机械工程测试技术考试常考简答题

机械工程测试技术考试常考简答题：包含信号分析处理必须遵循的原则，什么是调制解调，为什么要调制？负载效应 及减轻措施试说明为什么二阶测试系统阻尼比多采用0.6-0.7等等

简答题

• 信号分析处理必须遵循的原则
  • 各环节输入量输出量之间保持一一对应关系，并尽量不失真
  • 尽可能减小或消除各种干扰
• 什么是调制解调，为什么要调制？
  • 调制：在调制信号的控制下，使工作信号的某些参数发生变化的过程
  • 解调：从已调制波中恢复出调制信号的过程
  • 一般的被测量经过传感器之后，常常是一些缓变量，经过调制后，采用交流放大比直流放大效果要好；调制波抗干扰能力强，便于传输
• 负载效应 及减轻措施
  • 负载效应：当一个装置连接到另一个装置上时，由于发生能量交换而使前装置的连接处甚至整个装置的状态和输出都将发生变化的现象
  • 减轻措施
    • 提高后续环节的输入阻抗
    • 在原来两个相连接的环节中，插入高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，以便减小从前环节吸收能量，另一方面在承受后一环节后又能减小电压输出的变化，从而减轻负载效应
    • 使用反馈或零点测量原理，使后面环节几乎不从前面环节吸取能量
• 试说明为什么二阶测试系统阻尼比多采用0.6-0.7
  • 阻尼比在这个范围内可提高系统响应速度，并且工作范围更大
• 采样定理
  • 保证采样后信号的频谱不失真，采样频率fs必须＞信号中最高频率fh成分的两倍
• 静态特性指标
  • 灵敏度：测试系统输出变化量与输入变化量的比值
  • 非线性度：标定曲线与拟合直线的偏离程度
  • 分辨率：能引起输出量发生变化的输入量的最小变化量
  • 测量范围：测试装置能正常测量最小输入量和最大输入量之间的范围
• 不失真条件
  • 幅频Aw=A0常数
  • 相频φw=-τ0w线性
• 选用传感器的原则
  • 灵敏性
    • 越高越好
  • 响应特性
    • 必须满足不失真条件
  • 必须保证传感器工作在线性范围
  • 可靠性
    • 传感器性能指标处于误差允许范围之内
  • 精确度
    • 在经济的前提下，精确度越高越好
• 动态电阻应变仪
  • 振荡器：向调制器和解调器提供一高频等幅振荡信号
  • 调制器（电桥）：将输入的缓变信号x（t）加载到载波z（t）上
  • 放大器：将微弱信号放大
  • 解调器：从放大后的已调波中取出缓变信号
  • 低通滤波器：隔离高频信号
• 传感器
  • 电涡流效应：电流的流线会在金属体内自行闭合，由电磁感应原理产生的漩涡状感应电流称为电涡流，这种现象叫电涡流效应
    • 涡振效应：大跨度桥在低风速下出现风致振动现象；任何非流线型物体，在一定恒定流速下，都会在物体两侧交替产生脱离结构表面的漩涡
  • 压电效应：某些物质受到外力作用时，不仅几何尺寸改变，而且内部极化，表面上有电荷出现，出现电场，外力去除后，又重新恢复到原来状态
  • 压阻效应：金属材料发生机械变形时，其阻值发生变化的现象
  • 热电偶的测温原理：热电效应：当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点温度不同，那么在回路中会产生电动势，两点之间温差越大，电动势越大
• 信号的预处理
  • 电压幅值调理
  • 滤波：滤去信号中的噪声，提高信噪比
  • 隔直：隔离信号中的直流分量
  • 解调：如果原信号时调制信号
• 传感器的组成部分
  • 敏感元件
    • 直接感受被测量
  • 转换元件
    • 将敏感元件的输出转换成便于传输和测量的电参量或电信号
  • 转换电路
    • 将转换元件转换成的电路参数接入转换电路，便于转换成电量输出
• 为什么压电传感器不能测量静态量只能用于动态测量？
  • 当作用在压电元件上的力是静态力时，前置放大器的输入电压为0。这是因为静态力产生的电荷会立即通过前置放大器的输入电阻和传感器本身而漏掉