機(jī)械工程測(cè)試,信息,信號(hào)分析試題及答案

1、1.求同周期的方波和正弦波的互相關(guān)函數(shù)解：因方波和正弦波同周期，故可用一個(gè)周期內(nèi)的計(jì)算值表示整個(gè)時(shí)間歷程的計(jì)算值，又根據(jù)互相關(guān)函數(shù)定義，將方波前移τ秒后計(jì)算：???????????????????????????????????sin2sin42123cos12cos23cos12cos21coscoscos1sin1sin1sin11)(43434404343440???????????????????????????????????

2、??????????????????????????????????????????TTTTTTTTTTxytttTtdttdttdtTR2已知信號(hào)x(t)試求信號(hào)x(0.5t)，x(2t)的傅里葉變換??????1101)(TtTttx解：由例可知x(t)的傅里葉變換為112sin2)(fTcTfX??根據(jù)傅里葉變換的比例特性可得如圖232所示由圖可看出，時(shí)間尺度展寬(a1.0)會(huì)導(dǎo)致其頻譜頻帶變寬且向高頻端擴(kuò)展這種情況為我們提高信號(hào)

3、分析速度提供了可能。x(t2)tTT2T12T12Tfa=0.5x(t2)tT2T2T1T1Tfa=1.0x(t2)tT4T4T22T2Tfa=2.0111題圖217時(shí)間尺度展縮特性示意圖3所示信號(hào)的頻譜)5.2()5.2(21)(21????txtxtx式中x1(t)x2(t)是如圖231b），圖231c）所示矩形脈沖。解：根據(jù)前面例215求得x1(t)x2(t)的頻譜分別為和fffX??sin)(1?fffX??3sin)(2?根據(jù)

4、傅里葉變換的線性性質(zhì)和時(shí)移性質(zhì)可得：?????????ffefXfj????3sinsin)(215圖231????11114sin45.02sin25.01)5.0(fTcTTfcTtxF??????????????1111sin22sin221)2(fTcTTfcTtxF??????????11)(tx)(1txt)(2tx18090???00?(1)13223A()?15432???????????????????????????

5、????????????????????????????????????????????????????????n?????n二階系統(tǒng)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線8、下圖為一存在質(zhì)量不平衡的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，大齒輪為輸入軸，轉(zhuǎn)速為600rmin，大、中、小齒輪的齒數(shù)分別為402010。下面是在齒輪箱機(jī)殼上測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)功率譜：請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的頻譜分析知識(shí)，判斷是哪一個(gè)齒輪軸存在質(zhì)量不平衡？答：由頻譜圖可知，在頻率為40Hz左右的振蕩最為劇烈，由

6、傳動(dòng)鏈關(guān)系可得各齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率分別為：大齒輪為10Hz，中齒輪為20Hz，小齒輪為40Hz，故可得小齒輪軸為主要的振動(dòng)源。1、用超聲波探傷器對(duì)100個(gè)對(duì)100個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行裂紋檢測(cè)，根據(jù)先驗(yàn)記載，80%沒(méi)有裂紋，20%有裂紋。試列出該系統(tǒng)的信源空間。在檢驗(yàn)后，儀器顯示出沒(méi)有裂紋和有裂紋，兩種狀態(tài)下各獲信息量多少？（0。32bit2.32bit）2、某汽車工廠，按相同流程生產(chǎn)四種類型產(chǎn)品A、B、C、D。其中，A占10%，B占30%，C占

7、35%；D占25%。有兩份生產(chǎn)報(bào)告：“現(xiàn)在完成1臺(tái)A型產(chǎn)品?！薄艾F(xiàn)在完成1臺(tái)C型產(chǎn)品”，試確定哪份報(bào)告的信息量大些。（A3.32bitC—1.51bit）(1)電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？應(yīng)如何根據(jù)具體情況選用？前者是利用導(dǎo)體形變引起阻值變化，后者是利用半導(dǎo)體電阻率變化引起阻值變化。金屬電阻絲應(yīng)變片穩(wěn)定性和溫度特性好，但靈敏度系數(shù)小。半導(dǎo)體應(yīng)變片應(yīng)變靈敏度大；體積??；能制成具有一定應(yīng)變電阻的元件，但溫度

8、穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。(4)試按接觸式與非接觸式區(qū)分各類傳感器，列出它們的名稱，變換原理？解答：接觸式：變阻器式、電阻應(yīng)變式、電感式（渦流式除外）、電容式、磁電式、壓電式、熱電式、廣線式、熱敏電阻、氣敏、濕敏等傳感器。非接觸式：渦電流式、光電式、熱釋電式、霍爾式、固態(tài)圖像傳感器等。可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量的是：電容式、光纖式等傳感器。(6)有一批渦輪機(jī)葉片，需要檢測(cè)是否有裂紋，請(qǐng)列舉出兩種以上方法，并簡(jiǎn)述所用傳感器工作原理。渦電流傳

9、感器，紅外輻射溫度測(cè)量，聲發(fā)射傳感器（壓電式）等。(7)何謂霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什麼？用霍爾元件可測(cè)量那些物理量？請(qǐng)舉出三個(gè)例子說(shuō)明？答：霍爾（Hall）效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)薄片時(shí)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的兩側(cè)面上將產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生的電位差稱為霍爾電勢(shì)?；魻栃?yīng)產(chǎn)生的機(jī)理（物理本質(zhì)）：在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷受到磁場(chǎng)力FL（稱為洛侖茲力）作用，而向垂直于磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)方向的方向移動(dòng)，在兩側(cè)面產(chǎn)生

10、正、負(fù)電荷積累。應(yīng)用舉例：電流的測(cè)量，位移測(cè)量，磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量，力測(cè)量；計(jì)數(shù)裝置，轉(zhuǎn)速測(cè)量（如計(jì)程表等），流量測(cè)量，位置檢測(cè)與控制，電子點(diǎn)火器，制做霍爾電機(jī)—無(wú)刷電機(jī)等。(8)選用傳感器的基本原則是什麼？在實(shí)際中如何運(yùn)用這些原則？解答：靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、可靠性、精確度、測(cè)量方法、體積、重量、價(jià)格等各方面綜合考慮。選用傳感器的基本原則：1可靠性：產(chǎn)品的性能參數(shù)均處在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)2靈敏度：傳感器靈敏度越高越好。3響應(yīng)特性：影響