《机械工程测试技术基础》课程试题A
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_____和_____ 。 2.测量结果与_____ 之差称为_____ 。
3.将电桥接成差动方式习以提高_____ ，改善非线性，进行_____ 补偿。
4.为了_____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 _____。 5．调幅信号由载波的_____携带信号的信息，而调频信号则由载波的_____ 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 _____，而双边频谱图的依据数学表达式是 _____。 7．信号的有效值又称为_____，有效值的平方称为_____，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_____，后者频谱特点是_____。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是_____和_____。 10.连续信号x(t)与
?(t?t0)进行卷积其结果是：x(t)??(t?t0)? _____。其几何意义是_____。
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( )。 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相乘 B．相加 C．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是( )。
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，( )是周期信号。
??5cos10?tx(t)????0A．
B．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( )。
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( )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( )。 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（ ）
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.0° B．45° C．90° D．30° 10．二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 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）
2.周期信号的频谱具有哪几个特点？（6分）
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
ui方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为，输出为
uo）。
4.在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，若在工作电桥上增加电阻应变片的数量以提高灵敏度。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） 5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）
6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5分） 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/0 T/2 t
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??3，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数k?2。应变值??10?10，
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??
五、综合设计题（共10分）
请选择以下两种测量要求其中的一种，设计实验过程（包括传感器的选用，传感器的安装，信号的传输，信号的分析和处理等内容），并简述其过程。
（1）针对载重卡车载物量进行过磅测量，试设计一测试装置并说明其工作原理；
（2）大功率传动轴在长时间的带载运转下可能发生疲劳损坏，为了保证整机安全，防止事故的发生，对轴的扭振进行测量和监控，试设计一测试装置并说明其工作原理。
《机械工程测试技术基础》课程A答案
1.静态测量；动态测量 2.被测真值；测量误差3.灵敏度；温度4.补偿；相邻
5．幅值；频率 6．傅氏三角级数中的各项系数；傅氏复指数级数中的各项系数。7．均方根值；均
2?方值8．离散的；连续的 9.频率响应法；阶跃响应法
10.
x(t?t0)t；把原函数图像平移至0位置处
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D C B A B D A C 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 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。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’） 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
ui方法，并写出该电桥的平衡条件。（设激励为，输出为
uo）。答：正确的接桥方法如图所示：（3’）
电桥的平衡条件是：
R1R2?jwL?1L?jwCC（2’）
4.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：
uo?1?Rui2R（2’）
2?R?R?2RR（2’当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为）
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?RR。（1’）
5.什么是调制和解调？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） 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。 解：一个周期内的表达式为：
?2At??Tx(t)????2At??T0?t??T2T?t?02（2’）
bn?0因为x(t)为偶函数，所以， n?1,2,3L（1’）
2A4A1Atdt?2t2?T2T202T/24T/22A8A1an??x(t)cosn?0tdt??tcosn?0tdt?2(cosn??1)2T?T/2T0TT(n?0)a0?T/2T/212x(t)dt?T??T/2T?0T2??4A2A?(n?)2n?[(?1)?1]??(n?)2?0?n?1,3,5Ln?2,4,6L（2’）
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?2cost2?n?1,3,5LnT（1’）
n次谐波分量的幅值
22An?an?bn?4An2?2（1’）
n次谐波分量的相位
?n??arctanbn???an（1’）
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??3??10?10k?2，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数。应变值，
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)R1??R?R2??R2R?RR1?R222R2如图（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’）
机械工程测试技术（信号检测与分析） 期末考试试题A
机械工程测试技术（信号检测与分析） 期末考试试题B 机械工程测试技术（信号检测与分析） 期末考试试题一 机械工程测试技术（信号检测与分析） 期末考试试题二
机械工程测试技术期末考试考试试题
