機械工程測試技術試卷與答案（總

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《機械工程測試技術基礎》試題1

一、填空題（20分，每空1分）

1?測試技術是測量和實驗技術的統稱。工程測量可分為靜態測量和

動態測量。

2.測量結果與被測真值之差稱為測量誤差。

3.將電橋接成差動方式習以提高,改善非線性，進行—補償。

4.為了溫度變化給應變測量帶來的誤差，工作應變片與溫度補償應變

片應接在橋臂上。

5.調幅信號由載波的攜帶信號的信息，而調頻信號則由載

波的攜帶信號的信息。

6.繪制周期信號x（f）的單邊頻譜圖，依據的數學表達式是，而

雙邊頻譜圖的依據數學表達式是O

7.信號的有效值又稱為,有效值的平方稱為,它描述測試信號

的強度（信號的平均功率）。

8.確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是,

后者頻譜特點是o

9.為了求取測試裝置本身的動態特性，常用的實驗方法是和o

10.連續信號x（/）與3（/-小）進行卷積其結果是：x（t）*d（t~t0）=o其幾

何意義是______________O

得分

二、選擇題（20分，每題2分）

1.直流電橋同一橋臂增加應變片數時，電橋靈敏度將（）。

2

A.增大B.減少C.不變D.變化不定

2.調制可以看成是調制信號與載波信號（）。

A相乘B.相加C.相減D.相除

3.描述周期信號的數學工具是（）o

A.相關函數B.拉氏變換C,傅氏變換D.傅氏級數

4.下列函數表達式中，（）是周期信號。

人5cos當/NO

A.x⑺=<

0當/<0

B.x（t）=20$一""cos20/rt（-co<t<+oo）

C.x（r）=5sin20R+1（）coslOzrr（-00<r<+GO）

5.時域信號的時間尺度壓縮時，則其頻帶的變化為（）。

A.頻帶變窄、幅值增高B.頻帶變寬、幅值壓低

C.頻帶變窄、幅值壓低D.頻帶變寬、幅值增高

6.非線性度是表示定度曲線（）的程度。

A.偏離其擬合直線B.接近真值C.正反行程的不重合

7.一般來說，測試系統的靈敏度越高，則其測量范圍（）o

A.越寬B.越窄C.不變

8.下列哪一種敏感元件不屬于彈性式壓力敏感元件（）

A.波登管B.膜片

C.波紋管D.電阻應變片

9.對于單向應力狀態的測量，貼應變片時，應變片的方向與主應力方向應該

相交成（）

°B.45°

C.90°D.30°

10.二階裝置引入合適阻尼的目的是（）。

A.使系統不發生共振B.使得讀數穩定

C.獲得較好的幅頻、相頻特性

得分

三、簡答題（共30分）

3

1.信號分析和處理必需遵循的原則有哪幾點（4分）

答

2,周期信號的頻譜具有哪幾個特點（6分）

答：

3.現有電阻用和電感L和電容C,連結成四臂交流電橋，試畫出能滿足

電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件。（設激勵為外，輸出

為露）o（5分）

答：

4.在使用電阻應變片時，發現靈敏度不夠，若在工作電橋上增加電阻應變片

的數量以提高靈敏度。試問在半橋上各串聯一片的情況F,是否可以提高靈

敏度為什么（5分）

4

答:

5.什么是調制和解調？為什么要調制（5分）

答：

6.在機械工程中常見的有哪些參數的測量（5分）

答：

得分

四、計算題（共2。分，每小題10分）

1.求如圖所示三角脈沖信號的頻譜。

5

解:

2.用電阻應變片及雙臂電橋懸臂梁的應變￡o其貼片及組橋方法如圖所示。

已知圖中K=R=鳥=尺=120。，上下貼片位置對稱，應變片的靈敏度系

數左=2。應變值￡=10x10-3,電橋供橋電壓％=3V'。試分別求出如圖組成

橋路時的輸出電壓〃。=?

抖

/A’2

ri/?1AA

t-二二-iRhAR

解:

6

《機械工程測試技術基礎》試題2

一、填空題（20分，每空1分）

1、由信息與信號的關系可知，信號是信息的

2、數字信號是指時間和幅值都具有特性的信號。

3、為了求取測試裝置本身的動態特性，常用的實驗方法是和

4、模似信號是指時間和幅值都具有特性的信號。

5、正弦信號的自相關函數是一個同頻的函數。

6、直流電橋的平衡條件是

7、濾波器的分辨率越高，則測量信號時其響應速度

8、帶通濾波器的中心頻率F=500HZ,負3分貝點的帶寬B=10HZ,則

該濾波器的品質因數Q=o

9、單位頻寬上的幅值表示的是函數。

1.將電橋接成差動方式習以提高,改善非線性，進行補償。

2.調幅信號由載波的攜帶信號的信息，而調頻信號則由載波的

攜帶信號的信息。

3,調幅過程在頻域相當于過程，調幅裝置實質上是一個o

4.測試技術是測量和實驗技術的統稱。工程測量可分為和o

測量結果與被測真值之差稱為測量誤差。

5.確定性信號可分為周期信號和非周期信號兩類，前者頻譜特點是,

后者頻譜特點是。

6.繪制周期信號x⑺的單邊頻譜圖，依據的數學表達式是,而雙

邊頻譜圖的依據數學表達式是o

7

7.周期信號的傅氏三角級數中的〃是從。至+8展開的。傅氏復指數級數中

的〃是從

到—展開的°

8.周期信號工⑺的傅氏三角級數展開式中：。“表示,4表示,

旬表示直流分量。

9.余弦函數只有譜圖，正弦函數只有譜圖。

得分

二、選擇題（2。分，每題2分）

1.為了保證實現極距變化型差動電容傳感器的差動工作，傳感器的兩個電

容應當連接成（）。

A.并聯電路B.串聯電路C.電橋電路

2.要使RC低通濾波器的通帶加寬，則RC值應（）。

A.增加B.減少C.不變

3.描述非周期信號的數學工具是（）。

A三角函數B.拉氏變換C.傅氏變換D.傅氏級數

4.下列信號中.（）信號的頻譜是連續的。

A.xQ）=Asin（w/+/）+5sin（3HV+02）

B.x（f）=5sin301+3sin

at

C.x{t}=e~sin69（/

5.數字信號的特征是（）。

A.時間上離散、幅值上連續B.時間、幅值上均離散

C.時間、幅值上都連續D.時間上連續、幅值上量化

6.測試裝置能檢測輸入信號的最小變化能力，稱為（）。

A.精度B.靈敏度C.精密度D.分辨率

7.測試裝置的脈沖響應函數與它的頻率響應函數間的關系是（）。

A.卷積B.傅氏變換對C.拉氏變換對D.微分

8.多種信號之和的頻譜是（）。

A.離散的B.連續的C.隨機的D.周期的

8

9.二階裝置，用相頻特性中。（卬）=-90°時所對應的頻率卬作為系統的固有

頻率的估計值，該值與系統阻尼率的大小（）。

A.有關B.無關C.略有關系D.有很大關系

10.濾波器的上、下截止頻率為力2,中心頻率/）；則它們的關系是（）。

A.4=B.6^4^。于。=左/

得分

三、簡答題（共30分）

1.測量按測量值獲得的方法進行分類有哪些（6'）

答：

2.重復性誤差和遲滯誤差有何區別（6'）

答：

3.什么是不失真測試，不是真測試的條件是什么（4,）

答：

9

5.試敘述信號的采樣和截斷的過程是怎樣實現的，結果如何（

5,）

答：

6,電器式傳感器包括哪幾種，各自的工作原理如何？（5'）

答：

四、計算題（共20分，每小題10分）

1.如圖所示為兩直流電橋，其中圖⑸稱為臥式橋，圖（b）稱為立式橋，且

R、=R?=&=R“=4,R「R?為應變片，&，凡為固定電阻。試求在電阻應

變片阻值變化為4?時，兩電橋的輸出電壓表達式并加以比較。

(a)(b)

解:

10

11

《機械工程測試技術基礎》試題答案

1

一、填空題（2。分，每空1分）

1.靜態測量；動態測量2.被測真值；測量誤差

3.靈敏度；溫度4.補償；相鄰

5.幅值；頻率6.傅氏三角級數中的各項系數；傅氏復指數級

數中的各項系數。

7.均方根值；均方值，8.離散的；連續的

9.頻率響應法；階躍響應法lO.xQ-幻；把原函數圖像平移至位置處

二、選擇題（2。分，每小題2分）

題號12345678910

答案CADCBABDAc

三、簡答題（共30分）

L信號分析和處理必需遵循的原則有哪幾點（4分）

答：①各環節的輸入量與輸出量之間應保持一一對應的關系，并盡量不失

真；⑵）

②盡可能減小或消除各種干擾。（2'）

2,周期信號的頻譜具有哪幾個特點（6分）

答：①周期信號的頻譜是離散的。（2'）

12

②每條譜線只出現在基波頻率的整倍數上，基波頻率是各分量頻率的公

約數。⑵）

③各頻率分量的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角。工程中常見的周

期信號，其諧波幅值總的趨勢是隨諧波次數的增高而減小的。因此，在頻譜

分析中沒必要取那些次數過高的諧波分量。（2'）

3.現有電阻與和電感L和電容C,連結成四臂交流電橋，試畫出能滿足

電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件。（設激勵為外,輸出

為%）。為分）

答：正確的接橋方法如圖所示：（3'）

電橋的平衡條件是：

凡凡也，；（2’）

JvvCC

4.有人在使用電阻應變片時，發現靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加

電阻應變片數以提高靈敏度。試問，在半橋上各串聯一片的情況下，是否可

以提高靈敏度為什么（5分）

13

答：不能提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為:

1

%=?I2

2-/*V

當量橋臂各串聯電阻應變片時，其電阻的相對變化量為等=竽（2'）

2RR

即仍然沒有發生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全

橋連接。這時以=%竽。（1'）

A

5.什么是調制和解調？為什么要調制（5分）

答：所謂調制，就是在調制信號（測試信號）的控制下，使載波信號（工作

信號）的某些參數（如幅值、頻率、相位）發生變化的過程。（2’）解

調，就是從已調制波中恢復出調制信號的過程一般的被測量，如力、位移、

應變等，經傳感器檢測變換后，常常是一些緩變的電信號。（1’）經過調

制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，調制波抗干擾能

力強，也便于傳輸。（2'）

6.在機械工程中常見的有哪些參數的測量（5分）

答：在機械工程的測試過程中，常見的參數測量有：應力的測量；應變的測

量；扭矩的測量、振動信號的測量；聲強測量；聲發射測量；位移的測量;

流量的測量；壓力的測量等。（每一種分）

四、計算題（共1。分）

14

1.用電阻應變片及雙臂電橋懸臂梁的應變￡o其貼片及組橋方法如圖所示。

已知圖中4=與=%=%=120。，上下貼片位置對稱，應變片的靈敏度系

數k=2°應變值￡=10x10-3,電橋供橋電壓%=3丫。試分別求出如圖組成

橋路時的輸出電壓〃“=?

解：如圖（b）組橋時的輸出電壓為（5'）

-K+AR|_________J4+AR1AD1

---------?u；—u；-------u-=—kcu.=0.03(V)

U°+AR+R2-A&R+R”一R+R?1212R121

如圖（c）組橋時的輸出電壓為

Ri+A/?.+/?]+A??.R

u=(---------------；-------；-----------；-------：------------------)u.

o+NR、+R]+A/?|+R2+4-A/??—R+R(5，)

2R+2AR

-----------u.=；萼%=0.03(V)

4R一；Z%ZA

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《機械工程測試技術基礎》試題答案

2

一、填空題（2。分，每空1分）

1.靈敏度；溫度2.幅值；頻率

3.頻率搬移乘法器4.靜態測量、動態測量

5.離散的、連續的6.傅氏三角級數中的各項系數、傅氏復指數級數中的

各項系數。

7.8.余弦分量的幅值；正弦分量的幅值

9.實頻；虛頻10./（r0）;脈沖采樣

二、選擇題（20分，每小題2分）

題號12345678910

答案ABCCBDBCBA

三、簡答題（共30分，每小題5分）

1.測量按測量值獲得的方法進行分類有哪些（6'）

答：直接測量——指無需經過函數關系的計算，直接通過測量儀器得到被測

值得測量。（等精度直接測量和不等精度直接測量）；（2'）間接測量一

一指在直接測量值的基礎上，根據已知函數關系，計算被測量的量值的測

量；（2'）組合測量——指將直接測量或間接測量與被測量值之間按已知

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關系組合成一組方程（函數關系），通過解方程組得到被測值得方法。

⑵）

2.重復性誤差和遲滯誤差有何區別（6'）

答：重復性是指測試裝置在輸入按同?方向做全量程連續多次變動時，所得

特性曲線不一致的程度。一般來說正行程的最大重復性偏差為△凡礴，反行

程的最大重復性偏差為八魘皿,重復性誤差取這兩個最大偏差中的較大者，

再以滿量程輸出％的百分數表示。即

7=空心xlOO%（3'）

遲滯是測試裝置在正反行程中輸入輸出曲線的不重合程度。即

\H

rH=—UExlOO%

式中，是正反行程問，對于同一輸入雖的最大差值。（3'）

3.什么是不失真測試，不失真測試的條件是什么（4'）

答：若4/。都是常數，如果一個測試裝置,則有卜。二4%（"外,即認為該

測試裝置實現了不失真測量。（2’）這表明，輸出信號較輸入信號，幅值

放大了A。倍，時間上滯后了/。，波形一致。對上式作傅里葉變換，有

義。）=4回》“X（0）。所以，若要實現輸出波形不失真，其幅頻、相頻特性

應滿足如下條件A3）=4=常數;3）=-懼。（2'）

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6.電器式傳感器包括哪幾種，各自的工作原理如何？（5'）

答：包括電阻式、電感式、電容式三種。

電阻式傳感器工作原理：把被測量轉換為電阻變化的一種裝置；