第2章測(cè)量方法與測(cè)量系統(tǒng)

1、電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第1頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第2頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第3頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第4頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第5頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第6頁h (t )系系 統(tǒng)統(tǒng)輸輸入入輸輸出出x ( t )y ( t )測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)框框圖圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第7頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第8頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第9頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第10頁表表 2-1信信號(hào)號(hào)的的分分類類自自變變量量 t函函數(shù)數(shù)值值 f(t)信信號(hào)號(hào)分分類類連連續(xù)續(xù)模模擬擬信信號(hào)號(hào)連連續(xù)續(xù)時(shí)時(shí)間間信信號(hào)號(hào)離離散散量量化化信信號(hào)號(hào)連連續(xù)續(xù)采采樣樣信信號(hào)號(hào)離離散散時(shí)時(shí)間間信信號(hào)號(hào)離

2、離散散數(shù)數(shù)字字信信號(hào)號(hào)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第11頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第12頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第13頁h(t )系系 統(tǒng)統(tǒng)激激勵(lì)勵(lì)響響應(yīng)應(yīng)x ( t )y ( t )電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第14頁22( )( )( )( )cccd u tdu tLCRCu te tdtdt0,0( ),0te tut電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第15頁()()()YKX()( )jtXextd t 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第16頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第17頁系系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部部狀狀態(tài)態(tài)s1、 s2、srx1x2xnv1v2vey1y2ym電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第18頁12( )( ,)nyf

3、 xyf x xx或電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第19頁被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象（有源量）（有源量）測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)（已知系統(tǒng)）（已知系統(tǒng)）響應(yīng)的讀響應(yīng)的讀出與顯示出與顯示信號(hào)信號(hào)響應(yīng)響應(yīng)被被測(cè)測(cè)對(duì)對(duì)象象（無無源源量量）測(cè)測(cè)量量系系統(tǒng)統(tǒng)（已已知知系系統(tǒng)統(tǒng)）響響應(yīng)應(yīng)的的讀讀出出與與顯顯示示響響應(yīng)應(yīng) 1響響應(yīng)應(yīng) 2測(cè)測(cè)試試激激勵(lì)勵(lì)（信信號(hào)號(hào)源源）已已知知信信號(hào)號(hào)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第20頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第21頁x1模模擬擬復(fù)復(fù)用用器器x2xnA/D處理器處理器D/A模模擬擬分分路路器器y1y2yn執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或顯示器或顯示器多多路路多多路路電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第22頁發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)載載波波

4、調(diào)調(diào)制制多多路路測(cè)測(cè)量量設(shè)設(shè)備備傳傳感感器器傳傳感感器器傳傳感感器器信信息息信信息息信信息息接接收收機(jī)機(jī)載載波波調(diào)調(diào)制制分分路路設(shè)設(shè)備備記記錄錄處處理理或或計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)送送端端接接收收端端PLC前前端端機(jī)機(jī)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)顯顯示示器器智智 能能傳傳感感器器模模擬擬I/O開開關(guān)關(guān)I/O數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)采采集集站站壓壓力力溫溫度度電電壓壓阻阻抗抗報(bào)報(bào)答答狀狀態(tài)態(tài)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)總總線線電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第23頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第24頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第25頁被被測(cè)測(cè)電電路路驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)器器電電平平比比較較器器邏邏輯輯比比較較器器波波形形合合成成器器實(shí)實(shí)效效存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器圖圖形形發(fā)發(fā)生生器器時(shí)時(shí)鐘

5、鐘發(fā)發(fā)生生器器計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)測(cè)測(cè)量量結(jié)結(jié)果果輸輸出出測(cè)測(cè)量量程程序序輸輸入入測(cè)測(cè)量量系系統(tǒng)統(tǒng)總總線線參參考考電電壓壓LSILSI測(cè)試系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖測(cè)試系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第26頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第27頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第28頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第29頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第30頁yS x2012( )yf xSS xS x獲得靜態(tài)特性的方法：獲得靜態(tài)特性的方法： 對(duì)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定或定期進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定或定期進(jìn)行校準(zhǔn)。 即在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作條件下（規(guī)定的溫度范圍、大氣壓即在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作條件下（規(guī)定的溫度范圍、大氣壓力、濕度等），由

6、高精度的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器給出一系列數(shù)值已知力、濕度等），由高精度的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器給出一系列數(shù)值已知的、準(zhǔn)確的、不隨時(shí)間變化的輸入量的、準(zhǔn)確的、不隨時(shí)間變化的輸入量x xj j，用高精度測(cè)量?jī)x器，用高精度測(cè)量?jī)x器測(cè)定被校測(cè)量系統(tǒng)對(duì)應(yīng)輸出量測(cè)定被校測(cè)量系統(tǒng)對(duì)應(yīng)輸出量y yj j, ,得到由得到由( (x xj j,y,yj j) )數(shù)值列出的數(shù)數(shù)值列出的數(shù)表、繪制曲線或求得數(shù)學(xué)表達(dá)式，即為被校準(zhǔn)的測(cè)量系統(tǒng)的表、繪制曲線或求得數(shù)學(xué)表達(dá)式，即為被校準(zhǔn)的測(cè)量系統(tǒng)的輸出與輸入的關(guān)系，亦稱之為靜態(tài)特性。輸出與輸入的關(guān)系，亦稱之為靜態(tài)特性。 xyy=sxY=s + s x0 10非線性非線性電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第3

7、1頁0ySxyy=sxY=s + s x0 10電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第32頁( )ydySfxxdx輸出量的變化量輸入量的變化量電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第33頁 v u x y S1 S2 S3 123yvuySS S Sxxvu電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第34頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第35頁maxmin|Rxx電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第36頁|100%mHF SHY電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第37頁100%RF SRY/RKSn電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第38頁xy0maxy a bx maxmax|100%Ly電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第39頁LHRA電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第40頁MTBF

8、MTBF+MTTRA平均無故障時(shí)間平均無故障時(shí)間平均修復(fù)時(shí)間電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第41頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第42頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第43頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第44頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第45頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第46頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第47頁%mmmxxsx %mmxmxxxsxxx( %)mxaxbx ( %)mxxxabxx 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第48頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第49頁1101( )( )( )( )nnnnnnnd y fdy tdy taaaa y tdtdtdt11101()()()()mmmmmmd xtdxtdxtbb

9、bbxtdtdtdt電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第50頁11101110( )( )( )mmmmnnnnb sbsb sbY sH sX sa sasa sa11110110( )()( )()nnmmnnmmY s a sa sas aX s b sb sbs b0( )( )(,0)stY sy t e dtsj 0( )( )stXsx t edt電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第51頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第52頁0()( )jtYjy t edt0()( )jtXjx t edt11101110()()()()()()()()()mmmmnnnnbjbjb jbY jH jX jajaja

10、ja電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第53頁|( )|( )|( )|( )|YAHX( ) arctan ( )H 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第54頁21( ) |( )|1 ()AH幅頻特性：幅頻特性：( )arctan 相頻特性：相頻特性： 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第55頁0,0()cos ,0txtAnt t( )(1)ty tAe0.95A電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第56頁2()()()12nnYKHXj22( )( )12( )1nnYsKHsXsss2221( )2( )( )( )nnd y tdy ty tKx tdtdtn電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第57頁幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第58頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第59頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第60頁電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第61頁電子測(cè)