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1、机械测试技术基础期末考试试题一、填空题（25分，每空1分）1时间常数是 阶传感器动态特性参数，时间常数越 ，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。2满足测试装置不失真测试的频域条件是 和 。3电荷放大器常用做 传感器的后续放大电路，该放大器的 与传感器产生的 成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。4信号当时间尺度在压缩时，则其频带变 其幅值变 。5当测量较小应变值时，应选用电阻 效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用 效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料 的相对变化来决定。6电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高 ，且能改善或消除 。7. 电涡流传感器是利用 材
2、料的电涡流效应工作，可分为低频 式和高频 式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。8在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为 ，载送低频信号的高频振荡信号称为 ，将经过调制过程所得的高频振荡波称为 。9已知，为单位脉冲函数，则积分= 。10已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz，则被测轴的转速为 。11. RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率越 。12. 频率混叠是由于 引起的，泄漏则是由于 所引起的。二、选择题（15分，每题1.5分）1离散、周期的时域信号频谱的特点是（）的。A非周期、离散B非周期、连续 C、周期、离散 D周期、连续2按传
3、感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（ ）。A 电阻传感器B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器3变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ ）材料制成。 A 金属 B 导磁 C 塑料 D 导电4测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（ ）。A 精度 B 灵敏度 C 精密度 D 分辨力5数字信号的特征是（ ）。A 时间上离散，幅值上连续B 时间、幅值上都离散C 时间上连续，幅值上量化D 时间、幅值上都连续6传感器灵敏度越高，表示该传感器（ ）。A 工作频带越宽 B 单位输入引起的输出量越大C 线性范围越宽 D 允许的输入量越大7周期信号傅立叶级数中的各项系数表示各
4、谐波分量的（ ）。A 相位 B 周期 C 振幅 D 频率8A/D转换器的位数越多，则其（ ）。A 分辨力越低 B 转换精度越高 C 转换速度越快 D 转换时间越短9滤波器的-3dB频率指输出信号幅值为输入信号幅值的（ ）时所对应的截止频率。A B 1 C D 1/210不能用于材料厚度的非接触测量的传感器为（ ）。A 涡流式 B 电容式 C 压电式 D 光电式三、简答题（24分）1根据滤波器的选频作用，一般将滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。并列出4个实际滤波器的主要特征参数。（6分） (a) (b) (c) (d) 2下图为同一正弦信号分别用
5、相同时宽的矩形窗和汉宁窗截断后得到的频谱图。请指出下面二个频谱图分别采用以上哪个窗函数得到的，并说出这两种窗函数的主要特点。（6分）0Fs/2频率幅度0Fs/2幅度频率 (a) (b) 3. 一阶系统受到一个阶跃输入的作用，在2秒时达到输入最大值的20%，试求：测试系统的时间常数和当输出达到最大值的95%时，需多长时间？（6分）4下图为动态应变仪工作框图，请指出图中A、B和C分别代表什么？并说明B和C在系统中的作用是什么？（6分）四、计算题（共36分）1（9分）求下图周期性锯齿波的傅立叶级数，并绘出其频谱图。tT/2-T/21-10x(t)2（9分）求周期余弦信号的均值、均方值、自相关函数和自
6、谱。3（9分）有一薄壁圆管式拉力传感器如下图所示。已知其弹性元件材料的泊松比为0.3，电阻应变片和阻值相同，且灵敏系数均为2，应变片贴片位置如图所示。若受拉力作用，问：(1) 欲测量拉力的大小，应如何正确组成电桥？请画出相应的电桥。(2) 当供桥电压，时，输出电压是多少（）？ 4（9分）一个电容测微仪，其传感器的圆形极板半径为4mm，工作初始间隙0.3mm，介电常数为8.8510-12F/m，试求：(1) 工作中，若传感器参与工作的间隙变化量为2，电容变化量是多少？(2) 若测量电路的灵敏度为100mV/pF，读数仪表的灵敏度为5格/mV，当间隙变化量还为2，读数仪表示值变化多少格？答案：一、
7、填空题1、一 小2、幅频特性为一常数 相频特性与频率成线性关系3、压电 输出电压 电荷量4、宽 小5、应变 压阻 电阻率6、灵敏度 非线性7、金属 透射 反射8、调制波 载波 已调制波9、1210、900r/min11、小12、采样频率过低 信号截断二、选择题1、C 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B 7、C 8、B 9、C 10、 C三、简答题1、a、带通 b、高通 c、带阻 d、低通主要特征参数（任选4个）：(1) 截止频率(2) 带宽(3) 纹波幅度(4) 品质因子(5) 倍频程选择性(6) 滤波器因数2、 a、汉宁窗 b、矩形窗矩形窗的特点：主瓣比较集中。但旁瓣较高，并有负旁瓣，导
8、致变换中带进了高频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。汉宁窗的特点：主瓣较宽，旁瓣较低，衰减速度也较快。但带宽加宽，使得频率分辨力下降。3、解： 当输出达到最大值的95%时，4、答：A 电桥 将电阻、电容、电感等参数变化转换为电压或电流输出B 相敏检波 解调C 低通滤波器 选取低频信号，抑制或衰减掉其他不需要的成分四、计算题1、解： 2、解：均值均方值自相关函数自谱3、解：(1) 为了测量力P大小，测试电桥应如下图所示连接：(2) 设R1、R2、R3、R4应变分别为1，2，3，4。因为泊松比=0.3，故R3、R4的应变3=4=-1=-0.3300=-904、解：(1) 相对面积A=r2=5.02710-5m2由于两极板间距变化引起的电容变化量为：(2) 仪表示值变化格数为：N=5100(-C)=51009.8510-3=4.9格7
