机械工程测试技术试题及答案122

机械工程测试技术（试题及答案）

一、写出下列典型信号的付里叶变换对,并画出相应的频谱.(10分）

|t|/21， (1）g(t)

0， |t|/2f(t)A G()

-22 t（2） x(t)cos0t X()

cos0t1t

二、选择题（每题2分，共20分） 1. 非周期信号的频谱是（ ) A。连续的 B。离散的 C.基频的整数倍 D。脉冲函数

2.已知信号x（t）与信号y（t)完全不相关，则该二信号的互相关系数满足（ ）

A。ρxy(τ)〉1 B。ρxy（τ）=1 C。0<ρxy(τ）<1 D.ρxy（τ）=0

3.迟滞误差又称为( )

A。非线性误差 B。回程误差 C.静态误差 D.稳定性误差

4.将电阻应变片贴在( ）上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。

A.质量块 B.导体 C。弹性元件 D。机器组件

l 5。如右图所示传感器属于电容式传感器的（ ）类型。

Ａ。变极距 B.变面积 C.变介电

6。如下图所示传感器属于电感式传感器的（ ）类型。

Ａ。变间隙 B.变截面积 C。双螺管 D.差动变压器

R1 R2 R4 R3

x U

7。如上图直流电桥平衡的条件是( )

Ａ. R1+ R2 = R3+ R4 B．R1／R2 = R3／R4 Ｃ. R1－R2 = R3－R4 Ｄ. R1R3 = R2R4

8.霍尔元件属于( ）传感器.

Ａ.热敏式 B。 磁敏式 C. 气敏式 D。 光敏式

9。石英晶体不产生压电效应的轴称为( )

A． 机械轴 B．电轴 C．光轴

10.半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率（ ) A.上升 B。迅速下降 C.保持不变 D。归零

三、简述题（每题8分，共40分）

1.举例说明身边的测试技术,并简要分析其传感器类型(二种).（8分)

2.回答下列函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数：（8分）

1—

x1（t)=sin3ωt，x2（t)=et,x3(t）=esin t，x4(t)=δ(t)，x5（t)=sint，

2x6（t）=u（t)

x7（t）为方波信号,x8(t）为周期信号y（t)的自相关函数

3.分别说明信号x（t)的均值x、方差x、均方值x的含义并写出三者间的联系式。(8分）

4。从时域和频域角度说明测试装置的不失真测量条件。（8分）

5。用图示意变磁阻式自感型电感传感器(气隙型、截面型、螺管型）的结构形式，说明其工作原理。（8分)

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四、计算题.（共14分） 1．用时间常数为0.25秒的一阶装置去测量频率分别是1Hz,10Hz的正弦信号，幅值衰减各是多少?（8分)

2。 将一时间常数5秒的温度计,从20℃的空气中突然插到80℃的水中，试问10秒后该温度计指示的温度是多少？（6分)

五、综合题（共16分)

有一测量吊车起吊物质量的拉力传感器（吊钩秤）,应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上,组成全桥,桥路电源大小为e0。 1)画出应变片布置示意图和电路图； 2)求电桥的输出电压ey;

3)若想提高电桥灵敏度，能否在桥臂上各串联一片？

答案及评分标准

一、共10分 [答案］

1. Sa(2)

2。

[(-0)(0)]

［评分标准] 每题5'，其中表达式正确2’，图形正确完整3'，未标注者扣1’

二、共20分

［答案］ 1。 A 2. D 3。 B 4. C 5。 B 6。 C 7。 B 8。 B 9. C 10. B

[评分标准］ 每题2’

三、共40分 1．［答案］ 略

[评分标准] 每个合理的例证2分，说明传感器类型2'

2．［答案］ 周期信号有x1(t)=sin3ωt，x3（t）=esin t，x5（t)=sint,x7（t），

x8（t）

12 非周期信号x2（t）=e—t,in t,x4（t)=δ(t），x6（t)=u（t）

［评分标准] 每个正确分类为1’

3．[答案］ xE[x]lim2xlim1T1T222,x(t)dtE[x]limx(t)dt x00TTTT1T2222-， [x(t)-]dtxxxx0TT［评分标准] 每式正确为2’

4．［答案］ 时域：当测试装置的输入x（t)与输出y（t）满足方程

y(t)A0x(t-t0)，A0和t0为常量，则称该装置为不失真测试装置.

频域：测试装置的频率响应函数H(j)A0e-jt0,其实现不失真测量的条件

是幅频特性为常数，相频特性为直线。即：

A()H(j)A0,()H(j)-t0

[评分标准］ 时域、频域各4’

5．［答案］ 变磁阻式自感型电感传感器有气隙型、截面型和螺管型，其结构如

下:

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。 2W20S

2



［评分标准] 每图2’,说明2’

WLR

四、共14分

1．［答案及评分标准］ 一阶系统的频响函数为H(s)1j1，

其幅频特性为 A()H(j)11()2 2’

已知0.25秒，正弦信号频率f1=1Hz，f2=10Hz经过该系统的幅值分别

为

A(1)110.537 2’

1(21)1(0.2523.14)2A(112)1(20.0637 2)1(0.2523.1410)2则幅值衰减分别为1—0.537=0。463=46.3%和1-0。0637=93。63％

2．［答案及评分标准] 一阶系统的单位阶跃响应为

y(t)1-e-t/， 已知5秒，t10秒，则温度指示为 y(t)2060(1-e-t/)2060(1-e-10/5)20600.86571.9

五、共16分

[答案及评分标准］ 1)应变片布置示意图 4'

电路图

2’

2’ 2’ 4'

2’

2）电桥的输出电压ey 4’

eyUab-Uad或

R1R3-R2R4e0

(R1R2)(R3R4)eye0R1R1R3R3-R2R2R4R4

R1R1R2R2R3R3R4R4或假定R1=R2=R3=R4=R，且R>>ΔRi

eye0R1R2R3R4--

4RRRR

2’

3）在桥臂上各串联一片不能提高电桥灵敏度. 由上式知,eye04R1R2R3R4-- RRRR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。 4'