測(cè)試1(工程測(cè)試技術(shù)課件)

1、工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性第一章第一章 測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)的 基本特性基本特性工學(xué)院機(jī)電工程系工學(xué)院機(jī)電工程系1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engine

2、ering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)第一節(jié)第一節(jié) 線性系統(tǒng)的基本特性線性系統(tǒng)的基本特性微分方程的類型微分方程的類型線性定常系統(tǒng)特性線性定常系統(tǒng)特性 一、微分方程的類型:) 11 ()()()()()()()()(0111101111txbdttdxbdttxdbdttxdbtyadttdyadttydadttydammmmmmnnnnnn(1) 線性微分方程： 定常的 時(shí)變的(2) 非線性微分方程：工程測(cè)試技術(shù)本科生

3、CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1、疊加特性： 若 x x1 1(t) y(t) y1 1(t)(t)， x x2 2(t) (t) y y2 2(t)(t)， 則 x x1 1(t) (t) x x2 2(t)(t) y y1 1(t) (t) y y1 1(t)(t) （1-2）2、比例特性：對(duì)于任意常數(shù)a，有 ax(t) ay(t) （1-3）3、微分特性：對(duì)輸入微分的響應(yīng)等于對(duì)原輸入響應(yīng)的微分 4、積分特性：系統(tǒng)初始狀態(tài)為零條件

4、下，對(duì)輸入積分的響應(yīng)等于原輸入響應(yīng)的積分5、頻率保持性：穩(wěn)態(tài)條件下，系統(tǒng)輸出的頻率與輸入的頻率保持一致 若 則微分方程的類型微分方程的類型線性定常系統(tǒng)特性線性定常系統(tǒng)特性二、線性定常系統(tǒng)特性：)41 ()()(dttdydttdx)51()()(00ttdttydttx)sin()(xtXtx)61 ()sin()(ytYty1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in

5、Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性niiss1測(cè)試裝置的靜態(tài)特性:指被測(cè)量不隨時(shí)間變化或隨時(shí)間變化很緩慢時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出關(guān)系的特性或技術(shù)指標(biāo)。靜態(tài)特性的參數(shù)：靜態(tài)特性的參數(shù)：一、靈敏度 靈敏度是指單位輸入量所引起的輸出量的大小。 S = y /x 局部靈敏度 S Si= yi /xi 總靈敏度 第二節(jié)第二節(jié) 測(cè)試裝置的靜態(tài)特性測(cè)試裝置的靜態(tài)特性 靈敏度靈敏度分辨力與分辨率分辨力與分辨率線性度線性度回程誤差回程誤差穩(wěn)定度和漂移穩(wěn)定度和漂移1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真

6、測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性二、分辨力與分辨率1、分辨力：有效的辨別輸入量最小變化的 能力。2、分辨率：分辨力與整個(gè)測(cè)量范圍的百分比。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)靈敏度靈敏度分辨力與分辨率分辨力與分辨率線性度線性度回程誤差回程

7、誤差穩(wěn)定度和漂移穩(wěn)定度和漂移%100minmaxminxxxr工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性yx0yminymaxB擬合直線標(biāo)定曲線線性度%100minmaxyyBL三、線性度：測(cè)量裝置的標(biāo)定曲線與其理想直線(或擬合直線)的最大不重合程度。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)靈敏度靈敏度分辨力與分辨

8、率分辨力與分辨率線性度線性度回程誤差回程誤差穩(wěn)定度和漂移穩(wěn)定度和漂移工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性x回程誤差%100minmaxmaxyyhR四、回程誤差：加載與卸載過(guò)程中，同一輸入量條件下兩輸出量的最大偏差值與標(biāo)稱測(cè)量范圍的百分比。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)靈敏度靈敏度分辨力與分辨率分辨

9、力與分辨率線性度線性度回程誤差回程誤差穩(wěn)定度和漂移穩(wěn)定度和漂移工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性零點(diǎn)漂移（零漂）：零點(diǎn)漂移（零漂）：標(biāo)稱范圍最低值處的點(diǎn)漂點(diǎn)漂：點(diǎn)漂： 在規(guī)定條件下，對(duì)一個(gè)恒定的輸入在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的輸出變化；漂移：漂移：測(cè)量裝置的測(cè)量特性隨時(shí)間的緩慢變化過(guò)程。穩(wěn)定度：穩(wěn)定度：測(cè)量裝置在規(guī)定條件下保持其測(cè)量恒定不變的能力。五、五、穩(wěn)定度和漂移1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特

10、性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)靈敏度靈敏度分辨力與分辨率分辨力與分辨率線性度線性度回程誤差回程誤差穩(wěn)定度和漂移穩(wěn)定度和漂移工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性 測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性：指測(cè)試裝置的輸出對(duì)快速變化的輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 一、 傳遞函數(shù) （一）、拉氏變換 1、拉氏變換的實(shí)質(zhì)與目的第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性

11、系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性2、拉氏變換的定義式： 若函數(shù) ，當(dāng)t0時(shí)為0，當(dāng)t0時(shí)在每個(gè)有限區(qū)間內(nèi)分段連續(xù)，則可寫(xiě)出拉氏變換式為: 式中：X(s) -象函數(shù) -原函數(shù) s -復(fù)變數(shù)0)()()(dtetxtxLsXst)(tx

12、)(tx1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性3、拉氏變換的性質(zhì)（1）疊加性質(zhì)（2）微分定理（3）積分定理（4）位移定理（5）時(shí)間比例尺變換定理4、計(jì)算例1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)

13、特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù))(1)(asFaatfL)()(asFtfeLat)()(sFeatfLas工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性Y(s)微分方程式復(fù)域的解拉氏變換拉氏反變換代數(shù)運(yùn)算解微分方程式x(t)y(t)X(s)（二）、拉氏反變換（三）、拉氏變換的應(yīng)用：時(shí)域的解復(fù)域的代數(shù)方程式

14、1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性)()()(sXsYsH(四)、傳遞函數(shù)1、傳遞函數(shù)的定義：在初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。2、傳遞函數(shù)的特點(diǎn)：（1）傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)和元件的構(gòu)

15、造,與輸 入及初始條件無(wú)關(guān)。（2）物理性質(zhì)不同的系統(tǒng)可以具有相同類型的傳遞函數(shù)。（3）傳遞函數(shù)可以有量綱，也可以無(wú)量綱。（4）傳遞函數(shù)中的分母反映系統(tǒng)本身固有特性，而分子反映同外界之間的關(guān)系。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基

16、本特性統(tǒng)的基本特性X(s) Z(s)Y(s)H1(s)H2(s)H(s)=Y(s)X(s)=Z(s)Z(s)Y(s)X(s)=H1(s)H2(s)H(s)=Hi(s) i=1 n對(duì)n個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)而成的系統(tǒng),則有:X(s) Y(s)H1(s)H2(s)等效(五)、環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián)1、環(huán)節(jié)的串聯(lián)：前一環(huán)節(jié)的輸出為后一環(huán)節(jié)的輸入的聯(lián)接方式稱為環(huán)節(jié)的串聯(lián).1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU190

17、51905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性Y(s)X(s) Y(s)H1(s)H2(s)Y1(s)Y2(s)+H(s)=Y(s)X(s)=X(s)Y1(s) Y2(s)=H1(s)H2(s)H(s)=Hi(s) n對(duì)n個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)而成的系統(tǒng),則有:H1(s)H2(s)X(s) 等效 i=12.環(huán)節(jié)的并聯(lián)： 各環(huán)節(jié)的輸入相同,輸出為各環(huán)節(jié)輸出的代數(shù)和,這種聯(lián)接方式稱為環(huán)節(jié)的并聯(lián).1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失

18、真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性二、一階、二階系統(tǒng)的特性可用一階微分方程描述的系統(tǒng)稱為一階系統(tǒng)。 1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響

19、應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)（一）、一階系統(tǒng)的特性工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanica

20、l Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)a)忽略質(zhì)量的單自由度彈簧阻尼系統(tǒng)，忽略質(zhì)量的單自由度彈簧阻尼系統(tǒng)，即最簡(jiǎn)單的一階力學(xué)系統(tǒng)。其輸入、即最簡(jiǎn)單的一階力學(xué)系統(tǒng)。其輸入、輸出微分方程可表示為：輸出微分方程可表示為： 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechani

21、cal Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)b) RC電路可以用下述微分方程了來(lái)表電路可以用下述微分方程了來(lái)表示其輸入輸出關(guān)系：示其輸入輸出關(guān)系： 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)

22、的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)c)常用的液柱式溫度計(jì)常用的液柱式溫度計(jì)Ti(t)表示溫度計(jì)的輸入信號(hào)；表示溫度計(jì)的輸入信號(hào)；T0(t)表示溫度計(jì)的輸出信號(hào)；表示溫度計(jì)的輸出信號(hào)；C表示溫度計(jì)內(nèi)液柱介質(zhì)的熱容量；表示溫度計(jì)內(nèi)液柱介質(zhì)的熱容量；R表示傳導(dǎo)介質(zhì)的熱阻；表示傳導(dǎo)介質(zhì)的熱阻；則有：則有：工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing

23、in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù) 上述一階微分方程，可以用下列上述一階微分方程，可以用下列通式來(lái)表示通式來(lái)表示 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基

24、本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞

25、函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)對(duì)上式等號(hào)兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，對(duì)上式等號(hào)兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，則有：則有： 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性（二）、頻率響應(yīng)函數(shù)的概念（二）、頻率響應(yīng)函數(shù)的概念 在在H(S)=Y(S) / X(S)H(S)=Y(S) / X(S)中，令中，令S=jS=j，就得到頻率響應(yīng)函數(shù)。就得到頻率響應(yīng)函數(shù)。 1 1、幅頻特性：、幅頻特性： 定常線性系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)的激勵(lì)下，定常線性系

26、統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)的激勵(lì)下，其穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的幅值比被定其穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的幅值比被定義為該系統(tǒng)的幅頻特性，即義為該系統(tǒng)的幅頻特性，即A()=YA()=Y0 0/X/X0 01.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的

27、基本特性2、相頻特性： 穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸入的相位差被定義為該系統(tǒng)的相頻特性，記為 。 A()和 二者統(tǒng)稱為系統(tǒng)的頻率特性，記為H()。3、頻率特性： 系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)的激勵(lì)下，其穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸入的幅值比、相位差隨激勵(lì)頻率變化的特性。)()(1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Enginee

28、ring第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)令上式中的令上式中的s=j ，得到一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)得到一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜

29、態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)其幅頻特性和相頻特性分別為：其幅頻特性和相頻特性分別為： 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返

30、回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù) 一階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)為：一階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)為：工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TA

31、dvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)一階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)圖工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特

32、性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)例：例：已知某一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)已知某一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù) =6ms=6ms，試求相應(yīng)于試求相應(yīng)于=1=1時(shí)的頻率時(shí)的頻率? ?若輸入為此若輸入為此頻率的正弦信號(hào)，則其實(shí)際輸出的幅頻率的正弦信號(hào)，則其實(shí)際輸出的幅值誤差是多少？值誤差是多少？工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Eng

33、ineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性3、一階系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4

34、不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)圖1-15（b)一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性（二）、二階系統(tǒng)的特性可用二階微分方程描述的系統(tǒng)稱為二階系統(tǒng)。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返

35、回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing

36、 in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù))()()()(. 3)(1)(1. 2)()()()(. 1txktGytyctyJtxqCqRqLtxidtCRidtdiLtxtkytyctymi 以電量表示輸出：工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing i

37、n Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)實(shí)例中所示的二階系統(tǒng)均可用二階微實(shí)例中所示的二階系統(tǒng)均可用二階微分方程的通式來(lái)描述分方程的通式來(lái)描述 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試

38、系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)

39、返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)對(duì)具體系統(tǒng)而言，對(duì)具體系統(tǒng)而言，S是一個(gè)常數(shù)?？闪钍且粋€(gè)常數(shù)。可令S=1，便可得到歸一化的二階微分方程式，可作為便可得到歸一化的二階微分方程式，可作為研究二階系統(tǒng)特性的標(biāo)準(zhǔn)式。由此可求得二研究二階系統(tǒng)特性的標(biāo)準(zhǔn)式。由此可求得二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)

40、特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)相應(yīng)的頻響函數(shù)、幅頻特性和相頻特性可分相應(yīng)的頻響函數(shù)、幅頻特性和相頻特性可分別表示為：別表示為： 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤

41、差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)二階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)為二階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)為 工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性3、二階系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)圖1-15

42、（c)二階系統(tǒng) 的單位階躍響應(yīng)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性（三）、二階系統(tǒng)的頻率特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)圖1-12二階系統(tǒng)的幅頻和相頻曲線 a)幅頻特性 b)相頻特性工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAd

43、vanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性 設(shè)測(cè)試裝置的輸入x(t)與輸出y(t)之間有： y(t)=A0 x(t-t0) 滿足 A0 及 t0 均為常數(shù)的測(cè)試稱為不失真測(cè)試. 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)試裝置的不失真測(cè)試測(cè)試裝置的不失真測(cè)試一、實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件不失真測(cè)試條件不失真測(cè)試條件舉例舉例不失真設(shè)計(jì)不失真設(shè)計(jì)1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)圖1-17波形的不失

44、真復(fù)現(xiàn)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性 若要求裝置的輸出波形不失真,則其幅頻和相頻特性應(yīng)分別滿足: A()= A0 =常數(shù)0)(t)(AA000)(圖圖1-18 1-18 滿足不失真測(cè)試條件的幅頻和相頻特性滿足不失真測(cè)試條件的幅頻和相頻特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)不失真測(cè)試條件不失真測(cè)試條

45、件舉例舉例不失真設(shè)計(jì)不失真設(shè)計(jì)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性二、例子：二、例子：1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)不失真測(cè)試條件不失真測(cè)試條件舉例舉例不失真設(shè)計(jì)不失真設(shè)計(jì)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechan

46、ical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性 允許的幅值測(cè)量誤差為： 式中的給定值，常取5%或10% 規(guī)定 為可用頻率范圍 為允許用它測(cè)量的最高信號(hào)頻率某一給定值%1001)(%100)0()0()(AAAAh0h三、測(cè)試系統(tǒng)的不失真設(shè)計(jì)三、測(cè)試系統(tǒng)的不失真設(shè)計(jì)1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)不失真測(cè)試條件不失真測(cè)試條件舉例舉例不失真設(shè)計(jì)不失真設(shè)計(jì)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring

47、 & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1 1、一階裝置不失真測(cè)試的頻率范圍、一階裝置不失真測(cè)試的頻率范圍 A()1A()1 當(dāng)當(dāng)0.3 0.3 時(shí)時(shí), ,幅值和相位失真都很小。幅值和相位失真都很小。 1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)不失真測(cè)試條件不失真測(cè)試條件舉例舉例不失真設(shè)計(jì)不失真設(shè)計(jì)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testi

48、ng in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性2、二階裝置不失真測(cè)試的頻率范圍 1 A() 1值在0.7左右、 0.4n可使幅頻特性工 作在平直段,相頻特性工作在直線段,從而使測(cè)量量的失真最小。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)不失真測(cè)試條件不失真測(cè)試條件舉例舉例不失真設(shè)計(jì)不失真設(shè)計(jì)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanica

49、l Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性一、一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)的測(cè)定二、二階系統(tǒng)阻尼比和固有頻率n n的測(cè)定 tZtZ0ty(t)tdM0tp1 第五節(jié)第五節(jié) 測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試方法測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試方法動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方法動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方法1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章

50、第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性第六節(jié)第六節(jié) 測(cè)試系統(tǒng)誤差分析測(cè)試系統(tǒng)誤差分析一、測(cè)量誤差的基本概念 1、真值：在一定條件下，被測(cè)量存在的實(shí)際值。 （1）理論真值：按一定理論計(jì)算得到的數(shù)值。（2）規(guī)定真值：用約定辦法來(lái)確定的數(shù)值。 （3）相對(duì)真值：用高等級(jí)計(jì)量器具測(cè)得的數(shù)值， 作為低等級(jí)儀器的參考真值。基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCA

51、U19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性2、誤差的定義：測(cè)量值與真值之差。（1）絕對(duì)誤差：被測(cè)量的測(cè)得值與其真值之差。絕對(duì)誤差 = 測(cè)得值 真值（2）相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)真值的百分比。 相對(duì)誤差 = 絕對(duì)誤差真值100%（3）引用誤差：測(cè)量裝置的示值絕對(duì)誤差與其 測(cè)量上限的百分比。 引用誤差 = 絕對(duì)誤差測(cè)量上限100%1.1線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差

52、分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性常用儀表的精度等級(jí)s: 0.1級(jí)、0.2級(jí)、 0.5級(jí)、 1級(jí)、 1.5級(jí)、2.5級(jí)、 5.0級(jí)。測(cè)量的絕對(duì)誤差：測(cè)量的相對(duì)誤差：式中：Xm為滿量程讀數(shù)；s為儀表精度等級(jí)數(shù)；x為測(cè)量值。%sXxmxsXxxm%1.1線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)

53、態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性二、誤差的分類1、 系統(tǒng)誤差：在相同測(cè)量條件下,對(duì)同一 物理量進(jìn)行多次測(cè)量的過(guò)程中保持定值 或按一定可循規(guī)律變化的誤差。 原因： （1）儀器不準(zhǔn)確，（2）測(cè)量方法不完善，（3）讀數(shù)方法不正確， 可通

54、過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法找出，并予以消除或減小。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性2、隨機(jī)誤差：在相同條件下多次測(cè)量同一 物理量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)沒(méi)有任何變化 規(guī)律的誤差。 原因

55、： 對(duì)于隨機(jī)誤差，就個(gè)體而言無(wú)規(guī)律可循， 但其總體卻服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。粗大誤差：明顯偏離測(cè)得值的誤差。 原因：是由于測(cè)量者粗心大意或操作不當(dāng) 造成的人為誤差。 在數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)按一定的依據(jù)判定后予 以剔除。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical En

56、gineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性精密度與準(zhǔn)確度實(shí)例4、精度：反映測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。 （1）準(zhǔn)確度:測(cè)得值與真值相符合的程度。 （2）精密度：指測(cè)量值集中的程度。 （3）精確度：反映系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合影響的程度。1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measurin

57、g & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性三、隨機(jī)誤差1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理樣本對(duì)同一個(gè)參數(shù)重復(fù)測(cè)量多次，得到的一個(gè)測(cè)量列。稱為樣本。個(gè)體每一個(gè)測(cè)量值稱為一個(gè)個(gè)體?？傮w當(dāng)個(gè)體趨于無(wú)窮多次時(shí)，稱為總體。 總體是無(wú)法得到的，我們只能盡可能的增大樣本容量，用樣本的統(tǒng)計(jì)參數(shù)來(lái)估計(jì)總體，用樣本

58、的特征值來(lái)估計(jì)真值。工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理（一）隨機(jī)誤差的特性 在每一次測(cè)量中，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)是偶然的，無(wú)法確定其大小和方向。但在大量的重復(fù)測(cè)量中，隨機(jī)誤差

59、分布的總體卻符合統(tǒng)計(jì)的規(guī)律。重復(fù)的次數(shù)越多，這種規(guī)律就越明顯。工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)果處理結(jié)果處理舉例： 為了精確測(cè)量某一鋼球的直徑，在相同的條件下共測(cè)量了150次，但每

60、次的測(cè)量值之間都存在微量的差異，我們將測(cè)量值進(jìn)行區(qū)間處理，即每十個(gè)百分點(diǎn)為一區(qū)間，由此可計(jì)算測(cè)量值落入該區(qū)間的頻率。將全部測(cè)量結(jié)果繪制成統(tǒng)計(jì)直方圖。工程測(cè)試技術(shù)本科生CAUCAU19051905T TAdvanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering第一章第一章 測(cè)試系測(cè)試系統(tǒng)的基本特性統(tǒng)的基本特性1.1 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)1.2 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.3動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性1.4不失真測(cè)試不失真測(cè)試1.5測(cè)試方法測(cè)試方法1.6誤差分析誤差分析返回首頁(yè)返回首頁(yè)基本概念基本概念誤差的分類誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差粗大誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差結(jié)