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机械测试技术期末试题及答案

机械测试技术期末试卷

一、单项选择题（每题3分，共30分）

1.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（）

A.精度

B.灵敏度

C.分辨率

D.线性度

2.下列哪种传感器属于能量转换型传感器（）

A.电容式传感器

B.压电式传感器

C.电阻式传感器

D.电感式传感器

3.周期信号的频谱是（）

A.离散的

B.连续的

C.随机的

D.非周期的

4.一阶系统的时间常数τ越小，则系统的响应速度（）

A.越慢

B.越快

C.不变

D.无法确定

5.为了使信号采样后不失真，采样频率fs与信号最高频率fmax应满足（）

A.fs≥2fmax

B.fs≤2fmax

C.fs≥fmax

D.fs≤fmax

6.应变片的灵敏度系数K是指（）

A.应变片电阻值的相对变化与应变值之比

B.应变片电阻值与应变值之比

C.应变片的电阻变化率与应变值之比

D.应变片的电阻变化率与应变片长度变化率之比

7.下列哪种滤波器的幅频特性是最接近理想滤波器的（）

A.巴特沃斯滤波器

B.切比雪夫滤波器

C.贝塞尔滤波器

D.椭圆滤波器

8.霍尔传感器是基于（）原理工作的。

A.压电效应

B.热电效应

C.霍尔效应

D.光电效应

9.振动测试中，常用的加速度传感器是（）

A.压电式加速度传感器

B.应变式加速度传感器

C.电感式加速度传感器

D.电容式加速度传感器

10.在动态测试中，为了提高测试精度，应尽量减小（）

A.系统误差

B.随机误差

C.粗大误差

D.以上都不对

二、填空题（每题3分，共15分）

1.测试系统通常由______、______和______三部分组成。

2.传感器按工作原理可分为______型和______型两大类。

3.信号可分为______信号和______信号两大类，其中周期信号属于______信号。

4.一阶系统的传递函数为______，其幅频特性为______，相频特性为______。

5.常用的数字滤波方法有______、______和______等。

三、简答题（每题10分，共30分）

1.简述测试技术在机械工程中的作用。

2.什么是传感器的静态特性？主要包括哪些指标？

3.说明采样定理的内容，并解释其在信号处理中的重要性。

四、计算题（每题15分，共25分）

1.已知某一阶系统的时间常数τ=0.1s，输入信号x(t)=2sin(10t)，求系统的稳态输出y(t)，并分析其幅值误差和相位误差。

2.用一个时间常数为0.5s的一阶测试系统测量周期分别为1s、2s和5s的正弦信号，求各信号的幅值误差。

答案

一、单项选择题

1.C。分辨率是指测试装置能检测输入信号的最小变化能力。

2.B。压电式传感器是基于压电效应工作，将机械能转换为电能，属于能量转换型传感器。

3.A。周期信号的频谱是离散的。

4.B。一阶系统的时间常数τ越小，系统响应速度越快。

5.A。为使信号采样后不失真，采样频率fs与信号最高频率fmax应满足fs≥2fmax。

6.A。应变片的灵敏度系数K是指应变片电阻值的相对变化与应变值之比。

7.D。椭圆滤波器的幅频特性最接近理想滤波器。

8.C。霍尔传感器是基于霍尔效应原理工作的。

9.A。振动测试中常用压电式加速度传感器。

10.B。在动态测试中，为提高测试精度，应尽量减小随机误差。

二、填空题

1.传感器、中间变换装置、显示记录装置

2.物理、结构

3.确定性、非确定性，确定性

4.\(H(s)=\frac{1}{1+\taus}\)；\(A(\omega)=\frac{1}{\sqrt{1+(\omega\tau)^2}}\)；\(\varphi(\omega)=-\arctan(\omega\tau)\)

5.算术平均滤波法、中值滤波法、限幅滤波法

三、简答题

1.测试技术在机械工程中的作用主要有以下几个方面：

产品质量检测：通过对机械产品的各项性能参数进行测试，判断产品是否符合设计要求和相关标准，确保产品质量。

故障诊断：在机械设备运行过程中，通过监测其振动、温度、压力等参量，及时发现设备的故障隐患，进行故障诊断和定位，以便及时维修，减少停机时间和经济损失。

性能优化：通过对机械系统的动态特性进行测试和分析，了解系统的性能瓶颈，为系统的优化设计提供依据，提高机械系统的性能和效率。

科学研究：在机械工程的科学研究中，测试技术是获取