测量系统的特性教学内容.ppt

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1、测量系统的特性7、若测试装置的输出信号较输入信号延迟的时间为t0，实现不失真测试的频域条件是该测试装置的幅频特性A(ω)=（常数），相频特性φ(ω)=（－ωt0）。8、二阶测试装置，其阻尼比ζ为（0.7）左右时，可以获得较好的综合特性。9、对数幅频特性曲线的纵坐标为（）。10、一个指针式仪表的精度为0.5级表示该仪表的（引用误差）不大于0.5%。11、测量系统输出信号的傅立叶变换与输入信号的傅立叶变换之比称为(频率响应函数)。12、测量系统对脉冲输入的响应称为(脉冲响应函数)。3.3简答题1、说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。在实际测试中，测得的信号常常会受到其他用信号或噪声的

2、干扰，依据频率保持性可以认定，测得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。在故障诊断中，对于测试信号的主要频率成分，依据率保持性可知，该频率成分是由于相同频率的振动源引起的，找到产生频率成分的原因，就可以诊断出故障的原因。2、测试系统不失真测试的条件什么？在时域，测试系统的输出y(t)与输入x(t)应满足y(t)=A0x(t–t0)。在频域，幅频特性曲线是一条平行于频率ω轴的直线，即幅频特性为常数，A(ω)=A0，相频特性曲线是线性曲线φ(ω)=–t0ω，式中A0，t0均为常数。3、在磁电指示机构中，为什么取0.7为最佳阻尼比？磁电指示机构二阶系统。当阻尼比取0.

3、7，从幅频特性的角度，在一定误差范围内，工作频率范围比较宽，从相频特性的角度，特性曲线近似于线性，这样可以在较宽频率范围实现不失真测试。4、对一个测试装置，已知正弦输入信号，如何确定测量结果的幅值误差和相位误差？首先确定装置频响函数，然后把输入信号的频率分别带入幅频特性和相频特性。分别得到输出与输入的幅值比，输出滞后于输入的相角。幅值比与1[A(0)]的差值为幅值相对误差，滞后的相角即相位误差。5、已知输入的周期信号的各简谐成分的三个基本要素，如何根据系统的传递函数，确定系统相应的输出信号？把传递函数H(s)的自变量s换成jω，求出幅频特性A(f)和相频特性φ(f)函数。然后分别带入

4、各简谐成分的角频率，分别得到输出与输入的幅值比和滞后的相角。对输入的各简谐成分，幅值乘以幅值比，初相位加上滞后的相角，然后合成，得到相应的输出信号。3.4应用题1、在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将它与增益为5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的输出变化30mm时，压力变化为多少？解总灵敏度K=80(nC/Mpa)×5(mV/nC)×25/1000(mm/mV)=10(mm/Mpa)压力P=30/10=3(Mpa)2、把灵敏度为404×10-4(pC/Pa)的压电式力传感

5、器与一台灵敏度调到0.226(mV/pC)的电荷放大器相接，求其总灵敏度。若要将总灵敏度调到10×10-6(mV/Pa)，电荷放大器的灵敏度应作如何调整？解S=S1S2=404×10-4(pC/Pa)×0.226(mV/pC)=9.13×10-3(mV/Pa)S2=S/S1=10×10-6(mV/Pa)/(404×10-4)(pC/Pa)=2.48×10-4(mV/pC)3、用一时间常数为2s的温度计测量炉温时，当炉温在200℃~400℃之间，以150s为周期，按正弦规律变化时，温度计输出的变化范围是多少？解温度计为一阶系统，其幅频特性为℃℃4、已知一力传感器的固有频率为fn=120

6、0Hz，阻尼比为ζ=0.7，传递函数为。试写出系统的频响函数、幅频特性和相频特性表达式。用此系统测量600Hz正弦交变力，求幅值和相位误差。解：令η=ω/ωn，有频响函数：H(jω)=1/(1–η2+j2ζη)幅频特性：∣H(jω)∣=1/[(1–η2)2+(2ζη)2]1/2相频特性：φ(ω)=–arctg(2ζη)/(1–η2)其中，η=600/1200=0.5幅值误差γ=∣H(jω)∣–1=1/[(1–0.52)2+(2×0.7×0.5)2]1/2–1=–0.17相位误差：θ=φ(ω)=–arctg(2×0.7×0.5)/(1–0.52)=–43.0˚5、用一个一阶系统做100

7、Hz的正弦信号进行测量，若要求幅值误差在5%以内,时间常数应取为多少？若用该时间常数在同一系统测试振幅为1V，频率为50Hz的正弦信号,求其输出的自相关函数及均方值。解∣H(jω)∣=1/(1+τ2ω2)1/2=1/(1+4π2τ2f2)=1/(1+4×π2τ2×1002)1/2≥(1-0.05)=0.95解得：τ≤5.23×10-4于是，输出幅值:A=1/[1+4×π2×(5.23×10-4)2×502)1/2=0.987自相关函数:均方值：Ψx2=Rx