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《測試裝置的基本特性_1ppt培訓(xùn)課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械工程學(xué)院儀器系第二章測試裝置的基本特性第一節(jié)概述第二節(jié)測量裝置的靜態(tài)特性第三節(jié)測量裝置的動(dòng)態(tài)特性第四節(jié)測試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)第五節(jié)實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件第六節(jié)測量裝置動(dòng)態(tài)特性的測量第七節(jié)負(fù)載效應(yīng)第八節(jié)測量裝置的抗干擾2．1測量系統(tǒng)及其主要性質(zhì)測量系統(tǒng)是指由有關(guān)器件、儀器和裝置有機(jī)組合而成的具有定量獲取某種未知信息之功能的整體。一個(gè)系統(tǒng)無論多么復(fù)雜，其傳遞特性與輸入、輸出之間的關(guān)系可用圖2.1表示，其中x(t)和y(t)分別表示輸入與輸出量，h(t)表示系統(tǒng)的傳遞特性。三者之間一般有如下的幾種關(guān)系：(1)已知輸入量和系統(tǒng)的傳遞特性，則可求出系統(tǒng)的輸出(2)已知系統(tǒng)的輸入量
2、和輸出量，求系統(tǒng)的傳遞特性。(3)已知系統(tǒng)的傳遞特性和輸出量，來推知系統(tǒng)的輸入量。測試系統(tǒng)基本要求理想的測試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定的輸入－輸出關(guān)系。對(duì)于每一輸入量都應(yīng)該只有單一的輸出量與之對(duì)應(yīng)。知道其中一個(gè)量就可以確定另一個(gè)量。其中以輸出和輸入成線性關(guān)系最佳。xy線性xy線性xy非線性第一節(jié)概述★測試裝置能否實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量，取決于其特性：測試裝置的特性抗干擾特性負(fù)載特性動(dòng)態(tài)特性靜態(tài)特性系統(tǒng)輸入x(t)和輸出y(t)間的關(guān)系可以用常系數(shù)線性微分方程來描述：線性系統(tǒng)(時(shí)域描述)一般在工程中使用的測試系統(tǒng)都是線性系統(tǒng)。線性系統(tǒng)性質(zhì)：1、疊加性系統(tǒng)對(duì)各輸入之和的輸出等于各單個(gè)輸入的輸出之和，即若 x
3、1(t)→y1(t)，x2(t)→y2(t)則 x1(t)±x2(t)→y1(t)±y2(t)2、比例性常數(shù)倍輸入所得的輸出等于原輸入所得輸出的常數(shù)倍，即:若 x(t)→y(t)則 kx(t)→ky(t)3、微分性系統(tǒng)對(duì)原輸入信號(hào)的微分等于原輸出信號(hào)的微分，即若x(t)→y(t)則4、積分性當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)對(duì)原輸入信號(hào)的積分等于原輸出信號(hào)的積分，即若x(t)→y(t)則5、頻率保持性若系統(tǒng)的輸入為某一頻率的諧波信號(hào)，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出將為同一頻率的諧波信號(hào)，即若 x(t)=Acos(ωt+φx)則 y(t)=Bcos(ωt+φy)線性系統(tǒng)的這些主要特性，特別是符合疊加原
4、理和頻率保持性，在測量工作中具有重要作用。第二節(jié)測量裝置的靜態(tài)特性如果測量系統(tǒng)的輸人和輸出不隨時(shí)間變化或變化極慢時(shí),測量系統(tǒng)的響應(yīng)特性稱為靜態(tài)特性。描述測量系統(tǒng)靜態(tài)特性的主要參數(shù)有靈敏度、線性度、回程誤差、量程、精確度、分辨力、重復(fù)性、漂移、穩(wěn)定性等。靜態(tài)特性指標(biāo)靈敏度S：單位輸入變化所引起的輸出的變化稱為靈敏度,通常用輸出量與輸入量的變化量之比來表示。即對(duì)特性成線性關(guān)系的系統(tǒng)，如圖2.2a所示，其靈敏度為常量。即=常量對(duì)特性成非線性關(guān)系的系統(tǒng)，如圖2.2b所示，其靈敏度為系統(tǒng)特性曲線的斜率。即靈敏度反映了測量系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)變化的一種反應(yīng)能力，是有量綱的。線性度：通常也稱為非線性誤差，是指測量
5、系統(tǒng)的實(shí)際輸入輸出特性曲線對(duì)于參考線性輸入輸出特性的接近或偏離程度，用實(shí)際輸入－輸出特性曲線對(duì)參考線性輸入－輸出特性曲線的最大偏差量與滿量程的百分比來表示。即－線性度－滿量程－最大偏差其中：xy0實(shí)際工作曲線參考工作曲線YFS△Lmax正行程工作曲線反行程工作曲線y0YFSXFS△Hmaxx回程誤差：亦稱遲滯，表征測量系統(tǒng)在全量程范圍內(nèi)，輸入量由小到大(正行程)或由大到小(反行程)兩者靜態(tài)特性不一致的程度。顯然,越小,遲滯性能越好。量程：量程指測試裝置允許測量的輸入量的上、下極限值。輸入超過允許承受的最大值時(shí)，稱為過載。過載能力通常用一個(gè)允許的最大值或者用滿量程值的百分?jǐn)?shù)來表示。精確度：精確度
6、指測量儀器的指示值和被測量真值的接近程度精確度是受諸如非線性、遲滯、溫度變化、漂移等一系列因素的影響，反映測量中各類誤差的綜合。分辨力：分辨力是指測量系統(tǒng)所能檢測出來的輸入量的最小變化量，通常是以最小單位輸出量所對(duì)應(yīng)的輸入量來表示。一個(gè)測量系統(tǒng)的分辨力越高，表示它所能檢測出的輸入量的最小變化量值越小。重復(fù)性：表示測量系統(tǒng)在同一工作條件下，按同一方向作全量程多次(三次以上)測量時(shí)，對(duì)于同一個(gè)激勵(lì)量其測量結(jié)果的不一致程度。用正、反行程最大偏差與滿量程輸出的百分比來表示，即yYFSXFS△R0x漂移：外界干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)的變化。有時(shí)間漂移（時(shí)漂）、溫度漂移（溫漂）、零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移
7、等。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性表示測試裝置在一個(gè)較長時(shí)間內(nèi)保持其性能參數(shù)的能力。也就是在規(guī)定的條件下，測量裝置的輸出特性隨時(shí)間的推移而保持不變的能力。2．3第三節(jié)測量裝置的動(dòng)態(tài)特性測試裝置的動(dòng)態(tài)特性是指當(dāng)輸入量隨時(shí)間快速變化時(shí)，測量輸入與輸出(響應(yīng))之間動(dòng)態(tài)關(guān)系的數(shù)學(xué)描述。一、動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述把測量裝置視為定常線性系統(tǒng)，可用常系數(shù)線性微分方程描述輸入、輸出關(guān)系，但使用不便?？赏ㄟ^拉普拉斯變化建立“傳遞函數(shù)”
