機械工程測試技術試卷集錦有答案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 橋，且1 2 3 4 0R R R R R? ? ? ?， 12RR、 為應變片， 34RR、 為固定電阻。試求在電阻應變片阻值變化為 R? 時，兩電橋的輸出電壓表達式并加以比較。 解：圖 （ a）中，臥式橋的輸出電壓為 0 0 01 1 41 1 2 2 3 4 0 0 02 2 2o b d i i i iR R R RR R Ru u u u u u uR R R R R R R R R??????? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???（ 4’ ） 圖 (b)中，立式橋的輸出電壓為 001 1 2 21 1 4 2 2 3 0 00022002222412o b d i i iiiR R R RR R R Ru u u u u uR R R R R R R R R RRR R RuuRR RR??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????????? ???? ????（ 4’ ） 由此可知，當 2012RR??????? 時，得02oiRuuR???，在忽略了高階無窮小之后，兩電橋的輸出電壓是一樣的，均為 12oiRuuR???。 （ 1’ ） 不同之處是：立式橋由非線性誤差，而臥式橋沒有，所以臥式橋更精確。 （ 1’ ） 一、 填空題（ 20分，每空 1分） 。工程測量可分為 靜態測量 和 動態測量 。 被測真值 之差稱為 測量誤差 。 靈敏度 ，改善非線性，進行 溫度 補償。 補償 溫度變化給應變測量帶來的誤差，工作應變片與溫度補償應變片應接在 相鄰 橋臂上。 5．調幅信號由載波的 幅值 攜帶信號的信息，而調頻信號則由載波的 頻率 攜帶 信號的信息。 6．繪制周期信號 ()xt 的單邊頻譜圖，依據的數學表達式是 傅氏三角級數中的各項系數 ，而雙邊頻譜圖的依據數學表達式是 傅氏復指數級數中的各項系數 。 7．信號的有效值又稱為 ，有效值的平方稱為 ，它描述測試信號的強度 (信號的平均功率 )。 8．確定性信號可分 為周期信號和非周期信號 兩類，前者頻譜特點是 ，后者頻譜特點是 。 性，常用的實驗方法是 和 。 ()xt 與 0()tt? ? 進行卷積其結果是： 0( ) ( )x t t t?? ? ? 。其幾何意義是 。 二、 選擇題（ 20分，每題 2分） 1．直流電橋同一橋臂增加應變片數時，電橋靈敏度將 (C)。 A．增大 B．減少 2．調制可以看成是調制信號與載波信號 (A)。 A相乘 B．相加 C．相減 3．描述周期信號的數學工具是 (D)。 A．相關函數 B． 拉氏變換 C．傅氏變換 4．下列函數表達式中， (B)是周期信號。 A． 5 c os 10 0()00ttxtt?? ??? ?? ??當當 B． ( ) 2 0 c o s 2 0 ( )atx t e t t??? ? ? ? ? ? ? C． ( ) 5 sin 2 0 1 0 c o s 1 0 ( )x t t t t??? ? ? ? ? ? ? ? 5．時域信號的時間尺度壓縮時，則其頻帶的變化為 (B)。 A．頻帶變窄、幅值增高 B．頻帶變寬、幅值壓低 C．頻帶變窄、幅值壓低 D．頻帶變寬、幅值增高 6．非線性度是表示定度曲線 (A)的程度。 A．偏離其擬合直線 B． 接近真值 C．正反行程的不重合 7．一般來說，測試系統的靈敏度越高，則其測量范圍 (B)。 A．越寬 B．越窄 C．不變 不屬于 彈性式壓力敏感元件（ D） B．膜片 C．波紋管 D．電阻應變片 ，貼應變片時，應變片的方向與主應力方向應該相交成（ A） 176。 B． 45176。 C． 90176。 D． 30176。 10．二階裝置引入合適阻尼的目的是（ C）。 A．使系統不發生共振 B．使得讀數穩定 C．獲得較好的幅頻、相頻特性 三、簡答題（共 30分） ？（ 4分） ？（ 6分） 1R 和 2R ，電感 L和電容 C，連結成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正確接橋方法 ，并寫出該電橋的平衡條件。（設激勵為 iu ，輸出為 ou ）。 （ 5分） ，發現靈敏度不夠，若在工作電橋上增加電阻應變片的數量以提高靈敏度。試問在半橋上各串聯一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？ （ 5分） ？為什么要 調制 ？（ 5分） ？（ 5分） 四、計算題（共 20分，每小題 10 分） 。 ? 。其貼片及組橋方法如圖所示。已知圖中39。39。1 1 2 2 120R R R R? ? ? ? ?，上下貼片位置對稱，應變片的靈敏度系數 2k? 。應變值310 10? ??? ，電橋供橋電壓 3iuV? 。試分別求出如圖組成橋路時的輸出電壓 ?ou? 五、綜合設計題（共 10 分） 請選擇以下兩種測量要求其中的一種，設計實驗過程（包括傳感器的選用，傳感器的安裝，信號的傳輸，信號的分析和處理等內容），并簡述其過程。 （ 1）針對載重卡車載物量進行過磅測量，試設計一測試裝置并說明其工作原理； （ 2）大功率傳動軸在長時間的帶載運轉下可能發生疲勞損壞，為了保證整機安全，防止事故的發生，對軸的扭振進行測量和監控，試設計一測試裝置并說明其工作原理。 0 T/2 T/2 A t x(t) 答案 一、填空題（ 20分，每空 1 分） ；動態測量 ；測量誤差 敏度；溫度 ；相鄰 5．幅值；頻率 6．傅氏三角級數中的各項系數；傅氏復指數級數中的各項系數。 7．均方根值；均方值 2? 8．離散的；連續的 ；階躍響應法 10. 0()xt t? ；把原函數圖像平移至 0t 位置處 二、選擇題（ 20分，每小題 2分） 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D C B A B D A C 三、簡答題（共 30分） ？（ 4分） 答： ① 各環節的輸入量與輸出量之間應保持一一對應的關系，并盡量不失真；（ 2’ ） ② 盡可能減小或消除各種干擾。（ 2’ ） ？（ 6分） 答： ① 周期信號的頻譜是離散的。（ 2’ ） ② 每條譜線只出現在基波頻率的整倍數上，基波頻率是各分量頻率的公約數。（ 2’ ） ③ 各頻率分量的譜線高度表示該諧波的幅值或相位角。工程中常見的周期信號，其諧波幅值總的趨勢是隨諧波次數的增高而減小的。因此，在頻譜分析中沒必要取那些 次數過高的諧波分量。（ 2’ ） 1R 和 2R ，電感 L和電容 C，連結成四臂交流電橋，試畫出能滿足電橋平衡的正確接橋方法，并寫出該電橋的平衡條件。（設激勵為 iu ，輸出為 ou ）。 （ 5分） 答：正確的接橋方法如圖所示：（ 3’ ） 電橋的平衡條件是： 12 1 LR R jwL jwC C? ? ?（ 2’ ） ，發現靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應變片數以提高靈敏度。試問，在半橋上各串聯一片的情況下，是否可以提高靈敏度？為什么？（ 5分） 答：不能提高靈敏度。因為半橋雙臂時，其輸出電壓為： 12oiRuuR?? （ 2’ ） 當量橋臂各串聯電阻應變片時，其電阻的相對變化量為 22 RR??? （ 2’ ） 即仍然沒有發生變化，故靈敏度不變。要提高靈敏度只能將雙臂電橋改為全橋連接。這時