动力测试技术试题及答案

动力测试技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种传感器常用于测量振动信号？A.压力传感器B.加速度传感器C.温度传感器D.湿度传感器2.在动力测试中，采样频率应至少是信号最高频率的（）倍，才能避免频谱混叠。A.0.5B.1C.2D.33.动态应变测量中，常用的电桥接法是（）。A.单臂电桥B.半桥接法C.全桥接法D.以上都可以4.测量旋转机械的转速，可采用（）传感器。A.磁电式B.热电偶C.超声波D.压电式5.以下哪种信号处理方法可用于提取信号的特征频率？A.时域平均B.频谱分析C.相关分析D.滤波6.对于周期性信号，其频谱是（）。A.连续的B.离散的C.随机的D.与信号类型无关7.传感器的灵敏度是指（）。A.输出量与输入量的比值B.输出量的变化量与输入量的变化量的比值C.输入量与输出量的比值D.输入量的变化量与输出量的变化量的比值8.在动力测试中，为了减小测量误差，应选择（）的传感器。A.灵敏度高、线性度好B.灵敏度低、线性度好C.灵敏度高、线性度差D.灵敏度低、线性度差9.测量发动机的扭矩，可采用（）传感器。A.应变式B.电容式C.电感式D.光电式10.信号的时域分析主要研究信号的（）。A.频率特性B.幅值特性C.相位特性D.以上都是二、多项选择题（每题3分，共15分）1.动力测试技术中常用的传感器有（）。A.加速度传感器B.压力传感器C.温度传感器D.位移传感器2.信号处理的目的包括（）。A.去除噪声B.提取信号特征C.分析信号的频率成分D.对信号进行滤波3.以下哪些因素会影响传感器的测量精度？（）A.灵敏度B.线性度C.迟滞D.重复性4.在动力测试中，常用的信号调理电路有（）。A.放大器B.滤波器C.模数转换器D.数模转换器5.旋转机械的振动分析可以检测的故障有（）。A.不平衡B.不对中C.轴承故障D.齿轮故障三、判断题（每题2分，共10分）1.传感器的静态特性是指传感器在输入信号随时间变化时的输出特性。（）2.频谱分析只能用于周期性信号的分析。（）3.动态测试中，测量系统的动态特性对测量结果有重要影响。（）4.相关分析可以用于检测信号中的周期性成分。（）5.提高采样频率可以提高信号处理的精度。（）四、简答题（每题10分，共30分）1.简述传感器的基本组成和工作原理。2.说明频谱分析在动力测试中的作用和意义。3.分析动态应变测量中产生误差的主要原因及减小误差的措施。五、计算题（每题15分，共15分）已知某加速度传感器的灵敏度为10mV/g，测量得到的输出电压为50mV，求此时的加速度值（g为重力加速度，g=9.8m/s²）。答案一、单项选择题1.B加速度传感器用于测量物体的加速度，而振动会产生加速度，所以常用于测量振动信号。压力传感器测压力，温度传感器测温度，湿度传感器测湿度，均不符合。2.C根据采样定理，采样频率应至少是信号最高频率的2倍，才能避免频谱混叠。3.C全桥接法在动态应变测量中灵敏度最高，能减小温度等因素的影响，所以常用。4.A磁电式传感器可通过感应旋转部件的磁场变化来测量转速。热电偶测温度，超声波常用于测距等，压电式多用于测量动态力等，不适合测转速。5.B频谱分析可将信号从时域转换到频域，从而提取信号的特征频率。时域平均用于去除噪声等，相关分析用于研究信号间的相关性，滤波用于去除特定频率的信号。6.B周期性信号的频谱是离散的，由基频和各次谐波组成。7.B传感器的灵敏度定义为输出量的变化量与输入量的变化量的比值。8.A灵敏度高可以更精确地检测到微小的输入变化，线性度好能保证输出与输入成线性关系，减小测量误差。9.A应变式传感器可通过测量扭矩引起的应变来测量扭矩。电容式、电感式、光电式一般不用于扭矩测量。10.B时域分析主要研究信号的幅值随时间的变化特性。频率特性和相位特性是频域分析的内容。二、多项选择题1.ABCD加速度、压力、温度、位移传感器在动力测试中都有广泛应用。2.ABCD信号处理的目的包括去除噪声、提取特征、分析频率成分和进行滤波等。3.ABCD灵敏度、线性度、迟滞、重复性都会影响传感器的测量精度。4.ABC放大器用于放大信号，滤波器用于去除噪声，模数转换器将模拟信号转换为数字信号，它们都是常用的信号调理电路。数模转换器用于将数字信号转换为模拟信号，一般不用于信号调理。5.ABCD旋转机械的不平衡、不对中、轴承故障、齿轮故障都会引起振动异常，可通过振动分析检测。三、判断题1.×传感器的静态特性是指传感器在输入信号不随时间变化或变化缓慢时的输出特性。2.×频谱分析也可用于非周期性信号的分析，如随机信号。3.√动态特性会影响系统对动态信号的响应，对测量结果有重要影响。4.√相关分析可以检测信号中的周期性成分，通过计算自相关函数可以判断信号是否存在周期性。5.×提高采样频率不一定能提高信号处理的精度，还需要考虑传感器、信号调理电路等因素。而且采样频率过高会增加数据量和处理难度。四、简答题1.传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路组成。敏感元件直接感受被测量，并将其转换为与被测量有确定关系的其他物理量；转换元件将敏感元件输出的非电物理量转换为电信号；测量电路将转换元件输出的电信号进行处理，如放大、滤波等，以便于后续的测量和分析。工作原理是基于各种物理效应，如压电效应、热电效应、电磁感应等，将被测量转换为电信号输出。2.频谱分析在动力测试中的作用和意义主要有：识别信号的频率成分：可以确定信号中包含哪些频率的分量，有助于分析信号的来源和特征。故障诊断：通过分析设备振动信号的频谱，可检测出设备是否存在故障，如不平衡、不对中、轴承故障等，不同的故障会产生特定频率的振动信号。性能评估：可以评估动力系统的性能，如发动机的燃烧特性、旋转机械的稳定性等。优化设计：根据频谱分析结果，对动力系统进行优化设计，改善其性能和可靠性。3.动态应变测量中产生误差的主要原因及减小误差的措施如下：原因：温度变化：温度会影响应变片的电阻和弹性模量，导致测量误差。应变片粘贴质量：粘贴不牢固、有气泡等会影响应变传递，产生误差。测量系统的非线性：测量电路等可能存在非线性，导致输出与输入不成线性关系。噪声干扰：周围环境的电磁干扰等会引入噪声，影响测量结果。措施：温度补偿：采用温度补偿片或其他温度补偿方法，减小温度影响。提高粘贴质量：严格按照粘贴工艺要求进行操作，确保应变片粘贴牢固、平整。校准测量系统：定期对测量系统进行校准，保证其线性度。抗干扰措施：采用屏蔽线、接地等方法，减小噪声干扰。五、计算题已知传感器灵敏度\(S=10\mV/g\)，输出电压\(U=50\mV\)。根据灵敏度公式\(S=\frac{U}{a}\)（其中\(a\)为加速度），可得\