測(cè)試系統(tǒng)的基本特性new 2

1、第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)本章學(xué)習(xí)要求：本章學(xué)習(xí)要求：1.1.理解測(cè)試系統(tǒng)的概念理解測(cè)試系統(tǒng)的概念 2.2.了解測(cè)試裝置特性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響了解測(cè)試裝置特性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響 3.3.了解測(cè)試裝置特性的測(cè)量方法了解測(cè)試裝置特性的測(cè)量方法2.1 2.1 概述概述2.2 2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性2.3 2.3 測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性2.42.4* * 測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的影響測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的影響2.5 2.5 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件2.62.6* * 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量2.72

2、.7* * 負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng) 2.8 2.8 測(cè)量裝置的抗干擾測(cè)量裝置的抗干擾 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 測(cè)試系統(tǒng)是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的傳感器、儀器測(cè)試系統(tǒng)是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。和設(shè)備的總稱。 2.1 2.1 概述概述簡(jiǎn)單測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)單測(cè)試系統(tǒng)(光電池光電池)V復(fù)雜測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜測(cè)試系統(tǒng)( (軸承缺陷檢測(cè)軸承缺陷檢測(cè)) ) 加速度計(jì)加速度計(jì) 帶通濾波器帶通濾波器 包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 在測(cè)量工作中，一般把研究對(duì)象和測(cè)在測(cè)量工作中，一般把研究對(duì)象和測(cè)量裝置作為一

3、個(gè)系統(tǒng)來(lái)看待。問(wèn)題簡(jiǎn)化為量裝置作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)看待。問(wèn)題簡(jiǎn)化為處理輸入量處理輸入量x(t)、系統(tǒng)傳輸特性、系統(tǒng)傳輸特性h(t)和輸出和輸出y(t)三者之間的關(guān)系。三者之間的關(guān)系。第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性3)3)如果輸入和系統(tǒng)特性已知，則可以推斷如果輸入和系統(tǒng)特性已知，則可以推斷和估計(jì)系統(tǒng)的輸出量。和估計(jì)系統(tǒng)的輸出量。( (預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)) ) 系統(tǒng)分析中的三類問(wèn)題：系統(tǒng)分析中的三類問(wèn)題：1)1)當(dāng)輸入、輸出是可測(cè)量的當(dāng)輸入、輸出是可測(cè)量的( (已知已知) )，可以通，可以通過(guò)它們推斷系統(tǒng)的傳輸特性。過(guò)它們推斷系統(tǒng)的傳輸特性。( (系統(tǒng)辨識(shí)系統(tǒng)辨識(shí)) )2)2)當(dāng)系統(tǒng)特性已知，

4、輸出可測(cè)量，可以通當(dāng)系統(tǒng)特性已知，輸出可測(cè)量，可以通過(guò)它們推斷導(dǎo)致該輸出的輸入量。過(guò)它們推斷導(dǎo)致該輸出的輸入量。 ( (反求反求) )x(t)h(t)y(t) 系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸入x(t)x(t)和輸出和輸出y(t)y(t)間的關(guān)系可以用常間的關(guān)系可以用常系數(shù)線性微分方程來(lái)描述：系數(shù)線性微分方程來(lái)描述： 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)(時(shí)域描述時(shí)域描述)一般在工程中使用的測(cè)試裝置都是線性系統(tǒng)。一般在工程中使用的測(cè)試裝置都是線性系統(tǒng)。0111)(.)()(atyatyatyannnn0111)(.)()(btxbtxbtxbmmmm第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試系統(tǒng)基本要求測(cè)試系統(tǒng)基本要求

5、 理想的測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定的輸理想的測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定的輸入輸出關(guān)系。對(duì)于每一輸入量都應(yīng)該只有單一入輸出關(guān)系。對(duì)于每一輸入量都應(yīng)該只有單一的輸出量與之對(duì)應(yīng)。知道其中一個(gè)量就可以確定的輸出量與之對(duì)應(yīng)。知道其中一個(gè)量就可以確定另一個(gè)量。其中以輸出和輸入成另一個(gè)量。其中以輸出和輸入成線性關(guān)系線性關(guān)系最佳。最佳。 xy線性線性xy線性線性xy非線性非線性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性線性系統(tǒng)性質(zhì)：線性系統(tǒng)性質(zhì)：a)a)疊加性疊加性 系統(tǒng)對(duì)各輸入之和的輸出等于各單個(gè)輸入的系統(tǒng)對(duì)各輸入之和的輸出等于各單個(gè)輸入的輸出之和，即輸出之和，即 若若 x1(t) y1(t)，

6、x2(t) y2(t) 則則 x1(t)x2(t) y1(t)y2(t) b)b)比例性比例性 常數(shù)倍輸入所得的輸出等于原輸入所得輸出的常數(shù)倍輸入所得的輸出等于原輸入所得輸出的常數(shù)倍，即常數(shù)倍，即: : 若若 x(t) y(t) x(t) y(t) 則則 kx(t) ky(t) kx(t) ky(t) 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性c)c)微分性微分性 系統(tǒng)對(duì)原輸入信號(hào)的微分等于原輸出信號(hào)的微系統(tǒng)對(duì)原輸入信號(hào)的微分等于原輸出信號(hào)的微分，即分，即 若若 x(t) y(t) x(t) y(t) 則則 x(t) y(t) x(t) y(t) d)d)積分性積分性 當(dāng)初始條件為零時(shí)

7、，系統(tǒng)對(duì)原輸入信號(hào)的積當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)對(duì)原輸入信號(hào)的積分等于原輸出信號(hào)的積分，即分等于原輸出信號(hào)的積分，即 若若 x(t) y(t) x(t) y(t) 則則 x(t)dt y(t)dt x(t)dt y(t)dt 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性e)e)頻率保持性頻率保持性 若系統(tǒng)的輸入為某一頻率的諧波信號(hào)，則系統(tǒng)若系統(tǒng)的輸入為某一頻率的諧波信號(hào)，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出將為同一頻率的諧波信號(hào)，即的穩(wěn)態(tài)輸出將為同一頻率的諧波信號(hào)，即 若若 x(t)=Acos(t+x) x(t)=Acos(t+x) 則則 y(t)=Bcos(t+y)y(t)=Bcos(t+y) 線性系統(tǒng)的這些

8、主要特性，特別是符合線性系統(tǒng)的這些主要特性，特別是符合疊加原理和頻率保持性，在測(cè)量工作中具有疊加原理和頻率保持性，在測(cè)量工作中具有重要作用。重要作用。 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性測(cè)量裝置的性能要求測(cè)量裝置的性能要求 這些性能大致包括四個(gè)方面的性能：這些性能大致包括四個(gè)方面的性能：靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、負(fù)載效應(yīng)和抗干擾靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、負(fù)載效應(yīng)和抗干擾特性。對(duì)于那些用于靜態(tài)測(cè)量的測(cè)試系統(tǒng)，特性。對(duì)于那些用于靜態(tài)測(cè)量的測(cè)試系統(tǒng)，一般只需衡量其靜態(tài)特性、負(fù)載效應(yīng)和抗一般只需衡量其靜態(tài)特性、負(fù)載效應(yīng)和抗干擾特性指標(biāo)。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，則需要利干擾特性指標(biāo)。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，則需要利用這

9、四方面的特性指標(biāo)來(lái)衡量測(cè)量?jī)x器的用這四方面的特性指標(biāo)來(lái)衡量測(cè)量?jī)x器的質(zhì)量，因?yàn)樗鼈兌紝?huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影質(zhì)量，因?yàn)樗鼈兌紝?huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。響。第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.2 2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性 如果測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出如果測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出信號(hào)不隨時(shí)間而變化，則稱為靜態(tài)測(cè)量。信號(hào)不隨時(shí)間而變化，則稱為靜態(tài)測(cè)量。第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 靜態(tài)特性指標(biāo)有：靜態(tài)特性指標(biāo)有： 線性度線性度 靈敏度靈敏度 回程誤差回程誤差 分辨力分辨力 漂移漂移第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.2

10、測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性a) a) 線性度線性度 標(biāo)定曲線與擬合直線的偏離程度就是線性度。標(biāo)定曲線與擬合直線的偏離程度就是線性度。 線性度線性度=B/A=B/A100%100%y yx xB BA2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性常用的主要有兩種：端基直線和獨(dú)立直線。獨(dú)立直線:指使輸入與輸出曲線上各點(diǎn)的線性誤差Bi的平方和最小，即最小2乘法。端基直線:是指通過(guò)測(cè)量范圍的上下限點(diǎn)的直線。b)b)靈敏度靈敏度 當(dāng)測(cè)試裝置的輸入當(dāng)測(cè)試裝置的輸入x x有一增量有一增量x,x,引起輸出引起輸出y y發(fā)發(fā)生相應(yīng)變化生相應(yīng)變化y y時(shí)時(shí), ,定義定義: S=: S=y/y/x xy y

11、x xx xy y2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性c)c)回程誤差回程誤差 測(cè)試裝置在輸入量由小增大和由大減小的測(cè)試過(guò)測(cè)試裝置在輸入量由小增大和由大減小的測(cè)試過(guò)程中，對(duì)于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)數(shù)值不同的程中，對(duì)于同一個(gè)輸入量所得到的兩個(gè)數(shù)值不同的輸出量之間差值最大者為輸出量之間差值最大者為hmaxhmax，則定義回程誤差為，則定義回程誤差為: : (hmax/A)(hmax/A)100%100%y yx xhmaxhmaxA A2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性d)d)分辨力分辨力 指儀器指示裝置有效地辨別最小輸入值指儀器指示裝置有效地辨別最小輸入值的能力。的能力。 數(shù)

12、字裝置的分辨力就是最后位數(shù)的一個(gè)數(shù)字裝置的分辨力就是最后位數(shù)的一個(gè)字；模擬裝置的分辨力為指示標(biāo)尺最小分度字；模擬裝置的分辨力為指示標(biāo)尺最小分度值的一半。值的一半。2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性e)e)漂漂 移移 測(cè)量裝置的測(cè)量特性隨時(shí)間的變化。對(duì)測(cè)量裝置的測(cè)量特性隨時(shí)間的變化。對(duì)一恒定輸入在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的輸出變化，稱為一恒定輸入在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的輸出變化，稱為漂移漂移。 標(biāo)稱范圍最低值處的標(biāo)稱范圍最低值處的零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移。 總誤差總誤差=零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移+靈敏度漂移靈敏度漂移2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：是指測(cè)試裝置能正常測(cè)是指測(cè)試裝置能正常測(cè)量最小

13、輸入量和最大輸入量之間的量最小輸入量和最大輸入量之間的范圍。范圍。 可靠性：可靠性：是與測(cè)試裝置無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)是與測(cè)試裝置無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)的一種描述。的一種描述。 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：是指在一定工作條件下，是指在一定工作條件下，當(dāng)輸入量不變時(shí)，輸出量隨時(shí)間當(dāng)輸入量不變時(shí)，輸出量隨時(shí)間變化的程度。變化的程度。2.2 測(cè)量裝置的靜態(tài)特性測(cè)量裝置的靜態(tài)特性 無(wú)論復(fù)雜度如何，把測(cè)量裝置作為一個(gè)系統(tǒng)無(wú)論復(fù)雜度如何，把測(cè)量裝置作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)看待。問(wèn)題簡(jiǎn)化為處理輸入量來(lái)看待。問(wèn)題簡(jiǎn)化為處理輸入量x(t)x(t)、系統(tǒng)傳輸、系統(tǒng)傳輸特性特性h(t)h(t)和輸出和輸出y(t)y(t)三者之間的關(guān)系。

14、三者之間的關(guān)系。x(t)h(t)y(t)輸入量輸入量系統(tǒng)特性系統(tǒng)特性輸出輸出2.3 2.3 測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性y(t)=x(t)*h(t)卷積分卷積分第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性卷積分卷積分 卷積積分是一種數(shù)學(xué)方法，在信號(hào)與系統(tǒng)的卷積積分是一種數(shù)學(xué)方法，在信號(hào)與系統(tǒng)的理論研究中占有重要的地位。特別是關(guān)于信號(hào)的理論研究中占有重要的地位。特別是關(guān)于信號(hào)的時(shí)間域與變換域分析，它是溝通時(shí)域頻域的一時(shí)間域與變換域分析，它是溝通時(shí)域頻域的一個(gè)橋梁。個(gè)橋梁。 )()()()()(thtxdthxty第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性卷積的物理意義卷積的

15、物理意義1 1）將信號(hào)）將信號(hào)x(t)x(t)分解為許多寬度為分解為許多寬度為 t t 的窄條面的窄條面積之和，積之和，t= n t= n t t 時(shí)的第時(shí)的第n n個(gè)窄條的高度為個(gè)窄條的高度為x(n x(n t ) t )，在，在 t t 趨近于零的情況下，窄條可以看趨近于零的情況下，窄條可以看作是強(qiáng)度等于窄條面積的脈沖。作是強(qiáng)度等于窄條面積的脈沖。卷積分卷積分tx(t)n t x(n t ) t 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2 2）在）在t=nt=n t t時(shí)刻，窄條脈沖引起的響應(yīng)為時(shí)刻，窄條脈沖引起的響應(yīng)為: : x(x(n n t)t) t h(t- t h(t-

16、 n n t)t)tx(nt) t h(t- nt)0卷積分卷積分第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性3 3）各脈沖引起的響應(yīng)之和即為輸出）各脈沖引起的響應(yīng)之和即為輸出y(t)y(t)0)()()(ntntthtnxtyty(t)0卷積分卷積分第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性);()()(*)();()();()(XHtxthXtxHthFTFTFT如果如果則則時(shí)域卷積定理時(shí)域卷積定理卷積分的傅立葉變換計(jì)算法：卷積分的傅立葉變換計(jì)算法：)(*)()(txthty)()()(XHY)()(1YFty第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 2.3.1 測(cè)

17、試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述：測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述： 一、傳一、傳 遞遞 函函 數(shù)數(shù)二、二、 脈沖響應(yīng)函數(shù)脈沖響應(yīng)函數(shù)三、頻率響應(yīng)函數(shù)三、頻率響應(yīng)函數(shù)2.3 2.3 測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性1.定義 在初始條件為 0時(shí)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的拉氏變換之比稱為測(cè)試裝置的傳遞函數(shù)。用H(s)H(s)表示:一、傳遞函數(shù)一、傳遞函數(shù)Y(s)X(s) H(s)= = 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)： )(/ )()(sXsYsH拉氏變換拉氏變換( (數(shù)學(xué)定義數(shù)學(xué)定義) )：)(/ )()(jXjYjH富氏變換富氏變換(數(shù)字計(jì)算數(shù)字計(jì)算):22)(Im)(

18、Re)()(jHjHjHA( )(Im()/Re()arctgH jH j 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性傳遞函數(shù)傳遞函數(shù):直觀的反映了測(cè)試系統(tǒng)對(duì)不同頻率成分直觀的反映了測(cè)試系統(tǒng)對(duì)不同頻率成分輸入信號(hào)的扭曲情況。輸入信號(hào)的扭曲情況。A第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.特點(diǎn) 1.H(s)與輸入x(t)及系統(tǒng)初始狀態(tài)無(wú)關(guān),值表達(dá)了系統(tǒng)的傳輸特性; 2.H(s) 2.H(s) 與具體物理結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，同一形式與具體物理結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，同一形式的傳遞函數(shù)可表征兩個(gè)完全不同的物理系統(tǒng)；的傳遞函數(shù)可表征兩個(gè)完全不同的物理系統(tǒng)； 3.反映了量綱關(guān)系; 4.H(s) 的分母取決于

19、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分子反映系統(tǒng)同外界的關(guān)系。第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性二、頻率響應(yīng)函數(shù)二、頻率響應(yīng)函數(shù) H(j) 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)在復(fù)數(shù)域中描述和考察系在復(fù)數(shù)域中描述和考察系統(tǒng)特性；統(tǒng)特性； 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)H(j)H(j)在頻率域中描在頻率域中描述和考察系統(tǒng)特性。述和考察系統(tǒng)特性。 H(j)=Y(j)/X(j)H(j)=Y(j)/X(j) 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性(一一)幅頻特性、相頻特性和頻率響應(yīng)函數(shù)幅頻特性、相頻特性和頻率響應(yīng)函數(shù) 1.幅頻特性幅頻特性A() 定常線性系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，其穩(wěn)態(tài)輸出信定常線性系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，其穩(wěn)態(tài)

20、輸出信號(hào)的幅值和輸入信號(hào)的幅值比。號(hào)的幅值和輸入信號(hào)的幅值比。 2.相頻特性相頻特性() 定常線性系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸定常線性系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸入的相位差。入的相位差。 幅頻特性、相頻特性統(tǒng)稱為系統(tǒng)的頻率特性幅頻特性、相頻特性統(tǒng)稱為系統(tǒng)的頻率特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性3.頻率響應(yīng)函數(shù)H(j) H(j) A()e j() def幅角模第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性(二)頻率響應(yīng)函數(shù)的求法 1.H(s)已知 S=j H(s) H() 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法 依次用不同的i的簡(jiǎn)諧

21、信號(hào)去激勵(lì)被測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)測(cè)出激勵(lì)和系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出的幅值X0i、Y0i和相位差i，對(duì)每個(gè)有一組Y0i/X0i=Ai和i，全部的Ai i 、i i便可表達(dá)系統(tǒng)的頻響函數(shù) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單，信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)發(fā)生器，雙蹤示波器雙蹤示波器缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：效率效率低低 從系統(tǒng)最低測(cè)量頻率從系統(tǒng)最低測(cè)量頻率fminfmin到最高測(cè)量頻率到最高測(cè)量頻率fmaxfmax，逐，逐步增加正弦激勵(lì)信號(hào)頻率步增加正弦激勵(lì)信號(hào)頻率f f，記錄下各頻率對(duì)應(yīng)的幅，記錄下各頻率對(duì)應(yīng)的幅值比和相位差，繪制就得到系統(tǒng)幅頻和相頻特性。值比和相位差，繪制就得到系統(tǒng)幅頻和相頻特性。 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 若

22、在t=0時(shí)刻將輸入信號(hào)接入定常線性系統(tǒng)時(shí)，令s=j代入拉普拉斯變換中，實(shí)際上是將拉普拉斯變換變成傅里葉變換。同時(shí)測(cè)出輸入x(t)和輸出y(t)，由其相應(yīng)的傅里葉變換 X()、Y()求H()。 H()= Y()/ X() 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性(三三)幅、相頻特性和其圖像描述幅、相頻特性和其圖像描述 1.幅頻特性曲線 A() 所作圖形 2.相頻特性曲線 () 所作圖形 3.波德圖(Bode) 20lg A() lg 對(duì)數(shù)幅頻特性曲線 () lg 對(duì)數(shù)相頻特性曲線 總稱總稱波德圖波德圖第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性4.實(shí)頻特性和虛頻特性曲線 將 H(

23、j)記作 H(j)=P () + jQ () A ()= P2 () + Q2 () ()= arctg( Q ()/ P () P () 實(shí)頻特性曲線 Q () 虛頻特性曲線 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性5.奈魁斯特圖(Nyquist) 以H(j)的虛部Q ()、 實(shí)部P ()為縱、橫坐標(biāo)，作出Q () P ()曲線，并在曲線某些點(diǎn)上分別注明相應(yīng)的頻率，所得圖像即為 Nyquist圖。 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性三、脈沖響應(yīng)函數(shù)三、脈沖響應(yīng)函數(shù) h(t) 系統(tǒng)輸入: 單位脈沖即x(t)=(t) X(S)=L(t)=1 系統(tǒng)輸出： Y(S)=H(S

24、)X(S) = H(S) 時(shí)域描述為： y(t)=L-1H(S)=h(t) 脈沖響應(yīng)函數(shù) h(t)h(t)描述了系統(tǒng)在時(shí)域內(nèi)的動(dòng)態(tài)特性描述了系統(tǒng)在時(shí)域內(nèi)的動(dòng)態(tài)特性。第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 總結(jié)總結(jié) 系統(tǒng)特性描述： 時(shí)域 h（t） 頻域 H() 復(fù)域 H(S) 相互關(guān)系:h（t）H()H(S)L-1LFTIFTS=j第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián)測(cè)試環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián) H1(s)和H2(s)的環(huán)節(jié)串聯(lián)而成的測(cè)試系統(tǒng)傳遞函數(shù)： H(s) =H1(s) H2(s) 測(cè)試環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián)測(cè)試環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián) H1(s)和H2(s)的環(huán)節(jié)

25、并聯(lián)而成的測(cè)試系統(tǒng)傳遞函數(shù)： H(s) =H1(s) +H2(s) 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.3.1 、一階、二階系統(tǒng)特性、一階、二階系統(tǒng)特性 1.1.標(biāo)準(zhǔn)形式標(biāo)準(zhǔn)形式 2.2.傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 3.3.頻率相應(yīng)函數(shù)頻率相應(yīng)函數(shù) 4.4.幅頻、相頻特性幅頻、相頻特性 5.5.脈沖相應(yīng)函數(shù)脈沖相應(yīng)函數(shù) 6.6.特點(diǎn)特點(diǎn)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性1 1 一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)溫度溫度酒精酒精濕度濕度第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù))()()(txtydttdy11)(jjH2)(11)(A一階系統(tǒng)一階系

26、統(tǒng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性一階系統(tǒng)特性)()()(txtydttdy第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性一階系統(tǒng)特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2 2 二階系統(tǒng)二階系統(tǒng)稱重稱重( (應(yīng)變片應(yīng)變片) )F F加速度加速度第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性二階系統(tǒng)特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性二階系統(tǒng)特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性二階系統(tǒng)特性-單位脈沖響應(yīng)曲線第二章第二章 測(cè)

27、試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性二階系統(tǒng)特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性二階系統(tǒng)特性二階系統(tǒng)特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性二階系統(tǒng)特性第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 說(shuō)明說(shuō)明: 1.1.二二 階系統(tǒng)在單位階躍激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)輸出階系統(tǒng)在單位階躍激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)輸出誤差為誤差為0 0，但響應(yīng)速度很大程度上取決于，但響應(yīng)速度很大程度上取決于n n 、； 2.2.n n愈高，系統(tǒng)響應(yīng)愈快；愈高，系統(tǒng)響應(yīng)愈快； 3.3.直接影響超調(diào)量和振蕩次數(shù)

28、：直接影響超調(diào)量和振蕩次數(shù)： =0=0，超調(diào)量，超調(diào)量100%100%，持續(xù)震蕩，達(dá)不到穩(wěn)定；，持續(xù)震蕩，達(dá)不到穩(wěn)定； 11，系統(tǒng)退化為兩個(gè)一節(jié)環(huán)節(jié)的串聯(lián)，此，系統(tǒng)退化為兩個(gè)一節(jié)環(huán)節(jié)的串聯(lián)，此時(shí)不發(fā)生震蕩，但經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定。時(shí)不發(fā)生震蕩，但經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定。 :0.6-0.8 :0.6-0.8 系統(tǒng)以較短時(shí)間，進(jìn)入偏離穩(wěn)系統(tǒng)以較短時(shí)間，進(jìn)入偏離穩(wěn)態(tài)不到態(tài)不到2%-5%2%-5%的范圍。的范圍。 第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)任意輸

29、入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性)()()()()(thtxdthxty 對(duì)于線性系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的輸出對(duì)于線性系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的輸出y(t)是任意輸入是任意輸入x(t)與與系系統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)h(t)的卷積。的卷積。x(t)h(t) y(t)1 1、系統(tǒng)對(duì)任意輸入的響應(yīng)、系統(tǒng)對(duì)任意輸入的響應(yīng))()()(*)(fXfHtxthFT)()()(fXfHfy2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性1 1、系統(tǒng)對(duì)任意輸入的響應(yīng)、系統(tǒng)對(duì)任意輸入的響應(yīng)x(s) y(s)10

30、05. 01)(ssH 1005. 01)(jwwHttx10cos5 . 0)(2)(11)(wA)()(arctgw)86.210cos(499.0)(ttx線性系統(tǒng)頻率保持特性線性系統(tǒng)頻率保持特性幅頻幅頻相頻相頻幅頻特性及相頻特性幅頻特性及相頻特性2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2 2、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng) 單位階躍信號(hào)是指在單位階躍信號(hào)是指在t0的時(shí)的時(shí)候，信號(hào)量恒為候，信號(hào)量恒為1。 單位階躍是一種單位階躍是一種理想化模型理想化模型，實(shí)際中信號(hào)總是連續(xù)的，不可，實(shí)際中信號(hào)總

31、是連續(xù)的，不可能在能在0點(diǎn)點(diǎn)“突變突變”。建立單位階躍信號(hào)模型可以使分析問(wèn)題簡(jiǎn)化。建立單位階躍信號(hào)模型可以使分析問(wèn)題簡(jiǎn)化。單位階躍信號(hào)單位階躍信號(hào) )(SH系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸出系統(tǒng)輸出傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2 2、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)：、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)：一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)x(s) y(s)11)(ssH0 t00 t1)(tXssX1)(111)(sssY/1)(tetY2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝

32、置的基本特性2 2、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng): :一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)特點(diǎn)：一階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)特點(diǎn)：1）隨）隨t增大而增大；增大而增大；2）時(shí)間趨向于無(wú)窮大時(shí)，系統(tǒng)輸出和輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為）時(shí)間趨向于無(wú)窮大時(shí)，系統(tǒng)輸出和輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為0；3）系統(tǒng)初始上升斜率為）系統(tǒng)初始上升斜率為 ；4）5）時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)響應(yīng)速度越快。）時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)響應(yīng)速度越快。1),(993.0)(5),(632.0)(tXtYttXtYt時(shí)，時(shí)，所以，一階系統(tǒng)單位時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性越好。所以，一階系統(tǒng)單位時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性越好。2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)

33、任意輸入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2 2、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng): :二階系統(tǒng)二階系統(tǒng)x(s) y(s)2222)(nnnsssH0 t00 t1)(tXssX1)(2221)(2nnnssssY)11sin(11)(222arctgtetYntn2.4 2.4 測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2 2、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)、系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng): :二階系統(tǒng)二階系統(tǒng))sin(11)(2tetYdtn21nd21 arctg二階系統(tǒng)單位階躍響

34、應(yīng)特點(diǎn)：二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)特點(diǎn)：1）時(shí)間趨向于無(wú)窮大時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差為）時(shí)間趨向于無(wú)窮大時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差為0；2）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性取決于阻尼比與固有頻率；）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性取決于阻尼比與固有頻率；3）固有頻率越高，系統(tǒng)響應(yīng)速度越快；）固有頻率越高，系統(tǒng)響應(yīng)速度越快；4）阻尼比越小，超調(diào)量越大，振蕩次數(shù)越多；）阻尼比越小，超調(diào)量越大，振蕩次數(shù)越多；5）阻尼比為）阻尼比為0；超調(diào)量；超調(diào)量100%，持續(xù)振蕩。，持續(xù)振蕩。6）阻尼比大于等于）阻尼比大于等于1，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)一階系，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)一階系統(tǒng)串聯(lián)；統(tǒng)串聯(lián)；7）阻尼比為）阻尼比為0.6-0.8之間，系統(tǒng)較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到之間，系統(tǒng)較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值相差穩(wěn)態(tài)

35、值相差2%-5%之內(nèi)之內(nèi)阻尼自然頻率阻尼自然頻率2.2.5 5 不失真測(cè)量的條件不失真測(cè)量的條件第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 設(shè)測(cè)試系統(tǒng)的輸出設(shè)測(cè)試系統(tǒng)的輸出y(t)y(t)與輸入與輸入x(t)x(t)滿足關(guān)系滿足關(guān)系 y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t-tx(t-t0 0) )2.5 2.5 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件 該系統(tǒng)的輸該系統(tǒng)的輸出波形與輸入信出波形與輸入信號(hào)的波形精確地號(hào)的波形精確地一致，只是幅值一致，只是幅值放大了放大了A A0 0倍，在倍，在時(shí)間上延遲了時(shí)間上延遲了t t0 0而已。這種情況而已。這種情況下，認(rèn)為測(cè)試系下，認(rèn)為測(cè)試系統(tǒng)具

36、有不失真的統(tǒng)具有不失真的特性。特性。t tA Ax(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t- tx(t- t0 0) )時(shí)域條件時(shí)域條件第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.5 2.5 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性測(cè)量失真的原因：測(cè)量失真的原因： y(t)=A0 x(t-t0) Y()=A0e-jt0X() 不失真測(cè)試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別不失真測(cè)試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足滿足 A()=A0=A()=A0=常數(shù)常數(shù) ()=-t0()

37、=-t0不失真的時(shí)域條件做傅立葉變換不失真的時(shí)域條件做傅立葉變換 頻域定義頻域定義2.5 2.5 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.2.6 6 測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 測(cè)量裝置測(cè)量裝置必須進(jìn)行定度和校準(zhǔn)，才能保證測(cè)必須進(jìn)行定度和校準(zhǔn)，才能保證測(cè)量系統(tǒng)精確可靠，定度和校準(zhǔn)就是對(duì)測(cè)量裝置本量系統(tǒng)精確可靠，定度和校準(zhǔn)就是對(duì)測(cè)量裝置本身的特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。身的特性

38、參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。 特性參數(shù)包括特性參數(shù)包括靜態(tài)特征參數(shù)靜態(tài)特征參數(shù)與與動(dòng)態(tài)特征參數(shù)動(dòng)態(tài)特征參數(shù)。 靜態(tài)特征參數(shù)以標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)量作為輸入，求輸靜態(tài)特征參數(shù)以標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)量作為輸入，求輸出輸入特征曲線。出輸入特征曲線。 動(dòng)態(tài)特征測(cè)量包括動(dòng)態(tài)特征測(cè)量包括頻率響應(yīng)法頻率響應(yīng)法與與階躍響應(yīng)法階躍響應(yīng)法。1、頻率響應(yīng)法、頻率響應(yīng)法 輸入為峰輸入為峰-峰值為測(cè)量裝置量程峰值為測(cè)量裝置量程20%的正弦信號(hào)，足夠低的的正弦信號(hào)，足夠低的頻率開始，逐點(diǎn)增加頻率，直至輸出為起始輸入的一半。即可頻率開始，逐點(diǎn)增加頻率，直至輸出為起始輸入的一半。即可得相頻曲線與幅頻曲線。得相頻曲線與幅頻曲線。第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試

39、裝置的基本特性2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量1）一階系統(tǒng)）一階系統(tǒng)2)(11)(wA)()(arctgw動(dòng)態(tài)參數(shù)為時(shí)間常數(shù)。動(dòng)態(tài)參數(shù)為時(shí)間常數(shù)。11)(ssH溫度溫度1、頻率響應(yīng)法、頻率響應(yīng)法An0.7071221()/2n第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量2222)(nnnsssH2）二階系統(tǒng)）二階系統(tǒng)2、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量單位階躍信號(hào)單位階躍信號(hào) )(SH系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸入系

40、統(tǒng)輸出系統(tǒng)輸出傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 輸入單位階躍信號(hào)，記錄輸出的輸入單位階躍信號(hào)，記錄輸出的時(shí)域信號(hào)時(shí)域信號(hào)，通過(guò)測(cè)量信號(hào)，通過(guò)測(cè)量信號(hào)圖形數(shù)據(jù)，得到動(dòng)態(tài)參數(shù)的方法。圖形數(shù)據(jù)，得到動(dòng)態(tài)參數(shù)的方法。2、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量1）一階系統(tǒng)）一階系統(tǒng)11)(ssH/1)(tetYssX1)(階躍響應(yīng)：特征滯后階躍響應(yīng)：特征滯后傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)2)(11)(wA)()(arctgw2、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量

41、裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量1）一階系統(tǒng)）一階系統(tǒng)11)(ssH/1)(tetYssX1)(0.632、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量1）一階系統(tǒng)）一階系統(tǒng)11)(ssH/1)(tetYssX1)( 采用右圖測(cè)量方法僅采用右圖測(cè)量方法僅涉及到個(gè)別點(diǎn)的瞬時(shí)值，涉及到個(gè)別點(diǎn)的瞬時(shí)值，測(cè)量可靠性差。測(cè)量可靠性差。)(1/tYet取對(duì)數(shù)取對(duì)數(shù))(1lntYt 針對(duì)所有輸出數(shù)據(jù)求斜率，得到時(shí)間常數(shù)。針對(duì)所有輸出數(shù)據(jù)求斜率，得到時(shí)間常數(shù)。2、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2

42、.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量2）二階系統(tǒng)）二階系統(tǒng)ssX1)(2222)(nnnsssH加加速速度度)sin(11)(2tetYdtn2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2）二階系統(tǒng)：系統(tǒng)特性振蕩）二階系統(tǒng)：系統(tǒng)特性振蕩2、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法M12.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2）二階系統(tǒng)：系統(tǒng)特性振蕩）二階系統(tǒng)：系統(tǒng)特性振蕩2、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法)sin(11)(2tetYdtn21nd21arctg根據(jù)

43、極值處導(dǎo)數(shù)為根據(jù)極值處導(dǎo)數(shù)為0，可得：，可得：21/ndpt則：則：)sin(11)(1212nnetYMp22121)sin(11eeM所以：所以：21)1ln(M21( /ln)1M可得：可得：2.6 2.6 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2）二階系統(tǒng)：系統(tǒng)特性振蕩）二階系統(tǒng)：系統(tǒng)特性振蕩2、階躍響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法M121( /ln1)1Mt td d2ddt12ln/ 2MM當(dāng)阻尼比較小時(shí)：當(dāng)阻尼比較小時(shí)：nn阻尼系數(shù)和固頻的作用阻尼系數(shù)和固頻的作用第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.2.7 7 測(cè)量測(cè)量裝

44、置負(fù)載效應(yīng)裝置負(fù)載效應(yīng)第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 實(shí)際測(cè)量工作中，測(cè)量系統(tǒng)和被測(cè)對(duì)象會(huì)產(chǎn)實(shí)際測(cè)量工作中，測(cè)量系統(tǒng)和被測(cè)對(duì)象會(huì)產(chǎn)生相互作用。測(cè)量裝置構(gòu)成被測(cè)對(duì)象的負(fù)載。彼生相互作用。測(cè)量裝置構(gòu)成被測(cè)對(duì)象的負(fù)載。彼此間存在能量交換和相互影響，以致系統(tǒng)的傳遞此間存在能量交換和相互影響，以致系統(tǒng)的傳遞函數(shù)不再是各組成環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的疊加或連乘。函數(shù)不再是各組成環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的疊加或連乘。 2.7 2.7 負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)ER1R2V V=ER2/(R2+R1)V=ER2Rm/R1(Rm+R2)+RmR2V VRm令令R1=100K,R2=150K,Rm=150K,E=150V,得得

45、:U0=90V,U1=64.3V，誤差達(dá)誤差達(dá)28.6%。第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性2.2.8 8 測(cè)量測(cè)量裝置抗干擾裝置抗干擾第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性 測(cè)量過(guò)程中，除待測(cè)量信號(hào)外，各種不可見測(cè)量過(guò)程中，除待測(cè)量信號(hào)外，各種不可見的、隨機(jī)的信號(hào)可能出現(xiàn)在測(cè)量系統(tǒng)中。這些信的、隨機(jī)的信號(hào)可能出現(xiàn)在測(cè)量系統(tǒng)中。這些信號(hào)與有用信號(hào)疊加在一起，嚴(yán)重扭曲測(cè)量結(jié)果。號(hào)與有用信號(hào)疊加在一起，嚴(yán)重扭曲測(cè)量結(jié)果。 2.8 2.8 測(cè)試裝置的抗干擾測(cè)試裝置的抗干擾 測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)信信道道干干擾擾電電磁磁干干擾擾電電源源干干擾擾第二章第二章 測(cè)試裝置的基本特性測(cè)試裝置的基本特性1)1)電磁干擾電磁干擾: :干擾以電磁波輻射方式經(jīng)空間串入測(cè)干擾以電磁波輻