测试技术第二章12节课件.ppt
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1、测试系统的特性的描述测试系统的特性的描述 武汉轻工大学测试系统的特性的获取测试系统的特性的获取实验法实验法计算法计算法测试系统特性对测量结果的影响测试系统特性对测量结果的影响第二章、测试系统的基本特性第二章、测试系统的基本特性 测试系统举例测试系统举例及方程建立及方程建立2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述一一.测试系统测试系统 是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。如是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。如 武汉轻工大学2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述RCvivo激励激励 vi(t)或输入或输入响应响应 vo(t)或输出或输出低通滤波器低通滤波器:应变片应变片:武汉轻工大
2、学 2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述检流计检流计,万用表万用表 武汉轻工大学2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述 无论复杂度如何,把测量装置作为一个系统无论复杂度如何,把测量装置作为一个系统来看待。问题简化为处理输入量来看待。问题简化为处理输入量x(t)x(t)、系统传输、系统传输特性特性h(t)h(t)和输出和输出y(t)y(t)三者之间的关系。三者之间的关系。x(t)测试系统测试系统h(t)h(t)或或H(j)H(j)、H(s)H(s)y(t)武汉轻工大学2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述例子例子1 弹簧秤弹簧秤W激励激励/输入输入:物品重量物品重量 W(t)响应响应/输
3、出输出:弹簧伸长量:弹簧伸长量 y(t)二二 、测试系统的数学描述、测试系统的数学描述 武汉轻工大学kWy y2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述例子例子 3 低通滤波器低通滤波器RCvivo激励激励 或或输入输入响应响应 vo(t)或或输出输出)t(v)t(vdt)t(dvCR)t(vRdt)t(Cv(d)t(vRdtdq)t(viR)t(viooooooi 武汉轻工大学激励激励 vi(t)或或输入输入响应响应 或或输出输出2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述 武汉轻工大学例子例子 4 检流计检流计(万用电表表头、动圈式仪表万用电表表头、动圈式仪表)2.1 2.1 测试系统概述测试系
4、统概述 武汉轻工大学例子例子 4 检流计检流计(是一个转子弹簧系统,原理是,是一个转子弹簧系统,原理是,2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述 武汉轻工大学2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述NS电 磁 力 矩弹 簧 阻 力 矩阻 尼 力 矩2221322321)()(dtdJdtdkktikdtdJMtikMdtdkMkM电磁力矩阻尼力矩弹簧输出输出输入输入)(ti(t)i(t)()(dt)(C)(22tiktKtddttdJ电弹2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述 武汉轻工大学例子例子 5 热电阻热电阻)1()(2210nnTaTaTaRTR非线性关系非线性关系!Rt2.1 2.
5、1 测试系统概述测试系统概述 无论复杂度如何,把测量装置作为一个系统无论复杂度如何,把测量装置作为一个系统来看待。问题简化为处理输入量来看待。问题简化为处理输入量x(t)x(t)、系统传输、系统传输特性特性h(t)h(t)和输出和输出y(t)y(t)三者之间的关系。三者之间的关系。x(t)测试系统测试系统h(t)h(t)或或H(j)H(j)、H(s)H(s)y(t)武汉轻工大学0),(yxf2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述三、对测试系统的基本要求三、对测试系统的基本要求 a)理想的测试系统应该具有理想的测试系统应该具有单值的、确定的单值的、确定的输入输输入输出关系。对于每一输入量都应该
6、只有单一的输出量与之对出关系。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。应。知道其中一个量就可以确定另一个量。b)理想的测试系统输入输出关系理想的测试系统输入输出关系 :成成线性关系线性关系最最佳。佳。动态测试时动态测试时必须成必须成线性关系;线性关系;c)系统的系统的响应响应速度快速度快 武汉轻工大学 系统输入系统输入x(t)和输出和输出y(t)间的关系可以用间的关系可以用常系数线性微常系数线性微分方程分方程来描述:来描述:四、线性定常系统及其特点四、线性定常系统及其特点(教材教材p45)xbxtdxbdtxdbdtxdbyadtdyadtydadtyd
7、a01m1mmm01n1nnn 式中:式中:an,an-1,a1,a0 和和 bm,bm-1,b1,b0等等都是有测量系统自身的物理性质决定的都是有测量系统自身的物理性质决定的2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述 武汉轻工大学b)频率保持性频率保持性 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,即出将为同一频率的谐波信号,即 若若 x(t)=Acos(t+x)或或 则则 y(t)=Bcos(t+y)或或一般一般,在工程中使用的在工程中使用的动态动态测试装置都是测试装置都是线性系统线性系统。线性定常系统性质线性定常
8、系统性质:a)叠加性叠加性 系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和,系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和,即即 若若 x1(t)y1(t),x2(t)y2(t)则则 x1(t)x2(t)y1(t)y2(t)迭加原理表明迭加原理表明:对于线性对于线性 系统系统,一个输入的存在不影响另一个输入的存在不影响另一个输入的响应一个输入的响应,因此因此,对于一个复杂的输入对于一个复杂的输入,就可将其分解就可将其分解-2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述tjeXtx0)()(0)(tjeYty 武汉轻工大学2.1 2.1 测试系统概述测试系统概述 武汉轻工大学线性定常系统的频率保持性在



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