工程测试考试题有答案

1、试题1、求传递函数为H(S)=5的系统对正弦输入x(t)=10sin 的稳态响应y(t),并求出幅值误差和相位误差。10.01S答：由频率保持性知y(t)=10|H( w)|sin+ 0 ( w )且| H( w )I =S54 231 ( )2 2 1 (0.01 62.8)-1 。0 (w)=-arctg( tw )=-tg x =-32y(t)= ° )幅值误差为5X =，相位误差为32°2、实现不失真测试的条件是什么分别叙述一、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( w )=Ao=常数0 ( w )=-t 0 w为能满

2、足上述条件，对于一阶装置，时间常数T原则上越小越好，对于二阶装置一般选取E =，w =0w n。3、 用一阶量仪作100Hz正弦信号的测量，如要限制振幅误差在5姬内，则该量仪的时间常数 应设计成多大1I2答：一阶量仪的频率响应函数 H(j ),幅频特性 H( ) 1厂1 (),1 j 欲误差小于5% H()应大于，已知 2 f 200 故：1/ . 1(200 )2应大于，解得：0.0005234、某光线示波器的振动子输入i(t)为单位阶跃，输出(t)如下图所示的衰减振动，试答：由图可见衰减振动的周期为=6.28 10 3s即衰减振动的频率fd 1000，相应d 2 fd 1000r/s6.2

3、8阻尼比 与振幅衰减的关系为ln M12/ 12，图中注明In丛 2M2m2故有 / . 121，解得 10.707 2衰减振动d与无阻尼振动n的关系为 dnJ代入值，得 n ,2 d 1410r/s5、一磁电式速度传感器的幅频和相频特性如下图所示，其中o为该传感器的固有角频(1)该传率，为被测角频率，其阻尼比为，为了尽量减小测量时的幅值和相位误差，感器应工作在什么条件下(2)f0=10Hz时，其工作最低频率(f)范围应为多少答：(1)应工作在0的条件下。(2)f (7 8)fo，即f 70 80Hz。此时幅值误差很小，相位差接近180，成为一个反相器。6、用时间常数为秒的一阶装置对正弦信号进

4、行测量，要求振幅误差在5/100以内，求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。2）确定频率响应函数 H（3 ）以及滤波器的截止频率;3 ）当输入信号ux=100cos（1000t-45 ?）试求所能测量的最高频率成分。此时的相位差是多少解：(1)已知一阶系统误差公式1-<5%+1JT+1r = 0.0025(2)解得w=7、用一个时间常数为秒的一阶装置去测量周期分别为1秒，2秒和5秒的正弦信号, 问幅值误差分别为多少8、 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800H z,阻尼比 为E =。用该传感器作频率为 400Hz正弦力测试时，其幅值比 A )和相角差$ ( 3

5、)各为多 少若用其测量频率为 400Hz的方波信号，输出信号是否失真为什么作出输出信号的波形 图。9、液体温度传感器是一阶传感器，现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为 4dy/dx+2y = 2 x 103x。|y:水银柱高(m)，x:被测温度(°)求：| (1)水银温度计的传递函数；(2) 温度计的时间常数及静态灵敏度；(3) 若被测水温是频率为的正弦信号，求此时的振幅误差和相角误差。10、 一滤波器电路如图所示，R=Q， C=2uF, 1 )该滤波器是低通、高通还是带通滤波器ux时，求输出信号uy,并比较其幅值及相位关系。uy11、 一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的

6、电荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为Sp=5pc/Pa，该测试系统的总灵敏度为 S=0.5mm/Pa试问：（1）电荷放大器的灵敏度 Sv应调为何值（v/Pc）（2）用该测试系统测 40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少12、 想用一个时间常数 t =秒为一阶装置作正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在 5% 以内，试问：（1） 该装置所能测量的正弦信号的最高频率f为何值（2） 利用该装置测量周期为秒的正弦信号，其幅值误差将为多少13、 一测试装置如图所示，R为电阻，C为电容，均为定值，输入X,输出为y。（1） 试求该装

7、置的频响函数H（3）。（2） 该装置是什么类型的滤波器如R=350KD, C=1000y F,求它的截止频率f14、一潜水器携带一种时间常数为20秒和压力计，并以每秒5米的速度下潜， 假设水深每增加1米，潜水器所受压力增加10公斤， 当压力计指示为1 0 0 0公斤时， 则实际该 潜水器受压多少公斤（要求有详细计算过程）15、用一阶测量仪器测量 100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%问仪器的时间常数T的取值范围。若用该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少（10分）答:H (s)H (f)一阶装置，仍有Ts 111 仃2 f)212同一 f , T越大,H(f)

8、越小.今f =100Hz，测量误差小于5%,即H ( f) 0.95 ,求出T 5.23 10 4秒用该仪器测50Hz的正弦信号,有H(f) 0-9868 ,(f) argtg(2 Tf)9.32即振幅误差是，相位滞后是9.3216、用时间常数为的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于5%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2s和5s，问幅值误差是多少(10 分)答：对一阶装置，有 H(s)H(f)121 ( 2 f)0.5，有 H (f)1_ . / r 、2 1 21 (2 f )x(t) 0.5cos10t0.2 cos(100t45 )

9、时,求其输出y(t)并比较y(t)与x(t)的幅值与相位有何幅值误差小于 5% ,应H(f) 0.95，求出f 0.1Hz。(4分)对被测信号：周期是2s,匸0.5Hz , H(fJ 0.537，幅值误差为%( 3 分)周期是 5s, f20.2Hz , HU)0.847 ,幅值误差为 %(3 分)17、已知一阶低通滤波器的频率特性为H(f) 1 (1 j2 f )，式中=，当输入信号区别。(10分)解：H (f)(f)arctg 2 f信号x(t)的频率构成为:1002(2 分)对f 1：A(fJ122 10 240.0520.894 "Jarctg 2100.0526.57( 3

10、 分)2对f 2:A(f2)221000.0520.1962(f2)arctg 21000.0578.69(3 分)y(t)0.5 0.894cos(10t26.57 )0.2 0.196 cos(100t 4578.69 )0.447cos(10t 25.57 )0.0392cos(100t123.69 ) (2 分)18、析周期信号x(t)=+(100t- n /4)通过一个传递函数为H(s)=1/+1)的系统后所得的稳态响应。(12分)18、2、求输入信号x(t)0.2cos(100t 45 ) 通过 H(s)10.005s 1装置后得到的稳态响应Xo(t)19、 待测压缩机转速为 10

11、00 r/min，现有级精度，量程为 1000 r/min及级精度，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。20、已知一个二阶测量装置，阻尼比 Z =, fn=1200Hz,问：输入240Hz和480Hz的信号时A(W )和0 ( 3 )是多少若阻尼比Z变为和，A(W )和0 ( 3 )又各是多少21、 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, Z =。试求当测量信号 x (t)=sin2 n ft+sin6 n ft+sin10 n ft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。22、对某

12、量进行了 8次测量，测得值为:求测量量的最佳估计值和测量不确定度。23、试求传递函数分别为1.53.5s0.5 和41s21.4 ns的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。124、已知RC低通滤波器的传递函数为 H(s)=，其中 0.001s，求A( 3)s 1和()。输入一信号求幅值误差和相角误差25、已知RC高通滤波器的传递函数为 H(s)=，其中 0.001s，求A( 3 ) s 1和()。幅值相角如何变化输入一信号求幅值误差和相角误差频率远高于固有频率,26、某一压电式压力传感器的灵敏度已调到S1=90pC/Mpa把它和一台灵敏度S2调到pC的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一 灵敏

13、度S3已调到20mm/V的光线示波器上记录，试绘出这个测试系统的框图，并计算其总的灵敏度答:传感器电荷放大器光线示波器绘图正确5分S=S1*S2*S3=90*20=9(mm) (5 分)27、某压电式传感器的灵敏度为 MPa将它与增益为nC的电荷放 大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上， 记录仪的灵 敏度为20mm/V试计算这个测量系统的总灵敏度。又当压力变化为时，记录笔在纸上的偏移量是多少答：设 S1=MPa S2=nC S3=20mm/V则S Si S2 S3 99.9 0.005 20 =(mm/MF)( 5 分)x当压力P时:P , x =3.5 9.99 34.965 (

14、mr)(5 分)28、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为n ,阻尼比为E,问使用该传感器作频率为的正弦力测试时,其幅值比A( 3 )和相位角差© ( 3 )各为多少。答：H(s)nsn (j )2 n(j ) 2 nS得 H(j )2 ()1A()(4分)arctg -1n()2(4分)29、用一个时间常数为的一阶装置去测量周期为 1s的正弦信号,问幅值误差将是多少（10分）答：由系统为一阶系统可知:1H(s)= VI其中0.35S由信号周期为1S可知 2 rad/s （ 1分）1可知 H(3 )= j 1A()则11 ( I' ( 1 分)二=%(

15、1 分)30、已知二阶的力传感器，固有频率为800HZ,阻尼比为，用此传感器来测量400HZ的正弦变化力时，求：（1）:A （3）和（3）;（2）:若该装置的阻尼比为，求此时的A（3）和（3）。31、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的电荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为Sp=5pc/Pa，该测试系统的总灵敏度为S=0.5mm/Pa,试问：（1）电荷放大器的灵敏度Sv应调为何值（v/Pc）（2）用该测试系统测 40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少sSPSVSX答：.Svs0 5s0.50.005 (V /

16、Pc)Sp Sx 5 202. x 40 0.520(mm)32、在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将他与增益为5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为 25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的 输出变化30mm时，压力变化为多少答：(1)求解串联系统的灵敏度。x 西 x 爲=80 x5 x25MPa)(2)求压力值。S 1033、用一时间常数为2s的温度计测量炉温时，当炉温在200C 400 C之间，以150s为周期，按正弦规律 变化时，温度计输岀的变化范围是多少答：(1)已知条件x(t)二 Xsiii w? = asin

17、tw =T 150r= 2(2)温度计为一阶系统，其幅频特性为A(w)=(3)输入为200C、400C时，其输出为：y=A(w) X 200=( C ) y=A(w) X 400=( C)34、对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量丄的数值为，同时测得其周期为。设已知装置的静态增益为3，试求该装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。( 1)求解阻尼比、固有频率(2)求解传递函数传递函数为：将=1,008，=012851.；，+ 2弊/+忒3x1,00 83+2x0J28L0085 + 1,00823.054 + 0.25fc + 1.018将八-I,?；和匚-3代，可得该装置在无阻尼固有频率处的频率响应刃°叫）1-（创+2埶创仇）33/2x0125；35、图所示的磁电指示机构和内阻的信号源相连,其转角F和信号源电压的0256关系可用二阶微分方程来描述,设其中动圈部件的转动惯量为一 一 7，弹簧刚度为.1二'，线圈匝数 吒为D工，线圈横截面积 討为一：叮，线圈内阻 为 二口，磁通密度 占为.：J.'：-1和