机械工程测试技术2复习资料
一、名词解释：（每小题5分共20分）
1.测试技术：是具有试验性质的测量，即测量和试验技术的统称。
测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法，是人类认识客观世界的手段，是科学研究的基本方法。
2.功率信号：信号总能量为无穷大，而信号平均功率为大于零的有限值，称为功率有限信号，简称功率信号。
3.测试装置的静态特性：在静态测量情况下，描述实际测试装置对理想定常线性系统的接近程度。
是通过某种意义的静态标定过程确定的。
4.分辨力：引起测量装置的输出值产生一个可察觉变化的最小输入量（被测量）变化值△xmin称为分辨力。
通常表示为它与可能输入范围之比的百分数。
二、简答题：（共50分）
1.按传感器输出信号的性质分类可分为？选择传感器主要考虑那些方面的问题？（10分）答:开关型传感器：输出为开关量；模拟型传感器：输出模拟量；数字型传感器：输出为脉冲或代码的。
选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。
2、什么是调制和解调？为什么要调制？（15分）
答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。
解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。
经过调制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。
3．在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（10分）
答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。
4. 什么是调制，调制的目的是什么？如何实现对信号进行调幅和解调？（15分）
答：调制是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。
信号调理的的目的是（1）实现缓变信号的传输，特别是远距离传输（2）提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比对信号进行调幅是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使得高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。
可使用同步解调、相敏检波的方式来实现对信号进行解调。
三、计算题：气象气球携带一种时间常数为15s的一阶温度计，以5m/s的上升速度通过大气层。
设温度按每升高30m下降0.15℃的规律而变化，气球将温度和高度的数据用无线电送回地面。
在3000m处所记录的温度为−l℃。
试问实际出现−l℃的真实高度是多少？（15分）
解：该温度计为一阶系统，其传递函数设为
1
()
151
H s
s
=
+。
温度随高度线性变化，对
温度计来说相当于输入了一个斜坡信号，而这样的一阶系统对斜坡信号的稳态响应滞后时间
为时间常数τ=15s ，如果不计无线电波传送时间，则温度计的输出实际上是15s 以前的温度，所以实际出现−l ℃的真实高度是
H z =H -V τ=3000-5⨯15=2925m
四、（1）用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变ε。
其贴片及组桥方法如图a 所示。
已知图
中R 1=R 1`=R 2=R 2`=12Ω，上下贴片位置对称，应变片的灵敏度系数k=2。
应变值31010ε-=⨯，
电桥供桥电压u i =3v 。
试分别求出如图b 和图c 组成桥路时的输出电压u 0=？（15分）
解：如图（b ）组桥时的输出电压为
111121211()0.03()2222o i i i i i R R R R R R u u u u u k u V R R R R R R R R R ε+∆+∆∆=-=⋅-=⋅==+∆+-∆++如图（c ）组桥时的输出电压为
''1111''''1111222()222110.03()422o i i i i R R R R R u u R R
R R R R R R R R R R R u u u V R R +∆++∆=-++∆++∆++-∆-∆+∆∆=-==
（2）以阻值R =120Ω、灵敏度S g =2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V ，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。
（15分）
解：这是一个等臂电桥，可以利用等比电桥和差特性表达式求解。
o 1234e 1()4U R R R R U R =∆-∆+∆-∆
ε=2με时：单臂输出电压 66o e e 1122103310V 3μV 44g R U U S U R ε--∆===⨯⨯⨯⨯=⨯=
双臂输出电压：
66o e e 1122103610V 6μV 22g R U U S U R ε--∆===⨯⨯⨯⨯=⨯= ε=2000με时：单臂输出电压：。