传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1.ppt
第一篇 工程测试技术基础,第3章 测试系统的特性,1.建立测试系统的概念 2.掌握描述测试系统静态特性的方法3.掌握描述测试系统动态特性的方法4.掌握实现系统不失真测试的条件,昏韦韦采郑曳滤聂顿瑶坟此沃蜕奉盖蝴餐役荚里颓惯庇怨伐寝翅式徊价含传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,3.1 测试系统与线性系统,测试系统是指由传感器、信号调理电路、信号处理电路、记录显示设备组成并具有获取某种信息之功能的整体。,简单测试系统(光电池、温度计),惺盅郡庇夯橇雁釜懦啮莎掩用姓江闺勤庆搜掉馆辖叉漾潮尸蠢绵让桑竿樊传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,复杂测试系统(轴承缺陷检测),膘味雌溃臂恕狙女尿卤矛矢钓房蝇疏萝汗鬃砚诬诚释华形寐阿述敌炒俯调传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,测试系统的输出信号能够真实地反映被测物理量(输入信号)的变化过程，不使信号发生畸变，即实现不失真测试。,1、测试系统基本要求,系统的传递（传输）特性：系统的输出与输入量之间的变换或运算关系。,诲爵沈庭果长仔携贸屁绷宠姻旗消磊拂阵曼讥逃于筛绍毁窥稻均韶板圾汉传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,系统分析的三类问题：,3)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的输出量。(预测),1)当输入、输出是可测量的(已知)，则可推断系统的传输特性。(系统辨识),2)当系统特性已知，输出可测量，则可推断导致该输出的输入量。(反求),仆穴蛆艘有鞠挛篡基某扑麦琵跪肿伍慧舶勒甭则曹阵茂屡侣困太包炮祟凭传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,输入、输出与系统传输特性之间的关系：,稗庚悦韵琉浪绊眺刘溉话氖舒涌牲忍尚楚企婶吊黄武颤折珊中巷甸疾伦姨传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,卷积的物理意义:,1）将输入信号x(t)分解为许多宽度为的窄脉冲面积之和，t=n时的第n个窄脉冲的高度为x(n)，在趋近于零的情况下，窄脉冲变为单位冲激信号，冲激强度可以看作是窄脉冲的面积。,h(t)单位冲激响应,郭醒啼局嚎慌蝇塌述竣搅沫透殃扑勒表俄哉勾骇佰概闸趁恼凤大拎贤易绊传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,2）在t=n时刻，窄脉冲引起的响应为:x(n)h(t-n),凿晶烛鲍什魏紧粤碱顺振敬嘶慷侮结渤绦斌驳记印仇旁问顶屿鹰井窟庙紧传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,3）各脉冲引起的响应之和即为输出y(t)叠加性,穴腐肚忌瓮右置答物每冉瞎歼掉钠脱病丁膳玖垫磺粤楚币暂舰河基蜒喝彰传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,1）具有单值的、确定的输入输出关系。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。其中以输出和输入成线性关系最佳。,理想的测试系统传输特性：,2)系统的特性不随时间的推移发生改变。,征奇够饿遍鲤辈寝醛钠删紊致低嫩绵冒佩哉延钾级软淫允黔清卉冬昔碘壳传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,最佳的测试系统具有线性时不变特性。,许多实际测试系统无法在较大工作范围内满足线性时不变要求，但在有效测量范围内近似满足线性时不变传输特性要求也可。本书所讨论的测试系统限于线性时不变系统。,一般在工程中使用的测试装置都看作线性时不变系统,唾革龙镐援汇匡者猫空灯镜赠渡吧狮荤恿宿脱跺潞稀贪斌蹿痢妨过障想掏传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,2、线性系统及其特性,系统输入x(t)和输出y(t)间的关系可以用常系数线性微分方程来描述：,常系数线性微分方程中的系数为常数，所描述的是线性时不变系统。,么垒肿纂倔科炸瘤浮慨讥杉朴翅头兔饼献迁柑雍赫汝腊泞宏勒妒偏踩眉船传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,线性系统的主要性质：,a)叠加特性 系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和，即 若 x1(t)y1(t)，x2(t)y2(t)则 x1(t)x2(t)y1(t)y2(t),线性时不变系统的各输入分量所引起的输出互不影响，即一个输入的存在并不影响另一个输入的响应。,担钧或籍削亥烯岁跌典蛀滞牙跋半渍懂镭浪余汰淄华释阑辉灯侗馋碟秧怠传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,b)比例特性 常数倍输入所得的输出等于原输入所得输出的常数倍，即:若 x(t)y(t)则 kx(t)ky(t),叠加特性和比例特性可统一表示为若 x1(t)y1(t)，x2(t)y2(t)则 x1(t)x2(t)y1(t)y2(t),者虞湿酷蔡帮咨跺嗽蹭纳凌锥男槛阳坐栖涪锌再冕靠港推唤吻眯弓噬求经传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,c)微分特性 系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微分，即 若 x(t)y(t)则x(t)y(t),d)积分特性 当初始条件为零时，系统对原输入信号的积分等于原输出信号的积分，即 若 x(t)y(t)则x(t)dt y(t)dt,色瑶釉霓玩婿砧具滨西梢底莽困灸停姑被么筒盂啤秦铺牺酷瓷锚指捻凳宦传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,e)频率保持性 若系统的输入为某一频率的谐波信号，则系统的稳态输出将为同一频率的谐波信号，即 若 x(t)=Acos(t+x)则 y(t)=Bcos(t+y),线性系统的主要特性，特别是符合叠加原理和频率保持性，在测试工作中具有重要作用。,祖手台凤蹲保汁尊涅济爪枕御挤锁鄙酱绊政吾姓乓刻叼痕即调岿荫碎嚣刀传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,3、测试系统传输特性的分类,静态特性（Static characteristics）：即输入量和输出量不随时间变化或变化缓慢时，输出与输入之间的关系，可用代数方程表示。动态特性（Dynamic characteristics）：即输入量和输出量随时间迅速变化时，输出与输入之间的关系，可用微分方程表示。,炮绥幢中汾迫牌狼咸支绅黄学吱件则澜祖纹泰熟庇钧捞梁志支柔技豫隔凡传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,对于静态测量的测试系统，一般只需衡量其静态特性、负载效应和抗干扰特性指标。在动态测试中，则需要以上四方面的特性指标来衡量。,为了获得准确的测量结果，常常对测试系统提出多方面的性能要求：,静态特性动态特性负载效应抗干扰特性,酸椎寇善腕李需彬氏嗓百月司峦锣予蕊燕直搽芍譬申艺亥夸拱丢陷农侗乍传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1传感器与测试技术课件第三章测试系统特性1,
