机械测试课后习题

第一次作业

1、一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作用是什么?

2、什么是信噪比SNR？假如用某仪器测量某信号时的信噪比为60dB，已知噪声为0.01V，则信号电压为多少？

3、阐述测量装置的静态特性指标及其定义？

4、线性定常系统有那些基本特性？说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。

5、频率相应函数、幅频特性和相频特性的物理意义是什么？测试系统实现不失真测试的条件是什么？

6、如何从一阶系统的单位阶跃响应曲线和幅频特性曲线中求出系统的时间常数？

7、求周期信号χ(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45°)通过频率响应为Η（jω）=1/(1+0.005jω)的测量装置后得到的稳态响应。

8、某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：0.35Ω／℃；电桥：0.01V／Ω；放大器：100(放大倍数)；笔式记录仪：0.1cm／V，(1) 画出整个测温系统的框图；(2) 测温系统的总灵敏度；(3) 记录仪笔尖位移4cm时所对应的温度变化值。

第二次作业

1、信号调理阶段的放大、滤波、调制与解调的作用分别是什么？

2、什么是电桥的和差特性？如何利用电桥和差特性来进行温度补偿和消除非线性误差？ 3、直流电桥的平衡条件是什么？画出单臂电桥、半桥和全桥的工作电路？其输出各有什么不同？

4、调制的目的是什么？解调的目的是什么？调制可分为哪几种类型？画出幅度调制解调过程方框图。

5、试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性，并指明其通带和截止频率。

6、用应变电桥测量力F，如图所示，电阻应变片R1、R2、R3、R4已分别粘在试件上。分别画出（a）和（b）两种情况的电桥连接图（要求既能测出力F，又能进行温度补偿，可接固定电阻R0），并进行必要的说明。 F

R1(a)R2R3(b)FR4

7、由RC组成无源低通滤波器，已知R=500(Ω)，C=10(μF)，试求：

（1）求截止频率f0，并画出该滤波器的幅频示意图。 （2）设输入信号x(t)?0.2cos(125.6t??/4)，判断该

Rx(t)Cy(t)信号是否在该滤波器的通频带内。

8、如图所示拉伸试件的受力情况，沿其轴向和横向粘贴四个规格相同的应变片，其灵敏系

数为K，试回答：

（1）电桥的作用是什么？电桥和差特性有何利用价值？

（2）如何将图中所示四个应变片接入桥路才可能得到最大输出？写出输出电压u(t)与试件轴向应变ε的关系。

F

R1 R2 R3 R4 F

9、根据图示电桥，(1)写出电桥作电压输出时的和差特性公式；(2)若R1=R2=R3=R4=120Ω， △R1=△R3=0.3Ω, △R2=△R4=0时，输入电压为u0(t)=300sin(31416t)，求输出电压u(t)。

第三次作业

1、解释模拟信号、数字信号、功率信号、能量信号和随机信号的概念。 2、在设备故障诊断时，为什么要对测试信号进行频域分析？

3、什么是时域描述？什么是频域描述？画出x(t)?5sin?0t?10sin3?0t的频域描述图（幅值谱图）？

4、什么是采样定理？采样频率过高和过低各有什么优缺点？信号预处理中，采用低通滤波器与采样频率有何关系？

5、周期信号和非周期信号的频谱图各有什么特点？周期信号的傅立叶级数三角函数展开式与复指数函数展开式有何区别和联系？

6、分别说明信号x(t)的均值μx、方差ζ2x、均方值Ψ2x的含义并写出三者间的联系式。 7、回答下列函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数：

?1?ω

x1(t)=sin3ωt，x2(t)=e-t，x3(t)=esint，x4(t)=δ(t)， x5(t)=sin?t?

?2?8、图1所示矩形函数x(t)的频谱为X(?)?A?sin(??/2)，求图2所示信号y(t)的频谱，并画出其幅值谱图。(sincx?sinx/x)

9、已知被测应变?(t)?A?Bcos10t，电桥输入电压为ui(t)?Uicos1000t，采用半桥差动工作方式，试求：（1）电桥输出信号的表达式，并说明该信号是什么波形；（2）画出该信号的幅频图。

10、已知某信号的截频fc＝125Hz，现要对其作数字频谱分析，频率分辨间隔?f＝1Hz。问：1)采样间隔和采样频率应满足什么条件？2)数据块点数N应满足什么条件？3)原模拟信号的记录长度T＝?

11、模数转换器的输入电压为0～10V。为了能识别2mV的微小信号，量化器的位数应当是多少？若要能识别1mV的信号，量化器的位数又应当是多少？

第四次作业

1、简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因?

2、差动变压器是哪一类传感器?它的工作原理和输出特性是什么?

3、简述金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理有何不同? ？金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？

4、简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。

5、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桥的两个相邻桥臂中，试问：电桥需接入何种激励电压?该电桥的输出电压是何波形?

6、解释物性型传感器、结构型传感器、有源型传感器和无源型传感器？并举例说明。 7、已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求：（1）简述变磁通式转速传感器的工作原理？（2）被测轴的转速是每分钟多少转？

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