅值失真及相位失真；c)频率失真和相位失真； d) 频率失真和幅值失真3不能用确定的数学关系式表达的信号是（ ）信号。a) 随机； b)准周期； c)非周期； d)瞬态4在测试系统中，与被测对象直接相连并将被测量转换成可用输出的为（ ）环节，能将电阻、电容、电感等参量的变化转换为电压或电流的为（ ）环节，能获得被测信号的频率组成的为（ ）环节。a)信号分析处理； b)显示记录； c)传感器； d)信号调理5现欲测量电机转速，可选用（ ）传感器；欲测量钢包重量，可选用（ ）传感器。 a) 半导体应变式； b) 霍尔式； c)差动变压器式； d) 压电式 6相关函数在（ ）上进行随机信号的描述。a) 频域； b)幅值域； c)时域； d)复数域三、判断题（正确的在括号内画，错误的画）（每小题1分，共10分）1连续信号不但在时间上连续，而且在幅值上也连续。（ ）2凡是频谱离散的信号必然是周期信号。（ ）3磁电式及压电式传感器特别适合测量动态量。（ ）4各态历经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。（ ）5只要采样频率足够高，信号经截断后就不会产生能量泄漏。（ ）6周期信号的幅值、相位、频率信息均可通过互相关分析来获得。（ ） 7测试系统的频率响应函数描述的是在正弦信号的激励下，其输出信号与输入信号之间的关系。（ ）8平衡电桥和不平衡电桥的电桥平衡调整次数不同，不平衡电桥需调两次平衡，而平衡电桥只需调一次平衡。（ ）9量化是一个近似的过程，其误差与A/D转换器的位数有关。（ ） 10幅值调制装置实质上是一个乘法器，而电桥在本质上也是一个乘法器，因此交流电桥的输出为调幅波。（ ）四、（7分）图2为沉筒式液位计，它利用沉筒浮力的变化确定液位变化，（1）该液位计使用的是什么传感器？（2）该液位计的变换原理是什么？图2五、（10分）图3为利用乘法器组成的调幅解调系统的方框图。设载波信号为，（1）简要回答调幅及如图所示解调方法的原理；（2）绘制相关环节输出信号、的频谱图。xm(t)x(t)乘法器放大器乘法器低通滤波器y(t)图3图4为调制信号的时域波形及频谱图。x(t)f FT 图4六、（8分）某变极距式电容传感器的圆形极板半径，工作初始极板间距，极板间介质为空气。问：（1）当传感器的极板间距变化时，传感器的电容量变化为多少？（2）如果测量电路的灵敏度，记录仪的灵敏度为，当极板间距变化时，记录仪的指示变化为多少？（注：真空介电常数）七、（10分）如图5所示的一阶低通滤波器，。试求：（1）该滤波器的上截止频率；（2）确定传递函数，频率响应函数，幅频特性，相频特性；（3）当输入信号时，求滤波器的输出信号。图5八、（10分）一测试装置的幅频特性如图6所示，其相频特性为：=125.5 rad/s时相移75；=150.6 rad/s时相移90；626 rad/s时相移180。若用该装置测量以下两个信号x1(t)=A1sin125.5t + A2sin150.6t及x2(t)=A3sin626t + A4sin700t；试问：该装置对x1(t)和x2(t)能否实现不失真测量？请用实现测试不失真条件进行分析。A（）(rad/s)85120图6F九、（10分）现欲利用应变式传感器测量悬臂梁所受力F。以两个标称阻值为R=120、灵敏度为Sg=2的电阻应变片与两个阻值为120的固定电阻组成半桥双臂工作电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大。在测量中应变片的应变为1000，问：（1）电阻应变片的阻值变化R为多少？（2）电桥的输出电压为多少？（3）该电桥如何补偿环境温度的影响？（4）请在图7中示意应如何在悬臂梁上粘贴这两个应变片，并对组桥情况作简要说明。（注：微应变，）图7机械工程测试技术课程试题（八）一、 填空（每空1分，共30分）1连续信号的幅值可以是连续的，也可以是离散的，如独立变量和幅值均取连续值的信号称为（ ）信号；若离散信号的幅值也是离散的，则称为（ ）信号。2. 一个能量信号的平均功率为（ ）， 一个功率信号的能量为（ ）。3. 当信号时间尺度扩展时，信号的频谱宽度（ ），幅值（ ）。4对于时不变线性测试系统，若输入为某一频率的简谐信号，则系统的稳态输出必是同频率的简谐信号，该性质称为系统的（ ）特性。5两个传递函数各为和的测试环节串联后得到的系统传递函数为（ ）。6若要求测试装置的输出波形不失真，则其幅频特性应为（ ），相频特性与之间成（ ）关系。7金属丝电阻应变片利用导体（ ）引起电阻的变化工作；半导体应变片利用半导体（ ）的变化引起电阻的变化工作。8与极距变化型相比， 面积变化型电容式传感器的优点是输出与输入成（ ）关系，但灵敏度（ ），适于较大位移测量。9压电式传感器一般用（ ）放大器作为前置放大器。10按照电桥输出方式，电桥分为（ ）桥式电路和（ ）桥式电路。11滤波器的带宽表示着它的频率分辨力，通带越窄则分辨力越（ ），响应时间越（ ）。12设一带通滤波器的下截止频率，上截止频率，则其中心频率为（ ）。13根据采样定理，采样信号频率与被测信号最高频率之间应满足（ ）关系。14将一截止频率为的高通滤波器和一截止频率为的低通滤波器串联，构成的带通滤波器的上截止频率为（ ）、下截止频率为（ ）。15测试系统动态特性在时域可用（ ）函数来描述，在频域可用（ ）函数来描述，在复数域可用（ ）函数来描述。16根据载波受调制的参数的不同，调制可分为调幅、（ ）和 （ ）三种。17电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为（ ）或（ ）输出的一种测量电路。二、判断正误（答对一题得2分，答错一题得 -1分，不答得0分，共20分）1 凡频谱是离散的信号必然是周期信号。 （ ）2 按信号的性质进行分类，瞬变信号属于确定性信号。 （ ）3信号的时域描述和频域描述包含同样的信息量，两种描述方法能相互转换。 （ ）4当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关。 （ ）5调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ）6信号一经截断后，将具有频率无限延伸的频谱。（ ）7一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个的正弦信号，则必然导致输出波形失真。 （ ）8测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。 （ ）9能量转换型传感器直接消耗被测对象的输入能量，因而必然造成被测对象状态的变化而产生测量误差。 （ ）10压电式加速度传感器特别适合测量动态量。 （ ）三、简答题（每题5分，共20分）1列举两种物性型传感器，并指出它们的变换原理，用在何处？2画出图3-2所示的被截断余弦函数的频谱。图3-23给定载波和调制信号频谱(图3-3)，用信号频域图形说明调幅和同步解调的过程。图3-34图3-4为一电容电桥，两相邻桥臂为纯电阻，另外相邻两臂为电容。请推导出该电桥达到平衡的条件。图3-4四、计算题（每题10分，共30分）1用一个时间常数为的一阶装置去测量周期分别为、的正弦信号，问幅值误差将是多少？（10分）2已知RC高通滤波器，（1）确定函数式，及滤波器截止频率。（2）当输入信号时，求输出信号（10分）图4-23已知调幅波，试求：（1）所包含的各分量的频率及幅值。（2）绘出调制信号与调幅波的频谱。（10分）机械工程测试技术课程试题（九）一、选择题（每空1分，共10分）1在描述测试系统静态特性的参数中，（ ）反映了系统的滞后现象。a)线性度； b)回程误差； c)灵敏度2按敏感元件与被测对象之间的能量关系进行分类，压电式传感器属能量（ ）型传感器，电阻应变片式传感器属能量（ ）型传感器，电感式传感器属能量（ ）型传感器。a)控制； b)转换3对于1/3倍频程带通滤波器，下截止频率为fc1，上截止频率为fc2，中心频率为f0，则fc2= （ ）fc1，f0= （ ）fc1。a)； b) ； c)； d)4直流电桥的桥臂中可接入的是 （ ），交流电桥的桥臂中可接入的是（ ）。a)电阻； b)电容； c)电感5在测试领域中，常用的调制方法为（ ）；交流电桥的输出是（ ）波。a)调频； b)调相； c)调幅二、填空（每空1分，共25分）1信息和信号的关系是： 是 的载体， 蕴含于 之中。2描述周期信号和非周期信号的数学工具分别是 及 ，它们的频谱的相同之处在于 性。3采样信号的特征是时间上 ，幅值上 。4相关函数在 域上进行随机信号的描述。5工程中的信号分析方法有 法和 法，通过 法可以分析信号的频率特性。6压电式传感器在工作时利用了压电材料的 效应；半导体应变片在工作时利用了半导材料的 效应；霍尔传感器在工作时利用的是霍尔元件的 效应。7图1为由三个环节串联组成的测试系统，其总的灵敏度为 。 8用一量程为0100A的电流表测量50A的电流，电流表的示值为50.5A，则电流测量的绝对误差= 、相对误= ，该表的准确度等级为 级。9在测试系统中，与被测对象直接相连的是 环节；测试系统的信号调理环节主要包括 、 和 等。10现欲对某一信号进行数据采集，该信号频谱中的最高频率为1KHz。那么，根据采样定理的要求，完成一次数据采集所需要的时间不能大于 s。三、判断正误题（对为；错为）（每小题1分，共9分）1测量大应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片；测量小应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。（ ） 2周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。（ ） 3测试系统的频率响应特性表示的是在正弦信号的激励下，其输出与输入之间的关系。（ ） 4连续信号是指时间和幅值都连续的信号。 （ ） 5为消除级间耦合的影响，带通滤波器通常用运算放大器进行隔离，因此实际的带通滤波器通常是有源的。（ ）6对于物理结构不同的两个系统来说，其传递函数有可能相同。（ ）7直流电桥是否平衡与供桥电源电压有很大关系。（ ）8周期信号的幅值、相位、频率信息均可通过自相关分析来获得。（ ）9各态历经随机过程的平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。（ ）四、 （8分）可变磁阻式自感传感器在工作中为何常接成差动式？并简要说明差动式自感传感器的工作原理。五、（10分）试举出两种进行电机转速测量的方法，说明其测量原理并列出被测转速的表达式。六、（10分）已知某一阶测试系统的频响函数为=（）= - arctg（1）测试系统若想在频域中实现不失真测试，应满足什么条件？（2）试分析当输入信号为x(t)=sint+sin3t时，该系统是否会发生波形失真。七、（10分）已知一滤波器的传递函数为。（1）确定各函数式，；（2）当输入信号时，求滤波器的输出信号。八、（8分）在使用灵敏度为80nC/Mpa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将它与增益为5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔式记录仪上。（1）求该压力测试系统的灵敏度。（2）当记录仪的输出变化为30mm时，求压力的变化。九、（10分）以两个阻值R=120、应变灵敏系数Sg=2的电阻应变片与两个阻值为120的固定电阻组成半桥双臂工作电桥，供桥电压为3V。当工作时发生1000应变时，问（1）电阻应变片的阻值变化R为多少？（2）电桥的输出电压为多少？（3）该电桥如何补偿环境温度的影响？机械工程测试技术课程试题（十）一、填空与问答（共20分，每小题2分）1非确定性信号的特征是不能用 来表达，但它可以用 方法来描述。2已知一被处理的信号频率300250