机械工程测试技术基础 简答题大集合

时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量的大小。频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号变换成频域信号，从而帮助人们分析信号的频率组成和各频率分量大小，了解信号特征。信号的频谱代表了信号在不同频谱分量处信号成分的大小，它能够提供比时域分析更直观更丰富的信息；

一般仪表用精度等级来表征仪器测量的准确性，如普通万用表的级别是2.5级，说明它的具体含义：

精度K定义为：K%=最大允许误差、量程*100%；精度为2.5说明测量结果最大误差不超过仪表（或传感器）满量程的2.5%

什么是回程误差（迟滞）？简述产生的原因：

测试系统输入由小到大和由大到小变化时，对应某一个输入有两个不同的输出，这种现象称为迟滞，载满量程范围内，输出差值的最大值称为回程误差；1、磁性元件的磁滞现象2、机械元件的间隙和摩擦力3、电子元件的饱和显现和累积效应

简述测试装置的选用原则：

输出-输入之间要满足线性单值关系，还要满足以下特性：1、静态特性：具有较高的线性度合适的灵敏度较高的分辨率较小的回程误差2、在测量范围内要满足不是真3、稳定性和可靠性要高4、有较高的性能价格比

传感器的分类和选用原则：

按被测量物理量分、按工作的物理基础分、按信号变换特征分、按敏感元件与被测对象之间的能量关系分、按输出信号分；合适的灵敏度、响应特性满足不是真测量条件、有一定的线性范围、要有可靠性、精确度、根据测量方法选择、还应该结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、易于维修更换

不失真测量：

设有一测量装置，器输出y(t)和输入x(t)满足一下关系：y(t)= ，其中、都是常数。此式表明这个装置输出的波形和输入的波形精确地一致，只是幅值放大了倍和在时间上延迟了而已。对上式做傅里叶变换，且满足

什么是负载效应？如何减小负载效应？

某装置由于后接另一装置而产生的种种现象，称为负载效应。

1、提高负载阻抗2、在原来两个相连接的环节之中，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是后面环节几乎不能从前面环节吸取能量，例如用电位差计量点烟等

对于实用的应变测量电路，为什么在电路中需要增加电阻调节和电容调节？

实用的应变测量电路为纯电阻电桥采用交流电源，这时导线与导线之间存在分布电容，相当于在各臂上并联一个电容，为调节电桥平衡，在桥路中需增电容平衡调节；电阻值虽然在选择时尽量做到相等，但实际的电阻值总会有误差，为此需增加电阻平衡调节

电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？

电阻式、电感式、电容式；电阻式：把被测量转换为电阻变化。电感式：把被测量转换为电感变化。电容式：把被测量转换为电容变化

测试系统：传感器+中间变换装置+传输处理+显示记录装置

测量按测量值获得方法分类：

直接测量：指无需经过函数关系计算，直接通过测量仪得到被测量量（等精度+不等精度）；间接测量：在直接测量值基础上，根据已知函数关系计算被测量的测量；组合测量：将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程，通过解方程得到被测值的方法

信号采样和截断的过程是怎样实现的，结果如何？

采样就是对时间历程x(t)进行等时间距离的信号摘取，以便于计算机的存储和计算分析。而因为计算机只能对有限长度的信号进行处理。所以必须截断过长的信号时间历程x（t），即对信号加窗，所加窗宽为T的矩形窗函数w（t），其傅里叶变换W（f）是一个无限带宽的超样函数（sinc）；采用矩形窗函数截断采样信号，就是采样信号就是将采样信号x(t)s(t),乘以时域有限宽矩形窗函数w（t）；其时域和频域数学描述为：x(t)s(t)w(t)  X(f)*S(f)*W(f)

什么是调制和解调？为什么要调制？

所谓调制就是在调制信号（低频）的控制下，使载波信号的某些参数（幅值、相位、频率）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；一般被测量如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些低频微弱信号。经过调制后采用交流放大，比直接采用直流放大效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。

在机械工程中常见的有哪些参数的测量？

应力、应变、扭矩、振动信号、声强、声发射测量、位移、速度、加速度、流量、压力

周期信号频谱具有哪几个特点？

周期信号的频谱是离散的；每条普贤只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是各分量频率的公约数；各频率分量的谱线告诉表示该谐波的幅值或相位角。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。因此在频谱分析中没有必要取那些次数过高的谐波分量。

信号分析和处理必须遵循的原则有哪几点？

各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真；尽可能减小或消除各种干扰

通常情况下，传感器的输出信号都很微弱，必须经过放大电路放大后才便于后续处理，为了保证测量精度的要求，放大电路应具有如下性能：足够的放大倍数；高输入阻抗，低输出阻抗；高共模抑制能力；低温漂、低噪声、低失调电压和电流

测量误差：分类：系统、随机、粗大；表示方法：绝对误差+相对误差+引用误差+分贝误差。

表示可信度的术语：准确度、精密度、正确度、不确定度；

什么是频率响应函数？它和传递函数有何关系？

线性定常系统在简谐信号的激励下其稳态输出信号与输入信号的幅值之比为幅频,相位之差为相频, 为频率响应函数；频率响应函数是在频率域中描述系统特性，而传递函数是在复数域中描述系统的特性；频率响应函数是由传递函数推导出来的

信号处理的目的和方法：

提高信噪比、提取有用特征信号、修正误差；方法：模拟信号处理+数字信号处理

数字信号处理步骤：预处理+A/D转换+处理+显示

数字化出现的问题：时域采样+混叠+量化误差、截断、泄露

采样定理：为了避免混叠以使采样处理后仍有可能准确地恢复其原信号，采样频率必须大于最高频率的两倍，即.[在实际工作中，考虑到实际滤波器不可能有理想截止特性，在截止频率之后总有一定的过渡带，故采样频率通常选为（3—4）。此外，从理论上说，任何低通滤波器都不可能把高频噪声完全衰减干净，因此也不可能彻底消除混叠]

混叠：定义：如果采样间隔太大，那么移至各采样脉冲所在处的频谱X(f)就会有一部分相互交叠，新和成的X(f)*S(f)图形与原X(f)不一致。措施：