【2017年整理】3 测试系统的特性.ppt

3 测量系统的特性 学习导航 3.1 测试系统及其主要性质3.1.1 测试系统概述 3.1.2 线性系统的主要性质1 线性系统 2线性系统的主要性质 3.2.4 滞后 3.2.5 重复性误差 3.2.6 其他特性1 精度2 测量范围(量程)3负载阻抗 3.3.1 传递函数-复数域1 传递函数的定义 拉氏变换概念 拉氏变换性质 微分定理 拉氏变换有许多重要性质，这里只介绍微分定理。初始值都为零时，原函数的导数的拉氏变换为： （4）系统的传递函数H(s)就是输出信号与输入信号拉氏变换之比，它在复数域内表示系统的输入与输出之间的关系。 ( ) 2 一阶系统的传递函数 3 二阶系统的传递函数 3.3.2 脉冲响应函数-时域1 脉冲响应函数的定义 2 测量系统对任意输入x(t)的响应 频率响应函数的意义： 的物理意义是：输入信号的各频率成分通过此测试系统时， 对它们进行“加工”，经过这一加工，可得到输出信号的新的频率结构。 频率响应函数H(j?)与传递函数H(s)关系： 将传递函数中的s换成 便得到了频率响应函数，但必须注意两者含意上的不同。 本节小结 1.测量系统组成：传感器、中间变换电路、记录和显示装置。 2.线性系统主要性质：叠加、比例、微分、积分、频率保持，重点在频率保持特性。 3.静态特性中各指标含义。 4.动态特性：传递函数（复数域）、脉冲响应（时域）、频响函数（频域）的相互转换及其所代表的意义。频率特性？ 3.3.4 一阶系统和二阶系统的动态特性1 一阶系统的动态特性 例1:用一个时间常数为0.3s的一阶装置去测量周期为1s的正弦信号,问幅值误差将是多少?若周期为5s呢?结果如何? 解:幅值误差: 一阶系统: 当装置的周期为1s,5s时: 信号通过系统的响应（1） 因为 一般均为复数，皆可表达为： 一阶系统单位阶跃响应曲线 系统在单位正弦输入下二阶系统响应： 二阶系统的响应为： (2) 不失真测试的频域条件 二阶系统的幅频、相频特性曲线 小结 1.测量系统组成：传感器、中间变换电路、记录和显示装置。 2.线性系统主要性质：叠加、比例、微分、积分、频率保持，重点在频率保持特性。 3.静态特性中各指标含义。 4.动态特性：传递函数（复数域）、脉冲响应（时域）、频响函数（频域）的相互转换及其所代表的意义。频率特性？ 5.一二阶系统频率特性参数的意义和测定方法。 6.不失真测试的条件。 阻尼比为b点斜率的倒数，但相角测量困难，故少采用该方法。 3.6测试系统特性参数的测定 2 求阻尼比 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 对于测试系统而言，?越（ ）越好。 小 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. y(t)指数形式增大，且无振荡； y(?)=1，稳态输出误差为零； 曲线的零点斜率为1/?，即 时间常数? 反映系统响应的快慢。 t=?， y(t)=0.632; t=2?， y(t)=0.865; t=3?， y(t)=0.950; t=4?， y(t)=0.982; 当响应曲线达到并保持在稳态值的95% ~ 98%时，认为系统响应过程基本结束，从而一阶系统的过渡过程时间为3? ~ 4?。 一阶系统单位阶跃响应曲线说明 3.4系统在典型输入下的响应 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 其中： 二阶系统的单位阶跃响应 二阶系统的阶跃输入和响应 3.4系统在典型输入下的响应 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 二阶系统的单位阶跃响应曲线 3.4系统在典型输入下