機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)考試題B及答案

1、一、填空題（每題1分，共10分）1. 構(gòu)成信號的各頻率分量的集合稱為 。2. 在時間信號幅值不變的條件下，若x(t) X(f)，則 （k>0）。3. 如果函數(shù)與某一連續(xù)信號相乘，則其乘積僅在t=0處得到 其余各點之乘積均為零。4. 在平穩(wěn)隨機過程中，若任一單個樣本函數(shù)的時間平均統(tǒng)計特征等于該過程的集合平均統(tǒng)計特征，這樣的平穩(wěn)隨機過程稱為 隨機過程。5. 當(dāng)測量裝置的輸入x有一個增量，引起其輸出y發(fā)生相應(yīng)變化，則該裝置的絕對靈敏度為S= 。6. 兩個傳遞函數(shù)各為H1(s)和H2(s)的環(huán)節(jié)，其串聯(lián)后所組成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)H(s)為 。7. 半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的 效應(yīng)。8

2、. 渦流式傳感器的變換原理是利用 在交流磁場中的渦流效應(yīng)。9. 設(shè)兩光柵刻線間的夾角為，柵距均為W，則二者所生成之英爾條紋間的距離BH = 。10.信號的時域描述是信號時間歷程的直接記錄，頻域描述則反映了信號的 。二、 單項選擇題（在下列每小題四個備選答案中選出一個正確答案，并將其字母標(biāo)號填入題干的括號內(nèi)。每小題1分，共20分）1.二階裝置的動態(tài)特性參數(shù)是它的( )A.時間常數(shù)B.傳遞函數(shù)H(s)C.固有頻率和阻尼比D.功率譜2.差動變壓器式電感傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換成( )的變化裝置，通過這一轉(zhuǎn)換從而獲得相應(yīng)的電壓輸出。A.線圈自感B.線圈互感C.LC調(diào)諧振蕩D.RC調(diào)諧振蕩3.智能傳感器

3、具有辨認、識別與判斷的功能，它是由（ ）而成。A.智能型材料研制B.傳感器與記憶合金組裝C.傳感器與機器人組合D.傳感器與計算機組合4.RC低通濾波器中，RC值越大，則（ ）A.上截止頻率越低B.下截止頻率越低C.上截止頻率越高D.下截止頻率越高5.周期信號在時域內(nèi)按時間間隔Ts采樣后，其頻譜將具有（ ）特征。A.周期、離散B.非周期、離散C.周期、連續(xù)D.非周期、連續(xù)6.無論二階系統(tǒng)的阻尼比如何變化，當(dāng)它所受的激振力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時，該系統(tǒng)的位移與激振力之間的相位差必為（ ）A.B.C.D.之間反復(fù)變化的值7.某隨機信號的方差為，均方值為，均值為，則三者之間（ ）A.存在關(guān)系式B.存在

4、關(guān)系式C.存在關(guān)系式D.相互獨立、沒有固定的關(guān)系式8.測量裝置的頻率特性為和，當(dāng)它們滿足（ ）條件時，輸出波形與輸入波形將相似而無失真。A.=1，=0B.=常量，=常量C.=常量，=時間延遲D.=1，=19.二階欠阻尼系統(tǒng)固有圓頻率為，阻尼比為，在激振力消失后將作衰減周期運動，其與和的關(guān)系為（ ）A.B. C.D.10.渦流式電感傳感器的測量電路一般用（ ）A.電容反饋式放大電路B.阻抗分壓式調(diào)幅電路或調(diào)頻電路C.電阻電容式積分電路D.電橋式脈寬調(diào)制電路11.電荷放大器是一個（ ）放大器。A.高增益，帶電阻的電流反饋式B.低增益，帶電容反饋的積分運算C.高增益，帶電容反饋的運算D.帶電橋的高增

5、益12.磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為（ ）的一種傳感器。A.磁阻變化量B.電荷量C.電感變化量D.感應(yīng)電動勢13.一般常用的光電池有硒、硅、碲化鎘、硫化鎘等的pn結(jié)，其中作為能量轉(zhuǎn)換器使用最多的是（ ）光電池。A.硒B.硅C.碲化鎘D.硫化鎘14.傳感器與被測量的對應(yīng)程度可用其（ ）表示。A.精確度B.穩(wěn)定性C.線性D.靈敏度15.設(shè)某信號中最高頻率為fc，按采樣定理，采樣頻率fs必須（ ）A.大于fc的（34）倍B.大于fc的2倍C.等于fc的2倍D.小于fc的2倍16.自相關(guān)函數(shù)是區(qū)別信號類型的一個有效手段，若信號中含有周期成分則其自相關(guān)函數(shù)（ ）A.在很大時衰減也很小B.在很小時衰減

6、就很大C.在很大時都不衰減并具有明顯的周期性D.在很大時不衰減但不具明顯的周期性17.兩個均值為零且具有相同頻率的周期信號，其互相關(guān)函數(shù)中保留了（ ）A. 這兩個信號的圓頻率B. 這兩上信號的幅值x0和y0以及相位差C. 其中一個信號的幅值x0（或y0）而且失去了相位關(guān)系D. 這兩個信號的圓頻率，對應(yīng)的幅值x0和y0以及相位差18.回轉(zhuǎn)軸的誤差運動是指（ ）誤差運動。A.軸線的純徑向B.軸線的徑向、軸向和角度的總體C.軸的回轉(zhuǎn)角速度不均勻而導(dǎo)致的D.軸的徑向和軸向19.壓電晶體式測力儀（ ）A. 剛度大，靈敏度高、頻率響應(yīng)寬但穩(wěn)定性不良B. 剛度大，靈敏度高、穩(wěn)定性好、但頻率響應(yīng)不寬C. 剛度

7、好，靈敏度高、穩(wěn)定性好、頻率響應(yīng)寬D. 剛度好，靈敏度低、穩(wěn)定性不良、頻率響應(yīng)寬20.通常采用的彈性式壓力敏感元件有（ ）三類。A.波登管、膜片和雙金屬片B.八角環(huán)、膜片和波紋管C.波登管、螺形簧和C形簧D.波登管、膜片和波紋管三、多項選擇題（在下列各小題的五個備選答案中有二至五個正確答案，請將正確答案全部選出，并將其字母填入題干的括號內(nèi)，正確答案沒有選全或有錯選的，該題無分。每小題1分，共10分）1.周期信號的強度以( )來表達。A.峰值B.絕對均值C.方差D.有效值E.平均功率2. 一般交流電壓表均按有效值刻度在測量非正弦信號時,其輸出量( )A. 不一定和信號的有效值成比例B. 一定和信

8、號的有效值成比例C. 一定和信號的峰值成比例D. 可能和信號的峰值或者絕對均值成比例,視表內(nèi)檢波電路而定E.一定和信號的絕對均值成比例3. 非周期信號的幅值譜|X(f)|和周期信號的幅值譜|Cn|很相似,但兩者是有差別的。其差別突出表現(xiàn)在( )A.|Cn|的量綱與信號幅值量綱不一樣B.|X(f)|的量綱與信號幅值量綱不一樣C.|Cn|的量綱與信號幅值量綱一樣D.|X(f)|的量綱與信號幅值量綱一樣E.|Cn|和|X(f)|的量綱雖然相同但物理概念不一樣4.若G(f)是g(t)的頻譜,設(shè)g(t)為時域中的周期脈沖序列,其周期為Ts，其幅值為1，則頻域中的G(f)必為（ ）A.周期脈沖序列B.周期

9、連續(xù)函數(shù)C.周期為D.幅值為E.非周期連續(xù)函數(shù)5.描述各態(tài)歷經(jīng)隨機信號的主要特征參數(shù)有（ ）A.均值、方差B.均方值C.概率密度函數(shù)D.自相關(guān)函數(shù)E.功率譜密度函數(shù)6.一般而言，測量裝置的靈敏度越高，則（ ）A.動態(tài)特性越好B.動態(tài)特性越差C.測量范圍越窄D.測量范圍越寬E.穩(wěn)定性越差7.所謂伯德圖（Bode圖）是指（ ）曲線的總稱。A.B.C.D.E.8.實際濾波器的基本參數(shù)有（ ）A.紋波幅度和截止頻率B.帶寬和品質(zhì)因素C.倍頻程選擇性D.矩形系數(shù)E.放大系數(shù)9.實現(xiàn)A/D變換的方法很多。例如（ ）A.積分式B.微分式C.跟蹤比較式D.斜坡比較式E.逐次逼近式10.考慮到不失真條件，光線示

10、波器中的振子應(yīng)有如下要求（ ）A. 固有頻率應(yīng)盡可能高，阻尼比盡可能低B. 阻尼比接近0.7,固有頻率約為被測信號的2倍C. 固有頻率應(yīng)盡可能低,阻尼比接近0.7D. 活動部件轉(zhuǎn)動慣量要小E. 要用扭轉(zhuǎn)剛度較小的張絲,相應(yīng)地該振子的靈敏度提高四、問答題（每小題5分，共25分）1. 電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？2. 下圖是一種傳感器的工作原理圖，試問這是何種形式的傳感器？用圖中符號簡述其工作原理。3. 選用傳感器時要考慮哪些問題？4. 什么叫調(diào)制？什么叫解調(diào)？在測量中為何要將信號先調(diào)制然后又解調(diào)？5. 光電轉(zhuǎn)換元件有哪些優(yōu)點？由于這些優(yōu)點使它在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。五、

11、 計算題（每題10分，共20分）1.用一階量儀作100Hz正弦信號的測量，如要限制振幅誤差在5%以內(nèi)，則該量儀的時間常數(shù)應(yīng)設(shè)計成多大？2.某光線示波器的振動子輸入i(t)為單位階躍，輸出如下圖所示的衰減振動，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定該振動子的固有頻率及阻尼比。六、 綜合題（共10分）一精密高速機床，傳動部分由電機、齒輪、滾動軸承等組成，因操作不當(dāng)產(chǎn)生了振動現(xiàn)象?，F(xiàn)要求：（1） 組成一個測量該振動加速度的測試系統(tǒng)（以框圖形式表述）（2） 簡述傳感器的選用原則，（3） 簡述框圖各組成部分的作用，（4） 簡述信號分析時，欲得到信號頻譜所采用數(shù)字信號處理的具體步驟。七、 任選題（共5分。以下共有3小題，考生

12、任選一題解答，多做則以前一題計分。）1. 采用數(shù)字信號處理方法對測試信號進行分析前,必須對所獲取的模擬信號進行哪些預(yù)處理工作？2. 一磁電式速度傳感器的幅頻和相頻特性如下圖所示，其中為該傳感器的固有角頻率，為被測角頻率，其阻尼比為0.7，為了盡量減小測量時的幅值和相位誤差，（1）該傳感器應(yīng)工作在什么條件下？（2）f0=10Hz時，其工作最低頻率(f)范圍應(yīng)為多少？3. 測量主軸回轉(zhuǎn)誤差運動，需使用位移傳感器。試根據(jù)回轉(zhuǎn)誤差運動測量的特定情況（例如：精確度高、量程范圍小、不允許與測量零件接觸、主軸表面材質(zhì)不一定均勻等），逐一分析電感式、電容式、電阻式、光柵式、磁柵式的性能，確定它們適用與否。 答

13、案一、 填空題（每題1分，共10分）1.頻譜2.3.4.各態(tài)歷經(jīng)5.6. 7.壓阻8.金屬導(dǎo)體9.10.頻率結(jié)構(gòu)二、 單項選擇題（每題1分，共20分）1.C2.B3.D4.A5.A6.B7.B8.C9.B10.B11.C12.D13.B14.A15.B16.C17.D18.B19.C20.D三、 多項選擇題（每題1分，共10分）1.ABDE2.AD3.BC4.ACD5.ABCDE6.CE7.BC8.ABCD9.ACDE10.BD四、 問答題（每小題5分，共25分）1.電阻絲應(yīng)變片利用導(dǎo)體形變引起電阻變化，半導(dǎo)體應(yīng)變片利用半導(dǎo)體電阻率變化引起電阻變化。2.本題圖所示為差動變壓器式傳感器的工作原理

14、圖。 測桿P在中間位置時，之間的互感與之間的互感相等，感應(yīng)電勢， 測桿上移后,的互感增大,互感減小,反之。3.選用傳感器要考慮（1）靈敏度（2）響應(yīng)特性（3）線性范圍（4）穩(wěn)定性（5）精確度（6）測量方法4.把緩慢變化的信號變?yōu)轭l率適當(dāng)?shù)慕涣餍盘柗Q為信號調(diào)制；把調(diào)制過的交流信號還原到原來的信號稱為解調(diào)。調(diào)制的目的是為了便于信號的處理和放大。5.光電轉(zhuǎn)換元件的優(yōu)點是：靈敏度高、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價格便宜。五、 計算題（每小題10分，共20分）1. 一階量儀的頻率響應(yīng)函數(shù)幅頻特性，欲誤差小于5%，應(yīng)大于0.95,已知故: 應(yīng)大于0.95,解得:2.由圖可見衰減振動的周期為6.28ms=s

15、即衰減振動的頻率，相應(yīng)阻尼比與振幅衰減的關(guān)系為，圖中注明故有，解得衰減振動與無阻尼振動的關(guān)系為代入值，得六、 綜合題（共10分）（1）被測對象壓電加速度計電荷放大器數(shù)字信號處理顯示記錄（2）測量對象為高速、精密機床的振動，其頻率較高、振幅不太大，宜采用壓電加速計。（3）被測對象產(chǎn)生的振動，其加速度被壓電加速度計轉(zhuǎn)換為電信號（電荷），然后被電荷放大器轉(zhuǎn)換為被放大了的電壓信號，經(jīng)過信號的預(yù)處理及A/D轉(zhuǎn)換和運算處理后得到處理數(shù)據(jù)，再經(jīng)顯示記錄即可得到測量處理結(jié)果。（4）信號預(yù)處理采樣和量化（A/D轉(zhuǎn)換）確定分析信號的長度T和數(shù)據(jù)點數(shù)N選窗函數(shù)（加窗）進行FFT運算，從而得到信號頻譜七、 任選題（每題5分）1.（1）如果處理前為調(diào)制信號首先要進行解調(diào)，如果不是調(diào)制信號則不需解調(diào)。（2）抗混疊瀘波。（3）消除直流分量（當(dāng)測試信號中不應(yīng)有直流分量時）。（4）電壓幅值處理，使幅值適應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍