机械工程测试技术试卷六答案

山东理工大学《机械工程测试技术》试卷纸〔〕卷学年第学期班级：姓名：学号：…………………装……………订…………线………适用专业考核性质闭卷命题教师考试时间100分钟题号一二三四总分得分评阅人复核人填空题(每空2分，共40分)周期信号的谱线只出现在基波频率的整数倍上。周期信号复指数函数形式的幅值谱谱线高度是三角函数形式幅值谱谱线高度的一般〔或1/2〕。瞬变非周期信号的幅值谱具有密度的量纲。两个信号卷积以后的频谱是这两个信号频谱的乘积。测量装置的静态特性在实测中是通过静态标定过程得到。测量装置对简谐信号的稳态响应特性叫做频率响应特性。假设给一定常线性系统输入某一频率的简谐信号，那么该系统的稳态输出是一和输入信号频率相同的简谐信号。在采用频率响应法测量测试装置的动态特性时，其输入信号为简谐信号。半导体电阻应变片的工作原理主要是利用半导体材料的压阻效应。极距变化型电容式传感器适用于较小位移的测量。涡流式传感器的工作原理是利用金属导体在交变磁场中的涡电流效应。压电式传感器使用电荷放大器时，放大器的输出电压几乎不受连接电缆长度变化的影响。磁阻式磁电传感器的感应电动势是由于运动着的物体改变磁路的磁阻而引起。直流电桥适用于电阻式传感器。调幅在频域上是调制信号频谱与载波信号频谱的卷积运算。调频是使载波信号的频率随调制信号的大小变化而变化。滤波器按照其工作频带可以分为低通、高通、带通和带阻滤波器。假设采样频率过低，不满足采样定理，那么采样离散信号的频谱会发生混叠现象。在数字信号处理中，减小量化误差的方法是选用输出位数足够的A/D转换器。在数字信号处理中，对周期信号进行整周期截取，可有效地抑制栅栏效应。单项选择题〔从每题的4个备选答案中选出1个正确答案或最适宜的答案，将其代码填在题干中的括号内。每题2分，共20分〕1．信号属于〔C〕信号。 A．非确定性B．周期C．确定性D．数字2．周期信号的频谱是离散的；频谱离散的信号〔D〕。 A．一定是周期信号B．各谐波分量的频率比一定是有理数 C．各谐波分量的频率一定是基频的整数倍D．不一定是周期信号3．瞬变非周期信号的频谱是〔A〕。 A．连续的B．离散的C．基频的整数倍D．前述答案都不对4．频率响应函数是描述系统的〔A〕和其稳态输出的关系。 A．简谐输入B．阶跃输入C．脉冲输入D．任意输入5．对二阶系统，为得到最宽的不失真工作频段，其阻尼比应选在〔B〕左右。 A．0.1B．0.7C．1D．6．以下传感器属于结构型传感器的是〔D〕。 A．热电偶B．霍尔式传感器C．光敏电阻D．面积变化型电容式传感器7．压电式传感器不能用于〔C〕。 A．测力B．测加速度C．秤人体重量D．声发射测量8．电桥电路适合于〔C〕传感器。 A．压电式B．磁电式C．电容式D．热电偶式9．调幅是使载波信号的〔〕随调制信号的大小变化而变化。 A．相位B．频率C．幅值D．脉宽10．数字信号处理中，在对时域信号进行截断时，会产生〔B〕现象。 A．量化误差B．泄漏C．频谱带宽减小D．栅栏效应三、问答题〔每题5分，共20分〕 1．某周期信号的频谱图如题3-1图所示，请根据该频谱图写出信号的时域表达式。解答：或AAn(f)0f(Hz)10203010.50.3幅频图题3-1图2030-30º-45º相频图φn(f)010f(Hz) 2．某测试装置的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)=A0x(t)〔其中A0为常数〕，问该测试装置是否满足不失真条件？为什么？ 解答：满足不失真测试条件。 因为输出波形与输入波形完全一样且无延迟，只是幅度放大到A0倍。 3．压电式传感器的测量电路有哪几种？它们的主要作用是什么？ 解答：测量电路有电压放大器和电荷放大器两种； 主要作用：1〕放大压电传感器输出的微弱信号；2〕将压电传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出。 4．什么是数字信号处理？简述数字信号处理的一般步骤。 解答：数字信号处理使用数字方法处理信号，它既可以在通用计算机上借助程序来实现，也可以用专用信号处理机来完成。 步骤：预处理A/D转换数字信号处理器或计算机分析处理输出结果。四、计算题〔每题5分，共20分〕 1．假设某周期信号由频率分别为40Hz、60Hz、80Hz、100Hz的同相正弦信号叠加而成，求该周期信号的周期。 解：周期信号的频率是各次谐波频率的最大公约数，所以 f0=20Hz〔3分〕 所以周期信号的周期为 T0=1/f0=1/20=0.05s〔2分〕 答：该周期信号的周期为0.05s。 2、设某一阶测量装置的传递函数为，假设输入信号为，求该测量装置的稳态响应。 解：，，〔1分〕 ，〔2分〕所以稳态响应为 〔2分〕 答： 3．有一钢板原长为L=1m，其弹性模量E=211010Pa。用BP-3型金属箔式应变片(原始阻值R=120Ω，灵敏系数Sg=2)测出钢板在力F作用下的拉伸应变为2000。求钢板的伸长量ΔL、应力σ和应变片的电阻变化值ΔR。 解：，〔1分〕 〔1分〕 〔3分〕 答： 4．载波y(t)＝cos20000t，调制信号x(t)＝100+80cos1000t+40cos3000t。试求： 1〕调幅波xm(t)所包含的各谐波分量的频率及幅值； 2〕绘出调制信号与调幅波的频谱。 解： 1〕xm(t)=100cos20000t+40cos9500t+40cos10500t+20cos8500t+20cos11500t〔1分〕 各频率分量的频率/幅值分别为：10000Hz/100，9500Hz/40，10500Hz/40，8500Hz/20，11500Hz/20。〔2分〕 2〕调制信号x(t)=100+80cos1000t+40cos3000t，各分量频率/幅值分别为：0Hz/100，500Hz/80，1500Hz/40。调制信号与调幅波的频谱如下图。〔2分〕ff0An(