机械工程测试技术基础第三版答案

机械工程测试技术基础习题解答

教材：机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷。

绪 论

0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。

解答：教材P4~5，二、法定计量单位。

0-2 如何保证量值的准确和一致？

解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定）

1、对计量单位做出严格的定义；

2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备；

3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。

3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。

0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？

解答：（教材P8~10，八、测量误差）

0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。

①1.0182544V±7.8μV

②(25.04894±0.00003)g

③(5.482±0.026)g/cm 2

解答：

①-667.810/1.01825447.6601682/10±?≈± ②60.00003/25.04894 1.197655/10±≈±

③0.026/5.482 4.743±≈‰

0-5 何谓测量不确定度？国际计量局

机械工程测试技术基础习题解答

第一章 信号的分类与描述

1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|cn|–ω和φn–ω图，并与表1-1对比。

x(t) A … ?T0 20 -A T0 2T0 … t ?T0 图1-4 周期方波信号波形图

解答：在一个周期的表达式为

T0??A (??t?0)??2x(t)??.

T? A (0?t?0)??2积分区间取（-T/2，T/2）

T02T?02T020

1cn?T0 =j?x(t)e?jn?0t1dt=T0?0T?02?Ae?jn?0t1dt+T0?Ae?jn?0tdt

A(cosn?-1) (n=0, ?1, ?2, ?3, ?)n??所以复指数函数形式的傅里叶级数为

x(t)?n????cnejn?0t??j1(1?cosn?)ejn?0t，n=0, ?1, ?2, ?3, ?。 ??n???nA?

A?c??(1?cosn?)?nI (n=0, ?1, ?2, ?3, ?) n????cnR?0

cn?cnR2?cnI2?2A n??1,?3,?,? A??(1?cosn?)??n?

机械工程测试技术基础习题解答

教材：机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷。

绪 论

0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。

解答：教材P4~5，二、法定计量单位。

0-2 如何保证量值的准确和一致？

解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定）

1、对计量单位做出严格的定义；

2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备；

3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。

3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。

0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？

解答：（教材P8~10，八、测量误差）

0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。

①1.0182544V±7.8μV

②(25.04894±0.00003)g

③(5.482±0.026)g/cm 2

解答：

①-667.810/1.01825447.6601682/10±?≈± ②60.00003/25.04894 1.197655/10±≈±

③0.026/5.482 4.743±≈‰

0-5 何谓测量不确定度？国际计量局

机械工程测试技术基础(第三版)试卷集.

一、填空题

１、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是 连续 的。 ２、均方值Ψx表示的是信号的强度，它与均值μx、方差ζ

2

2x

的关系是 。

３、测试信号调理电路主要有 、 、 。 ４、测试系统的静态特性指标有 、 、 。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的 。 ６、传感器按信号变换特性可分为 、 。

７、当 时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于 。

８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合 、 的变化，才能使输出有最大值。 ９、信号分析的过程主要包括： 、 。

10、系统动态特性在时域可用 来描述，在复数域可用 来描述，在频域可用 来描述。

11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对 信号有放大作用。 12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在

机械工程测试技术基础习题解答

第一章 信号的分类与描述

1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|cn|–ω和φn–ω图，并与表1-1对比。

x(t) A … ?T0 ?T02 0 -A T20 T0 … t 图1-4 周期方波信号波形图

解答：在一个周期的表达式为 T0??A (??t?0)??2. x(t)??T? A (0?t?0)??2

积分区间取（-T/2，T/2） cn?1T0An?T0

=j??2T02x(t)e?jn?0tdt=1T0?0?T02?Ae?jn?0tdt+1T0T0?20Ae?jn?0tdt

(cosn?-1) (n=0, ?1, ?2, ?3, ?)所以复指数函数形式的傅里叶级数为

? x(t)??n???cnejn?0t??jA???n???1n(1?cosn?)ejn?0t，n=0, ?1, ?2, ?3, ?。

A?(1?cosn?)?cnI?? (n=0, ?1, ?2, ?3, ?) n???c?0?nR

cn?cnR?cnI22?2A n??1,?3,

信号及其描述习题

1.1求周期方波（图1-4）的傅立叶级数（复指数函数形式）。画出频谱图|Cn|—ω ；φn—ω 图并与表1-1对比。

??解：傅立叶级数的复指数形式表达式：x(t)?Cejn?n0t;n?0,?1,?2,?3,???

n????式中： C1T?0?jn?t1??0T?jn??0? n?2TT0x(t)e0dt?0t2?jn?0tT?T0(?A)edt?Aedt?0?20??20? T ??01?A0?jn2

T?e?0t???1?Ae?jn?0t?0??jn?0??T0T?0??jn??0

2?0

??jAjA1??jn?jn??A

n??n??2e?e??jn??1?cosn?? ???j2A;n??1,?3,?5 ??,???

?n??0;n??2,?4,?6,???所以： ??? x(t)????j2A?jn?0t;n??1,?3,?5,?7

n????n???e,???幅值频谱：

C?C222AnnR?CnI?;n??1,?3

n?,?5,???相位频谱： ?2A??? C?????;n?1,3,5,???nI ?n?arctgn?C?arctg??????2nR0? ??????2;n??1,?3,?5,???

机械工程测试技术基础第三版熊诗波

绪 论

0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答：教材P4~5，二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值的准确和一致？

解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定） 1、对计量单位做出严格的定义； 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备； 3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。

0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差）

0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。 ①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g

2

③(5.482±0.026)g/cm 解答：

①②③

0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么？ 解答：

(1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的

12

机械工程测试技术基础第三版课后题答案

1.1求周期方波（图1-4）的傅立叶级数（复指数函数形式）。画出频谱图|C n |—ω ；φn —ω 图并与表1-1对比。

解：傅立叶级数的复指数形式表达式：???±±±==

∑+∞

-∞

=,3,2,1,0;)(0n e

C t x n t

jn n

ω

式

中：

所以：

幅值频

谱：

相位频谱：

傅立叶级数的复指数形式的幅值频谱图和相位频谱都是双边频谱图。 1.2求正弦信号 x (t )=x 0sin ωt 的绝对均值μ

|x |和均方根值

x rms

解：

[]

()????????±±±=???±±±=-=--=+?+-=??????-+??????--=?

??+???-==

---------???

,6,4,2;

0,5,3,1;2cos 12111)(1)(12

000

2

00

2002

022

00000

000000n n n A j n n A

j

e e n jA n jA e jn A T e jn A T dt Ae dt e A T dt e

t x T C jn jn T t jn T t jn T t jn T t

jn T T t

jn n πππ

ππωωππωωωωω???±±±±=??? ?

?

-=∑+∞

-∞=,7,5,3,1;

第1章 测量的基础知识

书本：

1-1.欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？

答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；

②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。 1-2.非电量电测法的基本思想是什么？

答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。

1-3.什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？

答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。

基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。

1-4.一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？

答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。

传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；

中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）；

《绪论》

0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。

答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。 1．基本单位

根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。

它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。 国际单位制(SI)的基本单位的定义为：

米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。 千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。

秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。

安培(A)是电流单位。在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定

-7

电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10N，则每根导线中的电流为1A。 开尔文(K)是热力学温度单位，等