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1、学习中心： 院校学号： 姓名 东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 测试技术基础 试 卷（作业考核 线上2） B 卷（共 6 页） 总分题号一二三四五六七八九十得分一 填空题（每空1分，共计12分）1. 相关系数 是在时域描述两个信号之间相关程度的无量纲的函数。2. 若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x( 0.1 ) t的傅里叶变换是10 X(10f)。3. 用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数应_尽量小_。4. 能用明确的数学关系式或图象表达的信号称为 确定性 信号。5. 采样时为了不产生频谱混叠，采样频率必须大于信号最高频率的 2 倍。6. 当金属板置于变化着的磁
2、场中时，或者在磁场中运动时，在金属板上产生感应电流，这种电流在金属体内是闭合的，所以称为 涡流 。7. 某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为 压电效应 。8. 调幅波可以看作是载波与调制波的_ 乘积 _。9. 若采样频率过低，不满足采样定理,则采样离散信号的频谱会发生_混迭_现象。10. 任何样本的时间平均等于总体平均的随机信号被称为 各态历经 信号。11. 正弦信号的自相关函数保留了信号的 幅值 信息和频率信息，但是失去了相位的信息。12. 附加传感器质量将使被测振动系统的固有频率 降低 。二单项选择题（每题2
3、分，共计24分）1. 压电式加速度计，希望其固有频率（ 3 ）（1）在400Hz左右 （2）在120Hz左右 （3） 尽量高些 （4）尽量低些2. 概率密度函数提供了随机信号（ 4 ）的信息。（1）沿概率轴分布 （2）沿幅值域分布 （3）沿时域分布（4）沿强度分布3 将和两个信号叠加，其合成信号是（ 4 ）。（1）角频率为2的周期信号 （2）角频率为的周期信号（3）准周期信号 （4）随机信号4 二阶系统作测量装置时,为获得较宽的工作频率范围,则系统的阻尼比应( 4 )。（1）愈大愈好 （2）愈小愈好 （3）接近1/2 （4）接近5. 外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或
4、缩短)的变化而发生变化的现象，称为金属的（ 2 ）效应。（1）霍尔 （2）涡流 （3）电阻应变 （4）压电6 正弦信号输入信号的稳态输出是（ 1 ）正弦信号。（1）同频率 （2）高阶频率 （3）低阶频率 （4）不同频率 7 磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（ 2 ）。. （1）变窄，幅值压低 （2）扩展，幅值压低 （3）扩展，幅值增高 （4）变窄，幅值增高8 倒频谱函数自变量可使用的单位是（ 1 ）。（1）毫伏 （2）赫兹 （3）毫秒 （4）毫米/秒9 周期信号频谱特点是（ 3 ）（1） 连续的，随着频率的增大而减小； （2） 离散的，只发生在基频的整数倍；（3） 连续的，只在有限区间
5、有非零值； （4） 离散的，各频率成分的频率比不是有理数。10 （ 1 ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。（1） 硅光电池、霍尔、磁电式 ；（2） 热电偶、电涡流、电阻应变；（3） 热电偶、霍尔、半导体气敏传感器； （4） 压电、霍尔、电感式。11 电信号中最高频率 fc 为50Hz，采样频率 fs至少应为 ( 3 )Hz。 （1）50 （2）100 （3）250 （4）25。12 调幅波（AM）是（ 2 ）。（1） 载波与调制信号（即被测信号）相加；（2） 载波频率随调制信号幅值而变；（3） 载波幅值随调制信号幅值而变；（4） 载波相位随调制信号幅值而变。三 问答题（共计6题，任选4
6、题，每题6分，合计24分）(全做时，按前4题给分；不做可以将题打)1、以单臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？答：将补偿片联接在工作臂的相邻桥臂上，则因温度变化，引起的工作臂与补偿片的阻值相等，因在相邻桥臂上，阻值相减，消除了温度影响。条件；（1）应变片片相同；（2）材料相同；（3）放在相同温度场中；（4）联接在相邻桥臂上 2、实现不失真测试的条件是什么？答：时域上实现不失真条件：y(t)= A0x(t - t0) 其中，A0、t0为常数。即：输入与输出间仅幅值不同和存在时间滞后，则表明系统实现了时域不失真测试。 在频域不失真测试系统应具备两个条件：A(w) = A
7、0 j(w) = -t0w即：幅频特性A(w)在x(t)的频谱范围内为常数；相频特性j(w)与w成线性关系，为一经过原点的直线,斜率为-t023、说明周期信号频谱的特点。，答：无论是用三角函数展开式还是用复指数函数展开式求得，其特点是：1) 周期信号的频谱是离散的，每条谱线表示一个正弦分量的幅值；2) 每条谱线只出现在基频整数倍的频率上；3) 各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比，谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小，因此，在频谱分析中不必取那些次数过高的谐波分量。 4 信号分析中，什么是泄漏？为什么产生泄漏？窗函数为什么能减少泄漏？答：(1)信号的能量在频率轴分布扩展的现象叫泄漏。
8、(2)由于窗函数的频谱是一个无限带宽的函数，即是x(t)是带限信号，在截断后也必然成为无限带宽的信号，所以会产生泄漏现象。(3)尽可能减小旁瓣幅度，使频谱集中于主瓣附近，可以减少泄漏。 5 通常测试系统由哪几部分组成？简要说明各组成部分的主要功能。答：传感器把被测量转换为电量；中间电路对传感器输出的信号进行转换和处理；显示纪录装置对来自中间电路的信号做显示和纪录。 6简述热电偶的测温原理。答：热电偶由两种不同导体组合并将温度转换成热电动势。热电动势由两种不同导体的接触电势和单一导体的温差电势组成。四 计算题（每题10分，共2题，合计20分）1、用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，若要求幅
9、值误差在5%以内，时间常数应取为多少？若用该时间常数在同一系统测试50Hz的正弦信号，幅值误差和相位差各为多少？（系统）解：(s)=0.013=1.3%2、介绍一种测定设备固有频率的原理和方法。（要求说明原理和如何确定固有频率）解答：五、综合应用题（合计20分）（8+12= 20分）1、（8分）一特性常数 A=1MPa/N 的等强度梁，材料的波松比=0.3，弹性模量E=2105MPa，若悬臂端加载P=40N，根据图中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数（），或填写电阻R的标号（注：括号内R在梁下面）。2、（12分）以你专业典型设备的检测或故障诊断为例，请设计一个测量、数据分析、故障诊断
10、系统，要求：1) 说明系统各环节的基本原理；2) 说明系统使用何种传感器和放大器；3) 测量数据做何种分析才可以检测或诊断出设备故障？工程机械一体化检测与故障诊断系统设计此系统集监测、诊断、学习于一体，在默认状态下，系统的缺省工作模式为监测模式。系统工作时，各传感器将采集到的信号转换后送至处理器(Msp430)，处理器通过专家系统调用数据库，进行综合比较判断分析，如果可以确认系统为正常状态，则继续对系统进行检测；反之，若判断异常，则报警并进入诊断模式，如果根据数据库中已有的案例集，可以判断故障原因， 则给出故障原因，并提示维修方法；如果判断不出故障原因，则进入学习模式，记录机械的状态参数，并借
11、助专家的帮助建立新的故障案例，扩展知识库。工程机械一体化监测与故障诊断系统的硬件部分主要由传感器、中央处理器、显示装置、控制装置4大部分组成，实现信号采集、显示管理和时钟计时。它能对通信部分、键盘部分以及参数库的传递进行管理。由于该系统所要测量的参数较多，且类型不同，所以要采用的传感器也就依具体情况来选用，但总体的原则是均采用现代电子式传感器，既可提高测量精度，也有利于对信息的传递与处理。如选用电磁式速度传感器、热电偶温度传感器、半导体压力传感器、涡流流量传感器、热线流量传感器等。系统软件利用中央处理器自身的控制指令，用汇编语言编写，通过编成器进入CPU，机械启动后，该系统自动加电启动，经对各端口及寄存器进行初始化后，开始接收各传感器传来的数据，比规格数据进行处理，经端口检验，将加收到的数据与该端口的测量参数的故障极限数据进行比较，若超出正常数据值，则经声光方式给予报警，若所测数据在正常范围内，则不予报警，并将数据存入RAM，然后将数据送入显示模块进行显示。为有效利用该系统的功能，各测量数据由软件设计自动存入其RAM内，需要时可通过系统的输出接口输入到外部计算机内，在计算机上对数据进行详细分析，以进一步了解其工作状况及故障发生时的情况。8课程名称: 测试技术基础
