机械工程测试技术基础重要知识点补丁包(邱艳版)

一．填空1．按测量值获得的方法进行分类：把测量分为：1）直接测量2）间接测量3）组合测量。2．信号的分类：1）确定性信号2）随机信号；确定性信号又分为周期信号和非周期信号；非周期信号包括准周期信号和瞬变非周期信号。3．当时间尺度压缩（K1）时，频谱的频带加宽，幅值降低；当时间尺度扩展(K1)时，其频谱变窄，幅值增高。4．一个信号的时域描述和频域描述依靠傅里叶变换来确立彼此一一对应的关系。5．测量装置的单位脉冲响应等于其传递函数的拉普拉斯逆变换。6．静态特性有：（1）线性度（2）灵敏度（3）回程误差（4）分辨率（5）零点漂移和灵敏度漂移。7．影响二阶系统动态特性的参数是：（1）固有频率（2）阻尼比。8．若要求装置的输出波形不失真，则其幅频和相频特性应分别满足：（1）A（ω）=A0=常数；（2））（ωϕ=—tω0；A（ω）不等于常数时所引起的失真称为幅值失真，）（ωϕ与ω之间的非线性关系所引起的失真称为相位失真。9．确定测量装置动态特性的测量方法有：（1）频率响应法（2）阶跃响应法。10．电阻式传感器是一种把被测量转换为电阻变化的传感器。按其工作原理可分为：变阻器式和电阻应变式两类。变阻器式传感器的后接电路，一般采用电阻分压电路。11．电阻应变式传感器可分为：金属电阻应变片式和半导体应变片式两类；金属电阻应变片的工作原理基于应变片发生机械变形时，其电阻值发生变化。半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。12．电容器可分为：（1）极距变化型（2）面积变化型（3）介质变化型三类。13．在测试中常用的电桥连接形式有：（1）单臂电桥连接（2）半桥连接（3）全桥连接。14．根据滤波器的选频方式一般可将其分为：（1）低通滤波器（2）高通滤波器（3）带通滤波器（4）陷波或带阻滤波器四种类型。15．位移测量是线位移和角位移测量的统称。16．应变片式位移传感器的测量原理：利用一弹性元件把位移量转换成应变量，而后用应变片，应变仪等测量记录。17．常用的两种压力测量方法：（1）静重比较法（2）弹性变形法。18．通常采用的弹性式压力敏感元件有：（1）波登管（2）膜片（3）波纹管三类。19．压力测量装置的静态定度一般采用：静重比较法。二．名词解释1．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的测量。2．间接测量———指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算出被测量的量值的测量。3．组合测量———指将直接测量值或间接测量值之间按已知关系组合成一组方程，通过解方程组得到被测量的方法。4．确定性信号———若信号可表示为一个确定的时间函数，因而可确定其任何时刻的量值，这种信号称为确定性信号。5．周期信号———按一定时间间隔周而复始重复出现，无始无终的信号。6．幅频谱———以频率为横坐标，以幅值为纵坐标画出的图形。7．相频谱———以频率为横坐标，以相位为纵坐标画出的图形。8．δ函数———在ε时间内激发一个矩形脉冲Sε（t），其面积为1，当ε→0时，Sε（t）的极限就称为δ函数。9．样本函数———对随机信号按时间历程所作的各次长时间观测记录。10．样本记录———样本函数在有限时间区间上的部分。11．概率密度函数———表示信号幅值落在指定区间内的概率。12．线性度———指测量装置输入，输出之间的关系与理想比例关系的偏离程度。13．灵敏度———单位输入变化所引起的输出的变化。14．传感器———工程测试中通常把直接作用于被测量，并能按一定方式将其转换成同种或别种量值输出的器件。15．压电效应———某些物质，当受到外力作用是，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，某些表面上出现电荷，形成电场。16．中间导体定律———在热电偶回路中接入第三种材料的导线，只要第三种导线的两端温度相同，第三种导线的引入不会影响热电偶的热电动势。17．调制———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。18．解调———指从已调制信号中恢复出原低频调制信号的过程。19．频率调制———指利用调制信号的控制高频载波信号频率变化的过程。在频率调制中载波幅值保持不变，仅载波的频率随调制信号的幅值成比例变化。20.稳态特性———以特定频率的正弦信号为输入，研究其灵敏度。这种特性称为稳态特性21.测量装置的动态特性———当被测量即输入量随时间快速变化时，测量输入与响应输出之间动态关系的数学描述。可以用微分方程的线性变换描述，也可用单位脉冲输入的响应来表示。22.测量装置的静态特性———通过某种意义的静态标定过程确定的。三．判断题（注：判断题均是正确的）1．连续信号的幅值可以是连续的，也可以是离散的。若独立变量和幅值均取连续值的信号称为模拟信号，若离散信号的幅值也是离散的，则称为数字信号。2．信号时域描述直观地反映出信号瞬时值随时间变化的情况；频域描述则反映信号的频率组成及其幅值，相角之大小。3．凡满足狄里赫利条件的周期函数（信号）都可以展开成傅里叶级数。4．余弦函数只有实频谱图，与纵轴偶对称；正弦函数只有虚频谱图，与纵轴奇对称。5．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的。6．周期信号的频谱是离散的，具有离散频谱的信号不一定是周期信号。7．通常所说的非周期信号是指瞬变非周期信号，非周期信号的频谱是连续的。8．时域周期单位脉冲序列的频谱也是周期脉冲序列，若时域周期为Ts，则频域脉冲序列的周期为1/Ts；时域脉冲强度为1，频域中强度为1/Ts。9．只有在系统初始条件均为零时，传递函数才满足输出，输入两者拉普拉斯变换之比。10．传递函数与系统初始条件及输入无关，只反映系统本身的特性。11．若相邻两桥臂电阻同向变化，所产生的输出电压的变化将互相抵消；若相邻两桥臂电阻反相变化，所产生的输出电压的变化将相互迭加。12．根据线性系统的频率保持性，只有和激振频率相同的成分才可能是由激振而引起的响应，其他成分均是干扰。13.双边幅频谱为偶函数，双边相频谱为奇函数。14.单位脉冲响应等于其传递函数的拉普拉斯逆变换。四．简答题1．简述信号的时域描述和频域描述？答：直接测量或记录到的信号，一般是以时间为独立变量的，称其为信号的时域描述。信号时域描述能反映信号幅值随时间变化的关系，而不能明显揭示信号的频率组成关系。为了研究信号的频率结构和各频率成分的幅值，相位关系，应对信号进行频谱分析，把信号的时域描述通过适当方法变成信号的频域描述，即以频率为独立变量来表示信号。2．简述周期信号的频谱具有的特点？答：（1）周期信号的频谱是离散的；（2）每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数；（3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。3．简述傅里叶变换的主要性质？答：（1）奇偶虚实性（2）对称性（3）时间尺度改变特性（4）时移和频移特性（5）卷积特性（6）微分和积分特性。4．减轻负载效应的办法？答：（1）提高后续环节的输入阻抗（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（3）使用反馈或零点测量原理。5．金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别？答：金属丝电阻应变片利用导体形变引起电阻的变化，半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻变化。6．为什么要采取相应的温度补偿措施？答：温度的变化会引起电阻值的变化，从而造成应变测量结果的误差。由温度变化所引起的电阻变化与由应变引起的电阻变化往往具有同等数量级，绝对不能掉以轻心，因此，通常要采取相应的温度补偿措施，以消除温度变化所造成的误差。7．压电式传感器的工作原理？答：压电式传感器的工作原理是利用某些物质的压电效应。8．前置放大器电路的主要用途？答：（1）将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；（2）放大传感器输出的微弱电信号。9．压电式传感器的应用？答：常用来测量应力，压力，振动的加速度，也用于声，超声和声发射等测量。10．恒带宽比滤波器与恒带宽滤波器的区别？答：恒带宽比滤波器是指滤波器的相对带宽是常数。恒带宽滤波器是指滤波器的绝对带宽为常数。11．信号显示与记录的目的？答：（1）测试人员通过显示仪器观察各路信号的大小或实时波形（2）及时掌握测试系统的动态信息，必要时对测试系统的参数做相应调整（3）记录信号的重现（4）对信号进行后续的分析和处理。12.为使各带通滤波器的带宽覆盖整个分析的频带,它们的中心频率能使相应的带宽恰好相互衔接，采取的措施？答：使前一个滤波器的—3dB上截止频率高端等于后一个滤波器的—3dB下截止频率低端。滤波器组须具有相同的放大倍数。