机械工程测试技术习题集-燕山大学

机械工程测试技术习题集-燕山大学内容摘要：

t y xd t d t d t    B. 22d y dxydt dt C. 22 1 0 5d y d y yxd t d t   6. 线性系统的叠加原理表明 ————。 ，等于原信号的响应乘以该倍数 7. 测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为 ————。 8. 一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围 ————。 9. 测试过程中，量值随时间而变化的量称为 ————。 10. 线性装置的灵敏度是 ————。 11. 若测试系统由两个环节串联而成，且环节的传递函数分别为 12( ), ( ),H s H s 则该系统总的传递函数为 ————。 若两个环节并联时，则总的传递函数为 ————。 A. 12( ) ( )H s H s B. 1()Hs 2()Hs C. 12( ) ( )H s H s D. 12() ()HsHs 12. 输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是 ————。 机械工程测试技术习题 10 13. 时间函数为  的一阶装置，输入频率为  =1的正弦信号，则其输出与输入间的相位差是 ————。 A. 45 B. 90 C. 180 14. 测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是 ————。 15. 对不变线性系统的频率响应函数等于 ————。 A. 系统的正弦输出与正弦输入之比 16. 对某二阶系统输入周期信号 0 0 0( ) sin ( )x t A t，则其输出信号将保 持 ————。 ，频率、相位改变 ，幅值、频率改变 ，幅值、相位改变 17. 二阶装置，用相频特性中 ( ) 90  时所对应的频率  作为系统的固有频 n 地估计值，该值与系统阻尼率  的大小 ————。 很大关系 18. 二阶系统的阻尼率  越大，则其对阶跃输入时的响应曲线超调量 ————。 19. 二阶装置引入合适阻尼的目的是 ————。 、相频特性 20. 不失真测试条件中，要求幅频特性为 ———— ，而相频特性为 ————。 二、 填空题 2. 一个理想的测试装置应具有单值的、确定的 ————。 3. 测试装置的特性可分为 ———— 特性和 ———— 特性。 4. 测试装置的静态特性指标有 ———— 、 ———— 和 ————。 5. 某位移传感器测量的最小位移为 ㎜，最大位移为 1 ㎜，其动态线性范围是———— Db 6. 描述测试装置动态特性的数学模型有 ———— 、 ———— 和 ———— 等。 7. 测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为 ———— 系统。 若其输入、输出成线性关系时，则称为 ———— 系统。 8. 线性系统中的两个最重要的特性是指 ———— 和 ————。 9. 测试装置在稳态下 ，其输出信号的变化量 y 与其输入信号的变化量 x 之比值，称为 ———— ，如果它们之间的量纲一致，则又可称为 ————。 10. 测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 ————。 11. 测试装置对单位脉冲函数 ()t 的响应，称为 ———— 记为 ( ), ( )ht ht 的傅氏变换就是装机械工程测试技术习题 11 置的 ————。 12. 满足测试装置不失真测试的频域条件是 ——— — 和 ————。 13. 为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 ———— 和 ————。 14. 测试装置的动态特性在时域中用 ———— 描述，在频域中用 ———— 描述。 15. 二阶系统的主要特征参数有 ———— 、 ———— 和 ————。 16. 已 知 输 入信 号 0( ) 3 0 c o s (3 0 3 0 )x t t， 这 时 一 阶装 置 的 ( )   ，0( )  ，则该装置的稳态输出表达式是： ()yt =————。 17. 影响一阶装置 动态特性参数是 ———— ，原则上希望它 ————。 18. 二阶系统的工作频率范围是 ————。 19. 输入 ()xt 、输出 ()yt ，装置的脉冲响应函数 ()ht ，它们三者间的关系是 ————。 20. 测试装置的频率响应函数为 ()Hj ，则 ()Hj 表示的是 —————— ， ()Hj 表示的是 —————— ，它们都是 —————— 的函数。 21. 信号 ( ) 6 sin 2 3x t t ，输入  的一阶装置，则该装置的稳态输出幅值 A =—————— ，相位滞后  =————。 22. 一个时间常数 5s 的温度计，插入一个以 15 minC 速度线性降温的烘箱内，经半分钟后取出，温度计指示值为 90C ，这时，烘箱的实际温度应为 ————。 三、 计算题 1. 某测试装置有三个环节串联组成，各环节的传递函数分别为1 6() 15 2Hs s ；2( )  ； 23 223 .3() 2 nnnHs ss  ；试求该测试装置的总灵敏度为多少。 2. 用时间常数为 2s 的一阶温度计测炉温，炉内温度近似地按周期为 160s 作正弦规律变化，且温度在 500 600CC范围内变化。 求该温度计指示值的最大值和最小值各为多少度。 3. 用一阶系统作 200Hz 正弦信号测量，如果要求振幅误差在 10﹪以内，则该一阶装置的时间常数应为多少。 如用该装置对 50Hz 正弦信号测量时，此时的振幅误差和相位误差各为多少。 4. 某一阶装置的灵敏度为 1，要求测量的上限频率为 150Hz ，幅值误差不大于 10﹪，该仪器的最大允许时间常数是多少。 5. 对某一阶线性装置输入一 阶跃信号，其输出在 2s 内达到输入信号最大值的 20﹪，试求：（ 1）该装置的时间常数  ；（ 2）经过 40s 后，输出幅值达到多少。 机械工程测试技术习题 12 6. 某线性装置：21() 1    ， ( ) tg   ， 现测得该装置的稳态输出是： ( ) 1 0 s in (3 0 4 5 )y t t，试求该装置的输入信号 ()xt =。 7. 求周期信号 ( ) 0. 05 c os 10 0. 2 c os( 10 0 )4x t t t  输入至传递函数为2 39 43 .8 4() 62 .8 39 43 .8 4Hs ss 的装置后所得到的稳态响应。 8. 设一时间常数为 的温度传感器，从 0C 的冰水中突然取出并插入 100C 的沸水中，在插入后 15s 其温度指示值为多少。 9. 振动仪的固有频率为 10Hz ，阻尼率 ，试求测试频率为 20Hz 信号时，其幅值误差和 相位角滞后各为多少。 10. 已知二阶系统的传递函数 222() 2 nnnHs ss  并且 1000n rad s  ，现用该装置去测试一频率为 250f Hz 的正弦信号，试求：（ 1） 当  分别为 24， 22和 1 时，输出信号对输入信号的相对误差。 （ 2）欲使测试误差小，响应速度快，  应取什么值。 并画出此时的 ()A 图。 机械工程测试技术习题 13 第三部分 信号的获取 一、 选择题 1. 通常用来表征仪器本身精度、而不是测量的精度。 A、引用误差 B、相对误差 C、绝对误差 2. 定义为单位输入量变化量引起的输出量变化量。 A、信噪比 B、灵敏度 C、零漂 3. 热电偶产生的温差电动势是由 __________所组成。 A、单一导体的接触电势和不同导体的温差电势 B、两种导体的温差电势和接触电势 C、单一导体的温差电势和两种导体的接触电势 4. 电涡流传感器是利用 __________材料的电涡流效应工作的。 5. 为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用 ————。 6. 磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是一个 ————。 7. 磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应 ———— 其固有频率。 8. 随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将 ————。 9. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高 ————。 10. 调频式电涡流传感器的解调电路是 ————。 11. 压电式加速度传感器的工作频率应该 ———— 其固有频率。 12. 下列传感器中 ———— 是基于压阻效应的。 13. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的 ———— 成正比。 14. 石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于 ———— 的表面 上产生电荷量。 12. 石英晶体的压电系数比压电陶瓷的 ————。