皖西学院机械测试技术A-答案

1、皖西学院 2012 2013学年度第 2学期期末考试试卷 (A 卷)机电学院 学院 机械 专业 10 级 机械测试技术 课程题号一二三四五六七八总分统分人复核人得分。内线封密在写须必号学、名姓、级班，题答要不内线封密号学名姓得分评卷人复核人名词解释：本大题共 5小题，每小题 2分，共 10 分。1测量：是指以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程。包括静态测量、动态测 量。2非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是 一种随机过程。3灵敏度：为单位输入变化所引起的输出变化。量纲为输出量与输入量的量纲之比。 4采样定理：为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信

2、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。5仪器控制：是指通过微机上的软件控制仪器控制总线上的一台仪器。得分评卷人复核人简答题：本大题共5 小题，每小题5 分，共 25 分。1以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要部分的作用。传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件； 信号的调理是把来自传感器的信号转换成 适合传输和处理的形式；信号处理环节可对来自信号调理环节的信号，进行各种运算、滤 波和分析；信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮。模数( A/D )转 换和数模( D/A )转换是进行模拟信号与数字信号相互转换，以便用计算机处理。2. 什么是 “栅栏效应”？

3、如何减少“栅栏效应”的影响？解： (1)对一函数实行采样，实质就是“摘取”采样点上对应的函数值。其效果有如透过栅 栏的缝隙观看外景一样，只有落在缝隙前的少量景象被看到，其余景象都被栅栏挡住，称 这种现象为栅栏效应。 (2) 时域采样时满足采样定理要求，栅栏效应不会有什么影响。频率 采样时提高频率分辨力，减小频率采样间隔可以减小栅栏效应。3. 相关函数和相关系数有什么区别？相关分析有什么用途，举例说明。答： (1) 通常，两个变量之间若存在着一一对应关系，则称两者存在着函数关系,相关函数又分为自相关函数和互相关函数。当两个随机变量之间具有某种关系时，随着某一个 变量数值的确定，另一变量却可能取许

4、多不同的值，但取值有一定的概率统计规律， 这时称两个随机变量存在相关关系， 对于变量和之间的相关程度通常用相关系数 来表示。 (2)在测试技术技术领域中，无论分析两个随机变量之间的关系，还是分析 两个信号或一个信号在一定时移前后的关系，都需要应用相关分析。例如在振动测试 分析、雷达测距、声发射探伤等都用到相关分析。4. 试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。答： (1)不同点： 1)自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化；2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。 (2) 相同点：两者都属于电感 式传感器，都可以分为气隙型、截面型和螺管性三种类型。5.利

5、用电涡流传感器测量物体的位移。试问：( 1)如果被测物体由塑料制成，位移测量是否可行？为什么？( 2)为了能够对该物体进行位移测量，应采取什么措施？应考虑什么问题？答： (1)不可行。因为电涡流传感器是电感传感器的一种形式，是利用金属导体在交变 磁场中的涡流效应进行工作的，而塑料不是导体，不能产生涡流效应，故不可行。(2)可在该物体表面上镀上一层金属， 使之在变化的磁场中或者磁场中运动时， 表层产 生感应电流，并自行闭合，从而形成涡流。应考虑以下问题：导体的电阻率要高，消 除加工过程中残余的剩磁，避免导体表面有不同性质的电镀层，以防止影响灵敏度； 被测物体的大小应大于线圈直径的 1.8 倍，若

6、为圆柱体时，其直径应大于线圈直径的 3.5 倍。11X(f ) F(0)F(0)22可见调幅信号的频谱等于将调制信号的频谱一分为二， 各向左右移动载频 0，同时谱 线高度减小一半。得分评卷人复核人计算题：本大题共2 小题，每小题 12 分，共 24 分。1设有一时间函数 f(t)及其频谱如图 1-27 所示。现乘以余弦型振荡 cos0t (0 m) 。在这个关系中，函数f(t) 叫做调制信号，余弦振荡cos0t 叫做载波。试求调幅信号f(t)cos0t 的傅里叶变换，示意画出调幅信号及其频谱。又问：若0 m时将会出现什么情况？若 0 m 将发生混叠。2.若将高、 低通网络直接串联 (见图 4-

7、46)，问是否能组成带通滤波器？请写出网络的传递 函数，并分析其幅、相频率特性。C1R2ui(t)R1 C2uo(t)图 4-46 题 4-12 图图 1-27 题 1-7 图解：H (s)1s21 2s2 ( 1 2 3)s 1解： x(t) f (t)cos( 0t)F( ) F f(t)cos( 0t) 1 ej 0t e j 0t2所以 x(t) 1 f(t)ej 0t 1 f (t)e j 0t22根据频移特性和叠加性得：1=R1C1， 2=R2C2， 3=R1C2j121 2 2 j( 1 2 3) 1( ) arctan输出电压 U0 为零。A(0)=0， (0)= /2； A(

8、 )=0， ( )=- /2，可以组成带通滤波器，如下图所示。Bode Diagram)Bd(edutinga)ged(esah2)测拉力时，由于受拉， R1= R2，测弯矩时，由于受弯， R1=R2。测定拉 力的电桥如图 b，R1 和 R2组成电桥的相对臂。测定弯矩的电桥如图c，R1和 R2组成相邻臂。测拉力的电桥输出电压 U0将 R2=-R1代入上式有可见， RT 互相抵消，对电桥的输出无影响。2. 什么是相敏检波？工作原理是什么？请给出典型的二极管相敏检波电路及其输入 输出关系图。得分评卷人复核人四分析题：本大题共2 小题，每小题 12 分，共 24 分。答：相敏检波电路 (与滤波器配合

9、 )可以将调幅波还原成原信号波形，起解调作用；并具有 鉴别信号相位的能力。1. 圆柱形弹性元件，在拉、弯联合作用下，如题图4-1a,应变片应如何布片和正确接电桥才能测定拉力 p 和弯矩 M，并能消除拉力和弯矩间的相互干扰答： 1)原则上仅需在圆柱弹性元件上下表面各贴一片应变片R1和 R2(见图)，并与两阻值和应变片阻值相同的固定电阻组成电桥。没有力、弯矩作用时，R1=R2=R，电桥a) 振纹的幅值谱 b) 主轴箱传动示意图解：( 1)计算轴的转速和频率：2)判别 : 由计算结果知得分评卷人复核人五应用题：本大题共1 小题，每小题 17 分，共 17 分。与频谱图中最大幅值处的频率相吻合， 最大。故知轴 II 上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响车床加工零件外圆表面时常产生振纹， 表面