四川农业大学远程教育现代机械测试技术复习题

1、四川农业大学远程教育现代机械测试技术复习题（含答案 ）课程代码 352294 ）一、单项选择题1 带通滤波器所起的作用是只允许（ ）通过。a. 低频信号b.高频信号c.某一频带的信号d.所有频率分量信号2 要测量 x（t）=50Sin40 t+10Sin200的0 振动t位移信号，为了尽量减少失真，应采用（）的惯性加速度计。a.fn=15Hz 、 =0.707c. fn=50Hz 、 =0.04半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，a.半导体电阻率的变化c.贴片位置的温度变化 线性测量系统的灵敏度是（a.随机变量b.常数描述周期信号的数学工具是（a.相关函数b.傅氏级数数字信号处理涉及的步骤是

2、（ a.模数转换、数字信号处理、数模转换b. fn=1000Hz 、 =0.707d. f n=1000Hz 、 =0.04 其电阻的相对变化主要是由（ b.半导体几何尺寸的变化； d.供桥电源的变化c.时间的线性函数）。）。c.拉氏级数）引起。d.不好确定d.傅氏变换3 / 12b. 采样、量化、计算c. 平移、反褶、相乘d. 编码、传输、解码将被测机械量转换成 。（ ）b.压电效应，电压变化d.热阻效应，电阻变化7 电阻应变式传感器是利用金属的a. 电阻应变效应，电阻变化 c.热电效应，电流变化8 在下列传感器中，将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是 （） 。a.压电式传感器b.电

3、容式传感器c.自感式传感器d.电阻式传感器9 若瞬变信号 x t的傅立叶变换为 X f，则信号 y ttx3的频谱为 （） 。1fb.Y ffa.Y f X3X f3331c.Y f X33fd.Y f3X 3f10 调制可以看成是调制信号与载波信号() 。a.相乘b.相加c.相减d.相除11 数字信号的特征是 （）。a. 时间上连续幅值上离散b.时间上离散幅值上连续c. 时间上和幅值上都连续d. 时间上和幅值上都离散12 （）一起构成现代信息的 3 大支柱。a. 纳米技术、计算机技术、检查技术c.传感器技术、计算机技术、通信技术b. 多媒体技术、测量技术、通信技术d.超导技术、传感技术、通信

4、技术13 A/D 转换器是将（）信号转换成（a.随机信号b.模拟信号如果 （t） 1，根据傅里叶变换的（a.时移b.频移不能用确定的函数关系描述的信号是（a.复杂周期信号b.瞬态信号c.周期信号d.数字信号）性质，则有(t t0 )e j t0c.相似d.对称）。c.随机信号d.离散信号）信号的装置。1 （1 s） ，则测量信号 x（t）已知一阶测试系统，传递函数为H(s)sin2t 的输出信号)。a. 1 5 sin( 2t arctan 2)c.2 ( 5 sin 2t)b. sin( 2t arctan 2)d.1 5sin(2 arctan 2)t）。反映测试系统的传输和响应特性 只反

5、映测试系统的特性关于传递函数的特点，下列叙述不正确的是（a. 与具体的物理结构无关b.d.c. 与输入有关 线性系统的迭加原理表明（ ）。a. 加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响b. 系统输出响应的频率等于输入激励的频率c. 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数d. 以上都不对付氏级数中各系数表示各谐波分量的（ ）。a.相位b.周期c.振幅d.频率在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是（ ）。a.恢复载波信号b. 恢复调制信号的幅值和极性c.恢复已调制波 交流电桥供桥电压的频率d. 恢复调制信号的幅值f 0和输入信号的最高频率 fm 的关系是（）。

6、a. f0=f mb. f0f在傅里叶变换的主要性质奇偶虚实性中，如果x（t） 为虚奇函数，则（）。a.X（jf ）实偶函数b.X（jf ）是实奇函数c.X（jf ）虚偶函数d. X（jf ） 是虚奇函数141516为1718192021222324测试技术的发展趋势为（ ）。a.智能化、集成化、高灵敏化、数字化c. 集成化、高灵敏化、微小化、数字化b. 智能化、集成化、微小化、数字化d.智能化、高灵敏化、微小化、数字化任意函数和 函数的卷积，就是（ a.将该函数在自己的横轴上分散到）。函数所对应的位置b.将该函数在自己的横轴上平移到函数所对应的位置c. 将 函数平移到该函数所对应的位置d.

7、将 函数分散到该函数所对应的位置25 将时域信号进行时移，则频域信号将会（ a.扩展b.压缩26 若采样信号频谱中的最高频率分量频率为）。c.不变2000Hz ，则根据采样定理，d.仅有相移采样频率应选择为）。a.小于 2000Hzb. 等于 2000Hzc. 小于 4000Hzd.大于 4000Hzb.采样间隔太宽d.采样间隔太窄a.叠加性b.比例性c.频率保持性d.幅值保持性29 若要求信号在传输过程中不失真， 在时间上 滞后一段时间。 （ a.允许，允许 c.不允许，允许30 线性测试系统产生失真是由（ a.幅值失真，相位失真 c.线性失真，相位失真则输出与输入应满足： 在幅值上）b.允

8、许，不允许d. 不允许，不许 ）两个因素造成的。 b.幅值失真，频率失真d. 线性失真，频率失真个比例因子，27 把连续时间信号进行离散化时产生混叠的重要原因是（ ）。a.记录时间太长c. 记录时间太短28 在一测试系统中， 被测信号频率为 1000Hz，幅值为 4V ，另有两干扰信号分别为 2000Hz 、8V 和 500Hz、2V ，则利用（）提取有用信号#/ 12、简答题1 轿车中需要用到许多传感器，试写出其中用到的八种传感器？2 什么叫调制？什么叫解调？在测量中为何要将信号先调制然后解调？3 采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前， 必须对所获取的模拟信号进行哪些预处理 工作？4 测

9、试信号数字化处理的基本步骤是什么？5 实现不失真的条件是什么？试分别叙述一阶、 二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失 真测试？6 试述传感器选用的一般原则。7 简述采样定理是什么？8 说明在应变测量技术中信号的转变历程包括哪些？9 传感器采用差动形式有什么优点？试举例说明。10 根据滤波器的选频作用，一般讲滤波器分为低通、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。并列出实际滤波器的基本参数。11 试说明：有效地完成一项工程测试(测动态量)一般要进行哪些工作12 调幅时，载波、调制信号及已调制波的关系如下图所示，请完成波形。时域 频域1ym(t) x(t) cos2

10、 f0t Ym(f )X(f f0) X(f f0)25 / 12频域谱图时域波形调幅过程示意三、计算分析题1 求传递函数为 H(s)51 0.01s的系统对正弦输入x(t)10sin 62.8t的稳态响应 y(t) ，并求出幅值误差和相位误差。2. 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 R1、 R 2、 R 3和R 4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 P 作用，问：(1)欲测量拉力 P 的大小，应如何正确组成电桥？请画出相应电桥。(2)当拱桥电压 ei 2V ， 1 2 300 时，输出电压 eo 是多少？( 1

11、 1 10 )3 图 2 为动态电阻应变仪的原理框图，请分析并解释说明其原理。4 如图 1 所示为一直流应变电桥，E 4V ， R1 R2R3 R4 350求 R1为应变片其余为外接电阻， R1增量为R1 3.5 时输出 U0=？ R1、 R2是应变片，感受 应变极性大小相同，其余为电阻，电压输出 U0 ? R1、 R2 感 受 应 变 极 性 相 反 ， 输 出 U0 ? R1、R2、R3、R4都是应变片，对臂同性， 邻臂异性，电压输出 U 0 ?5 画出x3(t)=10Sin(2 3 t+ Si/n6()2 +5 2 t的+频谱/3图) 6 图 2 为某 一测 试装置 的幅 频、 相 频特

12、性 如图2 所示， 当输 入信号 分别 为A1sin 1t A4 sin 4t时，问哪个输入信号， 测试x1(t) A1 sin 1t A2 sin 2t 和 x2 (t)9 / 12a）幅频特性b）相频特性图2复习题答案一、单项选择题1.c2.b3.a4.b5.b6.a7.a8.b9.d10.a11.d12.c13.b d14.a15.c16.a17.c18.a19.c20.b21.d22.b23.b24.b25.d26.d27.b28.c29.a30.a、简答题1 轿车中需要用到许多传感器，试写出其中用到的八种传感器？答：速度传感器， 转速传感器， 加速度传感器， 温度传感器， 距离传感器

13、， 湿度传感器， 振动传感器， 接近传感器， 车高位传感器， 安全带控制水银开关， 碰撞传感器， 液位传感器， 车灯磁簧开关等等2 什么叫调制？什么叫解调？其目的是什么？ 答：把缓慢变化的信号变为频率适当的交流信号的过程称为信号调制； 把调制过的交流 信号还原到原来的信号的过程称为解调。 调制的目的是为了实现缓变信号的传输， 特别是远 距离传输 ；提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比。 解调的目的是恢复所需要的缓变信号。3 采用数字信号处理方法对测试信号进行分析前， 必须对所获取的模拟信号进行哪些预处理 工作？答：如果处理前为调制信号首先要进行解调，如果不是调制信号则不需要解调； 抗混滤波；消除

14、直流分量（当测试信号中不应有直流分量时） ；电压幅值处理，使幅值 适应于 A/D 转换器的动态范围。4 测试信号数字化处理的基本步骤是什么？（可用框图表示）5 实现不失真的条件是什么？试分别叙述一阶、 二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失 真测试？答：测试装置实现不失真测试的条件是：A( ) A0 常数， ( ) t0 。为能满足上述条件，对于一阶装置，时间常数 原则上越小越好；对于二阶装置，一般选取 0.6 0.8, 0 0.58 n。6 试述传感器选用的一般原则。 答:与测量条件有关的因素：测量的目的；被测量的选择；测量范围；被测量的幅值 和频率；精度要求；时间要求。 与传感器有关的指标

15、：选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、 精确度、测量方式 6 个方面的问题。 与使用环境有关的因素：安装现场条件；环境条件；信号传输距离； 测试现场的功率 容量等。 与采购和维修有关的因素：价格；零配件的储备；售后服务；交货日期等。7 简述采样定理是什么？。答：为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息， 信号采样频率必须至少为原信 号中最高频率成分的 2 倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。需要注意的是， 在对信号进行采样时，满足了采样定理， 只能保证不发生频率混叠，只 能保证对信号的频谱作逆傅立叶变换时，可以完全变换为原时域采样信号xs(t)，而不能保证此时的采样信号

16、能真实地反映原信号x(t) 。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的 3 到 5 倍。8 说明在应变测量技术中信号的转变历程包括哪些？答：历程：压力(力、位移、加速度 )信号弹性敏感元件 应变信号 应变片电阻 （变化）信号电桥电路 电压（电流）信号放大电路 便于记录（采集）的电压（电流） 信号 记录（采集）设备。9 传感器采用差动形式有什么优点？试举例说明。采用差动式结构可以改善非线性、 提高灵敏度， 对电源电压、 频率的波动及温度变化等外界 影响也有补偿作用。 如作用在衔铁上的电磁力， 由于是两个线圈磁通产生的电磁力之差， 所 以对电磁吸力有一定的补偿作用， 从而提高了测量的准确性。

17、 例如， 差动变间隙式电感传感 器、差动变面积式电感传感器等。10 根据滤波器的选频作用，一般讲滤波器分为低通、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。并列出实际滤波器的基本参数。（a） 带通（b） 高通 （c） 带阻 （d） 低通主要特征参数：（1）截止频率（2）带宽 （3）中心频率 （ 4）品质因子 （5）纹波幅度（6）倍频程选择性（ 7）滤波器因数11 试说明：有效地完成一项工程测试（测动态量）一般要进行哪些工作 ? 答：有效完成一项工程测试要进行的工作包括以下几个方面。了解被测对象：被测信号的幅度大致变化范围、被测信号的大致有效频带、对测量 传感器的工作环

18、境要求。制定测试方案、组建测试系统。 对测试系统实施必要的标定（确认系统的灵敏度及动、静态特性） 。 实施测试，监视测试工况并如实记录测试中出现的问题。 测试数据分析、测试结果报告。12 调幅时，载波、调制信号及已调制波的关系如下图所示，请完成波形。时域 频域1ym（t） x（t） cos2 f0tYm（f ） 2 X（f f0） X（f f0）解：时域波形频域谱图调幅过程示意频域谱图时域波形调幅过程示意三、计算分析题51 求传递函数为 H(s) 的系统对正弦输入 x(t) 10sin 62.8t的稳态响应 y(t) ，1 0.01s并求出幅值误差和相位误差。解：由频率保持性知： y(t) 1

19、0H( ) sin62.8t ( )且： H( )51 (0.01 62.8)24.23( ) arctan( ) arctan(0.01 62.8) 32所以 y(t) 42.3sin(62.8t 32 ) ，幅值误差为 5 10 42.3 7.7 ，相位误差为 32。2. 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 R1、 R 2、 R 3和R 4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 P 作用，问：（1）欲测量拉力 P 的大小，应如何正确组成电桥？请画出相应电桥。6（2）当拱桥电压 ei 2V ， 1 2 300 时，输

20、出电压 eo 是多少？（ 1 1 10 ）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、 R 2、 R 3和R 4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 -0.3 300 -901 R1R2R3R41eo1ei1 2 3 4 Keio 4 R1R2R3R441300 300( 90)(90) 220.78mV43 图 2 为动态电阻应变仪的原理框图，请分析并解释说明其原理。解：交流电桥由振荡器供给高频等幅正弦激励电压源作为载波 y(t) ，贴在试件上的应变片 受力 F( ) 等作用，其电阻变化 R R反映试件的应变 的变化。由于电阻 R 为交流电桥的 一桥臂，则电桥有电压输出 x(t) 。作为原信号的 x(t)(电阻变化 R R )，其与高频载波 y(t) 作幅值调制后的调幅波 xm(t) ，经放大器后幅值将放大为 u1(t)。u1(t)送入相敏检波器后被 解调为原信号波形包络线的高频信号波形u2(t) ， u2 (t )进入低通滤波器后，高频分量被滤掉，则恢复为原来被放大的信号 u3 (t ) 。最后记录器将 u3(t) 的波形记录下来， u3(t)反映了 试件应变变化情况，其应变大小及正