《机械工程测试技术基础试题及答案三》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程测试技术基础试题及答案三（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、（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。 （ ）（二）1、；2、；3、；4、；5、；1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个 1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。 （ ）2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。 （ ）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)(t
2、x)(ty)(sH与该系统的物理模型无关。 （ ）4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。 （ ）5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。 （ ）6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。 （ ）（三） （三）判断对错题（用或表示）1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。 （ ）2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ）3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。 （ ）4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。 （ ）（三） （二）选择题1、 不属于测试系统的静特性。（1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数2、 从时域上看，
3、系统的输出是输入与该系统 3 响应的卷积。（1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡3、 两环节的相频特性各为 和 ，则两环节串联组成的测试系统，)(1Q)(2其相频特性为 。（1） （2） （3） （4）)(21Q21)()(21Q)(4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。（1）存在，但0时，调幅波 xm (t)与载波 y(t)同频同相，其幅值的大小与 x(t)的大小有关；x(t) y(t)（2） 当 x(t)0时，x m (t)与载波 y(t) 同频反相，其幅值大小仍与 x(t)的大小有关；（3） 调幅波是一高频，但其包洛线和调制信号 x(t)相似，其副值受 x(t)变化的影响，y
4、(t)的频率越高，即波形越宽，相似程度越好。3、交流电桥达到平衡时必须满足的条件是什么？如何来实现交流电桥的平衡？4、简要说明如何求解测试装置动态特性的数学描述的 3个函数，它们之间有何内在关系？5、以二阶系统为例，简述求解具体系统频谱特性的一般步骤，并简要说出二阶系统的特性。3、答：两个条件：相对两臂阻抗之模的乘机应相等，并且它们的阻抗角之和也必须相等。实现：电阻平衡，电容平衡。4、答：对系统的微分方程做拉氏变换，传递函数为输出和输入的拉氏变换之商，另拉氏变换中的 a=0即可求得频率响应函数，对传递函数进行拉氏反变换就可求得脉冲响应函数。它们之间的关系分别是拉氏变换对和傅立叶变换对关系。5、
5、答：一般步骤：1）对系统建模，2）求拉氏变换 3）求传递函数 4）求频率响应函数、幅频特性和相频特性；6）画相应的图形并分析改进之。二阶系统图形有几个关键点，对它进行讨论，并考虑最左最右的趋势。3、简述信号不失真条件。4、测试装置 2 个环节的串联后的频率响应函数与它的 2 个组成之间的关系是什 么？为什么所有的系统都可以由一阶和二阶系统来组成？5、按一阶系统为例，简述求解具体系统频谱特性的一般步骤，并简要说出一阶系统的特性。3答：对一个测试装置，其输出 y(t)和输入 x(t)满足 y(t)=A0x(t- 0)。式中A0、 0 均为常量。则 wjeAjH0)(，即实现不失真测量的基本条件为
6、A()= A0 =常数，()=- 04、测试装置 2 个环节的串联后的频率响应函数是它的 2 个组成频率响应函数之积。根据数学知识可知，任何多项式相除都可以化简为一次式和二次式组合而组成。故所有的系统都可以由一阶和二阶系统来组成。5、答：一般步骤：1）对系统建模，2）求拉氏变换 3）求传递函数 4）求频率响应函数、幅频特性和相频特性；6）画相应的图形并分析改进之。一阶系统图形有几个关键点，对它进行讨论，并分析最左最右的趋势。2、周期信号的频谱具有哪三个特点,并简要加以说明。3、理想的不失真测试系统的要求是什么？请简要说明。4、直流电桥的和差特性是什么，请简要加以说明。2、答：1) 离散性。周期
7、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倍数上, 基波频率是诸分量频率的公约数;3)收敛性。工程中常见的周期信号,其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。3、答：理想的不失真测试系统的要求: 。记不失真02,ftfconstfA测试系统的输入为 x(t),输出为 y(t)不失真, 即输出 只可放大 S倍和延时)(y时刻, 即应对 该式左、右分别作傅氏变换，0t )()0tSxty有: 即: 20)()(jfteXfY20)(jftSefXYfH4、答：相邻相同，相对相反。输出电压最大。4、测量装置的动态特性的数学描述有哪三种，请简要说明它们怎样计算、各自优点及之间的关
8、系。4、答：传递函数由常微分方程的拉氏变换得到、频率响应函数由其傅立叶变换得到、脉冲响应函数由单位脉冲的拉氏变化得到。传递函数与脉冲响应函数是一对拉氏变化对，频率响应函数与脉冲响应函数是一对傅立叶变化对。各有优点。四、计算题（共 40 分）1、试计算一阶低通 RC 滤波器的频率特性函数，并推导出滤波器的截止频率。（10 分）2、已知信号 x(t)=e-t (t0)，(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 Rx () 。 （12 分）3、一电容传感器，其圆形极板 r = 4mm，工作初始间隙 0 =0.3mm，（1）工作时如果传感器的工作
9、间隙变化 =2m，求电容的变化量。（2）如果测量电路灵敏度 S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度 S2=5 格/mv，在=2m 时，读数仪表的指示值变化多少格？（ 0 = 8.8510-12 F/m） （ 12 分）四计算题（40） 1.一阶系统微分方程为 )(txydt， 两边拉氏变换得 )()(sZYs， )()1(sZY， sZYH1)(, jjH1,2)(A )()(1tg2. x(f)= x(t)e-j2 ftdt=- e(-j2 f-1) =fj10fj2则 x(f)= (f)=-arctg(2 f)241f频谱图如上： (2) Rx( )= x(t)x(t+ )dt= =e =
10、 e-dtet)(0dt0213.解：（1）S= =-c20A=-4.9410-9F/m当 = 2Hm 时，=S =-4.9410-9F/m（ 210-6m）c=-+9.8810-15F（2）读取仪表的变化格数为：9.88*2*10-151012S1S2=9.8810-31005*2=10（格）1、试证明一阶线性测量系统的频率响应函数为 并推倒出它的幅1()Hjjt频特性和相频特性的表达式。 （10 分）2、已知信号 x(t)= (t0)，ate(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 Rx () 。 （12 分）3、二阶系统的阻尼比 =
11、0.2，求 = n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？。 （12 分）1.一阶系统微分方程为 )(txydt， 两边拉氏变换得 )()(sZYs， )()1(sZY， sZYH1)(, jjH1,2)(A )()(1tg2. 02)(00 1)()( ajjejadtedtetx tjajatj )()(1)() 12122 tgatgaa )X3.解：对于二阶系统：当 w=wn时，A(w) =1/2， =-90。 ， 幅值误差)(1w= A(w)-1100%=150%A m， 相位误差=(w)= -90。 ， 如使幅值误差不大于 10%，则 A(w)-10.1
12、， 即 0.9A(w)1/20.1， 1/2.21/1.8, 阻尼比应在 0.460.55 之间选取。、 已知 RC 低通滤波器的 R=1K，C=1MF，当输入信号 x= 100sin1000t时，求输出信号 y 。 （7 分）4、 （1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量 x(t) = sint，载波 y(t)=sin6t，画出各环节信号的波形图。 15 分)1.解： 低通滤波器的截止频率 Wc2=2 fc2=2 HzRC91021而输入信号 Hx=100sin100t的频率 Wx=1000Hz Wc2 ，所以低通滤波器相当于积分器，H y= =10-9HxdtRC
13、1tdsin0=10-10sin（1000t-90 0）4解：见课本 101页，图 3-19 动态应变仪方框图，以及各波形图3、磁电式速度传感器线圈平均直径 D=25mm，气隙磁感应强度 B=6000Gs，如传感器的灵敏度 S=600mv/cm/s，则工作线圈匝数应为多少？（7 分）4、已知调幅波 xm(t)(100 + 30 cost +20 cos3t )cos ct ，其中 f c =10KHz，f =500Hz 。试求：（1）x m(t)所包含的各分量的频率和幅值。（2）绘出调制信号与调幅波的频谱。 （13 分）3.解：磁感应传感器的灵敏度 S=WRl,所以线圈匝数 W =S/ Rl,
14、有 B=6000GS=0.6T=0.6VS/m2v= D=25 mm,S=600mv/cm/s=0.6v/10-2m/s=25 10 -3m W=0.6/(0.6 25 )=410 3/ 1274(匝) 4.解：（1） x m (t)=（100+30cost+20cos3t）cosW Ct=100 cosWCt+15cos(WC+)t+15cos(WC-)t+10cos(WC+3)t+10cos(WC-3)t其中 = KHZ WC=20 KHZ所以 xm (t)包括五个分量，幅值和频率分别我：20 KHZ，100；21 KHZ，15；19 KHZ，15；23 KHZ，10；17 KHZ，10。（2）由（1）可得调幅波和调制信号分别如下：2、 （第 1 小题 7 分、第 2 小题 3 分共 10 分）:已知 RC低通滤波器， =1k, =1F ,试：RC(1) 确定该滤波器的 、 、 、 。 )(sH)f(fA)f(2)输入信号 ,求输出信号 ，并比较其与输入信号的幅值tux10inyu及相位关系。2、 （第 1 小题 7 分、第 2 小题 3 分共 1
