工程测试(第二版)西北工业大学出版社.ppt

1、工程测试技术，第三章测试系统的特性，中矿大银川学院付景山，本章学习要求，1 .确立测试系统的概念2 .了解测试系统的特性对测量结果的影响3 .把握测试系统的特性分析方法4 .把握不失真的测试条件3.1测试系统概论， 测试系统的基本要求：输出信号可以真实地反映被测物理量的变化过程，实现无失真即无失真的测试。 定义、组成、要求、测试装置的评价、静态测定时测试装置显示的响应特性称为静态响应特性。 (a )灵敏度(Sensitivity )测试装置的输入x有增量x，输出y发生了相应的变化y时，定义了： S=y/x，3.2测试系统的静态响应特性，理论拟合直线一般有3种求出方法： 1，端基法2 .零基点线

2、非线性时，会在各处产生灵敏度不同的非线性误差(指示值在2尺度之间时，用线性插值法值推定读取值，产生非线性的原因：原理上的非线性线性零配件有一定的线性范围，装满灰尘，(2)用测量不确定度表示，(e )精度(精度、精度)、 用满意度相对误差的百分比表示改正器的精度等级的我国电工改正器的精度等级分为0.1/0.2/0.5/1.0/1.5/2.5/5、改正7级，在相同条件下，有日子投入产出特性相当不变的能力、时域卷积定理、卷积分的傅里叶变换改正法： (预测)，系统分析的三个问题：1 )如果投入产出是可测量的(已知的)，那么可以从那里估计系统的传输特性。 (系统识别)，2 )如果系统特性已知，则可以测量

3、输出，并且可以由该输出来估计引起输出的输入量。 (反求)、线性系统的性质： a )多重日式榻榻米性系统相对于每个输入的和的输出等于每个输入的输出之和，即，x1(t) y1(t )，x2(t) y2(t )，即，等于x(t) y(t )，即，kx 如果c )的频率保持特性系统的输入是某一频率的间谐波信号，则系统的稳定输出成为同一频率的间谐波信号，即x(t)=acos，并且传递函数、频率响应函数：拉尔斯变换(数学定义):傅立叶变换(数字校正运算) : 频率响应函数的模式是输出相对于输入信号的振幅的动态灵敏度，频率响应函数的相角是输出和输入信号的相位差，输出信号相对于输入信号的延迟时间，a )，根据

4、：频率保持性x(t)=Acos(t x )则y(t)=Bcos(t y )，频率响应函数的获得方法，优点：简单，信号发生器， 双蕾丝花边示波器缺点：效率低、效率差，b )冲击响应函数存在优点：直观的缺点，因为如果装置的输入是单位脉冲(t )，则(t )的傅立叶变换为1c )阶跃响应函数的系统输入信号为单位阶跃信号，即x(t)=u(t )，X(s)=1/s，此时Y(s)=H(s)/s，原理：在桥上悬挂重物，切断突然地绳索，产生阶跃激励，在应变片上案例：桥梁固有频率测定，一次系统，典型系统动力响应，温度，一次系统时间常数测量：阶跃响应，二次系统，典型系统动态响应，弹性，质量系统，静态灵敏度S=1，

5、2 )，二次测试系统的特性参数，0是相应的振幅， 可根据相位频率特性曲线求出，对于二次装置，=0且相位差为-900，所以相当于相位差为-900的频率为固有频率0，该点的斜率反映衰减比的大小。 对于1个欠大头针系统，通过求出振幅特性曲线的峰值来求出衰减比，根据与该点对应的谐振频率来求出固有频率0 . 1 .正弦试验法(频率域)、通过实验求出，在试验系统的输出y(t )和输入x(t )满足关系y(t)=A0 x(t-t0 )，3.4系统不使测定条件失真，设为该系统的输出的情况下，认为测试系统具有没有失真的特性。 y(t)=A0 x(t-t0) Y()=A0e-jt0X ()，没有失真的测试系统条件

6、的振幅特性和相位特性分别满足A()=A0=常数()=-t0，例如是方形波那样的信号，其频率结构包含无限的奇次间谐波分量。 该信号在无限带宽的振幅特性为一定值，相位频率特性通过原点的直线的测试系统中输入后，得到类似方形波的信号，对原信号进行没有奇怪变化的发送。 方波被输入图b所示的测试系统，射频波部分的振幅大幅度衰减，存在与频率不成比例的相移时，所输出的方波产生大的失真。 解老虎钳的通带必须大于信号的带宽。 但是，不能太宽。 否则，装置的选择性变差，容易混入噪音和噪音。 因此，装置的通带和信号带宽应当适配。 测试装置的基本尺残奥已知时，(d，)、0(n )可用公式进行修正。 例如由弹簧阻尼组成的

7、一次机械系统，时间常数为：由弹簧质量阻尼组成的二次机械系统，衰减比和固有频率为：式中： k弹簧刚度m系统质量c阻尼系数，许多实测系统的基本残奥表并不为人所知，此时所需系统的，0必须用实验方法测量。 一般的方法是正弦试验和步进试验。 2 )由时域的阶跃响应曲线法、黄长艺P49、-/2、-、式，得到A(0)=1/2。 小时，A(0)非常接近峰值。 当设1=(1- ) 0，2=(1) 0时，分别代入上面的公式，获得A(1)和A(2)，从而，在幅度特性曲线的每个峰值点，由水平线和交叉频率所生成的这些个的信号与有用的信号重叠，并且测量结果被大大失真。 3.5测量系统的耐干扰作用，1 )以电磁干扰作用：干扰作用电磁波辐射方式在空间上并入测量系统。 2 )信道干扰作用：信号传输过程中，信道内各元件发生的噪声和非线性失真引起的干扰作用。 2 )电源噪声：这是由于供电电源的变动给测量电路带来的噪声。 一般来说，良好的屏蔽和正确的接地能够除去大部