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机械工程测试技术习题-简答题、分析题一、简答题1、什么是热电偶的热电效应？其产生的热电动势由哪两部分构成？两种不同的导体或半导体A和B组合成闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同，则在此闭合回路中就有电流产生，也就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。热电势由两部分组成，即温差电势和接触电势。2、请写出五条选用传感器主要原则。1．灵敏度（1）适当（2）多维测量交叉灵敏度小（3）与测量范围协调2．响应特性（1）不失真（2）响应时间短（动态测量尤为重要）3．线性（1）线性度好（2）线性范围宽4．可靠性可靠性高，考虑设计、制造、环境（油、粉尘、磁场、湿度）5．精确度原则上精确度越高越好，但考虑经济性。6．测量方式（1）接触式-非接触式（2）在线-非在线7．其它体积，结构，价格，维修，采购和更换。3、本门课程主要介绍了哪几类半导体传感器？1、磁敏传感器2、热敏电阻3、气敏传感器4、湿敏传感器5、固态图像传感器4、可以用哪些数学方法描述测量装置的动态特性？（1）采用初始条件为零的Laplace变换，可得传递函数；（2）采用初始条件为零的Fourier变换，可得频响函数；（3）可以用脉冲响应函数来描述。5、对于测试系统，其实现不失真测量的条件是什么？在时域，测试系统的输出y(t)与x(t)应满足y(t)=A0x(t-t0)。在频域，幅频特性曲线是一条平行于频率轴的直线，即A(ω)=A0；相频特性曲线φ(ω)=-t0ω，式中A0、t0均为常数。6、通常测试系统由哪几部分组成？简要说明各组成部分的主要功能。测试系统的组成及主要功能如下：传感器—把被测量转换为电量；中间电路—对传感器输出信号进行转换和调理；显示记录装置—对来自中间电路的信号做显示和记录。7、从电荷泄露的角度说明，为什么压电传感器通常用于测量动态信号？由于不可避免地存在电荷泄露，利用压电传感器测量静态或准静态量值时，必须采取一定措施，使电荷从压电元件经测量电路的泄露减小到足够小的程度，很难做到；而动态测量时，电荷一直处于不断补充的状态，从而供给测量电路一定的电流，故压电传感器更适于动态测量。8、利用电涡流传感器可以测量物体的位移，如果被测物体由塑料制成，用电涡流传感器进行位移测量是否可行？为什么？不可行。因为电涡流传感器是电感传感器的一种形式，是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应工作的，由于塑料为非导电体，不能产生涡流效应，故不可测量。9、信号采样过程中，如何避免频率混叠，以使采样处理后仍能准确恢复其原信号？为避免频率混叠，需从两个方面入手：首先，使被采样的模拟信号x（t）通过模拟滤波器去除高频成分，成为有限带宽信号；其次，应使采样频率fs大于带限信号最高频率fh的2倍。二、分析题1、某车床加工外圆表面时，表面振纹主要是由转动轴上齿轮不平衡振动所引起，实验测得振纹的频谱如图1（a）所示，主轴箱内的传动示意图如图1(b)所示，传动轴Ⅰ、Ⅱ和主轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为Z1=30,Z2=40,Z3=20,Z4=50,传动轴Ⅰ的转速为n1=2000转/分，试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响较大？为什么？解：转动轴I的转动频率为：2000/60=33.3HZ；转动轴II的转动频率为：1500/60=25HZ；转动轴III的转动频率为：600/60=10HZ；与实验测得振纹的频谱图比较可知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。2、求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t−45°)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得到的稳态响应。解：根据传递函数H(s)=1/(0.005s+1)可以得到该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y(t)，根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得到y(t)=y01cos(10t+j1)+y02cos(100t−45°+j2)