机械工程测试技术基础(第三版)试卷及答案集

机械工程测试技术基础(第三版)试卷及答案集内容摘要：

8） 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行传输、放大 和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。 （ 9） 信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理 （如：计算、频谱分析、数据储存等） （ 10） 显示、记录部分：作用是输出测试结果。 答：相同之处在于： 都是将被测量的变化转换为电阻的变化，且 dR/R=(1+2H)ε +λ Eε ,其中 H 为材料的 泊桑比， E 为材料的弹性模量， (1+2H)ε是由几何尺寸变化引起的阻值变化，λ Eε 是由电阻率的变化引起的阻值变化。 不同的是，电阻应 变片是利用导体形变引起的阻值变化，所以 dR/R≈ (1+2H)ε， S≈ 1+2H；而半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应使电阻率发生变化引起电阻 变化。 所以 dR/R=λ Eε， S≈λ E。 各自的优点分别为： 电阻丝应变片具有相当高的适应性；半导体应变片的灵敏度高，一般为电阻丝应变片的 5070 倍。 特点有： （ 1） 当调制信号 x(t)0时，调幅波 xm (t)与载波 y(t)同频同相，其幅值的大小与 x(t)的大小有关； x(t) y(t) （ 2） 当 x(t)0时， xm (t)与载波 y(t) 同频反相，其幅值大小仍与 x(t)的大小有关； （ 3） 调幅波是一高频，但其包洛线和调制信号 x(t)相似，其副值受 x(t)变化的影响， y(t)的频率越高，即波形越宽，相似程度越好。 三、计算题： x(f)= ???? x(t) ej2? ftdt=fj ?21 1? [e(j2? f1)]?0 =fj ?21 1? 则 │ x(f)│ =22411 f?? ? (f)=arctg(2? f) 频谱图如下： (2) Rx(? )=????x(t)x(t+? )dt= dtee tt )(0 ???? ??=e ?? dte t?? ?0 2=21 eτ 解：对于二阶系统：当 w=wn时， A(w) =1/2ζ， )(1 w? =90。 幅值误差 =[ A(w)1]Χ 100%=150%Am 相位误差 =ф (w)= 90。 如使幅值误差不大于 10%，则 ∣ A(w)1∣ ≤ 即 ≤A(w)≤1/2ζ≤ ∴ 1/≤ζ≤1/, 阻尼比应在 ~ 之间选取。 ： ∵磁感应传感器的灵敏度 S=WRl,所以 线圈匝数 W =S/ Rl,有 B=6000GS== v=? D=25? mm,S=600mv/cm/s=? Χ 103m ∴ W=( 25? )=4Χ 103/? ≈1274(匝 ) ：（ 1） ∵ xm (t)=（ 100+30cos?t+20cos3?t） cosWCt =100 cosWCt+15cos(WC+?)t+15cos(WC?)t +10cos(WC+3?)t+10cos(WC3?)t 其中 ?=? KHZ WC=20 KHZ 所以 xm (t)包括五个分量，幅值和频率分别我： 20? KHZ， 100； 21? KHZ， 15； 19? KHZ， 15； 23? KHZ， 10； 17? KHZ， 10。 （ 2）由（ 1）可得调幅波和调制信号分别如下： 5．解：见课本 101 页，图 319 动态应变仪方框图，以及各波形图。 一、填空题 （每空 1分，共 20 分） １、周期信号的频谱是 的，而非周期信号的频谱是 连续 的。 周期信号可按三角函数分解成下列形式： )c osc os()( 0010 tnbtnaatx nn n ?? ??? ??? ， 其中， 0a? ， na? ， nb?。 使信号中特定的频率成分通过，而衰减其他频率成分的电路称。 信 号可分为确定性信号和 ，也可分为模拟信号和。 滤波器的品质因素 Q 与带宽 B 的关系是。 金属 应变片是根据 原理工作的。 当把 石英等晶体 置于电场中，其几何尺寸将发生变化，这种由于外电场作用 导致物质机械变形的现象称 为。 矩形窗函数的频谱是 函数。 两个时域函数 1()xt、 2()xt的卷积定义为。 均方值 Ψx2表示 的是信号的强度，它与均值 μx、方差 σx2的关系是。 1测试系统的静态特性指标有 、 、。 1半导体应变片是根据 原理工作的。 1根据载波受调制的参数的不同，调制可分 、 、。 三、问答题（共 50 分，每小题 10分） １、 说明测试系统的构成及各组成部分的作用。 说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点。 交流电桥达到平衡时必须满足的条件是什么。 如何来实现交流电桥的平衡。 简要说明如何求解测试装置动态特性的数学描述的 3 个函数，它们之间有何内在关系。 以二阶系统为例，简述求解具体系统频谱特性的一般步骤，并简要说出二阶系统的特性。 三、 计算题 （共 30 分） ６、 已知信号 x(t)=et (t≥ 0)， (1) 求 x(t)的频谱函数 X(f)，并。