章测试系统静态特性.ppt
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1、第二章、测试系统特性,工程测试技术基础,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,第二章、测试系统特性,测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。,2.1 测试系统概念,第二章、测试系统特性,复杂测试系统(轴承缺陷检测),加速度计 带通滤波器 包络检波器,第二章、测试系统特性,不失真测量:,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。(预测),系统分析中的三类问题:,1)当输入、输出是可测量的(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
2、的输入量。 (反求),第二章、测试系统特性,测试系统基本要求,2.1 测试系统概论,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。,2.1 测试系统概论,LTI系统输入x(t)和输出y(t)间的关系可以用常系数线性微分方程来描述:,线性系统(时域描述),一般在工程中使用的测试装置都是线性系统。,2.1 测试系统概论,线性系统性质:,a)叠加性 系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和,即 若 x1(t) y1(t),x2(t) y2(t) 则 x1(t)x2(t) y1(t
3、)y2(t),b)比例性 常数倍输入所得的输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) (k为常数),2.1 测试系统概论,c)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),d)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,2.1 测试系统概论,e)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(t+x) 则 y(t)=Bcos(t+y),线性系
4、统的这些主要特性,特别是符合叠加原理和频率保持性,在测量工作中具有重要作用。,2.2 测试系统静态响应特性,第二章、测试系统特性,如果测量时,测试装置的输入、输出信号不随时间而变化,则称为静态测量。,静态测量时,测试装置表现出的响应特性称为静态响应特性。,a)精度 测试系统的精度反映测试结果与真值的接近程度,与误差大小相对应。真值来源为理论计算值、标准测量值或约定值等。精度可分为精密度、正确度和准确度(精确度)。,第三章、测试系统特性,衡量精度的性能指标常用相对误差和引用误差来表示。,相对误差:,引用误差:,x测试系统给出的测量值 、n被测量的真值、额定真值 x、xn测量平均值、量程,我国测试
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