一、 填空题（20分，每空1分）
1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。 2.测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差 。
3.将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。 4.为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在 相邻 桥臂上。
5．调幅信号由载波的 幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。 6．绘制周期信号x(t)的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。
7．信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为 均方值?，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。
8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。
9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和 阶跃响应法。
10.连续信号x(t)与?(t?t0)进行卷积其结果是：x(t)??(t?t0)? x(t?t0)。其几何意义是 把原函数图像平移至t0位置处 。
2二、 选择题（20分，每题2分）
1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。 A．增大 B．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。 A相乘 B．相加 C．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是(D)。
A．相关函数 B．拉氏变换 C．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，(B)是周期信号。
1
??5cos10?tx(t)?A．???0B．x(t)?20e?at当t?0当t?0
cos20?t(???t???)
(???t???)
C．x(t)?5sin20?t?10cos10?t5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。 A．频带变窄、幅值增高 B．频带变宽、幅值压低 C．频带变窄、幅值压低 D．频带变宽、幅值增高 6．非线性度是表示定度曲线(A)的程度。
A．偏离其拟合直线 B．接近真值 C．正反行程的不重合 7．一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B)。 A．越宽 B．越窄 C．不变
8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D） A.波登管 B．膜片 C．波纹管 D．电阻应变片
9.对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A） A.0° B．45°C．90° D．30° 10．二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。
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
三、简答题（共30分）
1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？（4分）
答：① 各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真；（2’）
② 尽可能减小或消除各种干扰。（2’） 2.周期信号的频谱具有哪几个特点？（6分） 答：① 周期信号的频谱是离散的。（2’）
② 每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是各分量频率的公约数。（2’） ③ 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。因此，在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分量。（2’）
2
3.现有电阻R1和R2，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为ui，输出为uo）。（5分） 答：正确的接桥方法如图所示：（3’）
电桥的平衡条件是：
R1R2?jwL?1L?（2’） jwCC4.有人在使用电阻应变片时，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，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？（5分） 答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：
1?R（2’） ui2R2?R?R当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为（2’） ?2RRuo?即仍然没有发生变化，故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥连接。这时
uo?ui?R。（1’） R5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）
答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。（2’）解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。（1’）经过调制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。（2’） 6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5分）
答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。（每一种0.5分）
3
四、计算题（共20分，每小题10分） 1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。
x(t) A -T/2 0 T/2 t 解：1.求如图所示三角脉冲信号的频谱。 解：一个周期内的表达式为：
?2At??Tx(t)????2At??T0?t?T2T??t?02（2’）
因为x(t)为偶函数，所以bn?0， n?1,2,3（1’）
T22A4A1Atdt?2t2?T2T202T/24T/22A8A1an??x(t)cosn?0tdt??tcosn?0tdt?2(cosn??1)（2’） 2?T/20TTTT(n?0)a0?T/2T/212x(t)dt?T??T/2T?0??4A2A?(n?)2n?[(?1)?1]??(n?)2?0?n?1,3,5n?2,4,6出此得x(t)的三角函数形式傅里叶级数展开为
x(t)?a0??(ancosn?0t?bnsinn?0t)?n?1?A4A12n??2?2cost（1’） 2?n?1,3,5nTn次谐波分量的幅值
22An?an?bn?4A（1’） n2?2n次谐波分量的相位
4
?n??arctanbn???（1’） an画出x(t)的频谱如图所示。
（2’）
2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变?。其贴片及组桥方法如图所示。已知图中
'R1?R1'?R2?R2?120?，上下贴片位置对称，应变
片的灵敏度系数k?2。应变值??10?10?3，电桥供桥电压ui?3V。试分别求出如图组成桥路时的输出电压uo??
解：如图（b）组桥时的输出电压为（5’）
uo?(R1??R1R??RR1?R1?)ui?1?ui?ui??ui?k?ui?0.03(V)如图
R1??R?R2??R2R?RR1?R222R2（c）组桥时的输出电压为
R1??R1?R1'??R1'Ruo?(?)ui''''R1??R1?R1??R1?R2?R2??R2??R2R?R?2R?2?R11?Rui?ui?ui?0.03(V)4R22R（5’）
一、填空题（20分，每空1分）
8、带通滤波器的中心频率F=500HZ，负3分贝点的带宽B=10HZ，则该滤波器的品质因数Q=（ 50 ）。 1．将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。
5
机械工程测试技术试卷及答案
