第二章测量系统的动态特性——0316详解.pptVIP

* 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 2、二阶测量系统的频率响应 幅频特性 系统的阻尼比 系统的固有频率 相频特性 第二节 测量系统的动态响应 二、频率响应 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 二阶测量系统的频率响应 第二节 测量系统的动态响应 二、频率响应 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 第二节 测量系统的动态响应 二、频率响应 （1）特性曲线的纵坐标表示输入信号与输出信号之比，即动态测量的幅值误差。幅值比A(?)随频率比?/?n而变化，并与阻尼比ξ有关。最值得重视的是在ξ=0.6~0.8时，由幅频特性和相频特性曲线可见，在?/?n1时，较宽的?/?n范围内，A(?)≈1，而且此时相频特性曲线近似呈直线，这表明在此范围内的幅值动态误差为最小，不同频率的正弦波相位差呈线性变化，因而输出信号失真度最小。 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 第二节 测量系统的动态响应 二、频率响应 （2）为了达到不失真输出或将失真控制在较小值的目的，对?/?n的范围要求是：当ξ=0.7时，若希望幅值误差控制在±5%，则要求?/?n =0~0.59；若希望幅值误差控制在±10%，则要求?/?n =0~0.71。由此可见，采用提高二阶测量系统的固有频率，既可以保证较小值的动态幅值误差，又可以扩大测量范围。 （3）当ξ1时，在?/?n=1处测量系统A(?)最大，系统出现谐振。幅值随ξ的减小而增大；当ξ=0时，幅值趋于∞；当ξ≥0.707时，不再出现谐振，并随?/?n的增大呈单调下降。 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 二阶测量系统的频率响应 二阶装置是一个振荡环节。当输入信号频率ω等于装置固有频率，即?/?n= 1附近，出现共振。共振时：A(ω)=1/2ξ，当ξ很小时，将产生很高的共振峰。 二阶装置是一低通环节。当输入信号频率ω 小于装置固有频率二分之一，即ω＜0.5ωn时，A(ω)≈1 ，曲线基本为水平状态。随ω的增大，A(ω)先进入共振区，而后进入衰减区。当ω远大于ωn 时， A(ω) → 0 。 第二节 测量系统的动态响应 二、频率响应 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 二阶测量系统的频率响应 ξ=0.7 左右时，几乎无共振现象，且其水平段最长，即测量装置的输出不受输入信号频率影响的范围最大。 ξ=0.7 左右时，相频特性曲线几乎是一斜直线，即各输出信号滞后相角与其频率成正比。 第二节 测量系统的动态响应 二、频率响应 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 3、线性测量系统的频率响应 串联环节频率响应函数 并联环节频率响应函数 负反馈联接频率响应函数 正反馈联接频率响应函数 第二节 测量系统的动态响应 二、频率响应 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 定义：用实验的方法来测量仪器的动态特性。 为何标定：理论分析法难以正确确定仪器的动态特性。 标定内容：时间常数、无阻尼时仪器的固有频率频率阻尼比等。 标定方法：频响法、随机信号法、阶跃响应法 应用最为广泛 第三节 测量系统的动态标定 第三节 测量系统的动态标定 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 频率响应法：输入正弦信号来测定动态响应。 随机信号法：输入阶跃信号来测定动态响应。 随机信号法：输入信号为随机信号来测定动态响应。 第三节 测量系统的动态标定 对一测量系统，主要确定的动态特性参数为时间常数τ。它可用测量系统对阶跃输入瞬态响应到达稳定值的63.2%所需要的时间作为被测系统的时间常数。更为合理的方法是测取被标定系统对阶跃输入瞬态响应的一组数据，在对数坐标上作图，确定时间常数，并同时标定被测系统与一阶测量系统符合的程度。 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 一阶测量系统阶跃响应试验 确定时间常数 第三节 测量系统的动态标定 取对数 * 热能与动力测试技术 第二章 测量系统的动态特性 * 二阶测量系统阶跃响应试验 确定无阻尼固有频率ωn 和阻尼比ξ 第三节 测量系统的动态标定 * 热能与动力测试