《测试系统的特性》PPT课件

1 2传 感 器 信 号 调 理 器 记 录 显 示 器 被 测 量 3 4测 试 装 置输 入 x 输 出 y 稳 态动 态 静 态 -信 号 不 随 时 间 变 化准 静 态 -信 号 变 化 很 缓 慢周 期瞬 态 信 号 随 时 间 变 化 而 变 化 静 态 特 性动 态 特 性对 于 输 入 不 同 ，传 感 器 表 现 出 的 特 性 不 同v静 态 特 性 可 以 用 代 数 方 程 表 示 ； 动 态 特 性 可 以 用微 分 方 程 表 示 。v一 个 高 精 度 的 测 试 装 置 必 须 有 良 好 的 静 态 特 性 和动 态 特 性 才 能 完 成 信 号 无 失 真 的 转 换 。 6Sxxaby 00 7xyS 8 线 性 的 常 数 00abxyxyS非 线 性 的 常 数 dxdyS 一 般 希 望 测 试 系 统 的 灵 敏 度 高 ， 且 在 满 量 程范 围 内 是 恒 定 的 。 这 是 因 为 ： （ 1） 因 为 S较 大 ， 同 样 的 输 入 可 有 较 大 的 输出 ； 但 是 ， 并 不 是 灵 敏 度 越 高 越 好 ， 而 应 合 理 选 择 ； （ 2） S不 能 太 大 ，因 为 S， 测 量 范 围 ，同 时 稳 定 性 差 ， 难 以读 数 。 10 Lm xmym 11%100 ALmL 12 13hm xmym%100 mmh yh 14 15 16 17 18 19 20 xbdtdxbdt xdbdtxdb yadtdyadt ydadtyda mmmmmm nnnnnn 01111 01111 21)()()()( )()( )()( 2121 22 11 tytytxtx tytx tytx 22 x(t， f1， f2)系 统 y(t， f1， f2)()( )()( tCytCx tytx 23 021 000 10)( tt tt ttttu 001 00)( 21 ttttu1 t0 t01 25 0 )()( dtetfsF st dtesFjtf jj st )(21)( )()(0111 0111 sXbsbsbsb sYasasasa mmmm nnnn 0111 0111)( )()( asasasa bsbsbsbsX sYsH nnnn mmmm xbdtdxbdt xdbdt xdb yadtdyadt ydadtyda mmmmmm nnnnnn 01111 01111 27 28 0111 0111)( )()( ajajaja bjbjbjbjX jYjH nnnn mmmm )( )()( sX sYsH )( )()( jX jYjH 30 x(t)=X0ejt 系 统 y(t)= Y0ej(t+) 正 弦 输 入稳 态 正 弦 输 出 tjtjeXeYjH 0 )(0)(H(j)的 物 理 意 义 )( )()()( RIarctgjH )()()()( 22 IRjHA 33 34 xyy eedtdeRC )()()( txtydttdyRC 11)( ssH )()()( tftkydttdyC )()()( txtydttdykC kc 11)( ssH 37 38 )()()( 001 txbtyadttdya 微 分 方 程 ： )()()( 0001 txabtydttdyaa 01aa 01aa 00ab 传 递 函 数 ： 11)( sSsH )()()( tSxtydttdy 频 率 响 应 函 数 ： jSjH 1 1)(幅 频 特 性 ：相 频 特 性 ： 2)(1 1)()( SjHA )()()( arctgjH 41 微 分 方 程 ： 200 aa 00abS )()()()( 001222 txbtyadttdyadt tyda 2012 aaaD SsDsSsDssH 2002 200220 2121 1)( SDjSjDjjH )(2)(1 1)(2)()( 0202002 20 20220 )(2)(1 1)()( DjHA 20 20)(1 )(2)( Darctg DDDDDD DDDDDD D D D 45+uL R LC iL uC + + uR 46 v典 型 输 入 信 号 ：1.单 位 阶 跃 输 入2. 单 位 斜 坡 输 入3. 单 位 正 弦 输 入 ssX ttx 1)( )(1)( 21)()( ssX ttx ttx sin)( 1 tx(t) t1 1x(t) tx(t)1 470 t1 无 振 荡 ， 这 时 虽 不 振 荡 ， 但 需 经 过 较 长 时 间 才能 达 到 稳 态v D=0.60.7 若 允 许 动 态 误 差 为 5%2%， 则 调 整 时间 为 最 短 ， 故 很 多 测 试 装 置 在 设 计 时 常 把 D选 在 这个 区 间 。v 0越 高 ， 测 试 装 置 的 响 应 越 快 ；20 1 Dd 51 2)(1 1)( A 1 应 工 作 在 )()( 1)( arctgA 01aa 稳 定 性 差阻 尼 ， 敏 度 ，刚 度 ， 静 态 反 映 的 是 灵, ,11 0000 aa SaabSa式 中 ： 1n 时 ，当 20220 )(2)(1 1)( DA D D D D 58kc mkmkcD 02 59 2max 12 1|)( DDA Dv 输 入 的 正 弦 信 号 是 可 以 长 时 间 持 续 的 周 期 信 号 ，能 方 便 而 准 确 的 观 察 记 录 其 稳 态 输 出 ， 所 以 这种 方 法 准 确 可 靠 ， 但 需 要 的 试 验 时 间 较 长 。 63。 tz zt 65 y(t) tym(t)y() %100)( )()( y yty mpp ddTt 2 y()ym(t)Td )1arcsin1sin(11)( 20220 DtDDety tD 211 DDeM 1ln 1 2 1 MD 20 1 Dd ddT 2 220 121 DTD dd d，0 0)( )()( tjKejX jYjH 动 态 测 试 不 失 真 条 件 为 0)( 00 或）（ 常 数 tAA 68 70 v通 频 带 fAuAum0.7Aum f1 下 限 截止 频 率 f2上 限 截止 频 率通 频 带 ： fbw=f2f1 放 大 倍 数 随 频 率 变 化曲 线 幅 频 特 性 曲线 72 %100%100 仪 器 的 测 量 上 限被 测 真 值仪 器 示 值仪 器 引 用 误 差 被 测 真 值被 测 真 值仪 器 示 值仪 器 相 对 误 差2. 精 密 度 精 密 度 表 征 测 量 仪 器 的 随 机 误 差 接 近 于 零 的程 度 ， 即 在 同 样 条 件 下 ， 给 出 相 同 示 值 的 能 力 用 误 差 限 表 示