济南大学机械工程学院测试技术课件 第二章.ppt

⑴ 已知： ⑵ 已知： ⑶ 已知： 特点：①无交叉项，无高次幂，无常数项； 判断：y=ax+b ②n:阶数 时，系统稳定 ③ 为常数， 时不变线 (定常)性系统 ⑶ 微分 第二节 测试装置的静态特性 静态测量：测量期间被测值认为是恒定的 动态测量： 测量装置的特性：静态特性：指标 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: 二阶系统的脉冲响应： 令： 固有频率 阻尼比 灵敏度 令：S=1 幅频特性：A(w)-w 二阶系统的特点 ⑴ 当w ⑵ 动态特性参数： 时，共振。 共振的利用：测参数： 相频特性 二阶系统的特点 ⑴ 当w ⑵ 动态特性参数： 时，共振。 共振的利用：测参数： ⑶ 时， 很小 时， 反相， 处， ⑷ 恰当选择参数 ： 及 一般： (0.6~0.8) 目的：获得较小的误差及较宽的工作频率范围 二阶系统 第四节 测试装置对任意输入的响应 一、系统对任意输入的响应 X(s) H(s) Y(s) X(w) H(w) Y(w) 即：系统的输出就是输入与系统的脉冲响应函数的卷积 二、系统对单位阶跃输入的响应 阶跃： 一阶系统 ① 时，y(t)=0.632 测τ ② 一阶装置： 愈好 二阶系统： ① 响应快； ：影响振荡次数 ② 选择范围：0.6~0.8 偏离稳态不到2％－5%的范围内 第五节 实现不失真测试的条件 ：常数 表明：输出波形与输入波形精确一致，只是幅值放大了 倍，时间上延迟了 波形不失真条件： 常数 线性 幅值失真： 常数 所引起的失真 相位失真： 与w不成线性关系引起的失真 问题：单一频率的信号进入线性定常系统，是否会产生失真 装置 一阶： 响应 满足不失真条件的通频带边宽 二阶： * * * * 第二章 测试装置的基本特性 测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。 输入 输出 时域： x(t) h(t) y(t) 传输特性：h(t) 复数域： X(s) H(s) Y(s) H(s) 频域: X(w) H(w) Y(w) H(w) 第一节 概 述 测试装置：可能是复杂的测试装置，也可能是组成环节 一、对测试装置的基本要求 复杂测试系统(轴承缺陷检测) 简单测试系统 V 理想的测试装置：单值的，确定的输入、输出关系 且： 输出/输入＝常值 线性关系 二、线性系统及其主要性质 线性系统：输入:x(t) 输出：y(t) ⑴ 叠加性 二、线性系统及其主要性质 ⑷ 积分：初始状态为零：t=0时， ⑸ 频率保持性：输入为某一频率的信号 输出必为同一频率的信号 ⑵ 比例性 一、线性度： 测量装置输出、输入之间 保持常比例关系的程度 线性度＝ 拟合直线的确定： 端基直线 独立直线：最小二乘法 最小 二、灵敏度 　当测试装置的输入x有一增量△x，引起输出y发生相应的变化△y时，则定义: 　 主要静态特性： 理想的定常线性系统： 常数 S: ①以拟合直线的斜率作为装置的灵敏度 ②有量纲 eg:弹簧 mm/kg or 300mv/mm X=0.01mm,y=10mm 则 S=10/0.01=1000 此时S为“放大倍数” 三、回程误差 四、稳定度、漂移 : 保持特性不变的能力 是指在一定工作条件下，当输入量不变时， 输出量随时间变化的程度。 第三节 测试装置动态特性的数学描述 一、传递函数 初始