测试技术基础X 试 卷（作业考核）
(东北大学)
一、 判断题（正确以T表示，错误以F表示，每题1分，共计12分）
1. 调幅波可以看作是载波与调制波的乘积。（ T ）
2. 若x(t) 的傅里叶变换是X（f），则x(0.1t)的傅里叶变换是5X(5f)。 （ T ） 3. 在进行振动测量时，压电式传感器联接电荷放大器时， 电缆长度会影响仪器的输出。（ T ）
4. 双螺线管差动型传感器比单螺线管型电感式传感器有较高的灵敏度和线性。（ T ） 5. 扭矩测量时，测量传感器应变片应贴在与轴线成90度的方向上。 （ F ） 6. 当金属板置于变化着的磁场中时，或者在磁场中运动时，在金属板上产生感应电流，这种电流在金属体内是闭合的，所以称为涡流。 （ T ）
7. 某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。 （ T ）
8. 若随机信号x(t)和y(t)的均值都为0，当τ→∞时，则Rxy(τ)= 0。 （ T ） 9. 任何样本的时间平均等于总体平均的随机信号被称为各态历经信号。 （ T ） 10. 用一阶系统作测量装置，为了获得较佳的工作性能，其时间常数τ应尽量小。 （ T ）
11. 传感器的灵敏度越高，就意味传感器所感知的变化量越大。 （ F ） 12. 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3倍。 （ F ）
二、单项选择题（每题2分，共计24分）
1、概率密度函数曲线下的面积是（ C ）。
A.0.1 B.0.5 C.1.0 D.2.0
2 一般周期信号可以利用傅里叶级数展开成 （ B ） 不同频率的谐波信号的线性叠加。
A.两个 B.多个乃至无穷多个 C.偶数个 D.奇数个：
3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( D )。
A.愈大愈好 B.愈小愈好 C.接近1/2 D.接近
4. 不能用确定的数学公式表示的信号是（ C ）信号。
A.复杂周期信号： B.非周期： C.随机： D.瞬态： 5 非线性度是表示定度(标定)曲线（ A ）的程度。
A.偏离其拟合直线； B.接近真值；
C.加载和卸载时不重合；D.在多次测量时的重复。 6调幅波是（ D ）。
A.载波相位随调制信号幅值而变 B.载波幅值随调制信号幅值而变 C.载波频率随调制信号幅值而变 D.载波与调制信号相乘 7 磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频谱带宽（ D ）。.
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 8 倒频谱函数自变量可使用的单位是（ A ）。
A.秒 B.赫兹 C.毫伏 D.毫米/秒 9 周期信号频谱特点是（ C ）
A.连续的，随着频率的增大而减小；
课程名称：测试技术基础 X
1
B.连续的，只在有限区间有非零值； C.离散的，只发生在基频的整数倍；
D.离散的，各频率成分的频率比不是有理数。
10 （ C ）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。
A.热电偶、电涡流、电阻应变；
B.热电偶、霍尔、半导体气敏传感器； C.硅光电池、霍尔、磁电式 ； D.压电、霍尔、电感式。
11已知在某特定条件下材料A与铂电阻配对的热电势为13mV, 材料 B 与铂配对的热电势为
8mV，此条件下，材料 A 与材料 B 配对后的热电势为( B ) 。
A.8； B.5； C.13； D.21。
12 ( B ) 式传感器适用于几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量。
A.电涡流 ； B.光栅； C. 压磁式； D.电容
三 问答题（共计6题，任选4题，每题6分，合计24分）
(全做时，按前4题给分；不做可以将题打×)
1、以双臂工作为例，说明在进行电阻应变测量时，消除温度影响的原理和条件？
答：将两个应变片联接在工作臂的相邻桥臂上，则因温度变化，引起的工作臂与补偿片的阻值相等，因在相邻桥臂上，阻值相减，消除了温度影响。
条件：（1）应变片相同；（2）材料相同；（3）放在相同温度场中；（4）联接在相邻桥臂上。
2、用2种不同的方法确定信号中是否含有周期成分？
1）信号的概率密度函数在均值处有盆形特征； （2）做自相关函数
，
含有周期成份，不随τ的增大而衰减；
3、说明互相关分析的概念和主要应用？
对同频的周期信号，有
4一线性系统的输入信号中含有10Hz的频率成分，输出信号中应当有什么频率成分？为什么？
答：输出信号中一定有10Hz的频率成分。因为系统是一个线性系统，线性系统具有频率保持性：即若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必是同一频率的简谐信号。
课程名称：测试技术基础 X
2
5、举例说明电涡流传感器的原理和应用。
答：工作原理电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，我公司主要使用高频反射式电涡流传感器，下面将对其工作原理作以阐述：电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的，但又完全不同于电磁感应，并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。电涡流的形成：现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的，此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成，因而形成了许多闭合的回路。当给线圈通入交变的电流时，由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的，所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。在此电动势的作用下，形成了许多旋涡形的电流，这种电流就称为电涡流。
6、说明热电偶测温的充要条件？
答：电偶必需是由两种性质不同但契合一定要求的导体（或半导体）材料构成回路。热电偶丈量端和参考端之间必需有温差。
四 计算题（每题10分，共2题，合计20分）
1、用传递函数为的一阶测量装置进行周期信号测量。若将幅度误差限制在5%以下，试求所能测量的最高频率成分。此时的相位差是多少？
解：（1）已知一阶系统误差公式。
解得w=131.47
2、介绍一种测定设备固有频率的原理和方法。（要求说明原理和如何确定固有频率）
（1）原理：
当一个部件（或零件）成型时，他本身发生的振动频率是bai固定的，这一频率就是固有频率。如果在外力激励下，1个具有固有频率的部件，在某一频率振动值突然增大，那就有可能产生了共振。
随着产品精细化的发展，测量零部件或整台设备的固有频率/共振频率，越来越重要，如汽车行业的挡把、刹车片、座椅等等。要想避开共振，就要先测出各部件的固有频率，然后想办法错开，这样组装起来运行，才能避免共振。 （2）方法（敲击法） 原理：适用于刚性物体，比如金属零件。通过敲击使被测体自由振动，然后分析固有频率。 设置：敲击法建议选择“加速度2kHz”或“加速度6kHz”
工具：不同的被测体可能需要不同的锤子、锤头一般优先选择金属的
敲击方法：要干净利落的单击，锤头碰到被测体后尽快离开，避免粘连。可以多次敲击，
课程名称：测试技术基础 X
3
然后挑几段明显、干净的波形段做频谱分析。 用S956测量金属零件，频谱图如下:
用森德格S936测量钢尺，示图如下：
多次敲击产生了典型的自由振动。把游标红线移到一个自由振动位置，然后点“频谱分析”：
课程名称：测试技术基础 X 4
用S936测量钢棒：多次敲击都出现1860Hz（忽略45Hz晃动频率）。
五、综合应用题（8+12= 20分） 1 （8分）一特性常数 A=1MPa/N 的等强度梁，材料的波松比μ=0.3，弹性模量E=2×105MPa，若悬臂端加载P=10N，根据图中贴片和组桥方式，填写静态应变测量时的仪器读数（或填写电阻R的标号。
（注：括号内R在梁下面）。
），
课程名称：测试技术基础 X 5
2、（12分）以你专业典型设备的检测或故障诊断为例，请设计一个测量、数据分析、故障诊断系统，要求：
1) 说明系统各环节的基本原理； 2) 说明系统使用何种传感器和放大器；
3) 测量数据做何种分析才可以检测或诊断出设备故障？
答：以机床的滚动轴承的故障诊断为例，系统构成如下：
（1）测试系统主要由传感器、中间变换装置和显示记录装置组成。机床轴承故障监测系统中的中间变换装置就由带通滤波器、A/D信号采集卡和计算机中的FFT分析软件三部分组成。传感器负责将机床轴承振动信号转换为电信号带通滤波器用于滤除传感器测量信号中的高、低频干扰信号和对信号进行放大，A/D信号采集卡用于对放大后的测量信号进行采样，将其转换为数字量；FFT分析软件则对转换后的数字信号进行FFT变换，计算出信号的频谱；最后由计算机显示器对频谱进行显示。 （2）测试系统中传感器为压电式电荷加速度计，放大器采用电荷放大器。 （3）对测量的数据可以进行频谱分析或倒频谱分析可以诊断出故障。
课程名称：测试技术基础 X
6
21年1月考试《测试技术基础X》考核作业
