賈民平《測試技術(shù)》習(xí)題答案

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1、緒論1.舉例說明什么是測試？答：(1)測試例子：為了確定一端固定的懸臂梁的固有頻率，我們可以采用錘擊法對梁進行激振，再利用壓電傳感器、電荷放大器、波形記錄器記錄信號波形，由衰減的振蕩波形便可以計算出懸臂梁的固有頻率。（2）結(jié)論：由本例可知：測試是指確定被測對象懸臂梁的屬性—固有頻率的全部操作，是通過一定的技術(shù)手段—激振、拾振、記錄、數(shù)據(jù)處理等，獲取懸臂梁固有頻率的信息的過程。2.測試技術(shù)的任務(wù)是什么？答：測試技術(shù)的任務(wù)主要有:???通過模型試驗或現(xiàn)場實測，提高產(chǎn)品質(zhì)量；???通過測試，進行設(shè)備強

2、度校驗，提高產(chǎn)量和質(zhì)量；???監(jiān)測環(huán)境振動和噪聲，找振源，以便采取減振、防噪措施；???通過測試，發(fā)現(xiàn)新的定律、公式等；???通過測試和數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、質(zhì)量控制和故障診斷。3.以方框圖的形式說明測試系統(tǒng)的組成，簡述主要部分的作用。（1）??測試系統(tǒng)方框圖如下：（2）各部分的作用如下：l???????傳感器是將被測信息轉(zhuǎn)換成某種電信號的器件；l???????信號的調(diào)理是把來自傳感器的信號轉(zhuǎn)換成適合傳輸和處理的形式；l???????信號處理環(huán)節(jié)可對來自信號調(diào)理環(huán)節(jié)的信號，進行各種運算

3、、濾波和分析；l???????信號顯示、記錄環(huán)節(jié)將來自信號處理環(huán)節(jié)的信號顯示或存貯。l???模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換和數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換是進行模擬信號與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換，以便用計算機處理。4.測試技術(shù)的發(fā)展動向是什么????傳感器向新型、微型、智能型方向發(fā)展；?測試儀器向高精度、多功能、小型化、在線監(jiān)測、性能標準化和低價格發(fā)展；參數(shù)測量與數(shù)據(jù)處理向計算機為核心發(fā)展；第一章1???求周期方波的傅立葉級數(shù)（復(fù)指數(shù)函數(shù)形式），畫出

4、cn

5、-w和j-w圖。解：(1)方波的時域描述為：(2)從而：2.??求正弦

6、信號的絕對均值和均方根值。解(1)?(2)3.求符號函數(shù)和單位階躍函數(shù)的頻譜。解：(1)因為不滿足絕對可積條件，因此，可以把符合函數(shù)看作為雙邊指數(shù)衰減函數(shù)：其傅里葉變換為：?(2)階躍函數(shù)：?4.求被截斷的余弦函數(shù)的傅里葉變換。解：(1)被截斷的余弦函數(shù)可以看成為：余弦函數(shù)與矩形窗的點積，即：(2)根據(jù)卷積定理，其傅里葉變換為：5.設(shè)有一時間函數(shù)f(t)及其頻譜如圖所示?，F(xiàn)乘以余弦函數(shù)cosw0t（w0>wm）。在這個關(guān)系中函數(shù)f(t)稱為調(diào)制信號，余弦函數(shù)cosw0t稱為載波。試求調(diào)幅信號的f

7、(t)cosw0t傅氏變換，并繪制其頻譜示意圖。又：若w0

8、其中解：瞬態(tài)信號的自相關(guān)函數(shù)表示為：3.求初始相角為隨機變量的正弦函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)，如果，有何變化？????（1）具有圓頻率為、幅值為A、初始相交為的正弦函數(shù)，是一個零均值的各態(tài)歷經(jīng)隨機過程。其平均值可用一個周期的平均值計算。其自相關(guān)函數(shù)為?????令，則，（2）當時，自相關(guān)函數(shù)無變化。4.?求指數(shù)衰減函數(shù)的頻譜函數(shù)，（）。并定性畫出信號及其頻譜圖形。解：（1）求單邊指數(shù)函數(shù)的傅里葉變換及頻譜（2）求余弦振蕩信號的頻譜。利用函數(shù)的卷積特性,可求出信號的頻譜為其幅值頻譜為??a??????????

9、???????????????????????????a`??????b?????????????????????????????????b`?????c??????????????????????????????????c`題圖信號及其頻譜圖注：本題可以用定義求，也可以用傅立葉變換的頻移特性求解。7.車床加工零件外圓表面時常產(chǎn)生振紋，表面振紋主要是由轉(zhuǎn)動軸上齒輪的不平衡慣性力使主軸箱振動而引起的。振紋的幅值譜A(f)如題圖a）所示，主軸箱傳動示意圖如題圖b)所示。傳動軸1、11.什么是窗函數(shù),

10、描述窗函數(shù)的各項頻域指標能說明什么問題?解：(1)窗函數(shù)就是時域有限寬的信號。其在時域有限區(qū)間內(nèi)有值，頻譜延伸至無限頻率。(2)描述窗函數(shù)的頻域指標主要有最大旁瓣峰值與主瓣峰值之比、最大旁瓣10倍頻程衰減率、主瓣寬度。(3)主瓣寬度窄可以提高頻率分辨力，小的旁瓣可以減少泄漏。12.什么是泄漏？為什么產(chǎn)生泄漏？窗函數(shù)為什么能減少泄漏？解：(1)信號的能量在頻率軸分布擴展的現(xiàn)象叫泄漏。(2)由于窗函數(shù)的頻譜是一個無限帶寬的函數(shù)，即是x(t)是帶限信號，在截斷后也必然成為無限帶寬的信號，所以會產(chǎn)生泄漏