3.测试技术--测试装置的基本特性.ppt

这便是二阶系统的微分方程式。 令 ：系统无阻尼固有频率（rad/s）； ：系统阻尼比。 并对式两边作拉普拉斯变换得 系统的传递函数： 系统的频率响应函数则为 ： 0.63 （3）一阶系统的特点 测量装置基本特性 ωmax≤0.2ωc 系统特性取决于时间常数τ。τ越大，系统惯性越大， 响应时间越长。τ越小，响应越快，可测频率范围越宽。 为保证不失真测量，最好使信号的最高频率ωmax≤0.2ωc 。 三、 二阶系统 称重(应变片) F 加速度 传感器 K 测试系统求动态特性的方法和步骤 （1）分析物理模型，写出微分方程式 （2）利用拉氏变换，求传递函数 （3）将 　 代入，求出频率响应函数 （4）求幅频特性、相频特性 （5）画出一阶/二阶系统的伯德图 （6）做出必要的分析或结论 测量装置基本特性 1、一阶系统的特性参数是什么？ 2、二阶系统的特征参数是什么？ 测量装置基本特性 ∴幅频特性： 相频特性： 测量装置基本特性 幅频特性 相频特性 测量装置基本特性 （2）二阶系统特性 动态参数有两个：ξ－阻尼比；ωn —固有频率。为保证不失真测量，希望系统ξ≈0.707，最高频率ωmax≤0.4ωn(对于低通而言) 测量装置基本特性 测量频带宽 设测试系统的输出y(t)与输入x(t)满足关系 y(t)=A0x(t-t0) 该系统的输出波形与输入信号的波形精确地一致，只是幅值放大了A0倍，在时间上延迟了t0而已。这种情况下，认为测试系统具有不失真的特性。 t A x(t) y(t)=A0x(t) y(t)=A0x(t- t0) 时域条件 测量装置基本特性 3.6 系统不失真测试条件 y(t)=A0x(t-t0) ? Y(ω)=A0e-jωt0X(ω) 不失真测试系统条件的幅频特性和相频特性应分别满足 A(ω)=A0=常数 φ(ω)=-t0ω 做傅立叶变换 频域定义 测量装置基本特性 End of chapter 3 * * 工程测试技术 1、随机信号的三个统计参量及其关系 2、三个统计参量的物理意义 （1） （2） （3） 工程测试技术 第3章 测量系统的基本特性 3.1 概述 3.2 线性系统及其主要特性 3.3 静态特性 3.4 动态特性 3.5 典型测试装置的动态特性 3.1 概述 测量装置基本特性 什么是系统、系统的特性？ 简单测试系统(光电池) V 测量装置基本特性 简单测试系统(温度检测) 复杂测试系统(轴承缺陷检测) 加速度计 带通滤波器 包络检波器 测量装置基本特性 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。(预测) 系统分析中的三类问题： 1)当输入、输出是可测量的(已知)，可以通过它们推断系统的传输特性。(系统辨识) 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。 (反求) x(t) h(t) y(t) 测量装置基本特性 3.2 线性系统及其主要特性 x y 线性 x y 线性 x y 非线性 测量装置基本特性 线性系统(时域描述) 测量装置基本特性 线性系统性质： a)叠加性 　 　 若　　 x1(t) → y1(t)，x2(t) → y2(t) 　则　 　 x1(t)±x2(t) → y1(t)±y2(t) b)比例性 　 若　　　 x(t) → y(t) 　　 则　　　 kx(t) → ky(t) 测量装置基本特性 c)微分性 　 　　若　　　　　　 x(t) → y(t) 　　则　　　　　　 x(t) → y(t) d)积分性 　　若　　　　　 x(t) → y(t) 　　则　　　　 ∫x(t)dt → ∫y(t)dt 测量装置基本特性 e)频率保持性 　 　 若　　　　 x(t)=Acos(ωt+φx) 则　 　　 y(t)=Bcos(ωt+φy) 线性系统的这些主要特性，特别是符合叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有重要作用。 测量装置基本特性 3.3 静态特性 （1）静态特性曲线 测量装置基本特性 y(t)=(b0/a0)x(t)= Sx(t) （2） 线性度 δi： 线性度误差 △max：特性曲线与参考直线的最大偏差 △F.S：满量程输出的平均值 测量装置基本特性 （3） 灵敏度 　　 测量装置基本特性 = y x △x △y (4) 滞后误差 δn： 滞后误差 △hmax：输出在正反行程间的最大