试卷五答案

共5页第1页山东理工大学《机械工程测试技术》试卷纸(答案)（）卷学年第学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………………………………………适用专业考核性质考试时间100分钟题号一二三四总分得分评阅人复核人一、填空题(共40分)1.两周期信号x(t)和y(t)的关系为x(t)=|y(t)|，已知x(t)的均值为2，则y(t)的绝对均值为2。2.脉冲信号的频谱在整个频域上是等强度的。3.测量装置输出−输入之间的关系偏离理想直线的程度称为线性度。4.定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出和输入的幅值比定义为该系统的幅频特性。5.信号按能量是否为有限值分为能量信号和功率信号，周期信号属于功率信号。6.若某周期单位脉冲序列的时域周期为2s，则其频域脉冲序列的周期为0.5s。7.若给一定常线性系统输入一频率为100Hz的简谐信号，则该系统的稳态输出是一频率为100Hz的简谐信号。8.测量装置输出波形不失真且无延迟的条件是：测试装置的幅频特性A(ω)＝常数，测试装置的相频特性φ(ω)＝0。9.电容式传感器有三种类型，分别为介质变化型、面积变化型和极距变化型。10.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。11.磁电式传感器按照结构方式可以分为动圈式和磁阻式。12.压电式传感器工作频率的下限不可能为零，所以压电传感器不能用于静态物理量的测量。13.测试装置的动态特性描述在频域中用频率响应函数。14.调幅波采用包络检波方法解调时，要求调制信号在零线一侧（全大于零或小于零）。15.电桥电路是一种将电阻、电容、电感式传感器参量的变化转换成电压或电流输出的测量电路。16.LC振动回路是将被测参数的变化直接转换为振动频率的变化，这一过程称为直接调频式测量。17.某倍频程带通滤波器的下截止频率为100Hz，则其中心频率为1002Hz。18.理想滤波器在实际应用中是无法实现的。19.在数字信号处理中，即使x(t)是有限带宽信号，经截断后必然成为无限带宽的信号。20.量化误差产生的原因是A/D转换器位数有限。二、单项选择题（共20分）1．汽车在路上行驶时，驾驶员座位的振动信号属于（C）。A．周期信号B．非周期信号C．随机信号D．瞬态信号共5页第2页山东理工大学《机械工程测试技术》试卷纸(答案)（）卷学年第学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………………………………………2．瞬变非周期信号频域描述的数学工具是（B）。A．拉普拉斯变换B．傅里叶变换C．傅里叶级数D．自相关函数3．测试装置的传递函数H(S)是装置动态特性在（B）中的描述。A．幅值域B．复频域C．频域D．时域4．对二阶系统222()2nnnHsss，为了提高其工作频率，可以采取的措施是（B）。A．将阻尼比减小到0.3以下B．提高固有频率nC．减小静态灵敏度D．增大输入范围5．下列传感器属于能量转换型传感器的是（A）。A．压电式传感器B．电阻应变式传感器C．电感式传感器D．电容式传感器6．当交流电桥电路采用高频的正弦波电压供电时，输出的是（B）。A．调频信号B．调幅信号C．调相信号D．调宽信号7．调幅波在解调时需经过（D）滤波器滤波。A．高通B．带通C．带阻D．低通8．一带通滤波器，其中心频率是f0，-3dB带宽是B，则滤波器的品质因数Q等于（D）。A．0fBB．0fBC．0fBD．0fB9．数字信号处理中，频域混叠是由（C）所造成。A．抗混叠滤波B．量化编码C．采样频率不够高D．频域采样10．信号数字化过程中，采样频率fs与限带信号最高频率fh间的关系（A）。A．fs2fhB．fs2fhC．fs=fhD．fs=0.7fh三、问答题（每小题5分，共20分）1．某周期信号的复指数函数形式的频谱图如题3-1图所示，请根据该频谱图写出信号的时域表达式。解答：3nc31.511.51幅频图3050707050300(Hz)f题3-1图(Hz)f相频图n305070705030022共5页第3页山东理工大学《机械工程测试技术》试卷纸(答案)（）卷学年第学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………………………………………()6cos(60)3cos(100)2cos(140)222xtttt或()6sin(60)3sin(100)2sin(140)222xtttt2．若某测试装置的频响特性为A(f)=常数，(f)=180，问该测试装置是否失真？为什么？解答：不失真。因为各简谐分量移相180，相当于输出信号与输入信号反相，但波形完全一样，所以输出信号并不会失真。3．数字信号处理会带来哪些问题？如何解决？解答：会带来混叠、泄漏、量化误差、栅栏效应问题。防止混叠的措施：1）采用抗混叠滤波；2）采样频率要满足采样定理。减小泄漏的措施：1）增加截断长度；2）采用不同的窗函数对信号截断。减小量化误差的措施：选取输出位数足够的A/D转换器。抑制栅栏效应的措施：1）提高频域采样频率；2）对周期信号采用整周期截取。4．简要说明二阶系统222()2nnnHsss的阻尼比为什么大多都采用0.6～0.7？解答：在固有频率和允差一定的情况下，阻尼比不同，上限工作频率不同，只有阻尼比在0.6～0.7左右时，上限工作频率才最大。四、计算题（每小题5分，共20分）1．若某周期信号的傅立叶级数展开式为()0.5sin(10)0.3sin(45)0.1sin(100)xtttt，求该周期信号的周期。共5页第4页山东理工大学《机械工程测试技术》试卷纸(答案)（）卷学年第学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………………………………………解：周期信号的频率是各谐波分量频率的最大公约数。由题中可知，三个谐波的角频率的最大公约数为5rad/s，即该周期信号的角频率0为5rad/s，所以其周期为00220.4s5T答：该周期信号的周期为0.4s。2．设某一阶测量装置的传递函数为1()0.0021Hss，若输入信号为()0.5sin(500)6xtt，求该测量装置的稳态响应。解答：1()0.0021Hj，21()0.0021A，()arctan0.002212(500)20.0025001A，(500)arctan0.00250045稳态响应为：2()0.5sin(5003045)0.252sin(50075)2yttt3．今用四片特性参数相同的应变片测量悬臂梁的应力，贴片位置及接桥方式如题4-3图所示。若应变片的原始阻值R=120Ω，灵敏系数Sg=2，悬臂梁的弹性模量E=21×1010Pa，供桥电压Ue=12V，测得电桥的输出电压Uo=12mV，求应变片所感受的应力。解：o1234e1()4URRRRUR1324RRRRRRoeegRUUSURoegUSU310oe71210211021210.510Pa105MPagUEESU答:应变片所感受的应力为105MPa。题4-3图R2(R4)R1(R3)R1(R2)R3(R4)UeUoR1R2R3R4共5页第5页山东理工大学《机械工程测试技术》试卷纸(答案)（）卷学年第学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………………………………………4．已知调幅波11()(7040cos260cos10)(cos2)acxtftftft。其中c110kHz100Hzff，。试求：1)()axt所包含的各分量的频率及幅值。2)绘出调制信号与调幅波的频谱。解：1）xa(t)=70cos2πfct+20cos2π(fc-f1)t+20cos2π(fc+f1)t+30cos2π(fc-5f1)t+30cos2π(fc+5f1))t各频率分量的频率/幅值分别为：10000Hz/70，9900Hz/20，10100Hz/20，9500Hz/30，10500Hz/30。2）调制信号11()7040sin260sin10axtftft，各分量频率/幅值分别为：0Hz/70，100Hz/40，500Hz/60。调制信号与调幅波的频谱如图所示。f0An(f)调制信号频谱500f9500An(f)99001000010500604070703020101002030调幅波频谱100