重庆大学机械工程测试及答案Word格式文档下载.docx
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2
2、求正弦信号x(t)=x0sin(-t)的均值丄x,均方值x,和概率密度函数p(x)°
3、求指数函数x(t)二Ae*t(a0,t_0)的频谱。
cos%t|t|cT—「、”
4、求被截断的余弦函数X(t)=」0的傅立叶变换。
0|t"
5、求指数衰减振荡信号x(t^e^tsin「°
t(a・0,t—0)的频谱。
兀
6、已知信号x(t)=4cos(2:
f°
t-^),试计算并绘图表示
(1)傅里叶级数实数形式的幅值谱、相位谱;
(2)傅里叶级数复数形式的幅值谱、相位谱;
(3)幅值谱密度。
7、已知信号x(t)=A。
Acosg「)•民sin(V*「2),求信号的自相关函数
Rx(),并画出自功率谱Sx('
)(双边幅值谱)°
8、求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。
9、相关滤波器的基本原理是什么?
举例说明其工程应用。
10、试根据一个信号的自相关函数图形,讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成
11、
分。
某一系统的输入信号为x(t),若输出y(t)与输入x(t)相同,输入的自相关函数RxC)
和输入一输出的互相关函数Rxy(.)之间的关系为RxC)=Rx(「T),试说明该系统起
什么作用?
第三章测试系统的基本特性
1t
1、某一阶系统的频率响应函数为H(j「),输入信号x(t)二sin,则输出信号
2j«
+12
y(t)的频率为•二,幅值y=,相位'
二。
的总灵敏度。
为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有和。
3、当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)=A°
x(t-to)时,该系统能实现
测试。
此时,系统的频率特性为H(j‘)二。
4、传感器的灵敏度越高,就意味着传感器所感知的越小。
5、一个理想的测试装置,其输入和输出之间应该具有关系为最佳。
(二)选择题
1、不属于测试系统的静特性。
(1)灵敏度
(2)线性度(3)回程误差(4)阻尼系数
2、从时域上看,系统的输出是输入与该系统响应的卷积。
(1)正弦
(2)阶跃(3)脉冲(4)斜坡
3、两环节的相频特性各为Q1C)和Q2C),则两环节串联组成的测试系统,其相频特性
为。
Q1Q)Q2(豹)
(1)Q1()Q2()
(2)Q1(JQ2()(3)1-(4)Q1(•)—Q2(■)
Q1C)Q2C)
4、一阶系统的阶跃响应中,超调量。
10、不属于测试系统的静特性是(
(三)判断对错题(用"
或x表示)
1、一线性系统不满足“不失真测试”条件,若用它传输一个1000Hz的正弦信号,则必然导致输出波形失真。
()
2、在线性时不变系统中,当初始条件为零时,系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为
传递函数。
3、当输入信号x(t)—定时,系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s),而与该系统的物理模型无关。
4、传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。
5、测量装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。
()
6、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
(四)简答和计算题
1、什么叫系统的频率响应函数?
它和系统的传递函数有何关系?
2、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些?
3、测试装置实现不失真测试的条件是什么?
x(t)=0.5cos10t0.2cos(100t-45)的稳态响应y(t)。
1
5、将信号cost输入一个传递函数为H(S)的一阶装置,试求其包括瞬态过程在
1+詬
内的输出y(t)的表达式。
6有一传感器,其实测的输入/输出特性曲线(校准曲线)与拟合直线的最大偏差为△Lmax=4C,而理论满量程测量范围为(—40〜120)r,试求该传感器的线性度。
7、压电式加速度传感器与电荷放大器联接,电荷放大器又与一函数记录仪联接
如下图所示。
已知,传感器的电荷灵敏度kq=100pC/g,电荷放大器ku=1mv/pG被测加速度a=0.5g。
若函数记录仪的灵敏度ky=2mm/m,求记录仪在纸上的移动距离y=?
题2图
第四章信号调理
1、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为输出的装置。
2、在桥式测量电路中,按照的性质,电桥可分为直流和交流电桥。
3、在桥式测量电路中,根据工作时阻抗参与变化的可将其分为半桥与全桥测量电路。
4、调幅是指一个高频的正(余)弦信号与被测信号,使高频信号的幅值随被测信
号的而变化。
信号调幅波可以看作是载波与调制波的。
5、调频波的解调又称为。
6、调频是利用信号电压的—控制一个振荡器,使其输出为等幅波,而—与信号电压成
正比。
7、常用滤波器的上、下截止频率仁1、fc2的定义为,其带宽B
=,若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为。
8、RC低通滤波器中RC值愈,则上截止频率愈低。
1、设有一电路,Ri是工作桥臂,R2,R3,R4是固定电阻,且Ri二R2二R3二R4。
工
作时RitRi+2ARi,则电桥输出电压ey吒()。
eo为电桥的电源电压。
2、调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号
(1)相乘
(2)相除(3)相加(4)相减
3、电路中鉴频器的作用是。
(1)使高频电压转变成直流电压
(2)使电感量转变为电压量
(3)使频率变化转变为电压变化(4)使频率转变为电流
4、一选频装置,其幅一频特性在
f^:
:
区间近于平直,在f2>
0区间急剧衰减,这叫
5、一带通滤波器,其中心频率是fo,-3dB带宽是B,则滤波器的品质因数Q等
于。
(1)foB
(2)f。
—B(3)foB(4)f。
.B
6、为测量和记录200Hz的正弦信号,最好选用型号的振动子比较合适。
(1)FC6—120
(2)FC6—120A(3)FC6—400(4)FC6—1200
7、伺服式记录仪的特点是。
(1)记录缓变信号幅值准确性高
(2)记录缓变信号幅值准确性低
(3)记录中频信号幅值准确性高(4)记录高频信号准确性高
9、在电桥测量中,由于电桥接法不同,输出的电压灵敏度也不同,可以得到最
大输出的接法是()
10、一选频装置,其幅一频特性在f2'
:
区间近于平直,在f2'
0区间急剧衰
减,这叫()滤波器。
带通D.
带阻
A.低通B.
高通C.
仅使频率在fc1~
fc2之间的信号通过,应采用(
)。
A.带阻滤波器
B.低通滤波器
C.带通滤波器
D.高通滤波器
(三)判断对错题(用"
1、平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。
2、调幅波是载波与调制信号的叠加。
3、带通滤波器的波形因数■值越大,其频率选择性越好。
4、将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。
(四)简答和计算题
1、何谓电桥平衡?
要使直流电桥平衡,桥臂参数应满足什么条件?
交流电桥应满足什么条件?
2、调幅波的解调方法有哪几种?
3、测量放大器有什么特点?
4、抗混滤波器的作用是什么?
它选用何种滤波器?
其截止频率如何确定?
5、相关滤波器的的基本原理是什么?
6、以阻值^1201,灵敏度S=2的电阻丝应变片与阻值为1201的固定电阻组成电桥,供桥电压V。
,若其负载电阻为无穷大,应变片的应变;
-2000」;
。
(1)求单臂电桥的输出电压及其灵敏度。
(2)求双臂电桥的输出电压及其灵敏度
7、若x(t)为调制信号,y(t)二cos2:
t为载波,Xm(t)为调幅波(如图所示)
(1)利用傅里叶变换性质说明调幅过程的原理。
(2)画出载波与调幅波的双边频谱图。
第五章数据采集与处理
习题
(一)填空题
8、在数字信号处理中,为避免频率混叠,应使被采样的模拟信号成为,
还应使采样频率满足采样定理即。
9、如果一个信号的最高频率为50Hz,为了防止在时域采样过程中出现混叠现象,采样频
率应该大于Hz。
10、在设计数据采集系统时,选择A/D转换器所依据的主要技术指标是—和_。
一般,
要求A/D转换器的位数至少要比精度要求的分辨力。
11、A/D转换器是将信号转换为信号的装置.N位D/A转换器分辨力
12、当多个信号的采样共同使用一个A/D转换器时,必须采用法切换,完成此切换
的器件是。
7、频率分辨力越高,则泄漏误差越小。
8、A/D转换器的位数越多,则量化误差越小。
9、对于周期信号,经整周期采样后,可完全避免栅栏效应。
10、窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄,旁瓣幅度越小,用其截取信号所引起的误差越小。
11、互相关函数是偶实函数。
12、利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数,可求该系统的频率响应函数。
13、若系统是完全线性的,则输入-输出的相干函数一定为1。
(三)、单项选择题
1、在A/D转换器中,若被采样模拟信号的最高频率分量为fH,则采样频率fs应()。
A.=fHB.>
fHC.<
fHD.>
2fH
2、若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,则该转换
器能分辨出的最小输入电压信号为()。
A.1.22mVB.2.44mVC.3.66mVD.4.88mV
3、A/D转换器的位数越多,贝U()。
A.转换精度越低B转换速度越快
C.转换精度越高D•分辨力越低
1、模数转换器的输入电压为0〜10V。
为了能识别2mV的微小信号,量化器的位数应当是多少?
若要能识别1mV的信号,量化器的位数又应当是多少?
2、模数转换时,采样间隔厶分别取1ms,0.5ms,0.25ms和0.125ms。
按照采样定理,要
1.8
4、已知某信号的截频fc=125Hz,现要对其作数字频谱分析,频率分辨间隔:
f=1Hz。
问:
1)采样间隔和采样频率应满足什么条件?
2)数据块点数N应满足什么条件?
3)原模拟信号的
记录长度T=?
5、信号从连续到离散的过程中会出现哪些误差,怎样减少和避免这些误差。
第六章传感器原理与测量电路
1、属于能量控制型的传感器有等,属于能量转换型的传
感器有等(每个至少举例两个)。
2、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于:
前者利用引起的电阻
变化,后者利用变化引起的电阻变化。
3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影
响,实际应用时常常采用工作方式。
4、压电式传感器的测量电路(即前置放大器)有两种形式:
放大器和放
大器,后接放大器时,可不受连接电缆长度的限制。
5、涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的效应。
6、磁电式速度计的灵敏度单位是。
7、压电式传感器是利用某些物质的而工作的。
1、电阻应变片的输入为。
(1)力
(2)应变(3)速度(4)加速度
2、结构型传感器是依靠的变化实现信号变换的。
(1)本身物理性质
(2)体积大小(3)结构参数(4)电阻值
3、不能用涡流式传感器进行测量的是。
(1)位移
(2)材质鉴别(3)探伤(4)非金属材料
4、变极距面积型电容传感器的输出与输入,成关系。
(1)非线性
(2)线性(3)反比(4)平方
5、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是。
(1)长度
(2)截面积(3)电阻率(4)高通
6、压电式传感器输出电缆长度的变化,将会引起传感器的产生变化。
(1)固有频率
(2)阻尼比(3)灵敏度(4)压电常数
7、在测量位移的传感器中,符合非接触测量,而且不受油污等介质影响的是传感器。
(1)电容式
(2)压电式(3)电阻式(4)电涡流式
8、自感型可变磁阻式传感器,当气隙、•变化时,其灵敏度S与:
之间的关系是:
S
。
(1)k—
(2)k:
(3)k"
(4)-
9、光电倍增管是利用效应制成的器件。
(1)内光电
(2)外光电(3)光生伏特(4)阻挡层
10、光敏元件中是直接输出电压的。
(1)光敏电阻
(2)光电阻(3)光敏晶体管(4)光导纤维
A.电阻式位移传感器B.电容式位移传感器
C.电感式位移传感器D.磁电式位移传感器
12、测量范围大的电容式位移传感器的类型为()
A.容栅型B•变极距型C•变介质型D•变极板面积型
13、在光栅式位移传感器中,为了分辨小于栅距W的位移量,必须采用()
A.放大电路B.辨向电路C.微分电路D.细分电路
14、可用作测量小位移的传感器有()。
A.电涡流传感器B.感应同步器C.光栅D.磁尺
15、压电传感器是高内阻传感器,因此,要求前置放大器的输入阻抗()
.很低D.较低
)°
压阻效应D.霍尔效应
A.很咼B.较咼C
16、半导体应变片的工作原理是基于(
A.压磁效应B.压电效应C.
1、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。
2、涡流式传感器属于能量控制型传感器()
3、压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽。
4、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。
1、哪些传感器可选作小位移传感器?
2、涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较,其主要优点是什么?
涡流式传感器能否测
量大位移量?
为什么?
3、电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量?
4、电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移?
若能测量理由是什么?
不能测量理由是
什么?
应采取什么措施改进,就可以用电涡流传感器测量了。
5、压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同,为什么?
6、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
(1)用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理;
(2)两个线圈通常应该接在什么电路中?
用图说明如何接法。
、p=0.3(mm),介质为空气。
(1)如果极板间距离变化量.—;
二_1(.-m),电容的变化量_C是多少?
(2)如果测量电路的灵敏度k1=100(mVpF),读数仪表的灵敏度k2=5(格/
mV)在二_1(」m)时,读数仪表的变化量为多少?
8、选用传感器的基本原则是什么?
9、什么是物性型传感器?
10、什么是压电效应?
11、为什么压电式加速度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器?
12、什么是结构型传感器?
参考答案
第二章信号及其描述
4、准周期,瞬态
(一)1、信号;
2、时间(t),频率(f);
3、离散性,谐波性,收敛性;
第三章测试装置的基本特性
(1)1、1/2,1/J2,-45'
;
2、123;
3、傅立叶变换法,滤波器法;
4、^e-1皿;
5、
被测量;
6、线性;
(2)(4)(3)
(2)(4)
(2)(3)
(1)
(3)XVVVXX
(4)略
第六章常用传感器
(一)1、电阻、电感、电容、涡流;
压电、磁电;
2、金属丝的几何变形,半导体材料的电
阻率变化;
3、差动;
4、电荷,电压,电荷;
5、涡电流;
6、mv/(m/s);
7、压电效应。
(二)
(2)(3)(4)
(2)(3),(3)(4)(4)
(2)
(三)2VXX
(四)略
第四章信号调理、处理和记录
(一)1、电压或电流;
2、激励电压;
3、桥臂数;
4、相乘,相乘;
5、鉴频;
6、幅值,频率;
7、幅频特性曲线降为最大值的1£
倍时对应的频率为截止频率;
B二fc2一fcl;
fc2=2fci,8、大;
(二)
(1)
(1)(3)
(2)(4)
(三)VXXV
第六章信号处理初步
(一)1、概率密度函数,自相关函数;
2、带通滤波法,傅立叶变换法;
3、有限带宽,fs.2fh;
4、100;
5、匚x2,0;
6、相干函数;
7、A,\A;
8、周期图法;
9、功率密度,能
谱;
10、时域,频域;
(二)1、X;
2、V;
3、V;
4、V;
5、X;
6、X;
7、X;
22
Rx(HAo2牛cos1牛cos「2,
-卜•(;
T;
l2),(;
「;
:
2)1;
4
周期成分与其自相关函数周期成分
Sx「j二a。
2•乩,-m,」1)
2.
2、Rxy(-)sin■,•;
ji
3、同频相关、不同频不相关;
4、信号的常值分量为其自相关函数均值的开方,
5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前
的频率相同、幅值成比例关系;
21/2二
第七章振动的测试
(一)1、小于,等于,大于;
2、90;
3、远大于;
4、稳态正弦激振,随机激振,瞬态激振;
5、相对式,绝对式;
6、力传感器,加速度计;
7、电荷放大器,电压放大器;
固有频率,阻尼比,振型;
9、参考。
2、X;
3」;
4.V;
6」;
7.V;
8、X;
9>
V;
三)略