动态测试技术_测试基本特性..pptx

动态测试技术测试系统基本特性吴义鹏yipeng.wu@nuaa.edu.cn南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室4.0 概述 测试系统的静态特性 测试系统的动态特性 无失真测试条件 测试系统的标定机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性复杂的测试系统简单的测试装置4.0 概述 测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。当测试的目的、要求不同时，所用的测试装置差别很大。本章所指的测试装置可以小到传感器，大到整个测试系统。 机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性系统、输入和输出 4.1 概述测试装置的基本要求 许多实际测量装置无法在较大工作范围内满足线性要求，但可以在有效测量范围内近似满足线性测量关系要求。 1)当输入、输出能够测量时(已知)，可以通过它们推断系统的传输特性。2)当系统特性已知，输出可测量，可以通过它们推断导致该输出的输入量。 3)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的输出量。 机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性测试系统的静态参数与静态特性线性系统常微分方程 在静态测试时，输入信号x(t)和输出信号y(t)不随时间变化，或者随时间变化但变化缓慢以至可以忽略时，测试系统输入与输出之间呈现的关系就是测试系统的静态特性。这时，描述测试系统的微分方程中各阶导数为零，于是微分方程就变为 机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性测试系统的静态参数与静态特性 实际的测试系统并非理想的线性时不变系统，其输出与输入往往不是理想直线。测试系统的静态特性分析就是研究静态测试情况下，实际测试系统与线性时不变系统的接近程度。 机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标 测量装置的静态特性具体由表达测量系统测量能力及测量结果正确性的一系列静态特性指标来描述。线性度迟滞重复性灵敏度与灵敏度误差分辨率与阈值稳定性温度稳定性静态误差多种抗干扰能力静态特性指标机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标：线性度 线性度----测量装置输出、输入之间保持常值比例关系的程度，通常用线性误差来表示。在静态测试过程中，通过“输入-输出”测试“入-出”关系, 其测点组成的线——定标曲线。定标曲线一般并不是一条直线，要用最小二乘法拟合一条直线来代替。实际曲线与拟合直线的最大差于满量程输出之比——非线性度 机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标：线性度实际曲线与拟合直线的最大差于满量程输出之比——非线性度 任何系统都有一定的线性范围，线性范围越宽，测试系统的有效量程越大。机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标：线性度机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标：迟滞（回程误差） 传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出与输入曲线不重合时称为迟滞（回程误差）。描述输出同输入变化方向有关的特性。 迟滞大小一般由实验方法测得。迟滞误差一般以满量程输出的百分数表示。机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标：迟滞（回程误差）原因：①摩擦力，机械元件间隙　②弹性元件，磁元件在过程中吸收能量机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标：灵敏度 灵敏度指测试系统在静态测量时，输出增量Δy与输入增量Δx之比灵敏度反映了测试系统对输入量变化的反应能力。 灵敏度的量纲等于输出量纲与输入量纲之比，当测试系统输入和输出量纲相同，灵敏度也叫做“放大倍数”或“增益”。 测量系统灵敏度定义为单位输入量引起的输出变化量，也就是系统标定曲线在各点的斜率。机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性时4.1 测试系统的静态特性静态特性指标:灵敏度漂移和零点漂移零点漂移测量系统的输出零点偏离原始零点的距离。灵敏度漂移由于材料性质的变化所引起的输入与输出关系的变化。总误差：机械结构力学及控制国家重点实验室动态测试技术：测试系统的基本特性4.1 测试系统的静态特性静态特性指标分辨力：测量装置能测量到最小输入量变化的能力。通常 用分辨率表示。用全量程范围内最大的输入量的 变化量与测量系统满量程输出值的比值的百分数 表示。稳定性：传感器在长时间工作情况下输出量发生的变化。