工程測試技術(shù)基礎(chǔ)(第三章測試系統(tǒng)特性)

1、重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 工程測試技術(shù)基礎(chǔ)工程測試技術(shù)基礎(chǔ)本章學(xué)習(xí)要求：本章學(xué)習(xí)要求：1.1.建立測試系統(tǒng)的概念建立測試系統(tǒng)的概念 2.2.了解測試系統(tǒng)特性對測量結(jié)果的影響了解測試系統(tǒng)特性對測量結(jié)果的影響 3.3.了解測試系統(tǒng)特性的測量方法了解測試系統(tǒng)特性的測量方法重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 測試系統(tǒng)是執(zhí)行測試任務(wù)的傳感器、儀器測試系統(tǒng)是執(zhí)行測試任務(wù)的傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。和設(shè)備的總稱。 3.1 3.1 測試系統(tǒng)概論測試系統(tǒng)概論 簡單測試系統(tǒng)簡單測試系統(tǒng)(光電池光電池)V重慶交通大

2、學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 復(fù)雜測試系統(tǒng)復(fù)雜測試系統(tǒng)( (軸承缺陷檢測軸承缺陷檢測) ) 加速度計加速度計 帶通濾波器帶通濾波器 包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 不失真測量：不失真測量：語音片段語音片段1(Good)1(Good)語音片段語音片段2(bad)2(bad)重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.2 3.2 測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性 第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 如果測量時，測試裝置的輸入、輸出如果測量時，測試裝置的輸入、輸出信號不隨時間

3、而變化，則稱為靜態(tài)測量。信號不隨時間而變化，則稱為靜態(tài)測量。重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院 靜態(tài)測量時，測試裝置表現(xiàn)出的響應(yīng)特靜態(tài)測量時，測試裝置表現(xiàn)出的響應(yīng)特性稱為靜態(tài)響應(yīng)特性。性稱為靜態(tài)響應(yīng)特性。a)a)靈敏度靈敏度 當(dāng)測試裝置的輸入當(dāng)測試裝置的輸入x x有一增量有一增量x,x,引起輸出引起輸出y y發(fā)發(fā)生相應(yīng)變化生相應(yīng)變化y y時時, ,定義定義: S=: S=y/y/x x第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 y yx xx xy y重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.2 測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性b)b)非線性度非線性度 標(biāo)定曲線與擬合直線的偏離程

4、度就是非線性度。標(biāo)定曲線與擬合直線的偏離程度就是非線性度。 非線性度非線性度=B/A=B/A100%100%y yx xB B重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.2 測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性c)c)回程誤差回程誤差 測試裝置在輸入量由小增大和由大減小的測試過測試裝置在輸入量由小增大和由大減小的測試過程中，對于同一個輸入量所得到的兩個數(shù)值不同的程中，對于同一個輸入量所得到的兩個數(shù)值不同的輸出量之間差值最大者為輸出量之間差值最大者為hmaxhmax，則定義回程誤差為則定義回程誤差為: : (hmax/A)(hmax/A)100%100%y yx xhmaxhmaxA A重慶

5、交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院d) d) 靜態(tài)響應(yīng)特性的其他描述靜態(tài)響應(yīng)特性的其他描述3.2 測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性精度：精度：是與評價測試裝置產(chǎn)生的測量是與評價測試裝置產(chǎn)生的測量誤差大小有關(guān)的指標(biāo)誤差大小有關(guān)的指標(biāo) 靈敏閥：靈敏閥：又稱為死區(qū)，用來衡量測量又稱為死區(qū)，用來衡量測量起始點不靈敏的程度。起始點不靈敏的程度。 分辨力：分辨力：指能引起輸出量發(fā)生變化時輸入量的最指能引起輸出量發(fā)生變化時輸入量的最小變化量，表明測試裝置分辨輸入量微小變化的小變化量，表明測試裝置分辨輸入量微小變化的能力。能力。重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院測量范圍：測量范圍：是指測試裝置

6、能正常測是指測試裝置能正常測量最小輸入量和最大輸入量之間的量最小輸入量和最大輸入量之間的范圍。范圍。3.2 測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性 可靠性：可靠性：是與測試裝置無故障工作時間長短有關(guān)是與測試裝置無故障工作時間長短有關(guān)的一種描述。的一種描述。 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：是指在一定工作條件下，是指在一定工作條件下，當(dāng)輸入量不變時，輸出量隨時間當(dāng)輸入量不變時，輸出量隨時間變化的程度。變化的程度。重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.2 測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)特性案例：案例：物料配重自動測量系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)測量物料配重自動測量系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)測量 靈敏度靈敏度= =y/y/x

7、x非線性度非線性度=B/A=B/A100%100%回程誤差回程誤差= =(hmax/A)(hmax/A)100%100%測量范圍：測量范圍：重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院 無論復(fù)雜度如何，把測量裝置作為一個系統(tǒng)無論復(fù)雜度如何，把測量裝置作為一個系統(tǒng)來看待。問題簡化為處理輸入量來看待。問題簡化為處理輸入量x(t)x(t)、系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)傳輸特性特性h(t)h(t)和輸出和輸出y(t)y(t)三者之間的關(guān)系。三者之間的關(guān)系。x(t)h(t)y(t)輸入量輸入量系統(tǒng)特性系統(tǒng)特性輸出輸出3.3 3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 y(

8、t)=X(t)*h(t)卷積分卷積分重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院卷積分卷積分第二章、信號分析基礎(chǔ)第二章、信號分析基礎(chǔ) 卷積積分是一種數(shù)學(xué)方法，在信號與系統(tǒng)的卷積積分是一種數(shù)學(xué)方法，在信號與系統(tǒng)的理論研究中占有重要的地位。特別是關(guān)于信號的理論研究中占有重要的地位。特別是關(guān)于信號的時間域與變換域分析，它是溝通時域頻域的一時間域與變換域分析，它是溝通時域頻域的一個橋梁。個橋梁。 )()()()()(thtxdthxty重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院卷積的卷積的物理意義物理意義1 1）將將信號信號x(t)x(t)分解分解為許多寬度為為許多寬度為 t t 的窄條面的窄條面積之和，積

9、之和，t= n t= n t t 時的第時的第n n個窄條的高度為個窄條的高度為x(n x(n t ) t )，在，在 t t 趨近于零的情況下，窄條可以看趨近于零的情況下，窄條可以看作是強度等于窄條面積的脈沖。作是強度等于窄條面積的脈沖。2.6 卷積分卷積分tx(t)n t x(n t ) t 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院2 2）在）在t=nt=n t t時刻，窄條脈沖引起的響應(yīng)為時刻，窄條脈沖引起的響應(yīng)為: : x(x(n n t)t) t h(t- t h(t- n n t)t)tx(nt) t h(t- nt)02.6 卷積分卷積分重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3

10、 3）各脈沖引起的響應(yīng)之和即為輸出）各脈沖引起的響應(yīng)之和即為輸出y(t)y(t)0)()()(ntntthtnxtyty(t)02.6 卷積分卷積分重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院卷積與相關(guān)2.6 卷積分卷積分);()()(*)();()();()(XHtxthXtxHthFTFTFT如果如果則則時域卷積定理時域卷積定理卷積分的傅立葉變換計算法：卷積分的傅立葉變換計算法：)(*)()(txthty)()()(XHY)()(1YFty重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3)3)如果輸入和系統(tǒng)特性已知，則可以推斷如果輸入和系統(tǒng)特性已知，則可以推斷和估計系統(tǒng)的輸出量。和估計系統(tǒng)的輸出量。

11、( (預(yù)測預(yù)測) ) 系統(tǒng)分析中的三類問題：系統(tǒng)分析中的三類問題：1)1)當(dāng)輸入、輸出是可測量的當(dāng)輸入、輸出是可測量的( (已知已知) )，可以通，可以通過它們推斷系統(tǒng)的傳輸特性。過它們推斷系統(tǒng)的傳輸特性。( (系統(tǒng)辨識系統(tǒng)辨識) )2)2)當(dāng)系統(tǒng)特性已知，輸出可測量，可以通當(dāng)系統(tǒng)特性已知，輸出可測量，可以通過它們推斷導(dǎo)致該輸出的輸入量。過它們推斷導(dǎo)致該輸出的輸入量。 ( (反求反求) )第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 x(t)h(t)y(t)重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院測試系統(tǒng)基本要求測試系統(tǒng)基本要求 3.1 測試系統(tǒng)概論測試系統(tǒng)概論 理想的測試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定

12、的輸理想的測試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定的輸入輸出關(guān)系。對于每一輸入量都應(yīng)該只有單一入輸出關(guān)系。對于每一輸入量都應(yīng)該只有單一的輸出量與之對應(yīng)。知道其中一個量就可以確定的輸出量與之對應(yīng)。知道其中一個量就可以確定另一個量。其中以輸出和輸入成另一個量。其中以輸出和輸入成線性關(guān)系線性關(guān)系最佳。最佳。 xy線性線性xy線性線性xy非非線性線性重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.1 測試系統(tǒng)概論測試系統(tǒng)概論 系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸入x(t)x(t)和輸出和輸出y(t)y(t)間的關(guān)系可以用常間的關(guān)系可以用常系數(shù)線性微分方程來描述：系數(shù)線性微分方程來描述： 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)(時域描述時域描述)一般在工程中使用

13、的測試裝置都是線性系統(tǒng)。一般在工程中使用的測試裝置都是線性系統(tǒng)。0111)(.)()(atyatyatyannnn0111)(.)()(btxbtxbtxbmmmm重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.1 測試系統(tǒng)概論測試系統(tǒng)概論 線性系統(tǒng)性質(zhì)：線性系統(tǒng)性質(zhì)：a)a)疊加性疊加性 系統(tǒng)對各輸入之和的輸出等于各單個輸入的系統(tǒng)對各輸入之和的輸出等于各單個輸入的輸出之和，即輸出之和，即 若若 x1(t) y1(t)，x2(t) y2(t) 則則 x1(t)x2(t) y1(t)y2(t) b)b)比例性比例性 常數(shù)倍輸入所得的輸出等于原輸入所得輸出的常數(shù)倍輸入所得的輸出等于原輸入所得輸出的常數(shù)

14、倍，即常數(shù)倍，即: : 若若 x(t) y(t) x(t) y(t) 則則 kx(tkx(t) ) ky(tky(t) ) 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.1 測試系統(tǒng)概論測試系統(tǒng)概論 c)c)微分性微分性 系統(tǒng)對原輸入信號的微分等于原輸出信號的微系統(tǒng)對原輸入信號的微分等于原輸出信號的微分，即分，即 若若 x(t) y(t) x(t) y(t) 則則 x(t) y(t) x(t) y(t) d)d)積分性積分性 當(dāng)初始條件為零時，系統(tǒng)對原輸入信號的積當(dāng)初始條件為零時，系統(tǒng)對原輸入信號的積分等于原輸出信號的積分，即分等于原輸出信號的積分，即 若若 x(t) y(t) x(t) y(t

15、) 則則 x(t)dtx(t)dt y(t)dty(t)dt 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.1 測試系統(tǒng)概論測試系統(tǒng)概論 e)e)頻率保持性頻率保持性 若系統(tǒng)的輸入為某一頻率的諧波信號，則系統(tǒng)若系統(tǒng)的輸入為某一頻率的諧波信號，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出將為同一頻率的諧波信號，即的穩(wěn)態(tài)輸出將為同一頻率的諧波信號，即 若若 x(t)=x(t)=Acos(t+xAcos(t+x) ) 則則 y(t)=y(t)=Bcos(t+yBcos(t+y) ) 線性系統(tǒng)的這些主要特性，特別是符合線性系統(tǒng)的這些主要特性，特別是符合疊加原理和頻率保持性，在測量工作中具有疊加原理和頻率保持性，在測量工作中具有重要

16、作用。重要作用。 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)： )(/ )()(sXsYsH拉氏變換拉氏變換( (數(shù)學(xué)定義數(shù)學(xué)定義) )：)(/ )()(jXjYjH富氏變換富氏變換(數(shù)字計算數(shù)字計算):22)(Im)(Re)()(jHjHjHA)(Im/)(Re)(jHjHarctg3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù):直觀的反映了測試系統(tǒng)對不同頻率成分直觀的反映了測試系統(tǒng)對不同頻率成分輸入信號的扭曲情況。輸入信號的扭曲情況。A重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重

17、慶交通大學(xué)航海學(xué)院a)傳遞函數(shù)的測量傳遞函數(shù)的測量(正弦波法正弦波法) 依次用不同頻率依次用不同頻率f fi i的簡諧信號去激勵被測系的簡諧信號去激勵被測系統(tǒng)，同時測出激勵和系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出的幅值、相統(tǒng)，同時測出激勵和系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出的幅值、相位，得到幅值比位，得到幅值比A Ai i、相位差相位差ii。 3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 依據(jù)：頻率保持性依據(jù)：頻率保持性 若若 x(t)=x(t)=Acos(t+xAcos(t+x) ) 則則 y(t)=y(t)=Bcos(t+yBcos(t+y) )重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性

18、 優(yōu)點：優(yōu)點：簡單，簡單，信號發(fā)生器，信號發(fā)生器，雙蹤示波器雙蹤示波器缺點：缺點：效率效率低低 從系統(tǒng)最低測量頻率從系統(tǒng)最低測量頻率fminfmin到最高測量頻率到最高測量頻率fmaxfmax，逐逐步增加正弦激勵信號頻率步增加正弦激勵信號頻率f f，記錄下各頻率對應(yīng)的幅記錄下各頻率對應(yīng)的幅值比和相位差，繪制就得到系統(tǒng)幅頻和相頻特性。值比和相位差，繪制就得到系統(tǒng)幅頻和相頻特性。 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 案例：案例：音響系統(tǒng)性能評定音響系統(tǒng)性能評定

19、y(t)=x(t)*h(t) Y(f)=X(f)H(f) 改進(jìn)：改進(jìn)：脈沖輸入脈沖輸入/ /白白噪聲輸入，測量輸噪聲輸入，測量輸出，再求輸出頻譜。出，再求輸出頻譜。飛機模態(tài)分析飛機模態(tài)分析重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院b)b)脈沖響應(yīng)函數(shù)脈沖響應(yīng)函數(shù) 若裝置的輸人為單位脈沖若裝置的輸人為單位脈沖(t)(t)，因，因(t)(t)的的傅立葉變換為傅立葉變換為1 1，有：，有： Y(f)=H(f)Y(f)=H(f)，或，或y(t)=Fy(t)=F-1-1H(S)H(S)3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 優(yōu)點：優(yōu)點：直觀直觀缺點：缺點：簡單系統(tǒng)識別簡單系統(tǒng)識別記為記為h(

20、t)h(t)，稱它為脈沖響應(yīng)函數(shù)。稱它為脈沖響應(yīng)函數(shù)。 H(f)固頻、阻尼參數(shù)固頻、阻尼參數(shù)傅立葉傅立葉變換變換重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 案例案例: :鏜桿鏜桿固有頻率測量固有頻率測量重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院實驗：懸臂梁固有頻率測量實驗：懸臂梁固有頻率測量3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 案例案例: :橋梁固頻測量橋梁固頻測量原理：在橋中設(shè)置一三角形障礙物，利用汽車礙時的沖擊對橋梁進(jìn)行激勵，再通過應(yīng)

21、變片測量橋梁動態(tài)變形，得到橋梁固有頻率。重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院c) c) 階躍響應(yīng)函數(shù)階躍響應(yīng)函數(shù) 若系統(tǒng)輸入信號為單位階躍信號，即若系統(tǒng)輸入信號為單位階躍信號，即x(t)=u(t)x(t)=u(t)，則則X(s)=1/sX(s)=1/s，此時此時Y(s)=H(s)/sY(s)=H(s)/s3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 H(f)時域波形參數(shù)識別時域波形參數(shù)識別重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.3 測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性 階躍響應(yīng)函數(shù)測量階躍響應(yīng)函數(shù)測量 實驗求階躍響應(yīng)函數(shù)簡單明了，產(chǎn)生一個階實驗求階躍響應(yīng)函數(shù)簡單明了，產(chǎn)

22、生一個階躍信號，再測量系統(tǒng)輸出就可以了。躍信號，再測量系統(tǒng)輸出就可以了。原理：在橋中懸掛重物，然后突然剪斷繩索，產(chǎn)生階躍激勵，再通過應(yīng)變片測量橋梁動態(tài)變形，得到橋梁固有頻率。案例：案例：橋梁固有頻率測量橋梁固有頻率測量重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院 設(shè)測試系統(tǒng)的輸出設(shè)測試系統(tǒng)的輸出y(t)y(t)與輸入與輸入x(t)x(t)滿足關(guān)系滿足關(guān)系 y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t-tx(t-t0 0) )3.4 3.4 系統(tǒng)不失真測量條件系統(tǒng)不失真測量條件第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 該系統(tǒng)的輸該系統(tǒng)的輸出波形與輸入信出波形與輸入信號的波形精確地號的波形精確地一致，只是幅

23、值一致，只是幅值放大了放大了A A0 0倍，在倍，在時間上延遲了時間上延遲了t t0 0而已。這種情況而已。這種情況下，認(rèn)為測試系下，認(rèn)為測試系統(tǒng)具有不失真的統(tǒng)具有不失真的特性。特性。t tA Ax(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t- tx(t- t0 0) )時域條件時域條件重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院 y(t)=A0 x(t-t0) Y()=A0e-jt0X()3.4 系統(tǒng)不失真測量的條件系統(tǒng)不失真測量的條件 不失真測試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性不失真測試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足應(yīng)分別滿足 A()

24、=A0=A()=A0=常數(shù)常數(shù) ()=-t0()=-t0做傅立葉變換做傅立葉變換 頻域定義頻域定義重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院1 1 一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)3.5 3.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 溫度溫度酒精酒精濕度濕度重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 特征：特征：測量滯后測量滯后階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù))()()(txtydttdy11)(jjH2)(11)(A重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 一階系統(tǒng)時間常數(shù)測量：一階系統(tǒng)時間常

25、數(shù)測量：階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)0.632)(11)(A重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 實驗：一階系統(tǒng)時間常數(shù)對測量的影響實驗：一階系統(tǒng)時間常數(shù)對測量的影響重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院2 2 二階系統(tǒng)二階系統(tǒng)3.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)稱重稱重( (應(yīng)變片應(yīng)變片) )F F加速度加速度重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特征：特征：震蕩震蕩脈沖響應(yīng)脈沖響應(yīng)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)A)()()()(001222txbtyadttdyadttyda222002)(nnnjabH重慶交通大學(xué)

26、航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院222002)(nnnjabH3.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)二階系統(tǒng)參數(shù)測量二階系統(tǒng)參數(shù)測量脈沖響應(yīng)脈沖響應(yīng)/階躍響應(yīng)函數(shù)法：階躍響應(yīng)函數(shù)法：t tb bM1M2f fn n=1/t=1/tb b2/ln1MM重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)傳遞函數(shù)法傳遞函數(shù)法An0.70712n/ )(12重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)nn阻尼系數(shù)和固頻的作用阻尼系數(shù)和固頻的作用重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3.5 典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)

27、實驗：二階系統(tǒng)參數(shù)對測量的影響實驗：二階系統(tǒng)參數(shù)對測量的影響重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院 實際測量工作中，測量系統(tǒng)和被測對象會產(chǎn)實際測量工作中，測量系統(tǒng)和被測對象會產(chǎn)生相互作用。測量裝置構(gòu)成被測對象的負(fù)載。彼生相互作用。測量裝置構(gòu)成被測對象的負(fù)載。彼此間存在能量交換和相互影響，以致系統(tǒng)的傳遞此間存在能量交換和相互影響，以致系統(tǒng)的傳遞函數(shù)不再是各組成環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的疊加或連乘。函數(shù)不再是各組成環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的疊加或連乘。 3.6 3.6 負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng) 第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系統(tǒng)特性 ER1R2V V=ER2/(R2+R1)V=ER2Rm/R1(Rm+R2)+RmR2V VRm令令R1=100K,R2=150K,Rm=150K,E=150V,得得:U0=90V,U1=64.3V，誤差達(dá)誤差達(dá)28.6%。重慶交通大學(xué)航海學(xué)院重慶交通大學(xué)航海學(xué)院第三章、測試系統(tǒng)特性第三章、測試系