测试系统的基本特性

《测试系统的基本特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章测试系统的基本特性本章内容及要求本章内容：围绕测试结果能否如实反映被测信号这一测试中最重要的问题，探讨测试系统的静态、动态特性和不失真测试条件。本章要求：了解并掌握系统特性的描述方法与测定方法；熟悉常见的一阶和二阶系统的特性；掌握并能应用不失真测试条件本章难点：动态特性描述方法。第一节测量系统的数学描述一、概念与术语1．基本概念测试系统的组成：被测对象传感器信号调理信号处理显示记录试验装置反馈控制测试装置测试系统的特性输入特性输出特性传递特性：输入量与输出量之间的关系输入信号的性质输入信号的范围输信号的性质输信号的范围测试中需要解决的问题：

2、系统辨识：由输入和输出，求传递特性。响应预测：由输入和传递特性，求输出量。载荷识别：由输出和传递特性，求输入量。传递特性：输入量与输出量之间的关系。静态特性动态特性2．有关测试和系统的术语（1）测量、测试、计量测量：指以确定被测对象量值为目的全部操作。测试：具有试验性质的测量。计量：指实现单位统一和量值准确可靠的测量。（2）测量系统的误差和准确度误差：测量值和被测量的真值之间的差值。误差系统误差:在同一测量条件下,多次重复测量同一量时,误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化。随机误差：在同一测量条件下,多次重复测量同一量时,误差的大小和符号均无

3、规律变化。精确度：表示测量装置给出接近于被测量真值的示值的能力，它反映测量装置的总误差。系统误差小随机误差大系统误差大随机误差小系统误差小随机误差小第二节线性定常系统及其主要性质线性系统：测试系统的输入x(t)和输出y(t)的关系可以用常系数线性微分方程来描述。其中an，an-1，···，a1，a0和bm，bm-1，···，b1，b0为常数线性定常系统的主要性质（1）叠加性若则当多个信号同时输入一个测试装置时，同样有下列结论：多频率分量的输入信号，它所对应的输出是各分量单独输入时所对应的输出之和。（2）比例特性对于任意常数a，都有：（3）微分特性

4、测试装置的输入信号扩大a倍，输出信号也扩大a倍。原输入求导后的输出为原输出的导数。（4）积分特性原输入积分后的输出为原输出的积分。（5）同频性（频率保持性）若给线性测试装置输入某一频率的正弦信号，则稳态输出必定是与输入相同频率的正弦信号。输出信号的频率等于输入信号的频率。与输入信号相比，输出信号的频率不变，但在幅值和相位上可能有所变化。线性装置的叠加性和同频性，在测试工作中具有重要测得的意义。叠加性同频性只需要研究正（余）弦信号输入下，输出与输入的对应关系，大大简化测试装置特性的研究工作。利用本性质，可采用相应的滤波技术、在很强的噪声干扰下，把有

5、用的信号提取出来。第三节静态特性静态特性：当输入信号为一不变或缓变信号时，输出与输入之间的关系。设输入静态量为x，输出的静态量为y，得：理想测试装置的a0和b0常数，输出y与输入x之间成线性关系。实际测试装置中，a0和b0可能有小范围的变化，输出与输入之间就不会完全成线性关系。yx△x△y静态特性参数的测定通过实验的方法，测得静态测量下系统的输出y与输入x的关系曲线即静态特性曲线（定标曲线），然后再根据该曲线进行相应的数据处理，即可得到相应的静态特性参数。1、量程二.测试系统的静态特性的参数测试系统允许测量的输入量的上、下极限值之差。过载能力2、

6、精度精度：系统的测量值与被测真值的一致程度。三种表示方法：相对误差：绝对误差：引用误差：精度常用引用误差表示。精度反映测量中各种误差的综合。精度越高，测量结果中的系统误差和随机误差就越小。3．灵敏度S定义:输出的变化量∆y与输入的变化量∆x的比值称作装置的灵敏度对于理想的定常线性装置，灵敏度应是常数。实际中的测试装置灵敏度不一定是常数，通常是用其拟合直线的斜率来作为实际装置的灵敏度。4．非线性度定义:测试系统的输出与输入偏差线性关系的程度。测量曲线拟合曲线Bmax：实测曲线与拟合直线之间的最大偏差。A：测试系统的量程范围定义：输出与输入在升程与回

7、程中的不重合程度。升程回程Hmax：同一输入量值的两输出量值之间的最大差值。A：测试系统的量程范围。5、回程误差6.分辨率分辨力：在非零点，测试系统有效地辨别输入最小变化量能力。7.重复性在相同条件下，多次测量同一量值输入时得到的输出量的差异。7.稳定性定义：测量装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力。表示方法：2.1mV/8h;一个月不超过1%满量程输出。8.零漂定义：输入量为零时，输出量发生的变化。零漂、温漂、灵敏度漂移等。第四节动态特性动态特性：当输入信号为一随时间迅速变化的信号时，输出与输入之间的关系。动态特性描述时域描述——微分方

8、程频域描述——频率响应复频域描述——传递函数一、动态特性的描述测试系统基本要求理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输出关系。对于每