测试技术习题答案(3)

机械工程测试技术习题

13. 时间函数为?的一阶装置，输入频率为?=

位差是————。

1的正弦信号，则其输出与输入间的相? 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————。 A.卷积 B.傅氏变换对 C.拉氏变换对 D.微分 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

B.系统稳态正弦输出的傅氏变换与正弦输入的傅氏变换之比 C.用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与正弦输入之比

16. 对某二阶系统输入周期信号x(t)?A0sin(?0t??0)，则其输出信号将保持————。 A.幅值不变，频率、相位改变 C.频率不变，幅值、相位改变

????

B.相位不变，幅值、频率改变

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————。

A.有关 B.无关 C.略有关系 D.有很大关系 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————。 A.越大 B.越小 C.不存在 D.无关 19. 二阶装置引入合适阻尼的目的是————。

A.使系统不发生共振 B.使得读数稳定 C.获得较好的幅频、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————。 A.线性 B.常数 C.是频率的函数 二、 填空题

一个理想的测试装置应具有单值的、确定的————。 测试装置的特性可分为————特性和————特性。 测试装置的静态特性指标有————、————和————。

某位移传感器测量的最小位移为0.01㎜，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h(t),h(t)的傅氏变换就是装2. 3. 4. 5.

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机械工程测试技术习题

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x(t)?30cos(30t?300)，这时一阶装置的A(?)?0.87，

?(?)??21.70，则该装置的稳态输出表达式是：y(t)=————。

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x(t)、输出y(t)，装置的脉冲响应函数h(t)，它们三者间的关系是————。 20. 测试装置的频率响应函数为H(j?)，则H(j?)表示的是——————，?H(j?)表示的是——————，它们都是——————的函数。

21. 信号x(t)?6sin23t，输入??0.5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?Cmin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H1(s)?6；

15s?23.3?n2；试求该测试装置的总灵敏度为多少？ H2(s)?7.3；H3(s)?2s?2??ns??n22. 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500C?600?C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？

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6. 某线性装置：A(?)?11?0.01?2，?(?)??arctg0.1? ，现测得该装置的稳态

输出是：y(t)?10sin(30?t?45?)，试求该装置的输入信号x(t)=？ 7. 求周期信号x(t)?0.05cot?s100.t2?c输os入(10递函)数为至0传

4?H(s)?3943.84的装置后所得到的稳态响应。

s2?62.8s?3943.84??8. 设一时间常数为3.5s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0.6，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？

?n210. 已知二阶系统的传递函数H(s)?2并且?n?1000rads，现用该2s?2??ns??n装置去测试一频率为f?250（1）当?分别为24，22?Hz的正弦信号，试求：

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。

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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。

A.金属导电 B.半导体 C.非金属 D.PVF2 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————。 A.电压放大器 B.电荷放大器 C.前置放大器 6. 磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是一个————。 A.一阶环节 B.二阶环节 C.比例环节

7. 磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应————其固有频率。 A.远高于 B.远低于 C.等于

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————。 A.相应减小 B.比例增加 C.保持不变 9. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高————。

A.电压灵敏度 B.电荷灵敏度 C.电压和电荷灵敏度 10. 调频式电涡流传感器的解调电路是————。

A.整流电路 B.相敏检波电路 C.鉴频器 11. 压电式加速度传感器的工作频率应该————其固有频率。 A.远高于 B.等于 C.远低于 12. 下列传感器中————是基于压阻效应的。

A.金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻

13. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的————成正比。 A.位移 B.速度 C.加速度

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。A.机械轴 B.电轴 C.光轴 12. 石英晶体的压电系数比压电陶瓷的————。

A.大得多 B.相接近 C.小得多 13. 光敏晶体管的工作原理是基于————效应。

A.外光电 B.内光电 C.光生电动势 14. 一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围————。 A.较宽 B.较窄 C.不确定

15. 金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由————来决定的。

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机械工程测试技术习题

A.贴片位置的温度变化 B.电阻丝几何尺寸的变化 C.电阻丝材料的电阻率变化 16. 电容式传感器中，灵敏度最高的是————。

A.面积变化型 B.介质变化型 C.极距变化型 17. 极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为————。

A.电容量微小影响灵敏度 B.灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线性误差 C.非接触测量

18. 高频反射式涡流传感器是基于————和————效应来实现信号的感受和变换的。 A.涡电流 B.纵向 C.横向 D.集肤

19. 压电材料按一定方向放置在交变电场中,其几何尺寸将随之发生变化,这称为————效应。

A.压电 B.压阻 C.压磁 D.逆压电

20. 下列传感器中，能量控制型传感器是————和————，能量转换型传感器是————和 ————。

A.光电式 B.应变片 C.电容式 D.压电式 四、 填空题

1. 可用于实现非接触式测量的传感器有————和————等。 2. 电阻应变片的灵敏度表达式为S?dRR?1?2???E，对于金属应变片来说：dllS=————,而对于半导体应变片来说S=————。

3. 具有————的材料称为压电材料，常用的压电材料有————和————。

4. 当测量较小应变值时应选用————效应工作的应变片，而测量大应变值时应选用————效应工作的应变片。 5. 电容器的电容量C??0?A，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：————。 ?6. 极距变化型的电容传感器存在着非线性度，为了改善非线性度及提高传感器的灵敏度，通常采用————的型式。

7. 差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应 ————。

8. 差动变压器传感器工作时，如果铁心做一定频率的往复运动，其输出电压是————波。

9. 光电元件中常用的有————、————和————。

10. 不同的光电元件对于不同波长的光源，其灵敏度是————。

11. 发电式传感器有————、————等，而参量式的传感器主要是————、————和————等。

12. 压电传感器在使用————放大器时，其输出电压几乎不受电缆长度变化的影响。 13. 超声波探头是利用压电片的————效应工作的。

14. 动圈磁电式振动传感器，输出感应电动势e与线圈运动的————成正比，如在测量电路中接入————电路和————电路时，则可用来测量振动的位移和加速度。 15. 压电传感器中的压电片并联时可提高————灵敏度，后接————放大器。而串联时可提高————灵敏度，应后接————放大器。

16. 电阻应变片的电阻相对变化率是与————成正比的。

17. 压电传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度的改变，测量系统的————也

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