机械工程测试技术习题训练.doc

绪论1-1.机械工程测量系统在机械工程中有哪些应用？为什么它受到机械工程中各个行业的普遍重视？1-2.叙述测量系统在自动控制中的地位和作用。1-3.测量系统有那些环节，各个环节有什么功能？1-4.举例说明接触测量与非接触测量的优缺点。1-5.什么叫智能传感器？1-6.计算机测试系统的特点是什么？1-7.虚似仪器的含义是什么？1-8.测量、测试、计量的概念有什么区别？第二章 信号分析与处理2-1.信号一般有哪几种分类方法？各分为哪几类？请简要说明。2-2.请简述信号的几种描述方法。2-3.写出周期信号两种展开式的数学表达式，并说明系数的物理意义。2-4.周期信号和非周期信号的频谱图各有什么特点？它们的物理意义有何异同？2-5.求出如图2-11所示的周期性锯齿波、半波整流波形、全波整流波形的傅立叶展开式，并画出其频图。2-6.有周期性方波、三角波、全波整流三个周期信号，设它们的频率均为1000Hz。对这几个信号进行测量时，后续设备通频带的截止频率上限各应是多少？（设某次谐波的幅值降低到基波的1/10以下，则可以不考虑）2-7.求出下列非周期信号的频谱图(见图2-12）（1）被截断的余弦信号（t)=（2）单一三角波（3）单一半个正弦波（4）衰减的正弦振荡tt)=Aesinwt (a0,t=0)2-8.已知正弦信号(t)=Asin(wt+)，求其自相关函数和功率谱密度函数。2-9.简要说明模拟信号离散化过程中需要考虑的几个方面。第三章 测量装置的基本特性3-1.线性定常系统有那些基本特性？简述同频性在动态测量中的重要意义。3-2.测量装置有哪些静态特性指标？3-3.待测压缩机转速为1000 r/min，现有1.0级精度，量程为1000 r/min及2.0级精度，量程为3000 r/min的两个转速，请问使用哪一个转速表较好，并说明原因。3-4.说明测量装置的幅频特性A()和相频特性()的物理意义。为什么A()=k(常数）和()=-t。时，可以作到理想的不失真测量？3-5.用时间常数为0.5秒的一阶测量装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，如果要求仪表指示值的幅值误差小于2%，问：被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2秒和5秒，幅值误差是多少？3-6.求周期信号(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通过频率响应为（j)=1/(1+0.005j)的测量装置后得到的稳态响应。3-7.用一个一阶测量装置测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问：此仪器的时间常数应不大于多少？若用具有该时间常数的测量仪器测量50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？3-8.试说明二阶测量装置的阻尼比的值多采用0.60.7的原因。3-9.已知一个二阶测量装置，阻尼比=0.65，fn=1200Hz,问：输入240Hz和480Hz的信号时A（）和()是多少？若阻尼比变为0.5和0.707，A（）和()又各是多少？3-10.已知某一测力传感器为二阶测量装置，其动态参数为固有频率fn=1200Hz,=0.707。试求当测量信号(t)=sin2ft+sin6ft+sin10ft时其幅值、相位变化，其中f=600Hz。最后请用幅频、相频图作出定性解释。第四章 测量误差分析4-1.什么是测量准确度？什么是测量不确定度？它们的作用如何？4-2.量程为10A的0.5级电流表经检定在示值5A外的示值误差最大，其值为15mA，问该表是否合格？4-3.对约为70V的电压进行测量，现有两只电压表可供选择；一只的量程为100V，级别为1.0级；另一只量程为200V，级别为0.5级。问用哪一只电压表测量合适？4-4.对某量进行了8次测量，测得值为：802.40,802.50,802.38,802.48,802.42,802.46,802.45,802.43,求测量量的最佳估计值和测量不确定度。4-5.按公式V=rrh计算圆柱体积，若已知r约为2cm，要使体积的相对误差等于1%，试问r和h测量时误差应为多少？4-6.测量某电路的电流I=22.5mA，电压V=12.6，I和U的标准偏差为SI=0.5mA,SV=0.1V，求所耗功率及其标准不确定度。（I和V互不相关）4-7.设间接测量量z=x+y，在测量时，x和y是同时读数的。试求z及其标准不确定度。序号12345678910x1001041029810310199101105102y515154505152505053104-8.某电子测量设备的技术说明书指出：当输入信号的频率在200kHz时，其误差不大于2.5%；环境温度在（2010） 1/C；电源电压变化10%时，附加误差不大于2%；更换晶体管时附加误差不大于1%；假设在环境温度时使用该设备，使用前更换了一个晶体管，电源电压220V，被测信号为0.5V、220kHz的交流信号，量程为1V，试估算测量不确定度。4-9.对某测量重复测量数据如下：25.6,25.2,25.9,25.3,25.7,26.8,25.5,25.4,25.5,25.6试判断该缓数据中是否含有粗大误差。第五章 信号的获取与调理5-1.参数式传感器与发电式传感器有何主要不同试各举一例。5-2.电阻丝式应变片与半导体式应变片在工作原理上有何不同？各有何优缺点？5-3.一个电容测微仪，其传感器的圆形极板的半径r=4mm，工作初始间隙d0=0.3mm空气介质。问：（1）通过测量得到电容变化量为30.001PF。，则传感器与工作之间由初始间隙变化的距离d=?；（2）如果测量电路的放大系数K1=100mV/PF,读数仪表灵敏度K2=5格/mV,则此时仪表指示值变化多少格？5-4.差动式传感器的优点是什么？5-5.一个直流应变电桥如图5-38。已知：R1=R2=R3=R4=R=120，E=4V，电阻应变片灵敏度S=2。求：（1）当R1为工作应变片，其余为外接电阻，R1受力后变化R1/R=1/100时，输出电压为多少？（2）当R2也改为工作应变片，若R2的电阻变化为1/100时，问R1和R2是否能感受同样极性的应变，为什么？5-6.调幅波是否可以看成是载波与调制信号的迭加？为什么？5-7.霍尔效应的本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举三个例子说明。5-8.已知调幅波（t)=(100+30cost+20cost)(cost),其中fc=10kHZ,f=500Hz,=2fc。试求：（1）（t)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。5-9.热电偶是如何实现温度测量的？影响热电势与温度之间关系的因素是什么？5-10.设计利用霍尔元件测量转速的装置，并说明其原理。5-11.试选择适当的中间转换器补充完整题图5-39中动态电阻应变仪方框图。5-12.设计用电涡流传感器实时监测扎制铝板厚度的装置，试画出装置的框图，简要说明工作原理。5-13.用应变片搭成电桥测量题图5-40所示两种情况的力，请回答下列问题：（1）两种情况下，应变片应接在电桥哪两用个臂上？ （2）两种情况下，应分别采取什么措施来抵消温度变化引起的电阻值变化？第六章 计算机测试技术6-1.自动测试系统主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？6-2.在设计计算机测试系统时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？6-3.测量信号输入A/D转换器前是否一定要加采样保持电路？为什么？6-4.在选择采样保持器时，要考虑的主要因素是什么？6-5.一个计算机测试系统的测试对象是温室大棚的温度和湿度，要求测量精度分别是+1C和+3%RH，每10min采集一次数据，应选择何种类型的A/D转换器和通道方案？6-6.如果一个计算机测试系统，要求有1%级精度性能指标，在设计该计算机测试系统时，怎样选择系统的各个器件？6-7.一个带有采样保持器的数据采集系统是否其采样频率可以不受限制？为什么？6-8.一个带有采样保持器的数据采集系统，其采样频率fs=100kHz,FSR=10V,tap=3ns,n=8,试问系统的采样频率fs是否太高？6-9.什么叫智能仪表？它有什么特点？6-10.智能仪表有哪些基本组成部分？同时它又有