山西大同大学 2013机械测试技术试题答案

学院：_____________班级：______________姓名：___________考号：________________________________________________密_______________________封______________________线____________________________第1页共2页山西大同大学2012-2013学年第一学期期末试题（A）答案及评分标准班级：_09机械一、二、三、四班、11机械专升本考试科目：_机械工程测试技术__(共2页)一、得分判断（每题1分，共10分）1．物性型传感器是利用被测量的变化来实现信号变换的。（×）2．周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的整数倍。（√）3．信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。（√）4．若干台不同精度的测量仪器组成的测试系统，其测试结果的最终精度主要取决于精度最高的那一台仪器。（×）5．测量系统在频域的频响特性所引起的动态测量误差与在时域由非线性度引起的测量误差是一个概念。（×）6．传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为线性度。（×）7．测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。（×）8．涡流式传感器不可以实现非接触测量，通常可作为位移、振动测量，还可作为测厚。（×）9．半导体应变片的灵敏度随半导体尺寸的不同而不同。（×）10．交流电桥可测静态应变，也可测动态应变。（√）二、得分选择（每个2分，共20分）1．不能用确定的数学公式表达的信号是D信号。A．复杂周期B．非周期C．瞬态D．随机2．将时域信号进行时移，则频域信号将会（D）A．扩展B．压缩C．不变D．仅有相移3．描述周期信号的数学工具是（B）A．相关函数B．傅氏级数C．拉氏变换D．傅氏变换4．在一测试系统中，被测信号频率为1000Hz，幅值为4V，另有两干扰信号分别为2000Hz，8V和500Hz,2V，则利用（C）提取有用信号。A．叠加性B．比例性C．频率保持性D．幅值保持性5．下列哪个参数可以反映测试系统的随机误差的大小（B）A．灵敏度B．重复性C．滞后量D．线性度6．为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差，应选用(C)类型的传感器为最好。A．大间距B．高介电常数C．差动式D．小间距7.利用光电效应的传感器属于（B）传感器。A．电阻型B．物性型C．结构型D．电容型8．金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的（C）变化产生的。A．尺寸B．电阻率C．形状D．材质9．介质变化电容式传感器可用来测量（D）A．电介质的厚度B．电介质的位移C．电介质的液位D．3种都可10．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。A．相乘B．相加C．相减D．相除三、得分填空（每空1分，共20分）1．一般来说，测试系统包括传感器、信号调理、信号处理、显示与记录等四个典型环节。2．对于周期信号，kc的量纲与tx的量纲是相同的。而对于非周期信号，jwX的量纲与tx的量纲是不相同的。3．线型定常系统的基本特性有：叠加性、可微性、同频性。4．测量误差是指测量值与其真值之间的差值，有系统误差、随机误差和粗大误差三类。5．按敏感栅材料不同，电阻应变片可分为金属应变片和半导体应变片两大类。前者的敏感栅有丝式、箔式和薄膜式三种类型。6．金属丝在外力作用下发生机械形变时，它的电阻值将发生变化，这种现象称为电阻应变效应。7.电桥的和差特性是指：当电桥相邻桥臂有电阻增量时，电桥输出反映两桥臂电阻增量相减的结果，而相对桥臂有电阻增量时，电桥输出反映桥臂电阻增量相加的结果。四、得分简答（20分）1．已知周期方波的傅里叶级数tttAtx0005cos513cos31cos8，简述该方波的均值、频率组成，并绘出该周期方波的单边幅值谱，说明其频谱特点。（7分）答：由所给傅里叶级数知：00a，所以该方波均值为0；（2分）由,7,5,3,0000等频率的余弦信号组成，（2分）频谱特点：离散性、谐波性、递减性(1分)（2分）题号一二三四五六总分得分签字学院：_____________班级：______________姓名：___________考号：________________________________________________密_______________________封______________________线____________________________第2页共2页2．何为测试系统的不失真测试，用方程表示，并简述实现不失真测试的条件。（7分）答：测量系统的输出信号能精确的复现输入信号则为不失真测试，用方程式表示为y(t)=A0x(t-t0)；（3分）测试装置实现不失真测试的条件是：A（ω）=A0=常数，（ω）=-t0ω。（4分）3.简述传感器根据输入输出功能的分类，选用传感器需要考虑哪些问题？（6分）答：按输入量可以分为温度、压力、位移、速度、湿度等传感器；按输出量可以分为参数式传感器和发电式传感器（3分）选用传感器要考虑的问题有：（1）灵敏度；（2）响应特性；（3）线性范围；（4）稳定性；（5）精确度；（6）测量方法。（3分）五、得分计算（30分）1.有一测试系统是二阶线性系统，其频率响应函数为：2110.6nnHjj，一输入信号为：0000cos0.5cos30.2cos5,0.426nxtttt，试求该系统幅频特性和相频特性，并求该信号的响应。（最终结果保留小数点后两位）（15分）解：该系统的幅频特性为：222110.36nnH（3分）该系统的相频特性为：20.6arctan1nn（3分）输入信号的频率分别为000,3,5,可计算出幅频特性值和相频特性值分别为：0000001.45,31.19,50.240.09,30.36,50.12,HHH信号xt输入此系统的输出响应的幅频特性值分别为：00011.451.45YXH，0030.60,50.05YY（3分）信号xt输入此系统的输出响应的相频特性值分别为：000000.50.090.41,31.36,50.27yxyy（3分）这样得到了输出响应yt的全部幅值频谱和相位频谱，所以yt的时域表达式为：0001.45cos0.410.6cos31.360.05cos50.27ytttt（3分）2.如图1所示为一直流应变电桥，VUs4，3504321RRRR，求：（1）1R为应变片，其余为外接电阻，1R增量为5.31R时输出电压0U=？（2）1R、2R为应变片，感受应变极性大小相同，其余为外接电阻，输出电压0U=？（3）1R、2R为应变片，感受应变极性相反，其余为外接电阻，输出电压0U=？（4）1R、2R、3R、4R都是应变片，对臂同性，邻臂异性，输出电压0U=？（15分）图1解：（1）VRRUUs01.03505.3441410（3分）（2）根据电桥的和差特性，2211041RRRRUUs因为1R、2R感受应变极性大小相同，所以0U=0；（4分）（3）因为1R、2R感受应变极性相反，所以VRRRRUUs02.03505.34424122110；（4分）（4）VRRRRRRRRUUs04.03505.344441443322110（4分）