《护理学基础》自学指导书

《护理学基础》自学指导书 《机械工程测试技术》自学指导书 一、课程名称:机械工程测试技术 二、自学学时:54时 三、教材名称:《机械工程测试技术》王建民，机械工业出版社 四、参考资料: 1、《机械工程测试技术基础》黄长艺、严普强主编，机械工业出版社 2、《测试技术与测试信号处理》吴正毅主编，清华大学出版社 3、《工程测试基础》胡均安、曾光奇主编，华中科技大学出版社 4、《测试技术》 贾民平、张洪廷主编，高等教育出版社。 5、《机械工程测试技术基础》常作升、范福均主编，西安交通大学出版社 五、课程简介: 《机械工程测试技术》课程是面向“机械工程及自动化”大专业，即涵盖现有的机械工程各专业学生的一门工程技术课。它涉及机械工程领域中的非电量电测技术和试验技术等知识，是工业生产与科学研究必不可少的重要技术手段。通过该课程的学习可以获得传感器测量原理、测量信号处理方法和计算机测量系统等方面的基础知识，并掌握温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法。通过测试技术的基础理论学习和实验，培养学生能正确地选用测试装置,进行各种物理量的测量;初步掌握进行动态测试的方法和技能，为以后的生产实验和科学研究打下一定的基础。 六、考核方式:闭卷考试 七、自学内容指导: 第一章 绪论 1、本章内容概述: 本章主要使学生了解测试技术的在机械工程中的意义。掌握测试系统的基本概念。了解测试系统的功能结构，静、动态测试的概念以及测量方法等等。 重点:静态测试与动态测试的概念。测试系统的组成 2、自学学时安排:2学时 1 3、知识点: A、测试技术的在机械工程中的意义。 B、测量参数 C、测量方法的分类 D、测试系统的组成 4、难点: (1)动态测试概念的建立 5、章节同步习题(客观题): 一、填空题 1-1、测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 和 。 1-2、测量结果与 之差称为 。 1-3、测试包含着 和 两大内容。 1-4、 就是把被测系统中的某种信息提出，并加以度量，为确定量值而进行的试 验过程。 二、简答题: 1-5、测试系统由哪些环节和装置组成,各有何作用, 1-6、简述测试系统的工作过程。 1-7、举例说明测试技术的应用。 1-8、简述测量参数的种类。 1-9、简述测量方法有哪些, 第二章 信号分析 1、本章内容概述: 2 本章主要介绍了信号的分类;信号的时域和频域描述;周期信号与离散频谱;瞬变非周期信号与连续频谱;脉冲信号及其频谱;正弦函数和余弦函数的频谱。 重点:周期信号的时域定义、傅立叶级数达及其离散频谱、瞬变非周期信号的傅立叶变换及其连续频谱、傅里叶变换的主要性质。 2、自学学时安排:6学时 3、知识点: A、静态信号、动态信号 B、确定性信号、非确定性信号 C、周期性信号、非周期信号 D、动态信号的描述 1)时域信号 2)频域信号 E、周期信号的频谱特性 F、瞬变信号 4、难点: (1)信号时域分析与频域表达的概念、方法及其相互关系 5、章节同步习题(客观题): 一、单选题: 2-1、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有______ 和 ______。 A、时域法，相频法 B、时域法，幅频法 C、相频法，幅频法 D、时域法，频域法 2-2、信息与信号二者间关系是______。 A、信息与信号相同 B、信息包含信号 C、信息在信号之中 D、信息与信号无关 2-3、当两信号的互相关函数在t有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t时，相00 3 关程度_______。 A、最低 B、最高 C、适中 D、一般 2-4、时域信号的时移，则频谱变化为______ A、扩展 B、压缩 C、不变 D、相移 2-5、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽______ 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 2-6、如果窗函数频谱的主瓣峰值相对于左右旁瓣峰值越大，则该窗函数的泄漏误差 ______。 A.越小 B. 越大 C.不定 D.不确定 2-7、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 2-8、下列函数表达式中，______是周期信号。 ,5cos100,tt当,,xt(), A(, ,00t当,, ,atB( xtett()20cos20(),,,,,，,, C( xtttt()5sin2010cos10(),，,,,,，,,, 2-9、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 2-10、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 2-11、描述非周期信号的数学工具是______。 A三角函数 B(拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数 2-12、下列信号中, ______ 信号的频谱是连续的。 xtAwtBwt()sin()sin(3),，，，,, A( B( xttt()5sin303sin50,，12 ,at C.xtet()sin,, 0 2-13、数字信号的特征是______。 A(时间上离散、幅值上连续 B(时间、幅值上均离散 4 C(时间、幅值上都连续 D(时间上连续、幅值上量化 2-14、多种信号之和的频谱是______。 A.离散的 B.连续的 C.随机的 D.周期的 二、填空题 2-15、多种信号之和的频谱调幅信号由载波的 携带信号的信息，而调频信号 则由载波的 携带信号的信息 2-16、绘制周期信号的单边频谱图，依据的数学表达式是 ，xt() 而双边频谱图的依据数学表达式是 。 三、简答题: 2-17、什么是信号的频域描述, 2-18、周期信号的时域定义及其判断方法, 2-19、确定任意一个谐波的三个要素是什么, 2-20、信号分析和处理必需遵循的有哪几点, 2-21、周期信号的频谱具有哪几个特点, 四、计算题 2-22、求如图所示三角脉冲信号的频谱。 五、判断题: 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。( ) 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。( ) 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。( ) 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。( ) 5、 随机信号的频域描述为功率谱。( ) 第三章 测量系统分析 1、本章内容概述: 本章主要介绍了测试装置的基本特性以及测试系统的静、动态特性分析基本概念和表 达方法。 5 重点:线性系统的时域描述、频域描述，二阶系统的频率特性 2、自学学时安排:6学时 3、知识点: A、测试系统的误差表达方式，静态特性曲线与静态特性参数 B、测试系统的动态特性:线性系统的时域描述、频域描述 C、理想频向函数—测试系统实现不失真测试的条件 4、难点: (1)线性系统的频率保持特性及其应用; (2)系统时域、频域响应的计算; 5、章节同步习题(客观题): 一、单选题: 3-1、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取( ) A、干扰噪声信号 B、正弦信号 C、有用信号 D、频域信号 3-2、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用( )放大器。 A、电压 B、电荷 C、微分 D、积分 3-3、 当τ??时,信号x(t)的自相关函数Rx(τ)呈周期性变化,说明该信号( )。 A、为周期信号B、含有周期成份C、为离散信号D、为非周期信号 3-4/正弦信号的自相关函数，使原有的相位信息( ) A、不变 B、丢失C、移相 D、一定变为90? 3-5、不能用确定的数学公式表达的信号是( )信号。 A、复杂周期B、瞬态 C、非周期 D、随机 3-6、非线性度是表示定度曲线( )的程度。 A、接近真值 B、偏离其拟合直线 C、正反行程不重合D、滞后现象 3-7、自相关函数一定是( )函数。 A、奇 B、偶 C、周期 D、非周期 3-8、设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号( )的频谱为X(f，f0)。 j2,ft,j2ft,00x(t)ex(t)ex(t,t)x(t，t)00 A . B. C. D. 6 3-9、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 3-10、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 3-11、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(精密度 D.分辨率 3-12、测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是( )。 03-13、二阶装置，用相频特性中时所对应的频率作为系统的固有频率的估w,()90w,, 计值，该值与系统阻尼率的大小( )。 A(有关 B(无关 C(略有关系 D(有很大关系 二、填空题: 3-6、 测试系统通常由 ， 及 所组成。 3-7、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系最佳。 3-8、若x(t)的傅立叶变换是X(f),则x(kt)的傅立叶变换是 。 3-9、测试装置输出波形无失真但有时间延迟的不失真测试条件是:装置的幅频特性为 ，相频特性为 。 3-10、x(t) 的频谱是X(f),y(t)的频谱是Y(f),若在频域内X(f)与Y(f)作相乘运算，则对应在时域内x(t)与 y(t)应作 11、为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 和 。 3- 三、简答题: 3-12、测量按测量值获得的方法进行分类有哪些, 3-13、试说明二阶测试系统的阻尼度大多采用的0.6~0.7原因。 3-14、什么是负载效应,对于电压输出的环节，减轻负载效应的措施有哪些, 3-15、试用方框图描述测试系统的组成，并简述测试工作的全过程。 3-16、在机械工程中常见的有哪些参数的测量,( 3-17、什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么, 3-18、绝对误差、相对误差的表达式 3-19、输入信号、输出信号、测试装置三者关系的时域描述和频域描述 3-20、测试装置实现不失真测试的时域条件和频域条件 7 四、判断题 3-21、一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然导致输出波形失真。( ) 3-22、在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。( ) 3-23、当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系x(t)y(t)H(s)统的物理模型无关。( ) 3-24、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。( ) 3-25、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。( ) 3-26、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。( ) 第四章 信号的获取 1、本章内容概述: 本章主要介绍了常用传感器的转换原理、评价以及选用原则。。 2、自学学时安排:6学时 3、知识点: A、传感元件的基本要求 B、电阻、电容、电感等参量型传感器的基本原理 C、压电，热电，电动等发电型传感元件的基本原理 4、难点: 与传感器相关学科知识，测量电路 5、章节同步习题(客观题): 一、单选题: 4-1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的________倍. A、2 B、3 C、4 D、5 4-2、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的________。 A、电阻应变效应 B、压电效应 C、电磁感应 D、霍尔效应 4-3、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为 ________。 8 A、线性度 B、灵敏度 C、稳定性 D、回程误差 4-5、若电容式传感器在真空中，其覆盖板面为一圆形，r=20cm，极板间距d=2mm，其电容量为:______________。 A、1.11×10^-9 B、1.11×10^-15 C、3.27×10^-9 D、3.27×10^-9 4-6、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的__________越小。 A、被测量 B、输出量 C、频率特性 D、显示值 4-7、 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，通常用________做为解调器。 A、鉴频器 B、整流器 C、鉴相器 D、相敏检波器 4-8、 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________倍 A、4 B、2 C、10 D、5 4-9、 压电式传感器前置放大器的主要作用是________。 A、把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出 B、把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出 C、调制传感器的输出信号 D、对传感器的输出信号尽行检波 4-11.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 二、填空题: 4-12、 能用确切数学式表达的信号称为________信号，不能用确切数学式表达的信号称为________信号。 4-13、 对连续时域信号作加窗截断处理，必然会引起频谱的________现象。 4-14、 滤波器分离信号中相邻频率成份的能力称为(分辨能力)，它取决于滤波器的________。 4-15、 压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度改变，测量系统的________也发生变化 4-16(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)。 4-17(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________。 ,()tt,xttt()(),,,,xt()4-18.连续信号与进行卷积其结果是:________。其几何意00 9 义是 ________________ 。 三、简答题: 思考题与作业: 1、 依照国标，传感器的定义是什么 2、 传感器的三种分类方法 3、 电阻应变丝(即电阻应变片)灵敏度的定义 4、 电阻应变片的温度误差有哪三方面组成,有哪三种补偿方法 5、 平板电容器电容量表达式 6、 电容传感器有哪三种类型，各自有哪些特点 7、 自感式传感器的工作原理 8、 什么是正压电效应和逆压电效应 9、 压电传感器的前置放大器有哪两种形式，各自有什么特点 10、 电荷放大器的等效电路，输出电压表达式 11.试叙述信号的采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何, 12.电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何, 13、在输油管道上，常装有监测装置用以监测管道的裂损或泄漏，并能确定损伤位置，如 图所示。 第五章 信号的加工 1、本章内容概述: 本章主要介绍了常用信号处理原理、分析方法，特点。 2、自学学时安排:6学时 3、知识点: A、直流电桥、交流电桥 B、电桥的特性 C、电桥应变测量 D、调制与解调 E、滤波器 10 4、难点: (1)调制与解调; (2)常用载荷应变测量的布片、接桥方法与结果分析。 5、章节同步习题(客观题): 一、单选题: 5-1、 只使在fe,fe间频率的信号通过，应采用( )滤波器 12 A、带阻B、带通 C、高通 D、低通 5-2、在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，( )接法可以获得最大的输出。 A、单臂电桥 B、差动半桥 C、补偿电桥 D、全桥 5-3(不能用涡流式传感器进行测量的是( )。 A.位移 B.材质鉴别 C. 探伤 D.非金属材料 5-4(压电式传感器后面的放大器的主要功能为( )。 A.阻抗变换 B.信号放大 C. 阻抗变换和信号放大 D.不确定 5-5(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 5-6.滤波器的上、下截止频率为，中心频率;则它们的关系是( )。 ff,fcc210 ff，ff,cc21cc21A(f=ff, B(f= C.f= 000cc2122 二、填空题 5-7、根据滤波器的选频作用分，滤波器可分为 、 、 、 。 5-8、 频率不同的两个正弦信号,其互相关函数Rxy(τ )= 5-9、 为了提高便极距型电容传感器的灵敏度,线形度及减小外部条件对测量精度的影响，实际应用时常常采用 工作方式 5-10.将电桥接成差动方式习以提高 ，改善非线性，进行 补偿。 5-11.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 桥臂上。 三、判断题 1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。 ( ) 2、 调幅波是载波与调制信号的叠加。 ( ) 11 ,3、 带通滤波器的波形因数值越大，其频率选择性越好。 ( ) 4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 ( ) 三、简答题: 思考题与作业: 5、什么是调制，调制的目的是什么，如何实现对信号进行调幅和解调, 6.现有电阻和，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RR21 正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。(设激励为，输出为)。 uuio 7.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, 8.什么是调制和解调,为什么要调制, 9.下面四个图分别是哪一种滤波器的幅频曲线特性图，并说明各自的工作特征。 第六章 电阻应变仪 1、本章内容概述: 本章主要介绍了带传动的结构型式、带传动的优缺点、带传动的基本参数、工作原理、打滑与疲劳损坏等失效形式、带传动的张紧与维护。 2、自学学时安排:4学时 3、知识点: A、电阻应变仪的组成 B、动态电阻应变仪的原理 12 C、电阻应变仪的解调 4、难点: (1)电阻应变仪的工作原理 (2)电阻应变仪的调幅原理 5、章节同步习题(客观题): 一、单选题: 6-1(一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串 联，则电桥的输出电压( ) A. 加大一倍 B. 减小一倍 C. 不变 D. 加大两倍 6-2(一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串 联，则电桥的输出电压( ) A. 加大一倍 B. 减小一倍 C. 不变 D. 加大两倍 6-3(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 6-4、幅值调制装置实质是一个( ) ,、低通滤波器 ,、高通滤波器 ,、乘法器 ,、振荡器 6-5、理想滤波器在通带内的幅频特性为( ) ,、常数 ,、零 ,、零或常数 ,、无法确定 6-6(变极距型电容传感器的输出与输入，成( )关系。 A.非线性 B.线性 C.反比 D.平方 二、简答题 1、把一个变阻器式传感器按如图接线，它的输入量是什么,输出量是什么,在什么条件下，它的输出量与输入量之间有较好的线性关系, Uy RL x 2、 差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电R P桥的两个相邻桥臂中，试问:(1)此电桥需接入何种激励电压, U i(2)该电桥的输出电压是何波形, 13 (3)输出电压的幅值与传感器的什么量有关, (4)输出电压大小能否反映被测量的方向,欲知被测量的方向，测量电路中应带有什么环节? 3、金属电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别,各有何特点, 4、简述压电效应现象;石英晶体所产生的横向和纵向压电效应产生的电荷聚集在哪里,其大小分别如何计算, 5、有人在使用电阻应变仪时，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，在下列情况下，是否可提高灵敏度,说明为什么, y(t),cos(2,ft)06、已知电阻应变仪交流电桥的电桥电源为，输入信号x(t)的幅值谱如图所示。电桥输出信号经相敏检波、低通滤波后输出。试分别画出电桥输出信号、相敏检波输出信号和低通滤波器输出信号幅值谱Xm(jf)、 Xe(jf)、 Xf(jf)。 7.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, ''k,2，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数。应变值RRRR,,,,,1201122 ,3,,，1010，电桥供桥电压uV,3。试分别求出如图组成桥路时的输出电压u,? io 第七章 零件应力的测量 14 1、本章内容概述: 本章主要介绍了应力的概念、应力测量的方法等。测量应力可以分析研究零件、机构的受载情况、负荷水平和强度能力，验证设计计算结果的正确性。 2、自学学时安排:4学时 3、知识点: A、应力概述 B、测试应力采用的方法 C、弯曲应力的测试 4、难点: (1)主应力方向已知时的应力测量 (2)纯弯曲应力的测量 5、章节同步习题(客观题): 一、简答题: 7-10测试应力采用什么方法, 7-11什么是主应力方向已知时的应力测量, 7-12、 在用应变仪测量机构的应力，应变时，如何消除由于温度变化所产生的影响, 第八章 力学参数测量 1、本章内容概述: 本章主要介绍了机械设备的基本参数力、扭矩等的测量原理和方法。 2、自学学时安排:4学时 15 3、知识点: A、应力测量法 B、传感器测量法 C、电阻应变式压力传感器 D、膜板式压力传感器 E、圆筒式压力传感器 F、液体压力传感器的标定 4、难点: 5、章节同步习题(客观题): 一、单选题: 8-1、压电传感器所使用的前置放大器在电路中起着很重要的作用，以下说法错误的是_______。 A、将传感器的高阻抗输入变成低阻抗输出。 B、将传感器的底阻抗输入变成高阻抗输出。 C、将压电传感器的微弱信号放大。 D、电压放大器和电荷放大器的区别在于电荷放大器带有一个深度负反馈。 8-2.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? 二、填空题: 8-4、调幅波可以看作是载波与调制波的______。 8-5、 压电式传感器是利用某些物质的________而工作的 二、简答题: 8-6弹性压力敏感元件有哪些类型,其敏感压力的原理是什么, 8-7压力传感器的标定应注意什么, 8-8、何谓压电效应?压电式传感器对测量电路有何特殊要求?为什么? 三、判断题 16 1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。( ) 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器( ) 3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。( ) 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。( ) 第九章 运动参数的测量 1、本章内容概述: 本章主要介绍了位移和转速的测量原理和方法，以及它们在生产实际中的应用。 2、自学学时安排:4学时 3、知识点: A、电阻式传感器测量位移 B、变阻器式传感器测量位移 C、电感式传感器测量位移 D、可变磁阻式传感器测量位移 E、电容式传感器测量位移 F、转速测量方法 G、光电脉冲法测量转速 H、电感传感器法测量转速 4、难点: (1 测量点。 (2)测量方向。 (3)测量系统。 5、章节同步习题(客观题): 17 一、单选题: 9-1、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是( ) A、电容式B、压电式 C、电阻式 D、电涡流式 二、简答题: 9-3试述光电传感器的工作原理。 9-4试述电感传感器转速测量的测试原理。 9-5、简述涡流式传感器的工作原理，它有哪些特点? 9-6、试述霍尔效应及其用来测量位移的原理。 计算分析题 9-7、试用相关分析的知识说明如何确定深埋在地下的输油管裂损的位置。 9-8、试用相关分析的知识说明如何测量热轧钢带的运动速度。 第十章 机械振动的测量 1、本章内容概述: 本章通过振动研究的内容，介绍了振动物体的基本参数和动态特性的测量。讲述了振 动测试系统所组成的原理以及测试方法。 2、自学学时安排:4学时 3、知识点: A、机械振动的种类 B、振动研究的内容 C、机械振动的基本理论 D、激振器 4、难点: (1)振动三要素 5、章节同步习题(客观题): 18 一、填空题 1、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，位移共振频率 系统固有频率，速 度共振频率 系统固有频率，加速度共振频率 系统固有频率。 2、 单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，在相位共振处位移始终落后于激振力 度。 3、 单自由度系统基础运动所引起的受迫振动，当激振频率 固有频率时，质量块和 壳体之间的相对运动和基础振动近于相等。 4、 激励方式分为 ， ， 。 5、 按所测的振动性质可将拾振器分为 和 。 6、 阻抗头的前端是 ，后面是测量激振点响应的 。 7、 压电式传感器的测量电路(即前置放大器)有两种形式: 、 和 。 8、 机械系统的主要振动参数是 ， 和 。 9、 相对法校准传感器时，经国家计量等部门严格校准过的传感器起着“振动传递” 的作用，称为 传感器。 二、判断题 1、 压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。( ) 2、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。( ) 3、 压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频率最低。( ) 4、 压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。( ) 5、 涡流位移传感器属于绝对式拾振器。( ) 6、 低频激振时，激振器的安装固有频率应比激振频率高3倍以上。( ) 7、 快速正弦扫描激振属于宽带激振法。( ) 8、 脉冲锤的锤头越软，则激励的频率范围越大。( ) 9、 在振动测试中，测得的激励和响应之间的相位差包括了测试系统中所有仪器的相移。 ( ) 三、简答题 1、 对单自由度系统质量块受力所引起的受迫振动，分别写出其位移频响函数、速度频响 函数、加速度频响函数。 2、 对单自由度系统基础位移所引起的受迫振动，分别写出其相对位移频响函数、绝对位 移频响函数。 3、 对于压电式加速度计，画出其工作原理图，并说明为什么其上限频率取决于固有频 率, 4、 对于磁电式绝对速度计，画出其工作原理图，并说明为什么其下限频率取决于固有频 率, 5、说明振动测量仪的工作原理。 6 、简述测量系统固有频率的方法 第十一章 电参数的测量 1、本章内容概述: 19 本章主要介绍了直流、交流电参数的特点和测量方法。 2、自学学时安排:6学时 3、知识点: A、直流电参数测量的特点 B、直流电参数测量的操作要点 C、直流电流变送器 D、交流电流变送器 4、难点: 直流电压变送器原理 5、章节同步习题(客观题): 一、简答题: 11-6、直流电动机电参数的测量方法。 11-7、交流电动机电参数的测量方法。 第十二章 误差分析与数据处理 1、本章内容概述: 通过本章的教学，使学生了解常用螺纹联接、键联接、销联接及其它联接的类型、特 点与应用。掌握标准件的选用。 2、自学学时安排:2学时 3、知识点: A、测量误差 B、绝对误差 C、相对误差 20 D、误差的分类 4、难点: (1)系统误差的消除 5、章节同步习题(客观题): 一、简答题: 12-6误差的概念及其种类。 12-7随机误差的特性有哪些, 12-8.重复性误差和迟滞误差有何区别? 12-9.什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么,) 附录:章节同步习题参考答案 第一章 绪论 1-1、静态测量、动态测量 1-2、被测真值、测量误差 1-3、测量、试验 1-4、测量 二、简答题:略 第二章 信号分析 2-1、D、 2-2、C 2-3、B 2-4、D 2-5、D 2-6、A 2-7、D 2-8、B 21 2-9、B 2-10、A 2-11、C 2-12、C 2-13、B 2-14、C 二、填空题 2-15、幅值、 频率 2-16、 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 三、简答题: 2-17、2-18、2-19、略 2-20、答:? 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; ? 尽可能减小或消除各种干扰。 2-21、答:? 周期信号的频谱是离散的。 ? 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。 ? 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。 四、计算题 2-22、 解:一个周期内的表达式为: 2AT,tt0,,,,T2xt(), ,2AT,,,,,tt0,,T2 b,0因为xt()为偶函数，所以， n,1,2,3？ n 22 T 2TT/2/212241AAA2,,,,axtdttdtt()02,,,/20TTTT22T0 TT/2/224281AA ,,,,,,,axtntdttntdtcn()coscos(os1)n0022,,,/20TTTTTn(),0 ,4A,？,n1,3,522A,n()n,,,,,[(1)1],2()n,,？,02,4,6n, 出此得的三角函数形式傅里叶级数展开为 xt() ,AAn412, ,，，,,xtaantbntt()(cossin)cos,,,,000nn222Tn,？nn11,3,5,, n次谐波分量的幅值 4A22,，, Aabnnn22,n n次谐波分量的相位 bn,,,,,,arctan nan 画出的频谱如图所示。 xt() 五、判断题: 2-23、( ? ) 2-24、( ? ) 2-25、( × ) 2-26、( × ) 2-27、( ? ) 第三章测量系统分析 3-1、C 3-2、B 3-3、B 3-4、B 3-5、D 3-6、B 3-7、B 23 3-8、C 3-9、B 3-10、C 3-11、D 3-12、B 3-13、B 二、填空题: 3-6、传感器，信号的调理和转换，信号处理 3-7、线性 3-8、1/k*X(f/k) 3-9、常数， ()=-t ,,, 3-10、_卷积_ 3-11、频率响应法、阶跃响应法。 四、简答题: 3-12、答:直接测量——指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值得测量。(等精度直接测量和不等精度直接测量);间接测量——指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算被测量的量值的测量;组合测量——指将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程(函数关系)，通过解方程组得到被测值得方法。 3-13、答:阻尼比在这个范围内可提高系统响应的快速性，以及工作的范围更大些。 3-14、答:当一个装置联接到另一装置上时，由于发生能量交换而使前装置的联接处甚至整个装置的状态和输出都将发生变化的现象称为负载效应。对于电压输出的环节，减轻负载效应的办法有: (1)提高后续环节(负载)的输入阻抗;(2)在原来两个相联接的环节之中，插入高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，以便一方面减小从前环节吸取能量，另一方面在承受后一环节(负载)后又能减小电压输出的变化，从而减轻负载效应;(3)使用反馈或零点测量原理，使后面环节几乎不从前环节吸取能量。 3-15、答:传感器将被测物理量(如噪声,温度等) 检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。 24 3-16、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。 3-17、答:若都是常数，如果一个测试装置，则有，即认为该测A,ty(t),Ax(t,t)0000试装置实现了不失真测量。这表明，输出信号较输入信号，幅值放大了倍，时间上滞A0 ,jt,0后了，波形一致。对上式作傅里叶变换，有。所以，若要实现输tY(,),AeX(,)00 出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下条件。 AAt()(),,,,,,,常数;003-18、3-19、3-20、略 三、判断题 3-21、× 3-22、? 3-23、? 3-24、? 3-25、× 3-26、× 第四章信号的获取 一、选择题 4-1、A 4-2、B 4-3、B 4-5、_答案都是错的 4-6、A 4-7、D 4-8 B 25 4-9、B 4-11.D 二、填空题: 4-12、确定性，随机 4-13、泄露 4-14、分辨能力、带宽 4-15、灵敏度 24-16(均方根值， 均方值，信号的平均功率 , 4-17(离散的，连续的 4-18.。把原函数图像平移至位置处 xtt(),t00 三、简答题: 11.答:采样就是对时间历程进行等时间距离的信号“摘取”，以便于计算机的存储和x(t) 计算分析。而由因为计算机只能对有限长的信号进行处理，所以，必须截断过长的信号时 T间历程进行截断，即对信号加窗。所加窗宽为的矩形窗函数，其傅里叶变换x(t)w(t) sinc是一个无限带宽的函数。采用矩形窗函数截断采样信号，就是将采样信W(f)w(t) 号，乘以时域有限宽矩形窗函数;其时域和频域数学描述为 x(t)s(t)w(t) (1’) x(t)s(t)w(t),,X(f),S(f),W(f)12.答:包括电阻式、电感式、电容式三种。 电阻式传感器工作原理:把被测量转换为电阻变化的一种装置; 电感式传感器工作原理:把被测量如位移转换为电感量变化的一种装置; 电容式传感器工作原理:把被测物理量转换为电容量变化的一种装置。 13、答题说明:漏损处K，视为向两侧传播声响的声源，在两侧管道上分别放置传感器1和传感器2，因为放传感器的两点距漏损处不等远，则漏油的音响传至两传感器就有时差， R(,),,,,,在互相关图上处有最大值，这个就是时差。由就可确定漏损处的位xxmmm12 置: 1,s,,R,R(,); mx1x2maxx1x2m2 ,式中:s—两传感器的中点至漏损处的距离;—音响通过管道的传播速度。 26 第五章 信号的加工 一、单选题: 5-1、B 5-2、D 5-3(D 5-4(C 5-5(A 5-6.A 二、填空题 5-7、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。 5-8、0 5-9、差动式 5-10. 灵敏度 ， 温度 5-11. 补偿 相邻 三、判断题 5、 ? 6、 × 7、 × 8、 ? 三、简答题: 5、调制是指利用某种低频信号来控制或改变一高频振荡信号的某个参数的过程。信号调理的的目的是(1)实现缓变信号的传输，特别是远距离传输 (2)提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比对信号进行调幅是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使得高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。可使用同步解调、相敏检波的方式来实现对信号进行解调。 6.答:正确的接桥方法如图所示: 27 电桥的平衡条件是: 1L(2’) RRjwL,,,12jwCC 7.不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为: 1,R uu,oi2R 2,,RR 当量桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为,2RR 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 ,Ruu,。 oiR 8.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。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。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。 9.答:?低通滤波器 0,f,f之间为通频带，f,f的频率成分极大地衰减; 22 ?高通滤波器 f,f,,之间为通频带，f,f的频率成分极大地衰减; 11 f,f,f?带通滤波器 之间为通频带，其它的频率成分极大地衰减; 12 f,f,f?带阻滤波器 之间为阻带频率，其它的频率成分通频带。 12 28 第六章 电阻应变仪 一、单选题: 6-1 D 6-2(一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串 联，则电桥的输出电压() A. 加大一倍 B. 减小一倍 C. 不变 D. 加大两倍 6-3(C 6-4、C 6-5、A 6-6(A 二、简答题 q,d,Fx11 1、答:输入量是被测量的位移。输出量是电压值。只有当变阻器 的最大电阻值与后接电路的输入电阻比值趋于0时，它的 输出量与输入量之间有较好的线性关系 2、 答:(1)高频正弦电压 (2)高频正弦波的幅值随传感器输出波的变化而变化 (3)灵敏度 (4)不能，在测量电路之后接入差动相敏检波电路 3、答:前者是利用导体形变引起阻值变化，后者是利用半导体电阻率变化引起阻值变化。 金属电阻丝应变片稳定性和温度特性好，但灵敏度系数小。 半导体应变片应变灵敏度 大;体积小;能制成具有一定应变电阻的元件，但温度稳定性和可重复性不如金属应 变片。 4、答:某些物质在外力的作用下，不仅几何尺寸发生了变化，而且内部极化，某些表面上出现电荷，形成电场。当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这一现象称为压电效 qx应现象。石英晶体所产生的众向压电效应产生的电荷聚集在与电轴 (X) 垂直的平面 q,d,Fqx11x上，其大小为。石英晶体所产生的横向压电效应产生的电荷聚集在与 q,d,F,a/b电轴 (X) 垂直的平面上，其大小为。a、b分别为晶体片的长度和x12 厚度。 29 5、答:1)半桥相邻双臂各串联一片; 2)半桥相邻双臂各并联一片 6、 7、解:如图(b)组桥时的输出电压为(5’) RRRR，,，,RR11,111,uuuuukuV,,,,,,,,,()0.03()oiiiiiRRRRRRRRR，,，,,，，22221212 如图(c)组桥时的输出电压为 ''RRRR，,，，,R1111()uu,,oi''''RR，2RRRRRRRR，,，，,，，,,,,1111222 2211RRR，,,0.03(),,,,uuuViii422RR 零件应力的测量 第七章 一、简答题: 7-10略 7-11略 7-12、 答:利用电桥的和差特性，将两片应变片分别接到测量机构的相对面上，并接入电桥中相邻的桥臂上，使得由于温度变化而导致的输出电压无用值相互抵消。 30 第八章 力学参数的测量 一、单选题: 8-1、B 8-2.A 二、填空题: 8-4、相乘 8-5、压电效应 三、简答题: 8-6弹性压力敏感元件有哪些类型,其敏感压力的原理是什么, 8-7压力传感器的标定应注意什么, 8-8、答:某些物质在外力的作用下，不仅几何尺寸发生了变化，而且内部极化，某些表面上出现电荷，形成电场。当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这一性质称为压电效应。压电式传感器的测量电路必须有高输入阻抗并在输入端并联一定的电容Ci以加大时间常数。主要是为了在测量动态量时，获得一定的输出电压并实现不失真测量。 RC0 三、判断题 5、 ? 6、 ? 7、 × 8、 × 第九章 运动参数的测量 一、单选题: 9-1、D 二、简答题: 9-3、略 9-、略 9-5、答:把一个线圈放到一块金属导体板附近，相距为δ，当线圈通以高频交流电流 i 时， 31 便产生磁通Φ，此交变磁通通过邻近的金属板，金属板上便产生闭合的感应电流 i1，即涡电流，涡电流也会产生交变磁场Φ1 ，根据楞次定律，涡电流产生的交变磁场Φ1与线圈的磁场Φ变化方向相反，Φ1总是抵抗Φ的变化，由于涡电流磁场的作用，使原线圈的等效阻抗 Z 发生变化，变化程度与δ有关。 9-6、答:将霍尔元件置于磁场B中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。 计算分析题 9-7、答:裂损处可视作向两侧传播声响的声源，在两侧管道上分别安置传感器1和传感器2，并将两传感器信号输出端接到相关分析仪器上。因为放置传感器的两点距裂损处不 R(,)等远，则漏油的音响传至两传感器就有时差，在互相关图上处有最大值，这,,,xym 个就是时差。由就可确定裂损处到两传感器中点的距离为，为音响在,,s,v,/2vmmm管道中的传播速度。 9-8、答:钢带表面的反射光经透镜聚焦在相距为d的两光电池上，当钢带上某一不反射 点处经过透镜时，将会导致反射光强度的波动，再经光电池转换为电信号在进行相关 处理。由于两光电池有间距，故反射光强度的波动有时差，由互相关图上可得,,,m R(,)处有最大值，这个就是时差，则该钢带的运动速度。 ,v,d/,xymm 第十章 机械振动的测量 略 电参数的测量 第十一章 11-6、略。 11-7、略。 第十二章 误差分析与数据处理 12-6、12-7、略 12-8、答:重复性是指测试装置在输入按同一方向做全量程连续多次变动时，所得特性曲 ,R线不一致的程度。一般来说正行程的最大重复性偏差为，反行程的最大重复性偏差max1 y,R为，重复性误差取这两个最大偏差中的较大者，再以满量程输出的百分数表示。fsmax2 即 32 ,Rmax100%r,，Ryfs 迟滞是测试装置在正反行程中输入输出曲线的不重合程度。即 ,Hmax 100%r,，Hyfs 式中，是正反行程间，对于同一输入虽的最大差值。 ,Hmax 12-9、答:若都是常数，如果一个测试装置，则有，即认为该测A,ty(t),Ax(t,t)0000试装置实现了不失真测量。(2’)这表明，输出信号较输入信号，幅值放大了倍，时间A0 ,jt,0上滞后了，波形一致。对上式作傅里叶变换，有。所以，若要实tY(,),AeX(,)00 现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下条件。 AAt()(),,,,,,,常数;00简答题答案请同学们在教材中自行寻找。 33