測試系統(tǒng)ppt課件-文庫吧在線文庫
【正文】 nna a a a?1 1 0, , , ,mmb b b b?第一節(jié) 測試系統(tǒng)及其主要性質(zhì) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其所用元器件參數(shù)決定了系數(shù) 二、定常線性系統(tǒng)的主要性質(zhì) )()( 11 tytx ? )()( 22 tytx ?? ? ? ?)()()()( 2121 tytytxtx ???符合疊加原理， 意味著作用于線性系統(tǒng)的各個(gè)輸入所產(chǎn)生的輸出是互不影響的 。在 動(dòng)態(tài)測量 中，則需要利用這四方面的特性指標(biāo)來衡量測量儀器的質(zhì)量，因?yàn)樗鼈兌紝?huì)對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。 L?補(bǔ)充 量程及測量范圍 1 測試系統(tǒng)能測量的最小輸入量（下限）至最大輸入量（上限）之間的范圍稱為 量程 。 模擬系統(tǒng)，標(biāo)尺最小分度值的一半 數(shù)字系統(tǒng)，輸出顯示的最小一位。 ?測量范圍：指測試裝置能正常測量最小輸入量和最大輸入量之間的范圍。其中 s為復(fù)變量， sj????11 1 011 1 0()()()mmmmnnnnb s b s b s bYsHsX s a s a s a s a????? ? ? ???? ? ? ?一、傳遞函數(shù) 第三節(jié) 測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 0( ) ( )e dstY s y t t? ?? ? 傳遞函數(shù)包含了系統(tǒng)瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)時(shí)間響應(yīng)和頻率響應(yīng)的全部信息。因此頻率響應(yīng)函數(shù)是實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)的重要工具。 裝置的相應(yīng)輸出是 Y(s)=H(s)X(s)=H(s), 其時(shí)域描述可通過對 Y(s)的拉普拉斯反變換得到 h(t)常稱為系統(tǒng)的 脈沖響應(yīng)函數(shù) ，可作為系統(tǒng)特性的時(shí)域描述。 3）一階系統(tǒng)的伯德圖可用一條折線來近似描述。 A(ω)/dB φ(ω) ω/ωn 二階系統(tǒng)的特點(diǎn)： 1）當(dāng) 時(shí)， ；當(dāng) 時(shí) ， 。在 ω=ωn 附近，系統(tǒng)幅頻特性受阻尼比影響極大，系統(tǒng)發(fā)生共振。 1 2 1 2 1 200[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] ( ) ( )ttL f t f d L f t f t d F s F s? ? ? ? ?? ? ? ???二、系統(tǒng)對單位階躍輸入的響應(yīng) 單位階躍輸入 工程中的突然加載或卸載可視為單位階躍輸入。相反 ,ξ越大 ,則振蕩越小 ,過渡過程越平穩(wěn) ,系統(tǒng)穩(wěn)定性越好 ,但響應(yīng)時(shí)間較長 ,系統(tǒng)靈敏度降低。 實(shí)際測量中，絕對的不失真測試是不可能實(shí)現(xiàn)的，只能把失真的程度控制在允許范圍內(nèi)。但是此時(shí)輸出幅值太小。因此， 重視抗干擾設(shè)計(jì)是測試工作中不可忽視的問題 。信道干擾是測量裝置內(nèi)部的干擾，在設(shè)計(jì)時(shí)，選用低噪聲的元器件，合理排放印刷電路板上的元件等措施可增強(qiáng)信道的抗干擾性。 (2) 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。 二階系統(tǒng) 一階系統(tǒng) 根據(jù)測試信號的頻帶選擇合適的測試裝置。所以一階裝置的時(shí)間常數(shù)，原則上越小越好。 ? ? ? ?00 ttxAty ??0A 0t0A 0t對該式作傅立葉變換 當(dāng) t0時(shí)， x(t)=0、 y(t)=0，有 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 ? ? ? ?00 jtY A e X?????? ? ? ? ? ? ? ?? ? 00Yj jtXH A e A e??? ???? ?? ? ?? ?? ?00A A Ct?? ? ?????A（ ω） 不等于常數(shù)時(shí)所引起的失真稱為幅值失真， φ(ω)與 ω之間的非線性關(guān)系所引起的失真稱為相位失真。此時(shí) ,過渡過程 無振蕩 ,但響應(yīng)時(shí)間較長 。設(shè)系統(tǒng)初始狀態(tài)為零，即 x0(0) = 0， fi(0) = 0。中間區(qū)域存在共振現(xiàn)象，近似折線偏離實(shí)際曲線較大。 對式兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，并令 = RC（ 為溫度計(jì)時(shí)間常數(shù)），則有： 整理得系統(tǒng)的 傳遞函數(shù) 為： 舉例： o i o( ) ( ) d ( )dT t T t T tCRt? ???iTt??oTto o i( ) ( ) ( )sT s T s T s? ??? ?oi() 1()( ) 1TsHsT s s??? ?第三節(jié) 測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 可得系統(tǒng)的 頻率響應(yīng)函數(shù) 為： 1( j ) 1jH ? ??? ?可以看出， 液柱式溫度計(jì)的傳遞特性是一個(gè)一階系統(tǒng)特性 。 一般形式的一階微分方程為 改寫為 式中 為 時(shí)間常數(shù) ； 為 系統(tǒng)靈敏度 。 2）也可在初始條件全為零的情況下，同時(shí)測得輸入 x(t)和輸出 y(t)，由其傅里葉變換 X(ω)和 Y(ω)求得頻率響應(yīng)函數(shù) 第三節(jié) 測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 圖象描述： 1） 曲線 —— 幅頻特性曲線 曲線 —— 相頻特性曲線 2） 曲線 —— 實(shí)頻特性曲線 曲線 —— 虛頻特性曲線 ? ?? ? ??? ?A ???3. 幅、相頻率特性和其圖象描述 頻率響應(yīng)函數(shù) H(ω) ()( ) ( ) ( ) ( ) jH P j Q A e ??? ? ? ?? ? ?? ?P ???? ?Q ???ωω00A (ω )Φ (ω )ωω00P ( ω )Q ( ω )第三節(jié) 測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 實(shí)數(shù)部分 虛數(shù)部分 3） 波德圖 對自變量 ω 取對數(shù)標(biāo)尺，幅值比 A(ω)的坐標(biāo)取分貝數(shù)（ dB)標(biāo)尺，相角取實(shí)數(shù)標(biāo)尺。 4） H(s) 中的分母取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其 s 的冪次代表系統(tǒng)的 階數(shù) 。 在選擇和設(shè)計(jì)測試系統(tǒng)時(shí)，要從 對象情況、精度要求、測試環(huán)境 等因素經(jīng)濟(jì)合理地尋去各項(xiàng)指標(biāo) 第二節(jié) 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性 總結(jié) 測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是輸出隨輸入變化而變化的關(guān)系。 在輸入不變時(shí)，測試系統(tǒng)特性隨時(shí)間的慢變化稱為 漂移 。例如有效范圍為（ 20％～ 85％） RH，則可調(diào)范圍為 ∶ 1。 非線性度 用實(shí)際輸
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