机械工程测试技术基础试题与解析

"该资源为《机械工程测试技术基础(第三版)》的试卷及答案集，涵盖了填空题、问答题和计算题，主要涉及机械工程中的测试技术和相关概念。" 本文将针对试卷中的部分内容进行详细解释和扩展，旨在阐述机械工程测试技术的基础知识。 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。这意味着周期信号可以分解为有限个频率分量，而非周期信号则包含无限多个频率成分。 2. 均方值Ψ_x^2表示信号的强度，它与均值μ_x和方差ζ_x^2的关系是：均方值等于方差加上均值的平方。 3. 测试信号调理电路主要有放大电路、滤波电路、隔离电路等，这些电路用于改善信号质量，增强信号，去除噪声，并确保系统安全。 4. 测试系统的静态特性指标包括线性度、灵敏度和漂移，这些指标衡量了系统对输入变化的响应能力。 5. 灵敏度是系统输出与输入的比例，是定度曲线的斜率，反映系统对输入变化的敏感程度。 6. 传感器按信号变换特性可分为模拟传感器和数字传感器，前者输出连续变化的电信号，后者输出离散的数字信号。 7. 当可变磁阻式电感传感器的激励频率接近其谐振频率时，输出与输入成近似线性关系，此时灵敏度S趋于最大。 8. 和差特性主要指相临、相反两臂间阻值的变化量应符合正弦或余弦规律，以使输出达到最大。 9. 信号分析过程包括时域分析、频域分析和复数域分析，分别通过时域函数、频谱和拉普拉斯变换或傅立叶变换来理解信号特征。 10. 系统动态特性在时域用微分方程描述，复数域用传递函数描述，频域用频率响应函数描述。 11. 高输入阻抗测量放大电路对共模信号有抑制作用，对差模信号有放大作用，有助于减少干扰。 12. 动态应变仪上的电阻和电容平衡旋钮是为了补偿导线间的电感和电容，消除自感和互感的影响。 13. 压控振荡器的输出电压与输入的控制电压成线性关系，是频率控制的基础。 14. 调频波的解调又称鉴频，对应的解调电路为鉴频器。 15. 滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系，带宽越窄，响应时间越长。 16. 滤波器的频率分辨力主要由其截止频率和带宽决定。 17. 对于理想滤波器，滤波器因子λ等于1，表示没有能量损失。 18. 带通滤波器可以通过串联一个低通滤波器和高通滤波器实现，形成一个有选择性的通频带。 19. 测试系统的线性度和滞后度由系统非线性误差引起；重复性误差通常由系统内部不稳定或随机因素引起。 问答题： 1. 测试是获取物理、化学或生物系统信息的过程。测试系统由传感器、信号调理电路、数据采集设备和数据处理分析单元组成。传感器负责将被测物理量转换为电信号，信号调理电路优化信号质量，数据采集设备记录信号，数据处理分析单元对数据进行解析和解释。 2. 电阻丝应变片和半导体应变片都是用来测量应变的，但工作原理不同。电阻丝应变片利用电阻值随形变改变的原理，适用于静态和动态应变测量；半导体应变片基于压阻效应，电阻变化更大，适合微小应变测量，且对温度敏感。 3. 选用传感器的原则包括：适应性原则（匹配被测参数和工作环境），精度原则（满足测量精度要求），稳定性与可靠性原则（保证长期稳定工作），经济性原则（考虑成本效益）。 计算题部分涉及信号的频谱分析、系统响应和传感器的电容变化计算，这部分内容需要具体数值进行计算，这里不展开解答。