《机械⼯程测试技术》练习题
⼀、选择题
1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的______倍.A、2B、3C、4D、5
2、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析⽅法有______ 和______。A、时域法，相频法B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法D、时域法，频域法
3、压电式传感器的转换原理是利⽤晶体材料的______。A、电阻应变效应B、压电效应C、电磁感应D、霍尔效应
4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输⼊量的变化量之⽐称为______。A、线性度B、灵敏度C、稳定性D、回程误差
6、信息与信号⼆者间关系是______。A、信息与信号相同B、信息包含信号C、信息在信号之中D、信息与信号⽆关
7、当两信号的互相关函数在t
0有峰值，表明其中⼀个信号和另⼀个信号时移t时，相关程度______。A、最低B、最⾼C、适中D、⼀般
8、传感器的灵敏度越⾼，意味着传感器所能感知的_____越⼩。A、被测量B、输出量C、频率特性D、显⽰值
9、测试⼯作的任务主要是要从复杂的信号中提取( )A、⼲扰噪声信号B、正弦信号C、有⽤信号D、频域信号
10、时域信号的时移，则频谱变化为（）A、扩展B、压缩C、不变D、相移
11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽( )A、变窄，幅值压低B、扩展，幅值压低C、扩展，幅值增⾼D、变窄，幅值增⾼
12、⽤⼆阶系统作测量装置时，为获得较宽的⼯作频率范围，则系统的阻尼⽐应( )
A、愈⼤愈好B、愈⼩愈好C、接近1/2D、接近
13、对⼆阶系统输⼊信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出⽅程的通式为( )A、A1sin(w1t+φ1）+A2sin(w2t+φ2）B、A1A2sinw1tsinw2tC、A1＇sinw1t+A2＇sinw2t
D、A1＇sin（w1t+φ＇１）+A2＇sin（w2t+φ２＇）
15、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( )A、电容式B、压电式C、电阻式D、电涡流式16、只使在fe1～fe2
间频率的信号通过，应采⽤（）滤波器A、带阻B、带通C、⾼通D、低通
17、在选⽤振⼦时，除了使阻尼⽐接近０.７外，应使被测正弦信号的最⾼频率fm( )振动⼦的固有频率fnA、等于B、>2倍
C、≤（０.５-０.６）D、<０.1倍
18、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选⽤（）放⼤器。A、电压B、电荷C、微分D、积分
19、当τ→∞时,信号x（t）的⾃相关函数Rx（τ）呈周期性变化,说明该信号( )。A、为周期信号B、含有周期成份C、为离散信号D、为⾮周期信号
20、正弦信号的⾃相关函数，使原有的相位信息( )A、不变B、丢失C、移相D、⼀定变为90°
21、不能⽤确定的数学公式表达的信号是（）信号。A、复杂周期B、瞬态C、⾮周期D、随机
22、⾮线性度是表⽰定度曲线（）的程度。A、接近真值B、偏离其拟合直线C、正反⾏程不重合D、滞后现象
23、⾃相关函数⼀定是（）函数。A、奇B、偶C、周期D、⾮周期
24、为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常⽤（）做为解调器。A、鉴频器B、整流器C、鉴相器D、相敏检波器
25、采样时为了不产⽣频谱混叠，采样频率必须⼤于信号最⾼频率的（）倍A、4B、2C、10D、5
26、压电式传感器前置放⼤器的主要作⽤是（）。A、把传感器的低阻抗输出变换为⾼阻抗输出B、把传感器的⾼阻抗输出变换为低阻抗输出C、调制传感器的输出信号D、对传感器的输出信号尽⾏检波
27、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，_______ 接法可以获得最⼤的输出。A、单臂电桥B、差动半桥C、补偿电桥D、全桥
28、压电传感器所使⽤的前置放⼤器在电路中起着很重要的作⽤，以下说法错误的是______。A、将传感器的⾼阻抗输⼊变成低阻抗输出。B、将传感器的底阻抗输⼊变成⾼阻抗输出。C、将压电传感器的微弱信号放⼤。
D、电压放⼤器和电荷放⼤器的区别在于电荷放⼤器带有⼀个深度负反馈。29、幅值调制装置实质是⼀个Ａ、低通滤波器Ｂ、⾼通滤波器Ｃ、乘法器Ｄ、振荡器
30、理想滤波器在通带内的幅频特性为Ａ、常数Ｂ、零
Ｃ、零或常数 Ｄ、⽆法确定
31．变极距型电容传感器的输出与输⼊，成（ ）关系。A.⾮线性B.线性C.反⽐D.平⽅
32．如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越⼤，则该窗函数的泄漏误差（ ）。A.越⼩B. 越⼤C.不定D.不确定
33．不能⽤涡流式传感器进⾏测量的是( )。A.位移B.材质鉴别C. 探伤D.⾮⾦属材料
34．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（ ）的频谱为X(f ＋f0）。A . )(0t t x - B. )(0t t x + C. t f j e t x 02)(π- D. t f j e t x 02)(π 35．压电式传感器后⾯的放⼤器的主要功能为（ ）。A.阻抗变换B.信号放⼤
C. 阻抗变换和信号放⼤D.不确定
36．⼀个相邻双臂⼯作的测⼒电桥，如果将两⼯作臂的⼀个应变⽚均改为两个应变⽚串联，则电桥的输出电压（）A. 加⼤⼀倍B. 减⼩⼀倍C. 不变
D. 加⼤两倍
37．⼀个相邻双臂⼯作的测⼒电桥，如果将两⼯作臂的⼀个应变⽚均改为两个应变⽚串联，则电桥的输出电压（）A. 加⼤⼀倍B. 减⼩⼀倍C. 不变D. 加⼤两倍⼆、判断题
1、测试⼯作的任务主要是要从复杂的信号中提取有⽤信息。2、周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的整数倍。
3、⼀般把控制⾼频震荡波的缓变信号称为调制波，载送缓变信号的⾼频震荡称为载波，调制后的震荡波称为已调波。4、测量环节作为被测量环节的负载,两环节将保持原来的传递函数。5、⼀个理想的测试装置，其输⼊和输出之间应具有线性关系为最佳。6、压电传感器的前置放⼤器的主要作⽤是对传感器输出信号进⾏解调。7、周期信号的频谱是由⽆限多条离散谱线组成，每⼀条谱线代表⼀个谐波分量。8、当τ＝0时，⾃相关函数值最⼩值。
9、滤波器中，⼀般规定幅频特性值等于1.414A 时所对应的频率称为截⽌频率。
10、⽤⼆阶系统作测量装置时，为获得较宽的⼯作频率范围，则系统的阻尼⽐应接近0.707。11、信噪⽐越⼤则有⽤信号的成分越⼤,噪声影响也⼤。
12、⽤⼆阶系统作测量装置时，影响幅值测量误差⼤⼩的参数有灵敏度。
13、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，差动半桥接法可以获得最⼤的输出。14、周期信号频谱具有发散性、谐波性、离散性。
15、对于电压放⼤器来说，当改变电缆的型号尺⼨，输出电压将不改变。
16、前置放⼤器在电路中起到了放⼤传感器微弱信号和将传感器的低阻抗输出变换为⾼阻抗输出的作⽤。17、霍尔式传感器是⽬前国内外应⽤最⼴的⼀种磁敏传感器之⼀，其⼯作原理为霍尔效应。18、差动半桥接法的灵敏度是单臂电桥灵敏度的3 倍。
19、任意函数和δ函数的卷积，就是将该函数在⾃⼰的横轴上平移到δ函数所对应的位置。
20、调制是指利⽤被测缓变信号来控制或改变⾼频震荡波的某个参数。使其按被测信号的规律变化，以利于信号的放⼤与传输。21．⾮周期信号的频谱都是连续的。（）22．随机信号是确定性信号。（）
23．传递函数不仅反映了系统的稳态过程，还反映了系统响应的过渡过程。（）24．变间隙式差动变压器是⼀种电容式传感器。（）
25．选择好的窗函数对信号进⾏截断，可以减少能量泄漏。（）26．⾮周期信号的频谱⼀定是离散的。（）27．瞬态信号是能量有限信号。（）
28．变⾯积型电容传感器的灵敏度不为常数。（）
29．在直流电桥中，只要满⾜任意两相邻桥臂的阻值之乘积等于另外两相邻桥臂阻值的乘积，则电桥⼀定处于平衡。（）30．测试系统的灵敏度越⾼测量性能越好。（）三、填空题
1、若x(t)的傅⽴叶变换是X(f),则x(kt)的傅⽴叶变换是( ). 1/k*X*(f/k)
2、测试装置输出波形⽆失真但有时间延迟的不失真测试条件是：装置的幅频特性为（），相频特性为（）。3、 x(t) 的频谱是X（f）,y(t)的频谱是Y(f),若在频域内X(f)与Y(f)作相乘运算，则对应在时域内x(t)与 y(t)应作_______4、⼀个理想的测试装置，其输⼊和输出之间应该具有（）关系最佳。5、压电式传感器是利⽤某些物质的_______⽽⼯作的6、调幅波可以看作是载波与调制波的。
7、为了提⾼便极距型电容传感器的灵敏度,线形度及减⼩外部条件对测量精度的影响，实际应⽤时常常采⽤_______⼯作⽅式8、频率不同的两个正弦信号,其互相关函数Rxy(τ )=( )
9、滤波器分离信号中相邻频率成份的能⼒称为（），它取决于滤波器的（）。
10、压电式传感器在使⽤电压前置放⼤器时，连接电缆长度改变，测量系统的________也发⽣变化11、测试系统通常由（），（）及（）所组成。
12、对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的（）现象。
13、能⽤确切数学式表达的信号称为_____信号，不能⽤确切数学式表达的信号称为____信号。14、选择窗函数对信号进⾏截断时，应⼒求其频谱的主瓣宽度，旁瓣幅度。15、根据滤波器的选频作⽤分，滤波器可分为、、、。
16、由δ函数卷积特性，任⼀函数x(t)与具有时移t o的单位脉冲函数δ(t±t o)的卷积为，δ(t)函数的频谱密度函数为。四、简答题
1、差动型变磁阻式电感传感器在使⽤时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：（1）此电桥需接⼊何种激励电压？（2）该电桥的输出电压是何波形（3）输出电压的幅值与传感器的什么量有
关？（4）输出电压⼤⼩能否反映被测量的⽅向？欲知被测量的⽅向，测量电路中应带有什么环节?2、在⽤应变仪测量机构的应⼒，应变时，如何消除由于温度变化所产⽣的影响？
3、把⼀个变阻器式传感器按如图接线，它的输⼊量是什么？输出量是什么？在什么条件下，它的输出量与输⼊量之间有较好的线性关系？
4、⾦属电阻丝应变⽚与半导体应变⽚在⼯作原理上有何区别？各有何特点？
5、简述压电效应现象；⽯英晶体所产⽣的横向和纵向压电效应产⽣的电荷聚集在哪⾥？其⼤⼩分别如何计算？6、什么是调制，调制的⽬的是什么，如何实现对信号进⾏调幅和解调？7、试⽤⽅框图描述测试系统的组成，并简述测试⼯作的全过程。8、什么是负载效应？对于电压输出的环节，减轻负载效应的措施有哪些？9、试说明⼆阶测试系统的阻尼度⼤多采⽤的原因。10、简述涡流式传感器的⼯作原理，它有哪些特点?
11、何谓压电效应?压电式传感器对测量电路有何特殊要求?为什么?12
五、计算分析题
1、试⽤相关分析的知识说明如何确定深埋在地下的输裂损的位置。2、简述霍尔效应现象，并说明如图所⽰利⽤霍尔传感器是如何测位移的？
3、求周期信号x(t)=0.6cos(10t+30o )+0.3cos(100t-60o )通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后所得到的稳态响应。（10分）
4、以阻值R=120Ω、灵敏度S=3的电阻丝应变⽚与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为6V ，并假定负载电阻为⽆穷⼤，当应变⽚的应变为3µε和3000µε时，分别求出半桥双臂、全桥式电桥的输出电压，并⽐较两种情况下的灵敏度。
5、有⼈在使⽤电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在⼯作电桥上增加电阻应变⽚数以提⾼灵敏度。试问，在下列情况下，是否可提⾼灵敏度？说明为什么？(11分)1）半桥相邻双臂各串联⼀⽚；2）半桥相邻双臂各并联⼀⽚。
6、试⽤相关分析的知识说明如何测量热轧钢带的运动速度。（10分）
7、⽤⼀个时间常数为0.35s 的⼀阶测试系统，测量周期分别为5s 、1s 、2s 的正弦信号，求测量的幅值误差各是多少
8、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源为)2cos()(0t f t y π=，输⼊信号x(t)的幅值谱如图所⽰。电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱Xm(jf)、 Xe(jf)、 Xf(jf)。7.0~6.0
9、如图为⼀存在质量不平衡的齿轮传动系统，⼤齿轮为输⼊轴，转速为600r/min，⼤、中、⼩齿轮的齿数分别为40，20，10。右图为在齿轮箱机壳上测得的振动信号频谱：
请根据所学的频谱分析知识，判断是哪⼀根齿轮轴为主要的振动源？
10、⽤图解法近似画出如图所⽰周期指数衰减余弦信号的频谱图,并简述图解过程.(提⽰:利⽤时域和频域的卷积关系解题)
