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机械工程测试技术基础试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.测量结果与被测量真值之差称为（）。

A.精度B.准确度C.误差D.相对误差

2.下列哪种传感器属于接触式传感器？（）

A.光电传感器B.霍尔传感器C.电容传感器D.霍夫曼传感器

3.根据采样定理，为了不丢失信息，对频率为f_max的模拟信号进行数字采样时，采样频率f_s应满足（）。

A.f_s≤f_maxB.f_sf_maxC.f_s≥2f_maxD.f_s2f_max

4.在信号调理中，低通滤波器主要用于（）。

A.放大信号B.抑制高频干扰C.抑制低频干扰D.调制信号

5.某振动信号经加速度传感器和积分电路处理后，输出信号表示（）。

A.加速度B.速度C.位移D.压力

6.测量系统的动态特性主要由（）决定。

A.精度B.稳定性C.频率响应特性D.灵敏度

7.将模拟信号转换为数字信号的过程称为（）。

A.放大B.调制C.采样D.A/D转换

8.下列哪个物理量通常使用热电偶传感器进行测量？（）

A.压力B.温度C.速度D.光强

9.在进行信号调理时，为了消除工频干扰，常采用（）。

A.放大器B.滤波器C.调制器D.解调器

10.采用最小二乘法拟合直线，其目的是（）。

A.消除系统误差B.消除随机误差C.对数据进行平滑D.寻找数据之间的最佳线性关系

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题中的横线上）

1.测试系统一般由传感器、__________、信号调理电路和数据显示/记录装置组成。

2.误差按性质和来源可分为系统误差、__________和粗大误差。

3.信号按时间函数的特性可分为确定性信号和__________。

4.传感器通常由敏感元件和__________两部分组成。

5.常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路、__________、线性化电路等。

6.数据采集系统（DAQ）通常由__________、多路开关、采样保持器和模数转换器等组成。

7.频谱分析是研究信号__________随频率变化的规律。

8.传感器的静态特性指标主要有灵敏度、线性度、__________和分辨率。

9.采样定理是数字信号处理的理论基础，它规定了采样频率与信号最高频率之间的关系。

10.评定测量结果可靠程度的主要指标是测量__________。

三、判断题（每题1分，共10分。请将正确答案填在题后的括号内，正确的填“√”，错误的填“×”）

1.测量精度越高，测量误差就越小。（）

2.任何传感器都只能精确地测量某一特定物理量。（）

3.信号调理的目的是为了改变信号的特征，使其更适合后续处理或显示。（）

4.系统误差可以通过多次测量求平均值的方法来消除。（）

5.随机误差是不可避免的，但可以通过提高测量精度来减小其影响。（）

6.位移传感器主要用于测量物体的位置或位移变化。（）

7.模拟信号具有连续的时间变量和连续的幅值变量。（）

8.任何物理量都可以直接用传感器进行测量。（）

9.信号调理电路中的滤波器只能抑制干扰信号，不能放大有用信号。（）

10.数据采集系统的分辨率取决于模数转换器的位数。（）

四、简答题（每题5分，共20分）

1.简述测量误差的来源有哪些？

2.简述传感器的基本组成及其各部分的功能。

3.简述模拟信号与数字信号的主要区别。

4.简述滤波器在信号调理中的作用。

五、计算题（每题10分，共20分）

1.已知一个测力传感器的灵敏度为2mV/N，输入一已知力为10N，求传感器输出电压是多少毫伏？若该传感器的非线性误差为±1%，请估算输出电压的最大可能误差范围（绝对误差和相对误差）。

2.对一个频率为50Hz的正弦信号进行采样，若要求采样后不产生频谱混叠，采样频率f_s至少应是多少？如果实际采样频率为1000Hz，请说明此时频谱会发生什么变化，并计算可能出现的主瓣频率范围。

六、分析题（10分）

某工厂需要测量转轴的振动速度，现有两种传感器可供选择：一种是磁电式速度传感器，另一种是压电式加速度传感器。请分析这两种传感器的工作原理和适用场合，并说明如果需要测量振动速度，应如何利用压电式加速度传感器进行测量（至少说