武汉科技大学2007测试技术答案考研试题研究生入学考试试题考研真题

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武 汉 科 技 大 学 2005年硕士研究生入学考试试题

答案（参考）

考试科目及代码： 测试技术 共页数： 2

一、术语解释（20分） 1、滤波器

滤波器是一种选频装置。可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。在测试装置中，利用滤波器地这种筛选作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。 2、梳状函数

等间隔的周期单位脉冲系列称为梳状函数。 3、压电效应

某些物质，当受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面上有电荷出现，形成电场；当外力消失时，材料重新回复到原来的状态，这种现象称为压电效应。 4、电桥

电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流输出的一种测量电路。

二、填空（每空2分，共20分）

1、周期函数的自相关函数仍为同频率的周期函数。正弦函数的自相关函数是一个余弦函数。

2、随机过程有平稳过程和非平稳过程之分。所谓平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间而变化的随机过程。在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程的 集合平均统计特征 ，这样的平稳随机过程叫 各态历经（遍历性）随机过程 。

3据其变化的参数，可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型。 4、若要求测试装置的输出不失真，则其幅频特性应满足A( )=A0= ( )= t0 。

1

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三、分析叙述题（40分）

1、试述：如何用实验法求得测量系统的频率响应函数。（12分） （要点）：

依次用不同频率ωi的简谐信号去激励被测系统，同时测出激励和系统的稳态输出的幅值X0i/Y0i和相位差φi．这样对于某个

ωi，便有一组Y0i／X0i＝Ai和φi．全部的Ai－ωi和φi－ωi，

I＝１，２，３…便可表达系统的频率响应函数.

2、根据电容式传感器的工作原理，试分析比较极距变化型电容式传感器、面积变化型电容式传感器的主要性能和优缺点。（12分） （要点）：工作原理：根据物理学，由两个平行极板组成的电容器，其电容是：

εεAC=0

δ

dC1

= εε0A2

δdδ

面积变化型电容式传感器（以平面线位移型为例）：

dC1

=εε0b=常数 S=

δdδ

极距变化型电容式传感器：灵敏度S与极距平方成反比，极距越小，灵敏度越高；由于灵敏度随极距而变化，这将引起非线性误差；故只适应在较小的间隙变化，以便获得近似的线性关系。 面积变化型电容式传感器：输入与输出成线性关系，但与极距变化型相比，灵敏度较低，适用于较大直线位移及角位移测量。 3、采用电阻应变片测定一构件的表面应力。试述：测点的选择和布置一般应考虑哪几方面的问题。（16分）

：测点的选择和布置对能否正确了解结构的受力情况和 （要点）

实现正确的测量影响很大。测点愈多，愈能了解结构的应力分布状况，但却增加了测试和数据处理的工作量和贴片误差。因此，根据应以最少的测点达到足够真实地反映结构受力状态的原则，来选择测点。为此，一般应考虑：

1）预先对结构进行大致的受力分析，预测其变形形式，找出其

危险断面及危险位置。这些地方一般是处在应力最大或变形最大的部位，而最大应力一般又是在弯矩、剪力或扭矩最大的截面上。然后，根据受力分析和测试要求，结合实践经验

极距变化型灵敏度 S=

2

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最后选定测点。

2）在截面尺寸急剧变化的部位或因孔、槽导致应力集中的部位，

应适当多布置一些测点，以便了解这些区域的一例梯度情况。

3）如果最大应力点的位置难以确定，或者为了了解截面应力分

布规律和曲线轮廓段应力过渡的情况，可在截面上或过渡段上比较均匀地布置5～7个测点。

4）利用结构和载荷的对称性，以及对结构边界条件的有关知识

来布置测点，往往可以减少测点数目，减轻工作量。

可以在不受力或已知应变、应力的位置上安排一个测点，以便在测试时进行监视和比较，有利于检查测试结果的正确性。

四、计算题（40分）

1.5

1、两测试环节的传递函数分别为H1(S)＝、

3.5S+0.5

2.5

H2(S)＝求出新系统的灵,将其串联组成一个新的系统，

4.5S+0.5

敏度。（10分）

：串联组成新的系统，新系统的灵敏度为原两测试环节 （要点）

灵敏度的乘积。

1.52.5

s1==5 =3 s2=

0.50.5

s=s1s2=3×5=15

总灵敏度为15

（15分） 2、求周期方波x(t)的傅立叶级数并作出其幅频图。

（要点）：

a0=0

an=0

3

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bn=

2T

T2

∫x(t)sinn

T2

tdt

T2

=

2AT

∫

sinn 0tdt+

T2

2A

sinn 0tdt ∫T0

=

2A2A

( cosnπ+1)=(1 ( 1)n)nπnπ4A

n=1,3,5,… nπ

An=

An=0 n=2,4,6,… x(t)=

4A

π

sin 0t+

4A4Asin3 0t+sin5 0t+... 3π5π

作谱图（略）

3、已知 x(t)=Asin( 1t+θ) y(t)=Bsin( 2t+θ )

试求其互相关函数Rxy(τ)，说明该计算结果验证了什么结论。 （15分）

（要点）：

1Rxy(τ)=lim

T=lim

1T

T

T

∫

x(t)y(t+τ)dt

∫

ABsin( 1t+θ)sin( 2(t+τ)+θ )dt

根椐正（余）弦函数的正交性，可知 Rxy(τ)=0

说明了：两个不同频率的周期函数是不相关的。 五、综合应用题（30分）

一轧钢机主传动系统如图所示，欲用电阻应变片测试其轧制力

4

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矩：

1、设计一测试方案

2、对测点的选择、应变片组桥方式、测试电路信号的输出等问题作出说明。

3、在实际测试中，你认为还有哪些问题应引起重视并采取相应措施。

下辊扭矩测点

要点：

（对方案做出说明） 1）测试方案如图4。

2）测点分别布置在上、下轧辊万向接轴的相应部位，如图。 4片应变片如图粘贴，与接轴的轴线成45度。4片应变片组

在轴上设置集流环，应变片产生的信号经集流环与固定的电刷（铜弦线）间的接触，就可以将随轴旋转的应变片产生的信号送到固定的应变仪

3）实际测试中，现场条件比较复杂，一般有以下问题应引起

5

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重视：

应变片的防水密封，密封应可靠。 应变片的防高温辐射。

防电磁辐射干扰，采用屏蔽电缆。

6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/f044.html