测试装置地基本特性

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1、实用文档第二章测试装置的基本特性本章学习要求1.建立测试系统的概念2.了解测试系统特性对测量结果的影响3.了解测试系统特性的测量方法为实现某种量的测量而选择或设计测量装置时，就必须考虑这些测量装置能否准确获取被测量的量值及其变化，即实现准确测量，而是否能够实现准确测量，则取决于测量装置的特性。这些特性包括静态与动态特性、负载特性、抗干扰性等。这种划分只是为了研究上的方便，事实上测量装置的特性是统一的，各种特性之间是相互关联的。系统动态特性的性质往往与某些静态特性有关。例如，若考虑静态特性中的非线性

2、、迟滞、游隙等，则动态特性方程就称为非线性方程。显然，从难于求解的非线性方程很难得到系统动态特性的清晰描述。因此，在研究测量系统动态特性时，往往忽略上述非线性或参数的时变特性，只从线性系统的角度研究测量系统最基本的动态特性。2.1测试系统概论　　测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。当测试的目的、要求不同时，所用的测试装置差别很大。简单的温度测试装置只需一个液柱式温度计，而较完整的动刚度测试系统，则仪器多且复杂。本章所指的测试装置可以小到传感器，大到整个测试系统。玻璃管温度计　　轴承故

3、障检测仪图2.1-1大全实用文档在测量工作中，一般把研究对象和测量装置作为一个系统来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统传输特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。常见系统分析分为如下三种情况：1)当输入、输出能够测量时(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。－系统反求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。－系统预测图2.1-2系统、输入和输出2.1.1对测试系统的基本要求理想的测试系统应该具

4、有单值的、确定的输入－输出关系。对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。许多实际测量装置无法在较大工作范围内满足线性要求，但可以在有效测量范围内近似满足线性测量关系要求。一般把测试系统定常线性系统考虑。2.1.2线性系统及其主要性质若系统的输入x(t)和输出y(t)之间的关系可以用常系数线性微分方程来描述 　any(n)(t)+an-1y(n-1)(t)+…+a1y(1)(t)+a0y(0)(t)=bmx(m)(t)+bm-1

5、x(m-1)(t)+b1x(1)(t)+b0x(0)(t)(2.1-1)则称该系统为线性定常系统。其中a0，a1，…，an和b0，b1，…，bm均为常数，既不随时间而变化，也不是自变量x、因变量y及它们各阶导数的函数。一般在工程中使用的测试装置、设备都是线性定常系统。线性定常系统有下面的一些重要性质：☆叠加性系统对各输入之和的输出等于各单个输入所得的输出之和，即若　x1(t)→y1(t)，x2(t)→y2(t)大全实用文档则　x1(t)±x2(t)→y1(t)±y2(t)☆比例性常数倍输入所得的输

6、出等于原输入所得输出的常数倍，即若　x(t)→y(t)则　kx(t)→ky(t)☆微分性系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微分，即若　x(t)→y(t)则　x’(t)→y’(t)☆积分性当初始条件为零时，系统对原输入信号的积分等于原输出信号的积分，即若　x(t)→y(t)则　∫x(t)dt→∫y(t)dt☆频率保持性若系统的输入为某一频率的谐波信号，则系统的稳态输出将为同一频率的谐波信号，即若　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

7、合叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有重要作用。例如，在稳态正弦激振试验时，响应信号中只有与激励频率相同的成分才是由该激励引起的振动，而其它频率成分皆为干扰噪声，应予以剔除。根据叠加原理和频率保持性，研究复杂输入信号所引起的输出时，就可以转换到频域中去研究，研究输入频域函数所产生的输出的频域函数。实际上在频域处理问题，往往比较方便和简捷。2.1.3有关测试装置的常用术语（学生自学）大全实用文档在今后的讨论中，将会遇到一些常用术语，在此作简单介绍。此处所指的测试装置，是一个广义的概念，包括上节所示

8、测试系统或环节。1)量程和测量范围量程  是指测试装置示值范围的上、下之差；测量范围是指该装置在规定的极限误差范围内所能测量的被测量的范围，对于动态测试装置，要给出频率的测量范围。2)测试装置的误差测试装置的误差   测试装置的指示值与被测量的真值的差值，称为装置的示值误差。可简称为测试装置的误差。即示值误差＝指示值－真值在实际测量中，被测量的真值是不知道的，通常用实测量的算术平均值或满足规定准确度测量值作为真值。如用一级精度压力表去检定二级精度压力表，那么一级精度压力表的测量值就