動力測試技術試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種傳感器常用于測量振動信號？A.壓力傳感器B.加速度傳感器C.溫度傳感器D.濕度傳感器2.在動力測試中，采樣頻率應至少是信號最高頻率的（）倍，才能避免頻譜混疊。A.0.5B.1C.2D.33.動態(tài)應變測量中，常用的電橋接法是（）。A.單臂電橋B.半橋接法C.全橋接法D.以上都可以4.測量旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)速，可采用（）傳感器。A.磁電式B.熱電偶C.超聲波D.壓電式5.以下哪種信號處理方法可用于提取信號的特征頻率？A.時域平均B.頻譜分析C.相關分析D.濾波6.對于周期性信號，其頻譜是（）。A.連續(xù)的B.離散的C.隨機的D.與信號類型無關7.傳感器的靈敏度是指（）。A.輸出量與輸入量的比值B.輸出量的變化量與輸入量的變化量的比值C.輸入量與輸出量的比值D.輸入量的變化量與輸出量的變化量的比值8.在動力測試中，為了減小測量誤差，應選擇（）的傳感器。A.靈敏度高、線性度好B.靈敏度低、線性度好C.靈敏度高、線性度差D.靈敏度低、線性度差9.測量發(fā)動機的扭矩，可采用（）傳感器。A.應變式B.電容式C.電感式D.光電式10.信號的時域分析主要研究信號的（）。A.頻率特性B.幅值特性C.相位特性D.以上都是二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.動力測試技術中常用的傳感器有（）。A.加速度傳感器B.壓力傳感器C.溫度傳感器D.位移傳感器2.信號處理的目的包括（）。A.去除噪聲B.提取信號特征C.分析信號的頻率成分D.對信號進行濾波3.以下哪些因素會影響傳感器的測量精度？（）A.靈敏度B.線性度C.遲滯D.重復性4.在動力測試中，常用的信號調(diào)理電路有（）。A.放大器B.濾波器C.模數(shù)轉(zhuǎn)換器D.數(shù)模轉(zhuǎn)換器5.旋轉(zhuǎn)機械的振動分析可以檢測的故障有（）。A.不平衡B.不對中C.軸承故障D.齒輪故障三、判斷題（每題2分，共10分）1.傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器在輸入信號隨時間變化時的輸出特性。（）2.頻譜分析只能用于周期性信號的分析。（）3.動態(tài)測試中，測量系統(tǒng)的動態(tài)特性對測量結(jié)果有重要影響。（）4.相關分析可以用于檢測信號中的周期性成分。（）5.提高采樣頻率可以提高信號處理的精度。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述傳感器的基本組成和工作原理。2.說明頻譜分析在動力測試中的作用和意義。3.分析動態(tài)應變測量中產(chǎn)生誤差的主要原因及減小誤差的措施。五、計算題（每題15分，共15分）已知某加速度傳感器的靈敏度為10mV/g，測量得到的輸出電壓為50mV，求此時的加速度值（g為重力加速度，g=9.8m/s2）。答案一、單項選擇題1.B加速度傳感器用于測量物體的加速度，而振動會產(chǎn)生加速度，所以常用于測量振動信號。壓力傳感器測壓力，溫度傳感器測溫度，濕度傳感器測濕度，均不符合。2.C根據(jù)采樣定理，采樣頻率應至少是信號最高頻率的2倍，才能避免頻譜混疊。3.C全橋接法在動態(tài)應變測量中靈敏度最高，能減小溫度等因素的影響，所以常用。4.A磁電式傳感器可通過感應旋轉(zhuǎn)部件的磁場變化來測量轉(zhuǎn)速。熱電偶測溫度，超聲波常用于測距等，壓電式多用于測量動態(tài)力等，不適合測轉(zhuǎn)速。5.B頻譜分析可將信號從時域轉(zhuǎn)換到頻域，從而提取信號的特征頻率。時域平均用于去除噪聲等，相關分析用于研究信號間的相關性，濾波用于去除特定頻率的信號。6.B周期性信號的頻譜是離散的，由基頻和各次諧波組成。7.B傳感器的靈敏度定義為輸出量的變化量與輸入量的變化量的比值。8.A靈敏度高可以更精確地檢測到微小的輸入變化，線性度好能保證輸出與輸入成線性關系，減小測量誤差。9.A應變式傳感器可通過測量扭矩引起的應變來測量扭矩。電容式、電感式、光電式一般不用于扭矩測量。10.B時域分析主要研究信號的幅值隨時間的變化特性。頻率特性和相位特性是頻域分析的內(nèi)容。二、多項選擇題1.ABCD加速度、壓力、溫度、位移傳感器在動力測試中都有廣泛應用。2.ABCD信號處理的目的包括去除噪聲、提取特征、分析頻率成分和進行濾波等。3.ABCD靈敏度、線性度、遲滯、重復性都會影響傳感器的測量精度。4.ABC放大器用于放大信號，濾波器用于去除噪聲，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，它們都是常用的信號調(diào)理電路。數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，一般不用于信號調(diào)理。5.ABCD旋轉(zhuǎn)機械的不平衡、不對中、軸承故障、齒輪故障都會引起振動異常，可通過振動分析檢測。三、判斷題1.×傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器在輸入信號不隨時間變化或變化緩慢時的輸出特性。2.×頻譜分析也可用于非周期性信號的分析，如隨機信號。3.√動態(tài)特性會影響系統(tǒng)對動態(tài)信號的響應，對測量結(jié)果有重要影響。4.√相關分析可以檢測信號中的周期性成分，通過計算自相關函數(shù)可以判斷信號是否存在周期性。5.×提高采樣頻率不一定能提高信號處理的精度，還需要考慮傳感器、信號調(diào)理電路等因素。而且采樣頻率過高會增加數(shù)據(jù)量和處理難度。四、簡答題1.傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路組成。敏感元件直接感受被測量，并將其轉(zhuǎn)換為與被測量有確定關系的其他物理量；轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的非電物理量轉(zhuǎn)換為電信號；測量電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進行處理，如放大、濾波等，以便于后續(xù)的測量和分析。工作原理是基于各種物理效應，如壓電效應、熱電效應、電磁感應等，將被測量轉(zhuǎn)換為電信號輸出。2.頻譜分析在動力測試中的作用和意義主要有：識別信號的頻率成分：可以確定信號中包含哪些頻率的分量，有助于分析信號的來源和特征。故障診斷：通過分析設備振動信號的頻譜，可檢測出設備是否存在故障，如不平衡、不對中、軸承故障等，不同的故障會產(chǎn)生特定頻率的振動信號。性能評估：可以評估動力系統(tǒng)的性能，如發(fā)動機的燃燒特性、旋轉(zhuǎn)機械的穩(wěn)定性等。優(yōu)化設計：根據(jù)頻譜分析結(jié)果，對動力系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，改善其性能和可靠性。3.動態(tài)應變測量中產(chǎn)生誤差的主要原因及減小誤差的措施如下：原因：溫度變化：溫度會影響應變片的電阻和彈性模量，導致測量誤差。應變片粘貼質(zhì)量：粘貼不牢固、有氣泡等會影響應變傳遞，產(chǎn)生誤差。測量系統(tǒng)的非線性：測量電路等可能存在非線性，導致輸出與輸入不成線性關系。噪聲干擾：周圍環(huán)境的電磁干擾等會引入噪聲，影響測量結(jié)果。措施：溫度補償：采用溫度補償片或其他溫度補償方法，減小溫度影響。提高粘貼質(zhì)量：嚴格按照粘貼工藝要求進行操作，確保應變片粘貼牢固、平整。校準測量系統(tǒng)：定期對測量系統(tǒng)進行校準，保證其線性度?？垢蓴_措施：采用屏蔽線、接地等方法，減小噪聲干擾。五、計算題已知傳感器靈敏度\(S=10\mV/g\)，輸出電壓\(U=50\mV\)。根據(jù)靈敏度公式\(S=\frac{U}{a}\)（其中\(zhòng)(a\)為加速度），可得\