检测技术第三章测试系统.pptVIP

例2：求给定正弦输入下系统的输出信号第30页，共64页，星期日，2025年，2月5日第31页，共64页，星期日，2025年，2月5日第32页，共64页，星期日，2025年，2月5日（4）系统的脉冲响应函数第33页，共64页，星期日，2025年，2月5日二基本系统的动态特性一阶、二阶系统是构成复杂系统的基本单元。一阶RC滤波器，温度计，弹簧阻尼系统等都是一阶系统。一阶系统中包含一个储能和一个耗能的元件，其微分方程表达式为第34页，共64页，星期日，2025年，2月5日一阶系统的动态特性参数第35页，共64页，星期日，2025年，2月5日一阶系统的伯德图第36页，共64页，星期日，2025年，2月5日第37页，共64页，星期日，2025年，2月5日一阶系统的时域响应（1）一阶系统的单位脉冲响应第38页，共64页，星期日，2025年，2月5日（2）一阶系统的单位阶跃响应第39页，共64页，星期日，2025年，2月5日二阶系统弹簧质量阻尼系统R-L-C串连电路第40页，共64页，星期日，2025年，2月5日第41页，共64页，星期日，2025年，2月5日二阶系统的幅频特性和相频特性表达式为二阶系统的固有频率，阻尼比和静态灵敏度K都是取决于系统的结构常数。第42页，共64页，星期日，2025年，2月5日第43页，共64页，星期日，2025年，2月5日第44页，共64页，星期日，2025年，2月5日二阶系统伯德图的特性第45页，共64页，星期日，2025年，2月5日第1页，共64页，星期日，2025年，2月5日系统：一系列相关实物按一定关系组成能够完成特定任务的整体。测试装置本身就是一个系统。3-1概述测试系统与输入、输出之间关系：(1)已知x(t),h(t),求y(t);(2)已知x(t),y(t),求h(t);(3)已知h(t),y(t)，求x(t)；第2页，共64页，星期日，2025年，2月5日3.1.1系统的数学模型测试装置在信号传递过程中动态特性的数学描述就称为系统或装置的数学模型。系统数学模型的建立是分析系统特性的首要环节。工程中常用的数学模型包括微分方程、传递函数、频率响应函数。其中微分方程是最基本的数学模型，是其他模型的基础。第3页，共64页，星期日，2025年，2月5日3.1.2线性时不变系统理想的测试装置应该具有单值、确定的输入输出关系，以输出输入为线性关系最佳。第4页，共64页，星期日，2025年，2月5日线性时不变系统的主要性质：1.叠加性叠加原理说明作用于系统的各个输入所产生的输出是互不影响的。当分析多个复杂输入时，可以先分析单个输入作用时的输出，然后将所有输出叠加即为总输出。第5页，共64页，星期日，2025年，2月5日2.比例特性3.微分特性第6页，共64页，星期日，2025年，2月5日4.积分特性5.频率保持性第7页，共64页，星期日，2025年，2月5日即信号通过测试装置后幅值可能放大或衰减，相位可能超前或滞后，但输入信号的频率不会发生变化。系统的叠加性和频率保持性的重要意义在于如果知道系统的输入信号频率，则输出信号中只有与输入同频率的分量才是该输入引起的，其他分量都是噪声。因此，在很强的噪声背景下，依据频率保持性，采用滤波技术也可以把有用信息提取出来。第8页，共64页，星期日，2025年，2月5日检测结果和被测量真值之间的差值就是测量误差。(1)绝对误差：(2)相对误差：3.1.2误差的概念第9页，共64页，星期日，2025年，2月5日(3)最大引用误差通常用最大引用误差来表示仪表的精度等级，工业仪表常见的精度等级有0.1、0.2、0.5、2.0、2.5级等，即其最大引用误差不超过第10页，共64页，星期日，2025年，2月5日例：有指针式电流表4只，精度等级和量程分别为2.5级100uA,2.5级200uA，1.5级100uA,1.5级1mA，当被测电流为90uA时，用以上4只表测量，分别求出可能产生的最大相对误差（即标称相对误差）第11页，共64页，星期日，2025年，2月5日第12页，共64页，星期日，2025年，2月5日(1)系统误差:在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。系统误差可以通过仪表的校正或对测量结果进行修正的方法来减小或消除它对测量结果的影响。(2)随机误差：测量结果在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。随机误差由许多独立的、微小的、偶然的随机因素引起，不能通过校正或修正