机械工程测试技术试题及答案1

机械工程测试技术期末考试试题及答案1．测试系统的基本构成有哪些？（6分）[答案要点]测试系统基本构成包括：传感器、信号调理和信号显示与记录。如上图所示。2.周期信号与非周期信号谱的各自特点是什么？(8分)[答案要点]周期信号的频谱特点是：1）离散谱；2）谱线仅出现在基波和各次谐波频率处；3）幅值谱各频率分量的幅值随频率的升高而减小。非周期信号的频谱特点是：1)连续谱；2)各频率分量的幅值随频率的升高而趋于无穷小，但保持一定的比例关系。3.为什么进行体温测量时，需要将体温计与身体保持接触三分钟？(8分)[答案要点]温度计是一阶惯性系统；其阶跃响应为1tye，系统达到稳态的时间与系统的时间常数τ有关，当t=4τ时，系统的输出值与稳态响应值仅相差2%，当t越大，系统的输出值与稳态响应值的误差就越小。4．（1）从功率谱中读出信号的主要频率成分（5分）[答案要点]主要频率有f1=60Hz,f2=120Hz,f3=138Hz,f4=175Hz(可估读)（2）从时域信号波形图中读出其主要参数（5分）[答案要点]周期T=0.03s最大值A=4.8V(可估读)5．测量的本质和基本前提是什么？（8分）被测对象传感器信号调理数据显示与记录[答案要点]测量是采集和表达被测量并与标准作比较的过程。测量的基本前提有：1）被测的量必须有明确的定义；2）测量标准必须通过协议事先确定。6.电感式传感器有哪些类型，任选一种，画出其结构图，简述其工作原理，画出转换测量电路，并举例说明其典型应用。(16分)[答案要点]1）电感式传感器有下列类型：2）结构图：例可变磁阻型电感传感器有气隙型、截面型和螺管型，其结构如下：3）工作原理：2022WSWLR，间隙δ，铁芯截面积S，线圈匝数W的变化，带来了电感L的变化。4）转换电路：交流电桥，变压器式电桥，LC振荡电路，（图略）5）典型应用。略7．[答案要点]1）应变片布置示意图4’电路图电感式传感器自感型可变磁阻型涡流式互感式2’2）电桥的输出电压ye4’043214231))((eRRRRRRRRUUeadaby或44332211442233110RRRRRRRRRRRRRRRReey或假定R1=R2=R3=R4=R，且RΔRiRRRRRRRReey4321043）在桥臂上各串联一片不能提高电桥灵敏度。由上式知，RRRRRRRReey432104当桥臂上串联应变片时，桥臂阻值R1=R2=R3=R4=2R，传感器受力后应变片的变化分别为2ΔR，代入上式，与原输出结果一致，故不能提高灵敏度。8．加工过程中，需对回转轴转速进行测量。已知其额定转速为3000转/分钟，请设计一个转速测量装置，要求说明测量系统结构(方框图)，传感器选用(应说明与传感器相匹配的机械或其它结构,可直接画在图上)，测量电路设计，信号特征分析，信号显示等内容。（20分）[答案要点]1）测量系统结构2）被测量分析3）传感器选用及其原理结构（含传感器布置示意）4）测量电路5）信号特征6）信号波形图例。