《测试技术习题》PPT课件

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1、测量装置的基本特性测量误差分析——习题课机械测试信号分析与处理傅立叶变换机械测试信号分析与处理傅立叶变换-ω0ω0π/T测量装置的基本特性线性定常系统的性质测量装置的静态特性测量装置的动态特性3.1一阶测量装置的动态特性3.2二阶测量装置的动态特性定义各阶系数均为常数1、线性定常系统性质叠加性可微性同频性1、线性定常系统例线性定常系统性质的意义输入信号为多种频率成分叠加而成的复杂信号，输出信号等于组成输入信号的各频率成分分别输入系统所引起的输出信号的叠加。输入信号放大K倍，输出信号放大K倍各个输入产生的输出各不影响1、线性定常

2、系统线性定常系统性质的意义输入和输出信号包含有相同的频率成分（频率保持）输出信号中只有与输入信号相同的频率成分才是真正由输入引起的输出在已知输入信号频率的情况下，可以对输出信号中的频率成分进行甄别2、测量装置的静态特性定义被测量不随时间变化或变化很缓慢时，测量装置输入、输出及其关系的特性与技术指标描述偏离理想状态的指标量程精度灵敏度非线性度分辨率回程误差重复性稳定性负载效应理想的线性定常测量系统—输入、输出关系是一条直线，斜率为常数yxa0b0理想的静态特性曲线2、测量装置的静态特性精度测量误差相对误差引用误差灵敏度输入信号的变

3、化量与输出信号的变化量之比多次测量的均值代替真值为测量装置的满量程读数最常用的综合性能指标一级精度→a=1%二级精度→a=2%……2、测量装置的静态特性例题待测转速1000r/min选择转速表1.0级精度，量程为10000r/min2.0级精度，量程为2000r/min选择标准：相对误差小由于，选择量程为2000r/min，精度为2.0级的转速表尽量避免让测量装置在小于1/3量程范围内工作表示动态测量系统的灵敏度3、测量装置的动态特性表示输出相对于输入的初始相位的迁移量定义测量装置的输出对快速变化的输入信号的动态响应特性静态测量

4、的灵敏度是常数不失真测量不失真测量系统具有延时的0阶系统（也称为延迟环节）定义为不失真测量系统——输出信号能够真实、准确地反映被测信号的测试系统称之为不失真测量系统不失真测试条件：幅值放大了k倍和在时间上延迟了to测试系统输入X（t）输出Y（t）3、测量装置的动态特性3.1、一阶测量装置的动态特性时间常数13.1、一阶测量装置的动态特性求一阶测量装置的可用频率范围误差范围和时间常数可用频率例题k=1.5N/mm，c=300N·s/m，输出信号幅值误差在5%范围内时，可用频率ω范围为多少？1误差允许范围可用频率范围可用频率范围0~

5、1.64rad/s3.1、一阶测量装置的动态特性周期信号通过一阶系统后的频率响应例题求通过频率响应为的测量装置后的稳态响应？解题要点：线性定常系统的叠加性和同频性频率不变，只改变幅值和相位3.2、二阶测量装置的动态特性固有频率阻尼比111误差范围，阻尼比和固有频率可用频率3.2、二阶测量装置的动态特性求二阶测量装置的可用频率范围例题l=0.1m，a=0.04m，b=0.08m，m=0.1kg，k=4N/m，c=2N·s/m，输出信号幅值误差在5%以内时，可用频率ω范围为多少？11误差允许范围可用频率范围3.2、二阶测量装置的动态

6、特性周期信号通过二阶系统后的频率响应例题1求通过某二阶测量装置后的稳态响应，其中解题要点：线性定常系统的叠加性和同频性例题2，求输入240Hz和480Hz信号时的和，若变为0.5和0.707，和又为多少？3.2、二阶测量装置的动态特性注意：随着阻尼比的变化，幅频和相频的变化趋势测量误差分析误差分类系统误差随机误差误差估计粗大误差的消除基本概念——误差测量误差绝对误差相对误差引用误差残差仪器误差理论误差观测误差环境误差测量真值随机误差人为失误系统误差随机误差粗大误差+++误差系统误差在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量的过程

7、中保持定值或按一定可循规律变化的误差，被称为系统误差。系统误差的分类及消除方法基本概念——系统误差标准替代测量法换向补偿法交换法等时距对称观测法半周期偶数观测法组合测量法恒定系统误差可变误差系统误差消除方法定义：相同的测量条件下，多次重复测量同一被测量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化既不能用实验方法消除，也不能修正根据总体上的统计规律，可以控制和减小对测量结果的影响基本概念——随机误差正态分布T分布均匀分布大多数情况下，随机误差的概率都服从或接近正态分布，要求n大有限n次重复测量同一值x得到的数据近似服从t分布只知大概

8、范围，不知分布规律的误差可用均匀分布；量化误差、舍入误差、刻度盘误差等粗大误差定义：明显歪曲测量结果的误差称作粗大误差，又称过失误差，其测量值称坏值或异常值判定准则3σ准则（拉依达准则）对于有限次测量（n>10）,符合下式的的数据xi含粗大误差3σ法则不适合测量