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检测技术习题集第二章 测试系统2-1 对于二阶装置，为何要取阻尼比 ?2-2 解释下列概念：频率特性、频响函数和工作频带。2-3 一个优良的测量装置或系统，当测取一个理想的三角波时，也只能作到工程意义上的不失真测量，为什么?2-4 某动压力测量时，所采用的压电式压力传感器的灵敏度为 ，将它与增益为 的电荷放大器相连，然后将其输出送入到一台笔式记录仪，记录仪的灵敏度为 ，试计算系统的总灵敏度。又当压力变化 时，记录笔在记录纸上的偏移量多少？2-5 用某一阶装置测量频率为 的正弦信号，要求幅值误差限制在 以内，问其时间常数应取多少？如果用具有该时间常数的同一装置测量频率为 的正弦信号，试问此时的幅值误差和相角差分别为多少？2-6 设用一个时间常数为 的一阶装置测量输入为 的信号，试求其输出 的表达式。设静态灵敏度 。2-7 某 的一阶装置，当允许幅值误差在 以内时，试确定输入信号的频率范围。2-8 两环节的传递函数分别为 和 ，试求串联后所组成装置的灵敏度。(提示：先将传递函数化成标准形式。)2-9 设一力传感器为二阶分系统。已知其固有频率为 ，阻尼比为 ，当测频率为 变化的力参量时，其振幅比 和相位差 各为多少?若使该装置的阻尼比 ，则 和 又为多少?2-10 对某二阶装置输入一单位阶跃信号后，测得其响应中数值为1.5的第一个超调量峰值。同时测得其振荡周期为 。若该装置的静态灵敏度 ，试求该装置的动态特性参数及其频率响应函数。 第三章 信号及其描述3-1 试分析图3-17中各种信号属于哪类信号?3-2 将图3-18所示的周期信号展开成三角形式和指数形式的傅里叶级数。3-3 某电压波形如图3-19所示，该电压由周期性等边三角形所组成。试确定其傅里叶复系数，并绘制其幅度频谱和相位频谱图。3-4 对于图3-20所示的周期矩形信号，给定 ，如使用中心频率可变的选频网络，是否可以从该信号中选出 及 的频率分量?3-5 在全波整流电路中，如输入交流电压为 ，则输出电压 。 (1)当 时，求输出的傅里叶系数。 (2)输人、输出信号的直流分量分别是多少?3-6 周期方波信号如图3-21所示，加在 串联电路上，试求其响应电流的前5次谐波（ ）。3-7 试求下列函数的傅立叶变换，并画出其频谱图：(1) (2) (3) 3-8 求图3-22所示三角形调幅信号的频谱。3-9 有限长序列 如下式所示：试求其离散傅立叶变换，再由所得离散傅立叶变换反求 ，验证结果之正确性。3-10 求随机相位正弦信号 的均值和方差，它是否为平稳随机过程?其中 为常数， 是在 上均匀分布的随机变量。3-11 在上题中，如 ，其中均为相互独立的正态 分布的随机变量，则结果又如何？3-12 幅度为 ，宽度为 的矩形脉冲信号和三角形脉冲信号如图3-23所示，求其互相关函数。3-13 设平稳随机过程的自相关函数为 ，求其自谱密度函数。 第四章 长度及线位移测量4-1 单侧厚度测量方法用于哪些场合?4-2 对加工中测量仪的结构和性能有哪些特殊要求?4-3 形位误差侧量时，被测要素和基准要素如何体现?4-4 如何减弱形状、波度等其它表面轮廓信号成分对表面粗糙度测量信号的影响?4-5 绝对法、相对法、间接法各举一例，说明内孔的测量方法，并导出数据处理数学模型。4-6 简述几种物位测量方法的适用场合。4-7 将4个直径相同的钢球，按图4-49所示方式置于被测环规孔内，用仪器测出 值，间接求出环规的孔径 。若已知：钢球直径 ， ，它们的测量不确定度 ， ，求 。4-8 如图4-50所示，在三坐标测量机上用三点法测量一个环规内孔。若测得的三点坐标值为： ， ， ，且已知球测头的直径 ，求孔的中心坐标 和孔的直径 。4-9 在卧式侧长仪上用相对测量法测量一内孔直径。已知，测头直径 被测孔径的公称值 ，双测钩方位的调整精度为： （见图4-19）。现有直径 为20mm、25mm、28mm三种尺寸的标准环规。若要求定位误差小于0.006mm，试判断哪些标准环规满足该精度要求。4-10 用分度值为 的自准直仪测量一个500mm长工件的直线度误差，桥板跨距 ，测量数据如下表。试用最小包容区域法和端点区域法评定该工件的直线度误差。如果该工件的直线度公差为0.006，说明该工件的直线度是否合格。 第五章 角度及角位移测量5-1 为什么圆分度误差检定可达很高的精度?5-2 用什么方法可减小度盘圆分度误差对测量值的影响?5-3 相对法测量长度时，要求标准件的尺寸精度高于被测尺寸。相对法检定圆分度误差时，对相对基准有什么要求?5-4 绝对法、相对法、间接法各举一例，说明锥形轴锥度的测量方法。5-5 采用图5-12所示的轴锥度坐标测量法，写出计算机数据处理流程图。5-6 若用 的正弦规测一个 的角度快（见图5-16），应垫量快的尺寸 为多少？若在距离 的A、B两点的测微表示值分别为 和 ，试计算被测角度值 。5-7 说明用正弦规测量角度时应考虑的误差因素，写出测量误差计算公式，并分析“大于 的被测角不宜使用正弦规测量”的原因。5-8 如图5-27所示，用自准直仪测量方形角尺。读数如下： ， ， ， ，求各直角的误差。5-9 已知一度盘上8个等分刻线的零起分度误差 为： ，试列表计算该刻度的圆分度误差、分度间隔误差、直径误差，并求出最大分度间隔误差值。5-10 如图5-22所示，在万能测齿仪上用相对法测量一个齿轮的齿距误差。被测齿轮的齿数 ，测量数据如下表。试计算被测齿轮各齿的齿距偏差、齿距偏差最大值以及齿距累计误差。被测齿序号123456789101112读数值/ 0+3+1+2+2+1+10-1-2-0.5-0.5 第六章 速度、转速和加速度测量6-1 常用的速度测量原理有哪几种方法?各举一例说明。6-2 试述皮托管测速原理，空速表的结构及其在空速测量中的工作原理和特点。6-3 试述激光多普勒测量速度的原理和特点6-4 二自由度陀螺和三自由度陀螺的主要特性是什么?6-5 试述徽分陀螺仪测量角速度的工作原理，并画出仪器原理图说明。6-6 画出数字式转速表的测速电路原理框图，并说明其工作过程。6-7 试述频闪式测速的工作原理，并简述利用频闪测速仪测量电机转速的方法。6-8 利用频闪式测速改测量旋转体转速时，在被测旋转体上做一三角形标记。当频闪测速仪所测量值为 、 和 时，观察到旋转体上的标记停在某一位置上不动。当频闪测速仪调到 时，其显示出两个停在对称 位置上不动的标记。求此时旋转体的转数值是多少？6-9 画图并试述伺服式加速度计的工作原理及其特点。 第七章 力、力矩和压力的测量7-1 力的测量方法中可以归纳为哪几种测量力的原理。7-2 在电阻应变式测力仪中，其负荷传感器的截面为圆形柱式体。测力仪的电压灵敏度为1mV/V，所加负荷值为50kN。应变片的灵敏系数为2，全桥的桥臂系数为2.5，所用弹性体的材料屈服极限为785MPa，弹性模量为2105MPa。在最大负荷为1.44倍的施加负荷时它的超载系数为22.5，试求该测力仪负荷传感器的弹性体截面直径为多少毫米？7-3 试述利用应变式传感器组成的动态测力系统的工作原理。7-4 简述压磁式测力仪的工作原理。7-5 在一块压电晶体上测得其几何尺寸是长 为10mm，宽 为10mm，厚 为2mm。其中 =4.061011F/m， =2.03pC/N。试求在 面上施加一个力 为0.001N时，在压电晶体上测量电压输出应是多少？7-6 何为电定度方法并简述其定度工作过程。7-7 称重何测力的差异是什么？7-8试述电子皮带秤的工作原理，画出其结构图和电路图并分析其误差。7-9 力矩测量一般可以分为哪几种方法，并简述其测量原理。7-10 简述电感和电容式集流环和应变式转矩测量仪的测量原理及其结构特点。7-11 简述相位差式转矩测量仪的工作原理及一起特点。7-12 简述力平衡式转矩测量仪的测量原理和仪器结构特点。7-13 常用于测量压力的方法中，按工作原理可以分为哪四种？7-14 简述液压活塞式压力计的工作原理和结构特点。7-15 简述电容式压力测量的工作原理和结构特点。7-16 一般压力变送器有哪几种？7-17 简述电容式压力变送器的工作原理及其结构特点。7-18 真空测量按用途可以分为哪几种，按测量原理可以分为哪几种？7-19 在真空测量实验室重有麦式、电阻式、热电偶式、热阴极电离式和电容薄膜式真空计及弹性式真空表六种。现需要测量压力为10Pa的真空室并要求其测量误差小于1，请选择一种真空测量仪表，并比较说明为什么选择这种真空计测量。 第八章 机械振动的测量8-1 有人说：“自由振动是初始激励激起的振动。因而对于一个单自由度线性系统，初始条件的不同，其自由振动的振幅、相位、频率均不同。”事实究竟如何？8-2 质量为0.05kg的传感器安装在一个50kg质量的振动系统上，若安装传感器前系统的固有频率为10Hz，装上传感器后，试确定新的系统的固有频率。8-3 某石英晶体加速度传感器的技术规范如下：频率范围015kHz；动态范围3500g，灵敏度5pC/g；固有频率22kHz；质量0.05kg；分辨力0.002g；横向灵敏度最大为2，试求：计算振动加速度为0.21g时的电荷输出；当横向振动加速度幅值为1000g，确定最大电荷输出量。8-4 某磁电式速度传感器技术规范如下：频率范围201000Hz；测量范围（振幅）、最大峰峰值为5mm；加速度0.130g；对10k负载电阻的灵敏度为（4.880.8）V/（ms-1）；线圈的质量为170g；有阻尼固有频率为5Hz；直流电阻为600；传感器横向灵敏度最大20，试求：在有效载荷作用下，测得上述规范所列出的最小频率时的最大振幅，试计算出此时的输出电压，当频率为100Hz时测得输出电压峰峰值为0.5V，试确定此时的速度及位移幅值。 第九章 温度的测量9-1 在国际温标ITS90中对温度范围作了怎样的规定？在每个温度范围里各规定了什么温度仪表和测温方法来确定温度？9-2 试述热电偶的基本原理。9-3 试证明热电偶的中间导体定律。试述该定律在热电偶实际测温中有什么作用。9-4 试证明热电偶的标准热电极定律。试述该定律在热电偶实际测温中有什么作用。9-5 试证明热电偶的中间温度定律。试述该定律在热电偶实际测温中有什么作用。9-6 为什么要对热电偶参比端进行处理？试述各种处理方法及有关的电路图。9-7 什么试补偿导线，为什么要采用补偿导线？目前的补偿导线有哪几种类型？9-8 用标准铂铑10铂热电偶检定镍铬镍硅热电偶，在某一温度下铂铑10铂热电偶输出电动势为7.345mV（参比端温度为0 C），根据该标准热电偶百度分度值知此时对应温度为800 C，而被检热电偶输出电动势为33.370mV，从分度表查出此时对应的温度值为802.3 C，求被检热电偶的偏差和修正值各为多少度。9-9 800 C下检定的铂铑10铂热电偶，标准热电偶证书中给出输出电动势为7.345mV，经测得（分别以标准热电偶两极为零电位）两正极之间微差电动势为 ，两负极之间的微差电动势为 ，求被检热电偶的偏差和修正值各位多少度。9-10 在热电偶温度计使用时是如何克服引线电阻误差的？9-11 辐射测量中常用到哪些基本定律？试述辐射测温中这些定律的作用。9-12 分别说明“辐射温度”、“亮度温度”、“颜色温度”的定义及其产生的原因。这些温度和真实温度有什么区别？它们和真实温度的差异大小由什么决定的？ 第十章 流量的测量10-1 试述流量计和计量表之间的区别。10-2 分析容积式流量计的误差及造成误差的原因。为了减小误差，测量式应注意什么？10-3 试述差压流量计的基本原理。10-4 叙述转子流量计的基本原理及各种影响因素。10-5 转子流量计在什么情况下对测量值要做修正？如何修正？10-6 书中介绍了哪几种速度式流量计？分别说明基本原理。10-7 超生波流量计测量速度差的方法有哪几种？分别说明基本原理。10-8 涡街流量计是根据什么原理做成的？涡街产生频率是如何测量的？10-9 推导式流量计有哪几种组合方式？试分别说明其原理并画出原理图。 第十一章 噪声及其测量11-1 在车间的某一特定位置，三台机器所产生的电压级分别为90，93和95dB，如果三台机器同时工作，问总的声压级试多少分贝？11-2某一车间内测量某一机床开动时的声压级为101dB，停车后测量的背景噪声为93dB，问机床本身的声压级是多少分贝？11-3 某车间的一指定操作岗位上每2h测量声压级一次，一个班所测得的四个声压级分别为79dB、91dB、89dB和84dB，问该操作岗位的平均声压级为几何？11-4 相同型号的机器，单独测其中一台的声压级为65dB，几台同时开动后为72dB，试求开动的机器共有几台？11-5 对某交通路口进行噪声测量，每小时测量一次，全天共测量24次。白天规定为从早晨7时至晚10时，共测15次，A声级的测量值分别为68，67，69，71，73，75，76，70，72，74，75，69，68，67，66dB；夜间规定为晚10时至次日晨7时，共测量9次，A声级的测量值分别为63，61，60，58，58，60，65，67dB。分别计算白天和夜里的等效连续A声级。