測試系統(tǒng)特性2

1、華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院 設(shè)測試系統(tǒng)的輸出設(shè)測試系統(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) )4.4 4.4 系統(tǒng)不失真測量條件系統(tǒng)不失真測量條件第四章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 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的波形精確地號的波形精確地一致，只是幅值一致，只是幅值放大了放大了A A0 0倍，在倍，在時間上延遲了時間上延遲了t t0 0而已。這種情況而已。這種情況下，認(rèn)為測試系下，認(rèn)為測試系統(tǒng)具有不失真的統(tǒng)具有不失真的特性。特性。t tA Ax(t)x(t)y(t

2、)=Ay(t)=A0 0 x(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t- tx(t- t0 0) )時域條件時域條件華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院 y(t)=A0 x(t-t0) Y()=A0e-jt0X()4.4 系統(tǒng)不失真測量的條件系統(tǒng)不失真測量的條件 不失真測試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性不失真測試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足應(yīng)分別滿足 A()=A0=A()=A0=常數(shù)常數(shù) ()=-t0()=-t0做傅立葉變換做傅立葉變換 頻域定義頻域定義華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院1 1 一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)4.5 4.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)第四

3、章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 溫度溫度酒精酒精濕度濕度華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院第四章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 特征：特征：測量滯后測量滯后階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù))()()(txtydttdy11)(jjH2)(11)(A華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院第四章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 一階系統(tǒng)時間常數(shù)測量：一階系統(tǒng)時間常數(shù)測量：階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)0.632)(11)(A華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院第四章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 實驗：一階系統(tǒng)時間常數(shù)對測量的影響實驗：一階系統(tǒng)時間常數(shù)對測量的影響華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院

4、華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院2 2 二階系統(tǒng)二階系統(tǒng)4.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)稱重稱重( (應(yīng)變片應(yīng)變片) )F F加速度加速度華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院4.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特征：特征：震蕩震蕩脈沖響應(yīng)脈沖響應(yīng)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)A)()()()(001222txbtyadttdyadttyda222002)(nnnjabH華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院222002)(nnnjabH4.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)二階系統(tǒng)參數(shù)測量二階系統(tǒng)參數(shù)測量脈沖響應(yīng)脈沖響應(yīng)/階躍響應(yīng)函數(shù)法：階躍響應(yīng)函數(shù)法：t tb bM1M2f fn n=

5、1/t=1/tb b2/ln1MM華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院4.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)傳遞函數(shù)法傳遞函數(shù)法An0.70712n/ )(12華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院4.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)nn阻尼系數(shù)和固頻的作用阻尼系數(shù)和固頻的作用華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院4.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)實驗：二階系統(tǒng)參數(shù)對測量的影響實驗：二階系統(tǒng)參數(shù)對測量的影響華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院 實際測量工作中，測量系統(tǒng)和被測對象會產(chǎn)實際測量工作中，測量系統(tǒng)和被測對象會產(chǎn)生相互作用。測量裝置構(gòu)成被測對象的負(fù)載。

6、彼生相互作用。測量裝置構(gòu)成被測對象的負(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。 4.6 4.6 負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng) 第四章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 ER1R2V V=ER2/(R2+R1)V=ER2Rm/R1(Rm+R2)+RmR2V VRm令令R1=100K,R2=150K,Rm=150K,E=150V,得得:U0=90V,U1=64.3V，誤差達(dá)誤差達(dá)28.6%。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院案例：電阻傳感器重量測量案例：電阻傳感器重量測量

7、 第四章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 造成非線性造成非線性華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院 測量過程中，除待測量信號外，各種不可見測量過程中，除待測量信號外，各種不可見的、隨機(jī)的信號可能出現(xiàn)在測量系統(tǒng)中。這些信的、隨機(jī)的信號可能出現(xiàn)在測量系統(tǒng)中。這些信號與有用信號疊加在一起，嚴(yán)重扭曲測量結(jié)果。號與有用信號疊加在一起，嚴(yán)重扭曲測量結(jié)果。 4.7 4.7 測量系統(tǒng)的抗干擾測量系統(tǒng)的抗干擾 第四章、測試系統(tǒng)特性第四章、測試系統(tǒng)特性 測量系統(tǒng)測量系統(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華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院4.7 測量系統(tǒng)的抗干擾測量系統(tǒng)的抗干擾 1)1)電

8、磁干擾電磁干擾: :干擾以電磁波輻射方式經(jīng)空間串入測干擾以電磁波輻射方式經(jīng)空間串入測 量系統(tǒng)。量系統(tǒng)。2)2)信道干擾：信號在傳輸過程中，通道中各元件產(chǎn)信道干擾：信號在傳輸過程中，通道中各元件產(chǎn) 生的噪聲或非線性畸變所造成的干擾。生的噪聲或非線性畸變所造成的干擾。2)2)電源干擾：這是由于供電電源波動對測量電路引電源干擾：這是由于供電電源波動對測量電路引 起的干擾。起的干擾。 一般說來，良好的屏蔽及正確的接地可去除大部分的一般說來，良好的屏蔽及正確的接地可去除大部分的電磁波干擾。使用交流穩(wěn)壓器、隔離穩(wěn)壓器可減小供電電電磁波干擾。使用交流穩(wěn)壓器、隔離穩(wěn)壓器可減小供電電源波動的影響。信道干擾是測量裝置內(nèi)部的干擾，可以在源波動的影響。信道干擾是測量裝置內(nèi)部的干擾，可以在設(shè)計時選用低噪聲的元器件，印刷電路板設(shè)計時元件合理設(shè)計時選用低噪聲的元器件，印刷電路板設(shè)計時元